Способ оценки потребности чистого насаждения в рубке ухода

 

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к рубкам ухода, преимущественно к прореживаниям и проходным рубкам в чистых насаждениях. В предложенном способе оценки потребности чистого насаждения в рубке ухода, включающем определение диаметров стволов и измерение их средней высоты, определяют суммарную площадь прямоугольников, одной из сторон каждого из которых является диаметр ствола дерева, а другой - средняя высота деревьев. Сумма площадей прямоугольников прямо пропорциональна сумме площадей боковых поверхностей стволов, в зависимости от величины которой определяют необходимость проведения рубки ухода. Это позволит повысить качество рубок ухода уточнением количества изъятия древесины рубкой ввиду использования показателя, являющегося константой в нормальных насаждениях и поэтому имеющего физический смысл, обеспечить меньшую нарушенность строения древостоя рубкой ввиду изъятия древесины в пределах естественного варьирования суммы боковых поверхностей стволов на единице площади участка леса, достигнуть восстановления и дальнейшего нарастания запаса древостоя после рубки ухода в процессе его роста. 5 табл.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к рубкам ухода, преимущественно к прореживаниям и проходным рубкам в чистых древостоях.

Известен способ оценки потребности насаждении в рубке ухода лесоустройством, принятый нами за прототип (см. Н.П.Анучин, "Лесная таксация", издание 3-е, исправленное и дополненное, издательство "Лесная промышленность", М. , 1971), включающий установление, путем измерений и вычислений относительной полноты насаждения в долях единицы, равной отношению суммы площадей сечений на высоте груди у всех деревьев на 1 га к сумме площадей сечений нормального полного насаждения той же древесной породы, возраста и класса бонитета в таблицах хода роста (стр. 244), рубку ухода проводят в густом непрореженном насаждении (стр. 245), приближая его к нормальному насаждению (стр. 242) с просветами в 15-20% площади проекции полога (стр. 243), доводя и сомкнутость, и полноту по сумме площадей сечений до 0,8, а так как полнота густых непрореженных насаждений, определяемая по сумме площадей сечений, завышена (стр. 245), то полнота, определяемая по запасу, рубкой ухода доводится до 0,7, значение полноты 0,7 известно из опыта лесоводства. Все насаждения таксируются и их данные заносятся в таксационные описания. По таксационному описанию выбираются чистые насаждения, не достигшие спелости, имеющие полноту 0,8 и выше, и назначаются в рубки ухода, при этом для такого участка леса указывается объем заготавливаемой древесины, пропорциональный разнице полноты насаждения и полноты 0,7. Рубку ухода назначают по запасу, указывая объем заготовленной древесины, это происходит ввиду учета древесного сырья как товара, в то время как запас древесины насаждения и объем заготавливаемой древесины не имеют значения для роста насаждения, так как древесина практически не содержит живых клеток. При полноте 0,7 и при иных ее значениях может быть много тонких стволов, а может быть мало толстых стволов. При малом количестве толстых стволов получается завышенное значение суммы площадей сечений, так как при ее вычислении диаметры стволов деревьев возводятся в квадрат, а в результате происходит переруб и потом насаждение не восстанавливается, а соответственно, при большом количестве тонких стволов по тем же причинам получается недоруб, и цель рубок ухода не достигается. Значение полноты 0,7 известно из опыта лесоводства, при этом надежного логического обоснования оно не имеет и поэтому оно не точное, а приблизительное. Сумма площадей сечений и запас древесины не имеют физического смысла, так как древесина, составляющая основную часть сечения ствола и основную часть запаса, почти не имеет живых клеток по сравнению соответственно с окружностью ствола и боковой поверхностью ствола (А.Е.Васильев и др. , 1978, стр. 132; Л.И.Лотова, 2001, стр. 77; Г.А.Бавуто и др., 1997, стр. 217; Г.В.Матвеева и др., 1969, стр. 89-90), не потребляет пластических веществ, не производит их и не откладывает очередной годичный прирост древесины. Сумма площадей боковых поверхностей стволов в полных насаждениях является константой (Н. П. Анучин, 1971, стр. 449) и имеет физический смысл, так как потребляет органические вещества (пластические вещества) и уменьшает баланс синтеза органических веществ и их распада. Количество вырубаемой части деревьев должно быть в пределах естественного варьирования таксационных показателей насаждения во времени, чтобы насаждение могло восстановиться после рубки ухода, а оценок естественного варьирования полноты нет ввиду неопределенности того, что такое средняя арифметическая полнота, около которой имеется варьирование.

