ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2013, № 3, с. 30-37
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 630*61
ВКЛАД БЕРЕЗЫ ПЛОСКОЛИСТНОЙ В УГЛЕРОДНЫЙ БАЛАНС ЛЕСНОГО ФОНДА ХАБАРОВСКОГО КРАЯ
© 2013 г. С. А. Тютрин, Н. В. Выводцев
Тихоокеанский государственный университет 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская 136 E-mail: bestsms@hotbox.ru Поступила в редакцию 04.05.2012 г.
На базе глазомерно-измерительной таксации изучена динамика морфометрических показателей березы плосколистной, произрастающей в Хабаровском крае. На основе разработанных таблиц хода роста определены природные (углерододепонирующая) и потребительские (техническая) спелости по стволовой части древостоев березы плосколистной.
Береза плосколистная, таблица хода роста, средний прирост, депонирование углерода, спелость.
Современный этап развития лесоводства характеризуется новым всплеском исследований в области моделирования роста насаждений. Вызвано это рядом причин, в первую очередь выполнением международных обязательств по депонированию углерода лесообразующими породами и, как следствие, ростом научных исследований по этой проблеме. Для оценки депонирования углерода необходима разработка моделей продуктивности или, согласно таксационной терминологии, таблиц хода роста (изменения) морфометрических параметров древостоев: средней высоты, среднего диаметра, среднего запаса древесной массы (Мп), среднего прироста (Аср) (среднее изменение запаса), текущего изменения запаса (Атек). В Дальневосточном федеральном округе (ДФО) отсутствуют таблицы хода роста практически всех мягколиственных пород. К их числу относятся древо сто и березы плосколистной (БвШа р1а1урНу11а Бик.).
Первые таблицы хода роста (ТХР) древостоев по березе белой были разработаны в России в 1850 г. Варгасом де Бедемаром [2]. В 1925 г. А.В. Тюрин построил всеобщие таблицы хода роста нормальных древостоев [19]. К середине 70-х гг. было разработано столько ТХР, что в них стало трудно ориентироваться, а некоторые из них практически не отличались от известных аналогов. По этой причине в 1975 году Н.Я. Саликов на базе построенных ТХР для европейской части России разработал систему типовых шкал роста [16]. Типы роста с высокой степенью приближения
отражали известное многообразие линий роста березовых древостоев разных географических районов. На их основе были разработаны общие ТХР нормальных насаждений, стандартные таблицы сумм площадей сечений. В 2006 году А.З. Швиденко с соавт. по известным рядам роста построили модели хода роста для основных лесообразующих пород Северной Евразии [24]. Все эти исследования практически не коснулись березовых древостоев, произрастающих на Дальнем Востоке.
Ежегодный средний прирост в березовых насаждениях ДФО составляет 20.4 млн. м3 древесины (табл. 1). В процессе роста древостои березы плосколистной проходят ряд возрастных стадий, каждая из которых имеет определенную экологическую или экономическую (хозяйственную) значимость. Под действием экзогенных и эндогенных факторов меняются возрастная структура, полнота, продуктивность, устойчивость фитоценоза. Вновь образовавшиеся спонтанно мягколиственные леса с одной стороны решают задачу ускоренного заращивания вырубок и гарей, создавая условия для восстановления под пологом коренного лесообразователя, с другой -отодвигают процесс восстановления коренной породы как минимум на оборот рубки пионерной породы (50-60 лет). Изменения, происходящие в насаждениях, четко просматриваются в ТХР. В лесном хозяйстве ТХР - основной норматив, на базе которого определяются объемы ухода за молодняками, возраста спелости, размер лесо-
Таблица 1. Распределение площадей и запасов березы плосколистной в ДФО (согласно [9])
Субъект РФ Всего Группы возраста общий средний прирост., млн. м3 средний возраст, лет
молодняки средне-возрастные приспевающие спелые и перестойные в т.ч. перестой-ные
1-го класса возраста 2-го класса возраста
Республика Саха 1697.9 195.3 418.3 874.8 88.9 120.6 25.8 2.10 31
(Якутия) 68.12 1.85 7.63 38.54 7.68 12.42 2.76
Приморский край 1093.6 28.2 89.5 456.2 188.1 331.6 80.8 2.28 49
110.02 0.38 2.20 39.30 22.23 45.91 13.08
Хабаровский край 4248.6 625.9 833.1 1924.0 384.8 480.8 77.8 6.58 32
241.90 5.14 16.89 117.76 41.94 60.17 10.42
Амурская область 5350.2 567.0 745.8 2196.9 720.3 1120.2 181.4 8.73 39
356.56 5.14 17.26 136.23 71.07 126.86 22.41
Еврейская автоном- 381.1 4.4 23.1 175.7 62.5 115.4 16.7 0.70 48
ная область 35.43 0.04 0.53 13.42 7.03 14.41 2.76
Итого по ДФО 12771.4 1420.8 2109.8 5627.6 1444.6 2168.6 382.5 20.4 40
812.03 12.55 44.51 345.25 149.95 259.77 67.37
Примечание: числитель - площадь, тыс.га; знаменатель - запас, млн. м3; класс возраста для березы плосколистной равен 10 лет.
