Воронов М.П., кандидат технических наук, доцент
Часовских В.П., доктор технологических наук, профессор (Уральский государственный лесотехнический университет)
ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПЛАНА ЛЕСОВОДСТВЕННЫХ
МЕРОПРИЯТИЙ
В работе представлена методика разработки оптимального плана лесоводственных мероприятий в соответствии с потребностью в древесных и недревесных ресурсах, определяемой оптимальным ассортиментом продукции в рамках концепции контроля и управления лесными ресурсами, влияющего на хозяйственную деятельность муниципальных образований и отдельных лесопромышленных предприятий на основе оценок биопродуктивности и оценки стоимости лесных ресурсов и прочих лесных благ.
Ключевые слова: моделирование, лесной комплекс, лесное хозяйство, планирование, оптимизация.
GENERATING OF SILVICULTURAL ACTIVITIES OPTIMAL PLAN
The paper presents a method of developing an optimal plan of silvicultural activities in accordance with the demand for wood and non-timber resources, which a is determined by an optimum range of products under the concept of control and management of forest resources, affecting the activities of municipalities and individual forest companies on the basis of estimates of biological productivity, valuation of forest resources and other forest values.
Keywords: simulation, timber industry, forestry, planning, optimization.
Оптимальный ассортимент продукции может быть использован в качестве основы для формирования оптимального плана лесоводственных мероприятий. Работа (Желдак В.И., 2011) посвящена разработке концепции приоритетно-целевых систем лесоводственных мероприятий, направленных на развитие леса как сложной динамической системы. В работе, наряду с прочим, предлагается комплексный подход к разработке систем мероприятий, учитывающий многообразие отдельных видов и подсистем леса. В основу предлагаемой модели положен принцип неистощимого лесопользования, и представляется целесообразным использование формируемого моделью перечня и объемов продукции, получаемой из лесных благ, в качестве приоритетно-целевой основы для формирования комплекса лесоводствен-ных мероприятий.
Схема планирования лесоводственных мероприятий для обеспечения заготовки рассчитанных и желаемых объемов древесных и недревесных ресурсов, необходимых для производства оптимальных ассортимента и объемов продукции показана на рис. 1.
Базовый план
Программно-целевой план
Рис. 1. Планирование лесоводственных для обеспечения заготовки рассчитанных и желаемых объемов древесных и недревесных ресурсов
На рис. 1. введены следующие условные обозначения:
"LQy - расчетное количество древесных ресурсов i-й породы, необходимое для производства всего ассортимента древесной продукции Tq-;
TQNFm - расчетное количество недревесных ресурсов, необходимое для производства всего ассортимента недревесной продукции Tqm;
DCil - интенсивность рубки - доля объема рубки i-й породы в рамках l-го лесоводствен-ного мероприятия в общем запасе насаждения;
Sil - общее количество посадочного материала (саженцы, сеянцы) i-й породы в рамках l-го лесоводственного мероприятия;
Fil - количество удобрений, затрачиваемых в рамках l-го лесоводственного мероприятия по уходу за i-й породой;
Tqk - количество машин или оборудования k-го типа, необходимое для осуществления базового плана лесоводственных мероприятий;
TL - затраты труда, необходимые для осуществления базового плана лесоводственных мероприятий;
TM - затраты на ГСМ и сопутствующие материалы, необходимые для осуществления базового плана лесоводственных мероприятий;
TQwij - желаемое количество древесных ресурсов i-й породы;
TQNFwm - желаемое количество недревесных ресурсов;
TZwi - величина общего запаса, обеспечивающая годичный прирост, достаточный для обеспечения заготовки древесных и недревесных ресурсов в количествах TQWj и TQNFwm;
DCwil - интенсивность рубки - доля объема рубки i-й породы в рамках l-го лесоводствен-ного мероприятия программно-целевого плана в общем запасе насаждения;
Swil - общее количество посадочного материала (саженцы, сеянцы) i-й породы в рамках l-го лесоводственного мероприятия программно-целевого плана;
Fwn - количество удобрений, затрачиваемых в рамках l-го лесоводственного мероприятия программно-целевого плана по уходу за i-й породой;
Tqwk - количество машин или оборудования k-го типа, необходимое для осуществления программно-целевого плана лесоводственных мероприятий;
TLw - затраты труда, необходимые для осуществления программно-целевого плана лесо-водственных мероприятий;
TM - затраты на ГСМ и сопутствующие материалы, необходимые для осуществления программно-целевого плана лесоводственных мероприятий.
