CC BY
39
Природопользование
10. Kharchenko N.N. Burrowing animals of the Average Don River [Kharchenko N.N. Nor-nye zveri Srednego Podon'ja]. Belgorod - Voronezh, 2002, 383 p. (In Russian).
11. Kharchenko N.N. Ecological types and forms of life of burrowing animals of Average Don river [Kharchenko N.N. Jekologicheskie tipy i zhiznennye formy nornyh zverej Srednego Podon'ja]. Moscow, 2003, 201 p. (In Russian).
12. Yudin V.G. Raccoon dog of Amur and Primorye [Yudin V.G. Enotovidnaja sobaka Pria-mur'ja i Primor'ja]. Moscow, 1977, 161 p. (In Russian).
Сведения об авторах
Харченко Николай Николаевич - заведующий кафедрой экологии, защиты леса и лесного охотоведения ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», доктор биологических наук, профессор, проректор по учебной работе ВГЛТА, г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: [email protected].
Information about authors
Kharchenko Nikolai Nikolaevich - Head of the Department of Environment, Forest Protection and Forestry Gamekeeping of FSBEI HPE «Voronezh State Academy of Forestry and Technologies», DSc in Biology, Professor, Vice Rector on education of VSAFT, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].
DOI: 10.12737/6276 УДК 630*5
ЛЕСОТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ШКАЛЫ ПОРОСЛЕВЫХ ДУБРАВ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАЕН В. К. Хлюстов1
2
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А. Л. Мусиевский 1 - ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А
Тимирязева», г. Москва, Российская Федерация 2 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»,
г. Воронеж, Российская Федерация
Анализ динамики лесного фонда области показал, что порослевые дубравы в Воронежской сейчас произрастают на площади 94.7 тыс. га (27.8 %), занимая преобладающее положение. Для их оценки специалисты лесоустройства используют бонитировочную шкалу М.М. Орлова для порослевых древостоев, а также таблицы хода роста (ТХР), составленные А.Д. Дударевым, имеющим также бонитетную основу, являющуюся по сути условной. При этом указанные ТХР составлены только для I-V классов бонитета в возрастном диапазоне от 10 до 120 лет, в то время как в лесном фонде региона встречаются древостои !а и Vа классов бонитета, возрастом более 120 лет.
Лесотехнический журнал 3/2014
117
Природопользование
Переход от бонитировочной к экологически обоснованной лесотипологической шкале был выполнен при помощи регрессионных моделей. В качестве основы для построения новых нормативов взяты эдафическая сетка профессора Погребняка П.С. и схема лесорастительных условий (ТЛУ) и типов леса (ТЛ) Воронежской области. Исходными для моделирования послужили материалы пробных площадей и прицельно-измерительной таксации изучаемых насаждений. На основе сочетания приведенных в матрице значений переменных (Х1-Х10) с данными возраста (А) и полноты (П) дубового элемента леса был сформирован блок независимых переменных и разработана множественная регрессионная модель возрастной динамики средних высот, достоверность которой подтверждается высокий коэффициентом детерминации (R2=0.940), минимальной ошибкой (mR=0.1242), а также большим значением критерия Фишера (F=22186). Расчеты выполнены для всех ТЛУ (ТЛ) порослевых дубрав в Воронежской области ввозрастом 5-160 лет, полнотой 0.3-1.0, доле участия дуба в составе древостоев 1-10 единиц. В результате проведенных исследований получены модели илесотипологические шкалы возрастной динамики средних высот и классов высот по ТЛУ (ТЛ) порослевых дубрав Воронежской области, позволившие многомерной регрессией дифференцировать экологическую нишу их произрастания.
Ключевые слова: Воронежская область, порослевые дубравы, типы лесорастительных условий, типы леса, многофакторная регрессия, лесотипологические шкалы, классы высот.