пользования и т.д. И чем выше интенсивность хозяйства, тем все более разносторонние ТХР разрабатываются для производства. Дальневосточное лесное хозяйство в целом экстенсивное. Это убедительно доказано на одном из лесохо-зяйственных районов Хабаровского края [20]. Для решения многих лесохозяйственных задач в мягколиственных формациях ранее было достаточно общей информации. Чтобы вести интенсивное хозяйство в нарушенных лесах, а также для оценки их экологических функций (например, углерододепонирования) и целей экстраполяции лесотаксационной информации необходимо всестороннее изучение хода роста пионерных пород.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
Объектом исследования являлись древостои березы плосколистной, произрастающие в границах Чумиканского (ЧЛХР), Комсомольского (КЛХР) и Верхнеуссурийского (ВЛХР) лесохозяйственных районов [15] на площади 3.3 млн. га (табл. 2). Образовались они в результате устойчивых пирогенных сукцессий. ТХР разрабатывались для модальных насаждений. В основу исследования положен статистический метод объединения в естественный ряд развития насаждений разных возрастов, имеющих сходную историю возникновения и произрастающих в одинаковых лесо-растительных условиях (близкая группа типов леса). Выбор этого метода обусловлен и тем, что
согласно правилу эмерджентности ограниченное число пробных площадей не передает в полной мере особенности роста целого (формации), а огромный банк данных лесоустройства по существу не участвует в передаче ценной информации о возрастных изменениях таксационных показателей древостоев березы плосколистной. Более того, систематизация и обработка данных с целью получения вероятностной динамики насаждений по типам леса на базе массового материала согласуется с положением Ф. Клементса, согласно которому распространение элементов сукцессионного комплекса в пространстве повторяет их сукцессионную последовательность во времени [26].
Из базы данных лесоустройства формировалась выборка чистых белоберезняков (коэффициент состава 10). Всего в анализе участвовали 4078 выделов. Выдела группировались по классам бонитета и классам возраста, для которых были вычислены средние значения таксационных показателей: высота, диаметр, сумма площадей сечений, наличный запас (Ми). Аналитическое выравнивание таксационных показателей с возрастом в пределах класса бонитета осуществлялось с помощью функции Митчерлиха [10]:
у = а(1-ехр(-(Ьх))с, (1)
где х - возраст, у - таксационный признак, а, Ь, с - параметры уравнения.
Таблица 2. Распределение площадей белоберезовых древостоев по лесохозяйственным районам (ЛХР)
ЛХР Лесничество Площадь покрытых лесом земель, тыс. га Площадь белобе-резовых древостоев, тыс. га Доля от покрытой лесом площади, % Число вы-делов, шт
Чумиканский (ЧЛХР) Чумиканское % 11405.6 34 465.5 14 4 9315 8
Иннокентьевское 1334.4 135.8 10 4528
Литовское 787.7 155.1 20 6152
Нанайское 3660.4 300.1 8 10841
Комсомольский (КЛХР) Подалинское Болоньское 820.3 1141.1 174.5 217.5 21 19 6906 6180
Гурское 2311.1 839.4 36 18647
Комсомольское 1100.2 366.9 33 12280
итого 11155.4 2189.5 20 65534
% 34 67 59
Арсеньевское 2676.7 143.2 5 9541
Верхнеуссурийский (ВЛХР) Сергеевское Чугуевское 1391.9 6591.3 68.2 418.0 5 6 4018 23437
итого 10660.1 629.5 6 36996
% 32 19 33
Всего 33221.1 3284.6 10 111845
Скорость изменения таксационных признаков во времени (текущий прирост) определялась с помощью первой производной (у') от функции роста (1)
/ 1
y' = bcy
\
а\' ^ /
-1
(2)
HF = а(1 - exp(-bH)),
(3)
в котором средний прирост массы углерода имеет максимальную величину) их продукция (древесная часть) пересчитывалась в биомассу сухого вещества с помощью формулы (4) по ТХР [8]:
Ct = S[VjEFj]CF,
(4)
Расчет видового числа, числа стволов, сумм площадей сечений в абсолютных величинах, объем отпада (V0), общей производительности (W0) осуществлялся по известным в лесной таксации функциональным зависимостям таксационных показателей от высоты. Например, зависимость видовой высоты от средней высоты березы пло-сколистной, передается следующей функцией
[3, 11]
где И - средняя высота, ИГ - видовая высота, а, Ь - параметры уравнения.
Для определения углерододепонирующей спелости березовых насаждений (возраст древостоя,
где: С - суммарная биомасса в пересчете на углерод в год учета ?, т С, ¥у - запас преобладающей породы ¿-той группы возраста ], м3 га-1, ЕГу -коэффициент пересчета запаса стволовой древесины в сухом состоянии в надземную биомассу древостоя преобладающей породы ¿-той группы возраста], СГ - доля углерода в 1 т сухого вещества древесины.
В пределах групп возраста приняты следующие коэффициенты: 0.910 для молодняков, 0.830 для средневозрастных, 0.770 для приспевающих, спелых и перестойных [8]. Доля углерода в древесной массе принята равной 0.5.
Для синхронизации ТХР с конверсионными коэффициентами групп возраста ЕГу использовалось уравнение (5), где в качестве независимой
переменной принят возраст (A) насаждений, а не порядковый номер возрастной группы.
EFij = 0.977 - 0.005A + 0.00003A2. (5)
С помощью подобранного уравнения (5) в ТХР были введены новые коэффициенты, позволяющие осуществлять пересчет запаса стволовой древесины в сыром состоянии в массу в сухом состоянии, что позволило аналитически находить возраст углерододепонирующей спелости как для растущей части (Mnc), так и с уч
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.