СРАВНЕНИЕ СКОРОСТИ РОСТА В ВЫСОТУ ДРЕВОСТОЕВ БЕРЕЗЫ ПЛОСКОЛИСТНОЙ С БЕРЕЗОВЫМИ ДРЕВОСТОЯМИ РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РЕГИОНОВ
Выводцев Н.В., Тютрин С.А. (ТОГУ, Хабаровск РФ)
The article deals with the studying the processes of birch forest′s growth rate by hieght. The basis of mathematical modeling is the Mitscherlih function.
В работе проведено сравнение полных и модальных таблиц хода роста древостоев различных экорегионов России [6] с таблицей хода роста чистых белоберезников Чумиканского лесохозяйственного района (ЧЛХР) [2]. Сравнение проводилось по скорости изменения высоты. Для анализа сравниваемых нормативов была использована функция Митчерлиха [4]. Ряд роста белоберезников ЧЛХР построен на основании повыдельной лесоустроительной информации, предварительно отфильтрованной с применением правила «2 сигм» [9]. Анализ скорости изменения высоты всех рядов производился в программе MathCAD.[5]
Скорость изменения таксационного признака (текущий прирост)
определяется первой производной от функции роста и характеризует изменение
таксационного признака за год в определенном возрастном интервале. Максимальное
значение текущего прироста соответствует точке перегиба функции роста. Средний
текущий прирост (f`isred), характеризует изменение таксационного признака за
рассматриваемый период времени в среднем (за несколько интервалов) и
определялся по формуле 1.
(1)
где Σf` - сумма текущих приростов за период от 0 до 80 лет с интервалом 5 лет; 16 – количество интервалов.
Рисунок 1 отражает соотношение текущего прироста по высоте (f`i(xi)) и среднего текущего прироста по высоте (f`isred) чистых белоберезников ЧЛХР.
Рисунок 1 – Соотношение текущего и среднего текущего прироста по высоте
Максимальное значение текущего изменения высоты достигается белоберезниками ЧЛХР в возрасте 14,7 (точка 2). Процесс роста в интервале от 0 до 80 лет разделяется на три периода:1-й период от 0 до 2,75 (точка 1) характеризуется высоким темпом роста, не превышающим среднего значения; 2-й - от 2,75 до 43,75 (точка 3) – период, в котором текущий прирост превышает средний текущий прирост с достижением максимального значения (перегиб функции роста); 3-й – от 43,75 до 80 лет характеризуется снижением скорости роста на уровне ниже среднего значения. Другими словами в возрасте 40-45 лет скорость роста белоберезников ЧЛХР снижается до уровня 3-5 летнего древостоя и равна среднему изменению высоты с противоположным направлением.
Следует отметить, что скорость изменения высоты в законодательно утвержденном возрасте рубки (60 лет – точка 5) соответствует скорости роста в высоту в возрасте 1,15 года. При этом скорость роста в точке 3 в 1,41 раза выше, чем скорость роста в точке 5. Во столько же раз (1,49) отличается максимальный текущий прирост (точка 2) от текущего прироста в точке 3.
Сравнение текущего прироста по высоте проводилось раздельно для модальных и полных таблиц хода роста. Изучаемые белоберезники ЧЛХР по географическому расположению относятся к нижнеамурскому горному среднетаежному экорегиону. Рисунки 2 и 3 отражают характер прироста по высоте по модальным и полным таблицам хода роста соответственно.
Для удобства ориентации сравниваемые таблицы были проиндексированы (таблица 1).