FORESTRY TYPOLOGICAL SCALES OF COPPICE OAK FORESTS OF
VORONEZH REGION
DSc in Agriculture, Professor, Academician of RANS V. K. Khlyustov1 PhD in Agriculture, Associate Professor A. L. Musievsky2 1 - FSBEI HPO «Russian State Agrarian University - MAA named after K.A. Timiyazev»,
Moscow, Russian Federation
2 - FSBEI HPO «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter I»,
Voronezh, Russian Federation
Abstract
Analysis of the dynamics of the forest fund of the region has shown that coppice oak forests in Voronezh region now grow in the area of 94.7 thousand ha (27.8 %), occupying a dominant position. For their assessment experts of forest management use Bonitation scale of Orlov MM for coppice stands, as well as tables of growth progress (TGP), created by Dudarev AD, having also site class basis, which is in fact conditional one. Thus specified TGP are compiled only for IV site class in the age range from 10 to 120 years, while in the forests of the region there are stands of Ia and Va site class, older than 120 years. The transition from bonitation to environmentally sound forestry typological scale was performed using regression models. As a basis for the construction of the new regulations edaphic grid of Professor PS Pogrebnyak and the scheme of site condition (TGP) and forest types (TG) of Voronezh region are taken. The starting materials for the simulation were the materials of plots and precisely measuring taxation of the studied plantations. Through a combination of shown in
1 1 8
Лесотехнический журнал 3/2014
Природопользование
a matrix values of the variables (X1-X10) with the ages (A) and fullness (F) of element of oak forest block of independent variables was formed and multiple regression model was developed for average age of heights, the accuracy of which is confirmed by a high coefficient of determination (R2 = 0.940), minimum error (mR = 0.1242), as well as the high value of the Fisher criterion (F=22186). The calculations are performed for all TGP (TG) of coppice oak forests in the Voronezh region at the age of 5-160 years, the fullness of 0.3-1.0, the stake of the oak in the structure of forest stands 1-10 units. A result of research obtained forestry typological scales model of dynamics of average age and height classes of heights on TGP (TG) of coppice oak forests of Voronezh region, which allowed multivariate regression to differentiate the ecological niche of their growth.
Keywords: Voronezh region, coppice oak forests, types of growing conditions, forest types, multiple regression, forestry typological scales, and classes of heights.
Порослевые дубравы являются результатом антропогенного воздействия на семенные дубовые фитоценозы. Своим появлением, в частности, на территории Воронежского края они обязаны началу здесь активной деятельности людей, связанной с заготовкой древесины для строительства жилищ, создания оборонительных укреплений, строительства флота и др. При этом масштабы вырубки в первую очередь наиболее ценной в нашем регионе древесной породы дуба черешчатого достигали порой значительных объемов [1, 2]. На вырубленных участках возникали порослевые дубравы 1-ой, а при повторных рубках 2-ой и более генераций. Не вызывает сомнений, что как само появление данной категории древосто-ев, так и постоянное увеличение их площадей отрицательно сказывается не только на продуктивности и состоянии самой породы и образуемых ею экосистем, но и негативно для всего человеческого сообщества. И одной из важнейших задач лесного хозяйства России является перевод порослевых дубовых древостоев в семенные. Для ее решения, а также осуществления других различных видов лесохозяйственной деятельности не-
обходима их периодическая инвентаризация, при проведении которой следует использовать более точные нормативы, разработанные с использованием современных компьютерных технологий и основанные на эколого-типологическом (естественном), а не бонитетном (искусственно-хозяйственном) подходе к их созданию.
Как показал анализ динамики лесного фонда в Воронежской области, порослевые дубравы в настоящее время произрастают на площади 94,7 тыс. га (27,8 %), занимая уже преобладающее положение [3]. Для их оценки специалисты лесоустройства используют бонитировочную шкалу М.М. Орлова для порослевых древостоев [4, 5, 6], а также таблицы хода роста, составленные А.Д. Дударевым [5] и переработанные А.З. Швиденко и др. [6], имеющими также бонитетную основу и те же недостатки как и для семенных дубрав. При этом следует отметить, что указанные ТХР составлены только для I-V классов бонитета в возрастном диапазоне от 10 до 120 лет, в то время как в лесном фонде региона встречаются древостои !а и Vа классов бонитета, возрастом более 120 лет, поэтому не совсем понятно, каким образом в настоя-
Лесотехнический журнал 3/2014
119
Природопользование
щее время выполняется их инвентаризация.
