Особливості ходу росту модальних соснових деревостанів Подільської височини

Здійснення моделювання динаміки основних таксаційних показників модальних соснових деревостанів І класу бонітету в типах лісорослинних умов на території західної частини Подільської височини. Моделювання динаміки середньої висоти, середнього діаметра.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 05.02.2019
Размер файла 23,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особливості ходу росту модальних соснових деревостанів Подільської височини

Доц. Г.Г. Гриник, д-р с.-г. наук

аспір. О.Ю. Громяк - НЛТУ України, м. Львів

За результатами опрацювання стаціонарних і тимчасових пробних площ та аналізу повидільної бази даних ВО "Укрдержліспроект" здійснено моделювання динаміки основних таксаційних показників модальних соснових деревостанів І класу бонітету в типах лісорослинних умов (ТЛУ) B2, B3, C2 та C3 на території західної частини Подільської височини.

За результатами здійсненого регресійного аналізу підібрано адекватні моделі для опису залежностей досліджуваних таксаційних ознак деревостанів сосни звичайної. Адекватність отриманих моделей характеризується достатньо високими коефіцієнтами детермінації та рештою статистичних показників.

Практична цінність отриманих моделей полягає в їхньому використанні під час створення нормативно-довідкових матеріалів, а також під час планування та здійснення господарських заходів з метою підвищення продуктивності соснових деревостанів району дослідження.

Ключові слова: деревостани сосни звичайної, моделювання, таксаційні ознаки, Подільська височина.

Вступ

На сьогодні для практики лісового господарства необхідно розробити та створити нормативно-довідкові матеріали модальних соснових деревостанів, особливо в різних типах лісорослинних умов та різних типах лісу [1, 11]. Особливо цікавими, як у науковому, так і у прикладному аспектах є соснові деревостани західної частини Подільської височини, яка характеризується значною різноманітністю як географічно-природничих районів, розташованих на цій території, так й істотною диференціацією лісових ділянок, як за типами лісорослинних умов, так і за типами лісу. Для розроблення таксаційних нормативів, передовсім, потрібно дослідити, описати та проаналізувати динамічні процеси росту модальних деревостанів з подальшим моделюванням цих процесів.

Мета дослідження - здійснити моделювання основних таксаційних показників модальних соснових деревостанів західної частини Подільської Височини.

сосновий деревостан висота показник

Обсяг дослідного матеріалу

Для дослідження та моделювання динаміки таксаційних ознак соснових деревостанів використано матеріали 52 стаціонарних та тимчасових пробних площ. Під час виконання польових досліджень враховано всі вимоги, передбачені лісовпорядкувальною інструкцією із закладання пробних площ [15]. На основі результатів опрацювання польових досліджень, на пробних площах визначено середні значення таксаційних ознак досліджуваних деревостанів [2, 3]. Пробні площі закладено в модальних соснових деревостанах у типах лісорослинних умов В2, В3, С2 та С3. Динаміку таксаційних ознак досліджено у типах лісу: свіжому та вологому дубово-соснових суборах (далі В2 д-С та В3 д-С) [4] і свіжому та вологому грабово-дубово-соснових сугрудах (далі С3 гд-С та С3 гд-С) [5]. Первинні матеріали польових досліджень пробних площ опрацьовували за допомогою пакетних програм " Statisti- ca" та "MS Excel". Для дослідження динаміки частки головної породи та для верифікації отриманих результатів використано реляційну повидільну базу даних [3], розроблену ВО "Укрдержліспроект", актуальну станом на 01.01.2012 р.

