ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2013, № 6, с. 17-25
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 630*228.7:630*228.8:630*23
БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЕРЕВЬЕВ В СОСНОВЫХ МОЛОДНЯКАХ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
© 2013 г. Д. С. Собачкин, А. В. Бенькова, Р. С. Собачкин, В. Е. Бенькова
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50/28 E-mail: don_375@mail.ru Поступила в редакцию 02.03.2012 г.
Приведены результаты исследования густотных рядов распределения деревьев по диаметру, высоте и протяженности кроны в сосновых молодняках естественного и искусственного происхождения. С использованием выравнивающих распределений %2 Пирсона установлено, что увеличение однородности строения естественных ценозов по диаметру, высоте и протяженности кроны с увеличением густоты проходит более быстрыми темпами, чем искусственных. Выявлены общие закономерности изменения распределения деревьев по биометрическим показателям в сосновых молодняках естественного и искусственного происхождения с густотой. Высказано утверждение, что они применимы для молодняков сосны естественного и искусственного происхождения той же возрастной группы, формирующихся в близких типах леса, и могут использоваться для планирования результатов при проведении хозяйственных мероприятий посредством регулирования их густоты.
Молодняки сосны естественного и искусственного происхождения, густотные ряды распределения, лесоводственно-биометрические показатели.
Настоящая статья посвящена установлению закономерности распределения деревьев по диаметру, высоте и протяженности кроны в сосновых разногустотных молодняках искусственного и естественного происхождения на основе сравнительного анализа результатов лесоводственно-таксационного исследования и является продолжением исследований, опубликованных нами ранее [12, 13].
В настоящее время лесное хозяйство переживает последствия интенсивной эксплуатации лесного фонда в прошлом, в результате чего большое значение приобретают вопросы эффективного лесовос-становления, формирования лесов и повышения их продуктивности. Для их решения требуется изучение закономерностей строения и роста древостоев [2-5, 7, 17, 20, 21]. В значениях таксационных показателей заключена информация (на уровне средних характеристик) о структуре, росте и продуктивности древостоев и тенденциях изменения их под влиянием определенных факторов, однако наиболее точное, наглядное и детальное представление
дают закономерности распределения деревьев в насаждении по этим показателям.
Работы по изучению закономерностей распределения деревьев в насаждениях по толщине, высоте, объемам, площадям сечения на высоте груди и другим таксационным показателям ведутся уже давно [6, 8, 9, 10, 11, 15, 18, 19]. Следует подчеркнуть, что большинство полученных результатов по рассматриваемому вопросу относится к спелым древостоям, работ же по молод-някам немного. К сожалению, в последнее время отмечается недостаток данных, получаемых в результате таксационных исследований, которые являются основой для изучения структуры и формирования молодняков. Уже имеющиеся сведения содержат существенные пробелы, когда речь идет о длинных промежутках времени, обширных территориях и широких пределах густоты. Особенно остро недостаток фактического материала ощущается при исследовании молодняков, формирующихся на обширной территории Сибири [9, 12, 14]. Таким образом, искусственно созданные
насаждения должны играть роль экспериментальных полигонов. Следует, однако, отметить, что напрямую переносить результаты, полученные на таких полигонах, на естественные древостои, просто подобрав временные пробные площади с соответствующей густотой, некорректно. Действительно, одну и ту же густоту могут иметь ценозы, находящиеся на разных ступенях продуктивности и имеющие разную историю формирования [16]. Вместе с тем, поиск вариантов переноса результатов "модельного эксперимента" на естественные древостои, носящих даже частный характер, то есть предназначенный для конкретных насаждений, несомненно, актуален. Решение этой задачи позволило бы существенно снизить затраты времени и средств при проведении таксационных и лесоводственных исследований соответствующих лесных объектов.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
Для исследования были взяты разногустотные сосновые молодняки (Pinus sylvestris L.) естественного происхождения, произрастающие на
Густота. пгг. га
территории Почетского участкового лесничества Абанского лесничества Красноярского края (57° 12' с.ш., 96° 30' в.д., юго-западное Приангарье). Для проведения сравнительного анализа исследовались разногустотные культуры сосны обыкновенной, созданные в 1982 г. сотрудниками Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН под руководством Бу-зыкина А.И. на территории Таловского участкового лесничества Большемуртинского лесничества (57° 10' с.ш., 93° 10' в.д.) Красноярского края в однородных лесорастительных условиях [2].
Описание условий произрастания исследуемых разногустотных молодняков искусственного и естественного происхождения, таксационно-биомет-рическая методика получения исходных данных, а также информация об использовании статистических критериев оценки распределений в [12, 13].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Коэффициенты вариации
Коэффициенты вариации эмпирических распределений деревьев по диаметру C.V.D, протяженности кроны C.V.L и высоте C.V.H рассчитывались по данным, полученным в результате измерений, по стандартной формуле:
C.V. = а/х;
(1)
30 ООО ' 40000
где о - стандартные отклонения рядов распределения по диаметру, высоте и протяженности кроны oD, oH, oL, а х - средние значения диаметра D, высоты H и протяженности кроны L в разногустотных древостоях (таблица). Сравнительно высокие значения C.V. указывают на высокий уровень изменчивости соответствующих показателей во всех насаждениях исследуемых густотных рядов (рис. 1). Исключение составляет высота деревьев в искусственных древостоях (рис. 1Б, кривая 3), которая характеризуется невысоким уровнем изменчивости (13^21%). Среди рассматриваемых биометрических показателей относительно высоким уровнем изменчивости отличается диаметр, низким - высота деревьев. Это характерно как для естественных, так и для искусственных насаждений.