Переход от бонитировочной шкалы к лесотипологической осуществлен при помощи регрессионных моделей с применением блоковых фиктивных переменных [7]. В качестве основы для построения новых нормативов взяты эдафическая сетка проф. Погребняка П.С. [8] и схема лесорастительных условий и типов леса Воронежской области [9]. Исходными для моделирования послужили материалы пробных площадей и данные прицельно-измерительной таксации изучаемых насаждений.
При разработке лесотипологической шкалы независимые переменные, представленные различными видами - ТЛУ (ТЛ), были выражены блоковыми фиктивными переменными с построением матрицы бинарных переменных (табл. 1), в которую для порослевых дубрав дополнительно был включен ТЛУ С2 (судубрава
свежая), тип леса сосняк дубовый (СДСН), представленные в лесном фонде региона 96 участками с преобладанием порослевого дуба общей площадью 186,3 га.
На основе сочетания приведенных в матрице значений переменных (Xi-Xi0) с данными возраста и полноты дубового элемента леса был сформирован комплекс независимых переменных и получена множественная регрессионная модель (1) возрастной динамики средних высот [10]: Нср=ЕХР(-0,33588+0,385594хХ1+ +0,55097хХ2+0,424954хХэ+0,527568х хХ4+0,50868хХ5 +0,073369хХб+ +0,323764хХу+0,463866хХв+ (1)
+0,423152хХ9+0,510781хХш--0,02778xLN(A)+ 0,369551х x(LN(A))a2-0,04743x(LN(A))a3+ +0,144304xLN(n))
R2=0,940; mR=0,1242; F=22186 Высокий коэффициент детермина-
Таблица 1
Матрица бинарных переменных, характеризующих ТЛУ (ТЛ)
ТЛУ (ТЛ) Фиктивные блоковые переменные
X1 Х2 Хз Х4 Х5 Хб Х7 Х8 Х9 Х10
До (ДОСЗЛ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Д1 (ДОС) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Д2 (ДСН) 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
Д2П (ДПСВ) 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
Дз (ДТ) 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
ДзП (ДПВЛ) 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
Ео (ДБРО) 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
Е1(ДБКТ) 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
Е2(ДБСВ) 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
С2 (СДСН) 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
С2Д (ДОСН) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 20
Лесотехнический журнал 3/2014
Природопользование
ции (R2), равный 0,940, свидетельствует, что в 94 % случаев модель (1) соответствует реальным изменениям средней высоты от регрессоров (возраста, полноты, ТЛУ (ТЛ)), включенных в модель. Достоверность полученной модели подтверждается также большим значением критерия Фишера, равным 22186. Статистические показатели численных коэффициентов уравнения подтверждают значимость полученных регрессий [11].
Результаты моделирования по полученным регрессионным уравнениям представлены в табл. 2-3.
Расчеты выполнены для всех экологических ниш произрастания порослевых дубрав в Воронежской области в возрасте древостоев от 5 до 160 лет, полнотой от 0,3 до 1,0, доле участия дуба в составе древо-стоев от 1 до 10 ед. В табл. 2-3 показана динамика средних высот дубовых элементов леса порослевого происхождения при полнотах 1,0 и 0,3. Достоверность выполненного многофакторного моделирования подтверждается также и тем, что полученные регрессии находятся в пределах границ крайних классов бонитета - 1а и Vа, приведенных, к сожалению, даже в современной нормативной литературе [6].
Синхронность кривых роста в высоту по ТЛУ (ТЛ) с кривыми возрастной динамики средних высот по общебонитировоч-ной шкале в диапазоне от 1а до Vа классов бонитета, также подтверждает достоверность статистических моделей хода роста дубовых древостоев во всем многообразии лесотипологических ниш их произрастания и в то же время свидетельствует об особенностях произрастания порослевых
дубовых древостоев, отличающихся от семенных, в условиях Воронежской области. Полученные по регрессионной модели (1) данные показывают уменьшение средних высот с ухудшением качества условий местообитания и уменьшения полноты дре-востоев.