Методика дослідження. Під час досліджень використано загальнонаукові методи, зокрема: класифікація, узагальнення, синтез та системний аналіз. Моделювання динаміки середньої висоти, середнього діаметра, відносної та абсолютної повнот, видових чисел та загальних запасів здійснено за допомогою відповідних функцій, які наведено нижче [3]. Для регіону дослідження усереднено форми кривих, які описують динаміку середньої висоти. Базовою прийнято середню висоту у 100-річному віці, яка встановлюється на основі бонітетної шкали М.М. Орлова [14]. За результатами опрацювання повидільної бази, з метою встановлення середнього значення таксаційних ознак, встановлено, що середня висота головної породи дещо відрізняється у деревостанах І класу бонітету досліджуваних типів лісу та типів лісорослинних умов. Зважаючи на це та на істотну різницю у динаміці відносної повноти та частки сосни звичайної у складі деревостану, доцільно здійснювати моделювання таксаційних ознак окремо для деревостанів різних типів лісу [10, 12]. Це дає змогу порівняти інтенсивність росту за висотою у деревних порід з подібними приростами на основі аналізу їх швидкорослості [3, 6-9, 13].

Результати дослідження. Для опису динаміки середньої висоти (Н) для соснових деревостанів І класу бонітету використано функцію, загальний вигляд якої описано рівнянням (1). Динаміку відносної повноти модельовано за рівнянням загального виду (2). Значення середнього діаметра (D) для дерев сосни звичайної визначено за загальним рівняннями (3). Значення суми площ поперечного перетину (G) для соснових деревостанів І класу бонітету визначено за рівняннями (4), загального запасу (М) - (5) та видових чисел (F) (6). Динаміку частки головної породи (Ч) у складі модальних соснових деревостанів моделювали, використовуючи рівняння (7) та (8).

дС-сцШ(A) Y2 iCQ--CyLN' (Ab) (1)

P = С0 AC + С2 Нс + С4 HB5 (2)

D = (с0 + су Нв)- рс Нс-с4 Нв (3)

G = (с0 + с Нв + с2 Нв2) (1 - exp(-c3 Н§>A))“5+ 6 LN(Hв) (4)

М = Р (с0 + су Нв) Нс3-с4 LN(H)-C5LN(н)2; (5)

F = ( с0 - су Н ) Н с2 + с4-Dc; (6)

Ч = а0 + й\ Ln(Ai) (7)

Ч = а0 + a A + a2 A}, (8)

де: Лі - вік деревостану, років; АВ - базовий вік деревостану (100 років); НВ - базова висота, м.

Розв'язок рівняння залежності здійснено шляхом пошуку мінімуму квадратів різниці емпіричних і модельованих значень, а адекватність моделі оцінено за значенням коефіцієнта детермінації R2 [2]. Перевірку отриманих результатів здійснено за допомогою порівняльного аналізу отриманих модельованих значень з емпіричними даними повидільної бази даних та з результатами досліджень на постійних і тимчасових пробних площах. За результатами узагальнення та моделювання динаміки таксаційних ознак соснових деревостанів І класу бонітету різних типів лісу розраховано значення коефіцієнтів функції (1)-(8), які наведено у таблиці.

Табл. Коефіцієнти функцій (1)-(8) динаміки таксаційних ознак модальних соснових деревостанів І класу бонітету

Коефіцієнти рівнянь

Тип лісорослинних умов, тип лісу

B2

B3

C C3

B2

B3

C C3

H (1)

ш

ао

10,463

11,049

10,691

9,817

43,149

-29,265

58,602

37,317

аі

0,944

1,048

0,986

0,876

-1,508

1,071

-2,076

-1,298

а2

0,237

0,249

0,240

0,236

-0,126

-0,110

-0,068

-2,376

аз

-

-

-

-

-29,771

-504,615

171,695

-43,916

а4

-

-

-

-

1,099

18,198

-6,085

1,584

P (2)

ОМ

ао

-11,723

-11,731

-3,691

-9,337

4,202

6,101

5,143

5,528

аі

-2,844

-2,669

-1,087

-2,640

1,887

1,779

1,776

1,761

а2

0,907

1,116

1,487

1,039

-0,028

-0,028

-0,029

-0,028

аз

-0,057

-0,129

-0,216

-0,112

-0,058

-0,058

-0,058

-0,058

а4

-62,691

-62,691

-62,691

-62,691

1,116

1,116

1,116

1,116

а5

-87,865

-87,865

-87,865

-87,865

0,738

0,738

0,738

0,738

а6

-

-

-

-

-0,095

-0,095

-0,095

-0,095

M (5)