Аналогом предлагаемого способа является определение потребности чистого насаждения в рубке ухода по превышению оптимальной (нормативной) суммы площадей сечений на 10% и более и оптимального количества деревьев на 10-15% и более (см. Наставление по рубкам ухода в равнинных лесах европейской части России. Федеральная служба лесного хозяйства России. М., 1994 г., стр. 14 и 15, также предложенные там же программы рубок ухода).

Недостатками данного способа является то, что такой показатель, как число стволов на участке леса или на единице площади леса, в таксационных описаниях, являющихся основными документами о лесном фонде, отсутствует, что касается использования суммы площадей сечений, или полноты, то недостатки изложены здесь выше, в критике прототипа.

Заявляемое техническое решение направлено на устранение недостатков вышеуказанного способа по оценке потребности чистых насаждений в рубках ухода.

Цель предлагаемого способа - повышение качества рубок ухода уточнением количества изъятия древесины рубкой ввиду использования показателя, являющегося константой в нормальных насаждениях, обеспечение меньшей нарушенности строения древостоя рубкой и его способности восстановиться ввиду изъятия древесины в пределах естественного варьирования суммы боковых площадей поверхности стволов. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе оценки потребности чистого насаждения в рубке ухода, включающем определение диаметров деревьев и измерение их средней высоты, определяют суммарную площадь прямоугольников, одной из сторон каждого из которых является диаметр ствола дерева, а другой - средняя высота деревьев, причем сумма площадей прямоугольников прямо пропорциональна сумме боковых поверхностей стволов, в зависимости от величины которой определяют необходимость проведения рубок ухода. Вычисляют произведение суммы диаметров деревьев на высоту среднего дерева и сравнивают его с нормативом для данного бонитета, полученным камерально из местных или Всеобщих таблиц хода роста для данной древесной породы и данного бонитета, составляющим разность произведения среднего диаметра древостоя на его среднюю высоту и на число стволов на 1 га, пропорционального сушке площадей боковых поверхностей стволов на 1 га, являющейся константой в нормальных насаждениях, и среднеквадратического отклонения этого произведения, и если искомая величина по древостою больше значения соответствующего норматива, то потребность в рубке ухода существует и интенсивность рубки по запасу пропорциональна разности искомой величины и норматива, отнесенной к нормативной величине. Эти нормативные величины вычислены по таблицам хода роста для сосны, ели, березы, осины, ольхи и дуба и приведены здесь. На практике в таксационном описании следует находить величину запаса древесины в м³ на 1 га и делить эту величину на величину среднего диаметра в насаждении из того же таксационного описания, выраженную в метрах, а не в сантиметрах, также делить на величину "пи", равную 3,1416, также делить на видовое число, для сосны 0,465, для ели 0,455, для березы 0,432, для осины 0,445, для ольхи 0,445 для дуба 0,458, и умножать на четыре, в результате получается сумма площадей прямоугольников на 1 га. Данные о видовых числах взяты из источника: Н.П.Анучин. Лесная таксация. Издание третье, исправленное и дополненное. М.: Лесная промышленность", 1971, стр. 253, 255, 264. Диаметры стволов условно взяты величиной 0,16 м, а высоты 15 м, погрешность составляет менее 10%.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявляемом способе повышение качества рубок ухода достигается уточнением необходимого количества изъятия древесины рубкой, обеспечением меньшей нарушенности строения древостоя ввиду изъятия древесины в пределах естественного варьирования суммы площадей боковых поверхностей стволов, восстановлением строения древостоя после рубки, и в результате повышением общей производительности насаждения.

Способ включает установление, путем измерений и вычислений, суммарной величины площади прямоугольников, равной сумме диаметров стволов деревьев на высоте груди (1,3 м), умноженной на среднюю высоту деревьев, пропорциональной сумме боковых поверхностей стволов деревьев, отражающей основное потребление органических веществ живыми клетками, расположенными по боковым поверхностям стволов, при этом в рубку назначают количество деревьев во их запасу, пропорциональному разнице суммарной величины площади прямоугольников на единице площади участка леса, и нормативной величины площади прямоугольников, полученной из таблиц хода роста, как разницы суммы диаметров стволов на высоте груди, умноженной на среднюю высоту деревьев, являющейся константой в нормальных насаждениях, и среднеквадратического отклонения этой суммы от ее среднеарифметического значения по возрастам.