Лучшим ростом в высоту характеризуется ТЛУ Д2, в котором порослевые дре-востои дуба достигают к 160 годам высоты 29,7 м. Ближайшими к нему являются ТЛУ Дз (29,0 м), Д3П (28,5 м) и, что опять несколько неожиданно С2Д (28,6 м). С ухудшением качества эдатопов показатели роста в высоту уменьшаются: в ТЛУ Е2- до
27,3 м; в ТЛУ Д2П и С2 - до 26,2 м в 160 лет. Наиболее неблагоприятными условиями местообитания для порослевых дубрав в Воронежской области являются ТЛУ Д0 и Е0, что подтверждает их замедленный рост в высоту, где они к 160 годам достигают всего до 17,1 м и 18,4 м соответственно (табл. 2-3). Полученные данные приводятся впервые и позволяют численно анализировать, сравнивать и характеризовать различные условия местообитания таксационными показателями, произрастающих на них насаждений. Сопоставление средних высот всех ТЛУ и ТЛ с наибольшим из них в Д2 (ДСН), мы можем сделать вывод, что в ТЛУ Д3 (ТЛ ДТ) дубравы растут в высоту в среднем на 2,4 % хуже, в ТЛУ С2Д (ТЛ ДОСН) - на 3,7 %, в ТЛУ Д3П (ТЛ ДПВЛ) - на 4,0 %, в ТЛУ Е2 - на 8,1 %, ТЛУ Д2П (ТЛ ДПСВ) и С2 (СДСН) - уже на 11,8 %, в ТЛУ Д1 (ТЛ ДОС) - на 15,2 %, в ТЛУ Е0 - на 38,0 % и в ТЛУ Д0 - на 42,4%. Полученные результаты также подтверждают обоснованность
Лесотехнический журнал 3/2014
121
Природопользование
Таблица 2
Лесотипологическая шкала средних высот порослевых дубрав Воронежской области.
Полнота 1,0
Средние высоты по ТЛ У (ТЛ) порослевых дуб зав, м
А, Д0 Д1 Д2 Д2П Дэ Д3П Е0 Е1 Е2 С2 С2Д
лет ДОСЗЛ ДОС ДСН ДПСВ ДТ ДПВЛ ДБРО ДБКТ ДБСВ СДСН ДОСН
5 1,5 2,1 2,5 2,2 2,5 2,4 1,6 2,0 2,3 2,2 2,4
10 2,7 3,9 4,6 4,1 4,5 4,4 2,9 3,7 4,2 4,1 4,4
15 3,9 5,7 6,7 5,9 6,6 6,5 4,2 5,4 6,2 5,9 6,5
20 5,1 7,4 8,8 7,7 8,6 8,4 5,4 7,0 8,1 7,7 8,4
25 6,2 9,1 10,7 9,5 10,5 10,3 6,7 8,5 9,8 9,4 10,3
30 7,2 10,6 12,5 11,1 12,3 12,0 7,8 10,0 11,5 11,0 12,1
35 8,2 12,1 14,2 12,6 13,9 13,6 8,8 11,3 13,1 12,5 13,7
40 9,1 13,4 15,8 13,9 15,4 15,2 9,8 12,6 14,5 13,9 15,2
45 9,9 14,6 17,3 15,2 16,9 16,5 10,7 13,7 15,8 15,2 16,6
50 10,7 15,8 18,6 16,4 18,2 17,8 11,5 14,8 17,0 16,4 17,9
55 11,4 16,8 19,8 17,5 19,3 19,0 12,3 15,8 18,2 17,4 19,0
60 12,1 17,7 20,9 18,4 20,4 20,1 13,0 16,7 19,2 18,4 20,1
65 12,6 18,6 21,9 19,3 21,4 21,0 13,6 17,5 20,1 19,3 21,1
70 13,2 19,4 22,9 20,2 22,3 21,9 14,2 18,2 21,0 20,1 22,0
75 13,7 20,1 23,7 20,9 23,2 22,7 14,7 18,9 21,7 20,9 22,8
80 14,1 20,8 24,5 21,6 23,9 23,5 15,2 19,5 22,5 21,6 23,5
85 14,5 21,4 25,2 22,2 24,6 24,1 15,6 20,1 23,1 22,2 24,2
90 14,9 21,9 25,8 22,8 25,2 24,8 16,0 20,6 23,7 22,7 24,8
95 15,2 22,4 26,4 23,3 25,8 25,3 16,4 21,0 24,2 23,2 25,4