F (6)

ао

3,049

3,050

3,040

3,038

1,242

1,832

76,455

556,358

аі

1,179

1,184

1,146

1,122

-4,105

-5,686

-0,769

3,786

а2

-1,631

-1,832

-1,639

-1,403

-8,210

-6,478

-0,016

-0,210

аз

-1,371

-1,531

-1,400

-1,250

553,520

552,554

498,814

99,418

а4

0,190

0,220

0,197

0,173

-0,059

-0,057

-0,090

0,230

Ч (7)

Ч (8)

Ч (7)

Ч (8)

ао

4,975

6,774

4,323

5,979

аі

1,029

0,035

0,884

0,026

а2

-

-0,001

-

0,001

За верифікацію отриманих результатів, порівнюючи вихідні емпіричні дані із змодельованими, встановлено, що середня квадратична різниця між ними не перевищувала ±3 %. Крім цього, за критерієм Ст'юдента встановлено значущість на 5 %-му рівні коефіцієнтів, що характеризують незалежні змінні.

Аналізуючи динаміку росту у висоту, встановлено, що значення середньої висоти для модальних соснових деревостанів І класу бонітету у різних типах лісорослинних умов та типах лісу відрізняються незначно. Базові середні висоти у віці 100 років, визначені для деревостанів у різних ТЛУ за результатами опрацювання польових даних пробних площ та матеріалів повидільної реляційної бази даних, такі: 28,2 м - для деревостанів у типі лісу В2 д-С, 27,8 м - для В3 д-С, 28,0 м - для С2 гд-С та 28,4 м - для С3 гд-С. Таким чином, максимальні значення цієї таксаційної ознаки характерні для соснових деревостанів у С3 гд- С, а мінімальні - у В3 д-С. Пояснити це явище можна динамікою відносної повноти та часткою головної породи у складі деревостану.

У деревостанах, які ростуть у типі лісу В2 д-С, за рахунок незначної частки супутніх порід, яка змінюється в межах 2,7 одиниці у віці 20 років до 0,1 - у віці 120 років, відзначено активний ріст у висоту та, починаючи від віку 51 року, найвище значення відносної повноти. Причиною такого явища є, передусім, внутрішньовидова конкуренція та, порівняно, незначний відпад дерев головної породи. Дерева відпаду сосни характеризуються найнижчими значеннями як висоти, так і діаметра стовбура, тому, незважаючи на найгірші, порівняно із рештою досліджуваних деревостанів, ґрунтові та гідрологічні умови, формується доволі продуктивний деревостан з незначною часткою супутніх порід, значною як відносною, так і абсолютною повнотами, та загальним запасом.

Для деревостанів, які ростуть у типі лісу В3 д-С, частка супутніх порід істотно зменшується, зокрема у віці 21-50 років змінюється від 2,6 до 1,6 одиниці. Таким чином, за відносно сприятливих ґрунтово-гідрологічних умов у таких деревостанах дерева сосни звичайної зазнають крім внутрішньовидової конкуренції, ще й доволі істотної міжвидової. Наслідком цього є відпад дерев сосни звичайної, які не витримують конкурентної боротьби з дубом, грабом або березою, та мають середні значення висоти та діаметра стовбура близькі, або неістотно нижчі від середніх у деревостані. Таким чином відбувається істотне зменшення відносної та абсолютної повнот, а загальний запас є фактично найнижчим серед досліджуваних деревостанів, крім деревостанів у типі лісу С2 гд-С.