Базовый план составляется на основе фактических данных о запасе по породам и текущей общей экономической стоимости экосистемы. На основе оптимального ассортимента (Воронов М.П. и др., 2012) находим потребность в древесных и недревесных ресурсах TQ- и TQNFm. На основании значений запаса TZi, TQ- и TQNFm мы можем сформировать список мероприятий, необходимых для того, чтобы экосистема давала естественный прирост, достаточный для проведения эксплуатационных рубок в количестве TQ-. Поскольку согласно модели величина TQ- уже ограничена значением чистой экосистемной продукции, которая напрямую зависит от величины запаса TZi, можно считать план лесоводственных мероприятий, рассчитанные на их основе адекватным размерам экосистемы и ее целевому использованию. В работе (Желдак В.И., 2011) лесоводственные программы представлены в виде совокупности лесоводственных мероприятий, выделенных в 4 группы:
1. Основные лесоводственные мероприятия (по возрастным группам насаждений):
- Осветления, прочистки (молодняки 1);
- Прореживания (молодняки 2);
- Проходные рубки (средневозрастные);
- Сохранение насаждений (приспевающие, спелые);
- Лесовосстановительные мероприятия после эксплуатационных рубок (спелые, перестойные);
- Лесовосстановительные рубки (спелые, перестойные);
- Обновление насаждений (перестойные).
2. Дополнительные сопутствующие лесоводственные мероприятия:
- меры содействия лесовозобновлению;
- лесозащитные и оздоровительные мероприятия;
- противопожарные мероприятия;
- прочие.
3. Переходные лесоводственные мероприятия:
- Переформирование насаждений;
- Реконструкция насаждений;
- Сплошные санитарные рубки.
4. Начально-образовательные мероприятия:
- Первично-лесовосстановительные.
В случае составления базового плана, т.е. предполагая, что состав насаждения и общий запас не будут существенно изменяться, представляется целесообразным его составление на основе основных и дополнительных сопутствующих лесоводственных мероприятий (пп.1-2). Распределив мероприятия во времени и составив календарный план лесоводственных мероприятий, определяем годовую потребность в посадочном материале и удобрениях (Бц и Г). Зная годовую потребность в посадочном материале и удобрениях, а также интенсивность рубок в рамках каждого мероприятия, можем рассчитать количество машин, необходимое для реализации базового плана, а также потребность в трудовых и материальных ресурсах Х#к, ТЬ, !М
Необходимое количество машин можем рассчитать по формуле:
дк =-ВС--(1)
Чк (рк + ё • Мк) ^
где рк - производительность машины к-го типа;
Мк - производительность машины к-го типа, используемой при лесозаготовке, оснащение которой позволяет проводить 1-е лесоводственное мероприятие;
ё - доля «лесозаготовительных» машин в общем количестве машин, используемых для проведения 1-го лесоводственного мероприятия. Необходимые трудозатраты рассчитываем как:
Ь = ВС, • 4 + Б, • 4 + Г • / (2)
где - норма трудозатрат по проведению рубки в рамках 1-го лесоводственного мероприятия;
Б, - объем работ по посадке в рамках 1-го лесоводственного мероприятия; ^¡1 - норма трудозатрат по посадке в рамках 1-го лесоводственного мероприятия;
- объем работ по внесению удобрений в рамках ¡-го лесоводственного мероприятия; /,, - норма трудозатрат по внесению удобрений в рамках ,-го лесоводственного мероприятия.
Потребность в ГСМ и материальных ресурсах находим как:
Ml = вса • " п + sl • £ П + г • £ П (3)
У=1 У=1 У=1
где ещ1 - норма расхода у-го материала при рубке в рамках ¡-го лесоводственного мероприятия;
5пу1 - норма у-го материала при посадке в рамках ¡-го лесоводственного мероприятия;
/¡I - норма у-го материала при внесении удобрений в рамках ¡-го лесоводственного мероприятия.
Помимо лесоводственных мероприятий, представленных в рамках классификации Жел-дака В.И. (2011), в работе Мелехова И.С. (2007) предложена система мероприятий по повышению древесной продуктивности лесов и насаждений. К данной системе мероприятий относятся (Мелехов И. С., 2007):
1. Рациональное лесопользование и сокращение потерь, включая научно обоснованное лесопользование, комплексное многоцелевое использование древесины, перевод дровяной древесины в технологическое сырье, использование отходов лесозаготовок и другие.
2. Ускорение роста лесов за счет воздействия на условия произрастания, включая такие мероприятия, как лесоосушительные мелиорации, использование почвоулучшающих растений, удобрения, смена пород, улучшение микроклимата насаждений.
3. Ускорение лесовосстановления и формирования древостоев, в т.ч. выбор главных пород, выбор способа рубки, способствующего скорейшему восстановлению породы, своевременное обеслесение вырубок, гарей и пр.
4. Создание, обновление и улучшение состава путем введения быстрорастущих высокопродуктивных устойчивых лесных пород.
Программно-целевое планирование целесообразно применять в случаях, когда существует необходимость существенного превышения среднегодовых объемов заготовки древесных или недревесных ресурсов определенных пород или видов, или же когда существует необходимость существенного изменения удельных весов заготовки древесины различных пород в общем объеме рубки.
При составлении программно-целевого плана исходными данными являются желаемые объемы заготовки древесных ресурсов по породам и недревесных ресурсов по видам (которые могут быть рассчитаны на основе величин объемов производ
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.