100 15,5 22,8 26,9 23,7 26,3 25,8 16,7 21,4 24,7 23,7 25,8
105 15,8 23,2 27,4 24,1 26,7 26,2 17,0 21,8 25,1 24,1 26,3
110 16,0 23,5 27,8 24,5 27,1 26,6 17,2 22,1 25,4 24,4 26,7
115 16,2 23,8 28,1 24,8 27,5 27,0 17,4 22,4 25,8 24,7 27,0
120 16,4 24,1 28,4 25,1 27,8 27,3 17,6 22,7 26,1 25,0 27,3
125 16,5 24,3 28,7 25,3 28,0 27,5 17,8 22,9 26,3 25,3 27,6
130 16,7 24,5 28,9 25,5 28,3 27,8 18,0 23,1 26,5 25,5 27,8
135 16,8 24,7 29,2 25,7 28,5 27,9 18,1 23,2 26,7 25,7 28,0
140 16,9 24,9 29,3 25,9 28,6 28,1 18,2 23,4 26,9 25,8 28,2
145 17,0 25,0 29,5 26,0 28,8 28,2 18,3 23,5 27,0 25,9 28,3
150 17,1 25,1 29,6 26,1 28,9 28,4 18,3 23,6 27,1 26,0 28,4
155 17,1 25,1 29,7 26,2 29,0 28,4 18,4 23,6 27,2 26,1 28,5
160 17,1 25,2 29,7 26,2 29,0 28,5 18,4 23,7 27,3 26,2 28,6
122
Лесотехнический журнал 3/2014
Природопользование
Таблица 3
Лесотипологическая шкала средних высот порослевых дубрав Воронежской области.
Полнота 0,3
А Средние высоты по ТЛУ (ТЛ) порослевых дуб зав, м
Д> Д0 Д1 Д2 Д2П Дэ Д3П Е0 Е1 Е2 С2 С2Д
лет ДОСЗЛ ДОС ДСН ДПСВ ДТ ДПВЛ ДБРО ДБКТ ДБСВ СДСН ДОСН
5 1,2 1,8 2,1 1,9 2,1 2,0 1,3 1,7 2,0 1,9 2,0
10 2,2 3,3 3,9 3,4 3,8 3,7 2,4 3,1 3,6 3,4 3,7
15 3,3 4,8 5,7 5,0 5,5 5,4 3,5 4,5 5,2 5,0 5,4
20 4,3 6,3 7,4 6,5 7,2 7,1 4,6 5,9 6,8 6,5 7,1
25 5,2 7,6 9,0 7,9 8,8 8,6 5,6 7,2 8,3 7,9 8,7
30 6,1 8,9 10,5 9,3 10,3 10,1 6,5 8,4 9,7 9,3 10,1
35 6,9 10,1 12,0 10,6 11,7 11,5 7,4 9,5 11,0 10,5 11,5
40 7,7 11,3 13,3 11,7 13,0 12,7 8,2 10,6 12,2 11,7 12,8
45 8,4 12,3 14,5 12,8 14,2 13,9 9,0 11,6 13,3 12,8 13,9
50 9,0 13,2 15,6 13,8 15,3 15,0 9,7 12,4 14,3 13,7 15,0
55 9,6 14,1 16,6 14,7 16,3 16,0 10,3 13,3 15,3 14,6 16,0
60 10,1 14,9 17,6 15,5 17,2 16,9 10,9 14,0 16,1 15,5 16,9
65 10,6 15,6 18,4 16,3 18,0 17,7 11,4 14,7 16,9 16,2 17,7
70 11,1 16,3 19,2 17,0 18,8 18,4 11,9 15,3 17,6 16,9 18,5
75 11,5 16,9 19,9 17,6 19,5 19,1 12,4 15,9 18,3 17,5 19,2
80 11,9 17,5 20,6 18,2 20,1 19,7 12,8 16,4 18,9 18,1 19,8
85 12,2 17,9 21,2 18,7 20,7 20,3 13,1 16,9 19,4 18,6 20,3
90 12,5 18,4 21,7 19,1 21,2 20,8 13,5 17,3 19,9 19,1 20,8
95 12,8 18,8 22,2 19,6 21,7 21,3 13,8 17,7 20,3 19,5 21,3
100 13,0 19,2 22,6 19,9 22,1 21,7 14,0 18,0 20,7 19,9 21,7
105 13,3 19,5 23,0 20,3 22,5 22,0 14,3 18,3 21,1 20,2 22,1
110 13,4 19,8 23,3 20,6 22,8 22,4 14,5 18,6 21,4 20,5 22,4
115 13,6 20,0 23,6 20,8 23,1 22,7 14,7 18,8 21,7 20,8 22,7
120 13,8 20,3 23,9 21,1 23,3 22,9 14,8 19,0 21,9 21,0 23,0
125 13,9 20,5 24,1 21,3 23,6 23,1 15,0 19,2 22,1 21,2 23,2
130 14,0 20,6 24,3 21,5 23,8 23,3 15,1 19,4 22,3 21,4 23,4