Зависимость от густоты х всех выше перечисленных коэффициентов вариации (рис. 1), можно описать убывающими степенными функциями одинакового вида:
молодняки естественного происхождения:
Рис. 1. Коэффициенты вариации у рядов распределения деревьев в разногустотных молодняках сосны естественного (А) и искусственного (Б) происхождения по диаметру C.V.D (1), протяженности кроны C.V.L (2) и высоте C.V.H (3).
C.V.D = 41.5x002
(R2 = 0.03) C.V.H = 42.8x004 (R2 = 0.01) (R2 = 0.01)
C.V.L = 32.9x002
(2)
молодняки искусственного происхождения:
С.¥.0= 7.6х021 (Я2 = 0.97);
С.¥.н = 10.7х014 (Я2 = 0.92);
С.¥.ь = 6.6х011 (Я2 = 0.80). (3)
Коэффициенты вариации С.¥.в, С.¥.ь и С.¥.н для естественных насаждений и С.¥.н для искусственных очень слабо зависят от густоты. Очевидно, что средние значения этих показателей и стандартные отклонения, через которые определяются коэффициенты вариации, убывают при увеличении густоты примерно с одинаковой скоростью. В то же время в искусственных ценозах с увеличением густоты ав и <зь убывают гораздо медленнее, чем средние значения диаметра и протяженности кроны (рис. 1Б, кривые 1 и 2).
Таким образом, разногустотные древостои искусственного и естественного происхождения характеризуются сравнительно низкой однородностью по диаметрам составляющих их деревьев и высокой однородностью по высоте. Диаметр деревьев, составляющих ценозы, отличается наибольшей чувствительностью к фактору густоты по сравнению с другими биометрическими показателями.
Асимметрия и эксцесс
Судя по значениям, которые принимают коэффициенты асимметрии Ляв, ЛяН, Ляь и эксцесса Еяв, Еян, Ея1 у эмпирических густотных рядов распределения деревьев в естественных и искусственных насаждениях по ступеням толщины, высоты и протяженности кроны (рис. 2), все распределения отличаются от нормальных. Почти во всех молодняках естественного происхождения, составляющих густотный ряд, распределения деревьев имеют преимущественно правостороннюю асимметрию (Ля > 0.2, рис. 2А). Это значит, что вершина распределений сдвинута влево от положения среднего дерева. В то же время в молодняках искусственного происхождения преимущественно правостороннюю асимметрию (Ля > 0.2) имеют распределения деревьев в загущенных ценозах, то есть с густотой выше 9742 шт. га-1; при относительно низкой густоте (до 2523 шт. га-1) большинство распределений имеют левостороннюю асимметрию (Ля < 0.2), то есть вершина распределений сдвинута вправо от положения среднего дерева. В насаждениях с густотой от 2523 до 9742 шт. га-1 распределения деревьев симметричны (0.2 > Ля > -0.2).
В естественных молодняках коэффициенты асимметрии распределений Ляв, ЛяН и Ляь при увеличении густоты возрастают, переходят че-
2^000 25000 30000 35000 40000 Густота, шт. га-1
Рис. 2. Зависимость асимметрии и эксцесса рядов распределения деревьев естественного (А, Б) и искусственного (В, Г) происхождения по диаметру (1), протяженности кроны (2) и высоте (3) от густоты х
рез максимум при густоте 17 800-28 000 шт. га-1 и при дальнейшем увеличении густоты до 33 381 шт. га-1 слабо убывают (рис. 2А). В искусственных молодняках Ляв, ЛяН, Ляь при увеличении густоты также возрастают, возрастание идет убывающими темпами, что свидетельствует о наличии максимума, положение максимума на графиках в исследуемом густотном диапазоне не выражено (рис. 2Б). Изменение с густотой х асимметрии распределений в искусственных (уравнения 4) и естественных [12] молодняках
0 2 4 6 8 яс10 12
AsD = -1.4
АвН = -3.5 • 10-9х2 + 1.3
10-9х2 + 0.6 • 10-4х - 0.20 (Я2 = 0.66);
10-4* - 0.57 (Я2 = 0.64); АвЬ = -5 • 10-9х2 + 1.5 • 10-4х - 0.57 (Я2 = 0.76).
(4)
Из уравнений (4) следует, что в искусственных насаждениях АвН и Авь должны переходить через максимум при густоте 15000-22000 шт. га-1. Ход коэффициентов асимметрии (рис. 2А, Б) свидетельствует, что при увеличении густоты (в пределах
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.