Таблица 1
|
Индекс |
Название таблицы хода роста |
|
м1 |
ход роста модальных березовых древостоев Сибири (экорегионы средней и южной тайги) |
|
м2 |
ход роста модальных березовых древостоев лесостепных экорегионов Сибири |
|
м3 |
ход роста модальных березовых древостоев горнотаежных регионов Центральной Сибири |
|
м4 |
ход роста модальных березовых древостоев горнотаежных экорегионов Прибайкалья |
|
м5 |
ход роста модальных березовых древостоев Европейской части |
|
ЧЛХР |
ход роста модальных чистых белоберезников Чумиканского ЛХР |
|
п1 |
ход роста полных березовых древостоев Северо-Запада Европейской части (экорегионы южной тайги и зоны смешанных лесов) |
|
п2 |
ход роста полных березовых древостоев Южного Зауралья (экорегионы лесостепи и северной степи) |
|
п3 |
ход роста полных березовых древостоев равнинной части Среднего приуралья |
|
п4 |
ход роста полных березовых древостоев горных экорегионов Среднего Урала |
|
п5 |
ход роста полных березовых древостоев зон смешанных и лиственных лесов Запада Европейской части |
|
п6 |
ход роста полных березовых древостоев степных экорегионов Западной Сибири |
Примечание: м5б2 –ход роста модальных березовых древостоев Европейской части 2 класса бонитета
Чистые древостои березы плосколистной в ЧЛХР не отличаются высоким темпом роста по высоте (Рисунок 2). Максимальный текущий прирост составил 0, 36 м/год, что составляет 148% от среднего текущего прироста по высоте. При этом темп снижения прироста на возрастном интервале после достижения максимума настолько низкий, что позволяет выйти на лидирующий уровень по скорости роста в высоту по достижении 60 летнего возраста. Наибольшая интенсивность изменения высоты соответствует возрастному ряду м5б1а. Максимум текущего прироста для березовых древостоев Европейской части составляет 1,23 м/год и наступает в возрасте 7,5 лет. Интенсивному увеличению текущего прироста соответствует интенсивное снижение. Так рассматриваемый возрастной ряд обладает минимальным значением текущего прироста с 50 летнего возраста. Таким образом, на скорости роста по высоте проявляется влияние условий местопроизрастания.
С целью оценки соотношения текущего и среднего текущего прироста по высоте возрастные ряды изменения высоты были преобразованы методом индексов [8], при условии, что базовой величине (100%) соответствует средний текущий прирост каждого возрастного ряда (Рисунок 3).
Рисунок 2 – Сравнение скорости роста в высоту по модальным ТХР
Рисунок 3 – Сравнение скорости роста в высоту по полным ТХР
Значение текущего прироста, равное 100 % соответствует равенству среднему текущему приросту (линия f`isred на рисунке 1). В березовых древостоях указанное состояние наступает в период от 35 до 50 лет.
Результаты исследования линий роста по высоте позволяют сделать следующие вывод:
1. Рост березовых древостоев в высоту имеет высокий темп. Максимум текущего прироста достигается в возрасте до 20 лет.
2. Расположение ряда роста в высоту чистых белоберезников ЧЛХР в системе рядов роста в высоту различных экологических регионов говорит о сложных условиях произрастания и делает актуальной проблему разработки таксационных нормативов для этой формации.
Литература
1. Выводцев Н. В. Тютрин С. А. Изучение хода роста березы плосколистной в Дальневосточном Федеральном округе // "Лес-2011" XII Международная научно-техническая конференция.- Брянск, 2011.- С. 35-37
2. Лесохозяйственное районирование Дальнего Востока (нормативно-справочные материалы)// ДальНИИЛХ, Хабаровск, 1980. 55 стр.
3. Выводцев Н. В. Моделирование и прогнозирование продуктивности древостоев основных лесообразующих пород Дальнего Востока: Учеб. пособие. – Хабаровск: Из-во ХГТУ, 2001. 95 с.
4. Кивисте А. К. Функции роста леса: Учеб.-справ. Пособие. Тарту 1988. 108с.
5. Охорзин В. А. Прикладная математика в системе Mathcad: учебное пособие.Спб. 2008.352с.
6. Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г., Нильссон С., Булуй Ю.И. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород Северной Евразии (нормативно-справочные материалы). Издание 2-е, доп. - М: Федеральное агентство лесного хозяйства, 2008. 886 с.
7. Свалов Н. Н. Моделирование производительности древостоев и теория лесопользования. – М.: Лесная промышленность, 1979. – 214 с.
8. Тюрин А. В. Нормальная призводительность лесонасаждений сосны, осины, ели. Всеобщие таблицы хода роста. – 2-е изд. –М.;Л.: Сельхоз гиз, 1931. – 200 с.
9. Никитин К. Е., Швиденко А. З. Методы и техника обрабтки лесоводственной информации. – М.:Лесная промышленность, 1978.-270 с.