135 14,1 20,8 24,5 21,6 23,9 23,5 15,2 19,5 22,5 21,6 23,5
140 14,2 20,9 24,6 21,7 24,1 23,6 15,3 19,6 22,6 21,7 23,7
145 14,3 21,0 24,8 21,8 24,2 23,7 15,4 19,7 22,7 21,8 23,8
150 14,3 21,1 24,9 21,9 24,3 23,8 15,4 19,8 22,8 21,9 23,9
155 14,4 21,1 24,9 22,0 24,4 23,9 15,5 19,9 22,9 21,9 24,0
160 14,4 21,2 25,0 22,0 24,4 24,0 15,5 19,9 22,9 22,0 24,0
Лесотехнический журнал 3/2014
123
Природопользование
выделения экотипов (нагорных, байрачных и пойменных) дубрав и численно отражают, в данном случае на основе средних высот, влияние на их значения влажности почв. Так, с ухудшением влажности почв в нагорных дубравах скорость роста в высоту существенно уменьшается: в ТЛУ Д1 и Д0 на 15,2 % и 42,4 % по сравнению с Д2 соответственно; на 13,2 % и 32,6 % в ТЛУ Е1 и Е0 по сравнению с ТЛУ Е2; на 8,1 % в ТЛУ Д2П по сравнению с ТЛУ Д3П.
Результаты моделирования средних высот для каждого ТЛУ (ТЛ) при полноте 0,3 приведенные в табл. 3, говорят о наличии существенной зависимости средней высоты от полноты изучаемых древостоев, что в применяемых в настоящее время нормативах практически не учитывается [5, 6, 11] из-за отсутствия соответствующих данных. Расчеты показывают, что различия в средних высотах древостоев в пределах одного ТЛУ с изменением полноты от 1,0 до 0,3 достигают 15,8 % -16,1 %, в абсолютных показателях - от
2,9 м в ТЛУ Е0до 4,7 м в ТЛУ Д2, что весьма значительно и оказывает влияние как на точность определения запаса древесины в древостое, так и на значение класса бонитета при проводимой в настоящее время инвентаризации.
В результате проведенных исследований нами получены модели и лесотипологические шкалы возрастной динамики средних высот по ТЛУ и соответствующим им ТЛ в диапазоне от 5 до 160 лет, которые позволяют дифференцировать многомерной регрессией (1) все экологические ниши произрастания порослевых дубовых древостоев в Воронежской области. Пред-
ставленные лесотипологические шкалы средних высот наглядно свидетельствуют о четкой дифференциации линий регрессий относительно принятой типологической классификации, позволяют выявить закономерности роста по трофотопам, а также по экотипам дубрав, а в пределах трофотопов и экотипов - по гигротопам. Также, полученные модели свидетельствуют о том, что возрастная динамика средней высоты в разных лесотипологических условиях существенно зависит от возраста и полноты.
Высший уровень продуктивности древостоев соответствует дубнякам сныть-евым (ДСН), произрастающим в ТЛУ дубрава свежая (Д2), низший - дубнякам осоко-злаковым (ДОСЗЛ), ТЛУ - дубрава очень сухая (Д0).