Для соснових деревостанів у типі лісу С2 гд-С характерним є порівняно невисока інтенсивність росту у висоту, нижчі значення притаманні тільки модальним сосновим деревостанами в типі лісу В3 дС. Це призводить до збільшення значень середнього діаметра стовбура. Зважаючи на порівняно значну частку супутніх порід, яка впродовж вікового діапазону 41-120 років зменшувалася від 2,7 до 1,4 одиниці, та практично найнижчу відносну повноту з-поміж деревостанів усіх досліджуваних типів лісу, соснові деревостан у типі лісу С2 гд-С відзначаються найнижчими значеннями абсолютної повноти та загального запасу деревостану. У зв'язку із значним зменшенням частки супутніх порід у деревостанах цього типу лісу підвищується внутрішньовидова конкуренція між деревами сосни звичайної, що призводить до збільшення частки у відпаді дерев із достатньо високими значеннями висоти та діаметра стовбура, що і призводить до зменшення відносної і абсолютної повнот та загального запасу, порівняно із деревостанами решти досліджуваних типів лісу.

В умовах С3, зважаючи на оптимальні умови за трофністю та вологістю ґрунту, дерева сосни звичайної переважають супутні породи за ростом у висоту. Частка сосни звичайної збільшується, а частка супутніх порід - істотно зменшується. Таким чином, дерева супутніх порід, які виступають як "підгін" для дерев сосни, випадають зі складу деревостану. Відповідно, відносна повнота соснових деревостанах у цьому ТЛУ знижується від віку 50 років від 0,77 до 0,71 у віці 120 років.

Разом з тим, у віці 31-90 років середні діаметри дерев сосни звичайної в цьому ТЛУ є найнижчі, порівняно із деревостанами решти досліджуваних типів лісу, оскільки відбувається максимальний ріст у висоту. Як наслідок, абсолютна повнота в таких деревостанах є найнижчою, порівняно із рештою деревостанів, за винятком деревостанів у ТЛУ С2. За загальним запасом деревостани в цьому типі лісу переважають тільки деревостани в типі лісу В2 дС, оскільки дерева сосни звичайної формують стовбури значного об'єму, а у деревах відпаду переважають дерева супутніх порід та відсталі у рості соснові дерева.

Висновки

За результатами здійсненого регресійного аналізу підібрано адекватні моделі для опису динаміки основних таксаційних ознак досліджуваних деревостанів. Адекватність отриманих моделей характеризується достатньо високими коефіцієнтами детермінації та рештою статистичних показниками. За результатами аналізу основних таксаційних ознак модальних соснових деревостанів у суборових та сугрудових типах лісу виявлено та пояснено особливості динаміки цих ознак.

Отримані результати моделювання таксаційних ознак модальних соснових деревостанів І класу бонітету будуть використані для складання відповідних таблиць ходу росту, які доцільно використовувати під час лісотаксаційних та лісовпорядних робіт, а також для їхнього використання у лісогосподарському виробництві в регіоні дослідження.

Література

1. Вентцель О.Н. Изучение производительности и товарной структуры древостоев у зависимости от их строения и условий произростания / О.Н. Вентцель, В.С. Моисеев, И.А. Нахабцев // Лесная таксация и лесоустройство: межвуз. сб. науч. тр. - Красноярск : КПИ, 1982. - С. 86-91.

2. Горошко М.П. Біометрія : навч. посібн. / М.П. Горошко, С.І. Миклуш, П.Г. Хомюк. - Львів : Вид-во "Камула", 2004. - 236 с.

3. Гриник Г.Г. Моделювання росту букових деревостанів Українських Карпат із врахування особливостей рельєфу місцевості / Г.Г. Гриник // Наукові праці ЛАНУ. - 2012. - Вип. 10. - С. 126-130.

4. Громяк О.Ю. Дослідження особливостей морфолого-таксаційної будови соснових деревостанів у суборових умовах / О.Ю. Громяк, Г.Г. Гриник, М.І. Ярош // Науковий вісник НЛТУ України. - 2013. - Вип. 23.1. - С. 84-89.

5. Громяк О.Ю. Дослідження та статистичний аналіз морфолого-таксаційної будови соснових деревостанів у сугрудових умовах / О.Ю. Громяк, Г.Г. Гриник, П.П. Мосейчук, А.В. Шишкін // Науковий вісник НЛТУ України. - 2014. - Вип. 24.1. - С. 39-44.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.