Сумма площадей боковых поверхностей стволов на единице площади полного, нормального древостоя является константой, что установлено Н.П.Анучиным (Н. П. Анучин. Лесная таксация. Издание третье, исправленное и дополненное. Издательство "Лесная промышленность". М.,1971 г., стр. 449), это доказано в США на массовом материале. Сумма боковых поверхностей стволов имеет точный физический смысл как состоящая преимущественно из живых клеток и потребляющая часть органических веществ в балансе деревьев "фотосинтез - дыхание", тогда как древесина почти не имеет живых клеток и площадь сечения дерева, как и его объем древесины, не имеют точного физического смысла и не могут быть критериями. Источники, в которых отмечено почти полное отсутствие живых клеток в древесине: 1. А.Е.Васильев, Н.С.Воронин, А.Г.Еленевский, Т.И.Серебрякова. Ботаника. Анатомия и морфология растений. М.: Просвещение, 1978, стр. 132.

2. Л.И.Дотова. Морфология и анатомия высших растений. Эдиториал УРСС, М. , 2001, стр. 77.

3. Г. А. Бавуто, В.М.Еремин, Ботаника. Морфология и анатомия растений. Минск: Вышейшая школа, 1997, стр. 217.

4. Г.В.Матвеева, А.Д.Тарабрин. Ботаника. Издание 3-е, стр. 89-90.

Сумма площадей прямоугольников пропорциональна сумме площадей боковых поверхностей стволов, являющейся константой в нормальных, полных насаждениях, и потому она тоже является константой.

Изъятие древесины рубкой в количестве, пропорциональном величине среднеквадратического отклонения суммы площадей боковых поверхностей стволов, оставляет рубку в интервале естественного варьирования и поэтому не нарушает естественного строения древостоя и течения процессов в нем, и позволяет древостою полностью восстановиться после изъятия части древесины и продолжить наращивание запаса древесины.

Среднеквадратическое отклонение искомой величины для полного древостоя вычисляется из местных или Всеобщих таблиц хода роста для данной породы и данного бонитета статистической обработкой ряда указанных произведений по возрастам.

При рубке ухода спиливаются также наличный отпад, больные или заселенные антомовредителями деревья и деревья с различными пороками, оцениваемые как дровяные.

Ниже приведены нормативные величины произведений диаметра, высоты и числа стволов после вычитания среднеквадратических отклонений этих произведений от их средних величин по материалам Всеобщих и иных таблиц хода роста для сосны, ели, березы, осины, ольхи и дуба. (см. табл.1).

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1 (см.табл.2).

Пробная площадь 12, Карабановское лесничество. Александровский ЛПХ, Владимирская обл. , квартал 31, выдел 17. Площадь пробы 0,08188 га. Бонитет I. Закладка пробной площади в 1982 г.

Пример 2 (см.табл.3).

Пробная площадь 5, Карабановское лесничество, Александровский ЛПХ, Владимирская обл., квартал 37, выдел 3, Площадь пробы 0,22325625 га. Бонитет I. Культуры сосны 1952 г. Закладка пробной площади в 1982 г.

Пример 3 (см. табл. 4).

Пробная площадь 6. Махринское лесничество. Александровский ЛПХ. Владимирская обл. Квартал 19, выдел 14. Площадь пробы 0,122304 га. Бонитет Iа. Культуры сосны 1952 г. Закладка пробной площади в 1982 г.

Пример 4 (см. табл. 5).

Пробная площадь 3. Карабановское лесничество. Александровский ЛПХ. Владимирская обл. Квартал 31, выдел 8а, площадь пробы 0,3472 га. Бонитет I. Закладка пробной площади в 1982 г.

Таким образом, предлагаемый способ оценки потребности чистого насаждения в рубке ухода позволит значительно повысить качество и эффективность рубок ухода.

Формула изобретения

Способ оценки потребности чистого насаждения в рубке ухода, включающий определение диаметров деревьев и измерение их средней высоты, отличающийся тем, что определяют суммарную площадь прямоугольников, одной из сторон каждого из которых является диаметр ствола дерева, а другой - средняя высота деревьев, причем сумма площадей прямоугольников прямо пропорциональна сумме боковых поверхностей стволов, в зависимости от величины которой определяют необходимость проведения рубок ухода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2