Анализ результатов исследований и данных моделирования роста порослевых дубрав Воронежской области показал, что в пределах каждого ТЛУ (ТЛ) имеет место т о т или иной разбег высот. Поэтому с целью повышения точности оценки растущего леса при его отводе или инвентаризации нами предлагается ввести классы высот величиной 1 метр в 50-летнем возрасте древостоев, что позволит значительно уменьшить случайную и систематическую ошибки при оценке конкретных участков не менее чем в 2 раза по сравнению с существующими нормативами, и довести их значения до +5-8 % и +2-3 % соответственно при 95 % уровне вероятности.
В качестве примера рассмотрим динамику роста в высоту наиболее характерного и представленного в регионе для порослевых дубрав ТЛУ (ТЛ) - Д2 (ДСН).
124
Лесотехнический журнал 3/2014
Природопользование
Н= EXP(-0,33588+0,55097xX2-0,02778xLN(A)+ 0,369551x(LN(A))a2- (2)
-0,04743x(LN(A))A3++0,144304xLN(n))
R2=0,940; mR=0,1242; F=22186.
Расчеты показывают, что разброс высот относительно полученной кривой весьма значителен и в 50-летнем возрасте составляет 10 м (13-23 м), что нельзя не принять во внимание при разработке новой системы нормативов на основе экологического подхода к инвентаризации лесов и обходится при оценке данных древостоев только значениями одной выравненной кривой было не правильно.
Следует отметить, что у порослевых дубрав разбег высот также как и у семенных зависит от качества условий местообитания и в 50-летнем возрасте составляет: в ТЛУ До- 7 м (6-13 м); в ТЛУ Д1 - 14 м (721 м); в ТЛУ Д2 - 15 м (7-22 м); в ТЛУ Д -8 м (13-21 м); в ТЛУ ДП - 8 м (11-19 м); в ТЛУ ДП - 10 м (13-23 м; в ТЛУ С2 - 6 м (14-20 м); в ТЛУ С2Д - 11 м (12-23 м); в ТЛУ Е0 - 7 м (8-15 м); в ТЛУ Е1 - 9 м (8-17 м); в ТЛУ Е2 - 11 м (10-21 м); Поэтому нами для всех экологических ниш произрастания порослевых дубрав (табл. 2), исходя из необходимости повышения точности их оценки, было выполнено нормирование значений средних высот, полученных с помощью регрессионного уравнения (1), их значениями в 50-летнем возрасте, начиная с 5 м с шагом 1 м и получены коэффициенты, показывающие долю высот в любом возрасте к ее нормировочному значению. Ум-
ножением полученных коэффициентов на соответствующие средние высоты древо-сто ев в 50- л етнем в озрасте получили лесотипологическую шкалу классов высот порослевых дубрав Воронежской области для полноты 1,0 табл. 4).
Полученные в табл. 4 данные охватывают диапазон высот от 5 до 25 м, отражая динамику хода роста изучаемых дре-востоев 20 классами высот, против 7 - бо-нитировочной шкалы М.М. Орлова и 5 - в применяемых таблицах хода роста [4, 5], что однозначно свидетельствует о повышении точности оценки порослевых дубовых древостоев Воронежской области, при использовании предлагаемых нами подходов к их экологической таксации.
Заключение. В результате проведенных исследований получены модели и лесотипологические шкалы возрастной динамики средних высот и классов высот по ТЛУ и соответствующим им ТЛ естественных порослевых дубрав Воронежской области, которые позволили многомерной регрессией дифференцировать экологическую нишу произрастания изучаемых дре-востоев разной полноты и доле участия главной породы в составе.
Проведенные исследования и полученные результаты послужили основой для разработки новой экологически обоснованной системы нормативов для инвентаризации и оценки порослевых дубовых древостоев Воронежской области.
Лесотехнический журнал 3/2014
125
Природопользование
Таблица 4
Лесотипологическая шкала классов высот семенных дубрав Воронежской области.
Полнота 1,0.
А, Классы высот при средней высоте порослевых дубрав в 50 лет, м
лет 5 6 7 8 8 10 11 12 13 14 15 16
5 0,7 0,8 1,0 1,1 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8 1,9 2,0 2,2
10 1,2 1,5 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 3,0 3,2 3,5 3,7 4,0
15 1,8 2,2 2,5 2,9 3,3 3,6 4,0 4,4 4,7 5,1 5,4 5,8
20 2,4 2,8 3,3 3,8 4,3 4,7 5,2 5,7 6,1 6,6 7,1 7,6
25 2,9 3,5 4,0 4,6 5,2 5,8 6,3 6,9 7,5 8,1 8,7 9,2
30 3,4 4,1 4,7 5,4 6,1 6,8 7,4 8,1 8,8 9,5 10,1 10,8
35 3,8 4,6 5,4 6,1 6,9 7,7 8,4 9,2 10,0 10,7 11,5 12,3
40 4,3 5,1 6,0 6,8 7,7 8,5 9,4 10,2 11,1 11,9 12,8 13,6
45 4,6 5,6 6,5 7,4 8,4 9,3 10,2 11,1 12,1 13,0 13,9 14,9
50 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0
55 5,3 6,4 7,5 8,5 9,6 10,7 11,7 12,8 13,9 14,9 16,0 17,1
60 5,6 6,8 7,9 9,0 10,1 11,3 12,4 13,5 14,6 15,8 16,9 18,0
65 5,9 7,1 8,3 9,4 10,6 11,8 13,0 14,2 15,4 16,5 17,7 18,9
70 6,2 7,4 8,6 9,8 11,1 12,3 13,5 14,8 16,0 17,2 18,5 19,7
75 6,4 7,7 8,9 10,2 11,5 12,8 14,0 15,3 16,6 17,9 19,1 20,4
80 6,6 7,9 9,2 10,5 11,9 13,2 14,5 15,8 17,1 18,5 19,8 21,1
85 6,8 8,1 9,5 10,8 12,2 13,6 14,9 16,3 17,6 19,0 20,3 21,7
90 6,9 8,3 9,7 11,1 12,5 13,9 15,3 16,7 18,1 19,5 20,8 22,2
95 7,1 8,5 9,9 11,4 12,8 14,2 15,6 17,0 18,5 19,9 21,3 22,7
100 7,2 8,7 10,1 11,6 13,0 14,5 15,9 17,4 18,8 20,3 21,7 23,2
105 7,4 8,8 10,3 11,8 13,2 14,7 16,2 17,7 19,1 20,6 22,1 23,6
110 7,5 9,0 10,5 11,9 13,4 14,9 16,4 17,9 19,4 20,9 22,4 23,9
115 7,6 9,1 10,6 12,1 13,6 15,1 16,6 18,2 19,7 21,2 22,7 24,2
120 7,7 9,2 10,7 12,2 13,8 15,3 16,8 18,4 19,9 21,4 23,0 24,5
125 7,7 9,3 10,8 12,4 13,9 15,4 17,0 18,5 20,1 21,6 23,2 24,7
130 7,8 9,3 10,9 12,5 14,0 15,6 17,1 18,7 20,3 21,8 23,4 24,9
135 7,8 9,4 11,0 12,5 14,1 15,7 17,3 18,8 20,4 22,0 23,5 25,1
140 7,9 9,5 11,0 12,6 14,2 15,8 17,4 18,9 20,5 22,1 23,7 25,2
145 7,9 9,5 11,1 12,7 14,3 15,9 17,4 19,0 20,6 22,2 23,8 25,4
150 8,0 9,6 11,1 12,7 14,3 15,9 17,5 19,1 20,7 22,3 23,9 25,5
155 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16,0 17,6 19,2 20,8 22,4 23,9 25,5
160 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16,0 17,6 19,2 20,8 22,4 24,0 25,6
126
Лесотехнический журнал 3/2014
Природопользование
Окончание таблицы 4
А, лет Классы высот при средней высоте порослевых дубрав в 50 лет, м
17 18 19 20 21 22 23 24 25
5 2,3 2,5 2,6 2,7 2,9 3,0 3,1 3,3 3,4
10 4,2 4,5 4,7 5,0 5,2 5,5 5,7 6,0 6,2
15 6,2 6,5 6,9 7,3 7,6 8,0 8,3 8,7 9,1
20 8,0 8,5 9,0 9,5 9,9 10,4 10,9 11,3 11,8
25 9,8 10,4 11,0 11,5 12,1 12,7 13,3 13,9 14,4
30 11,5 12,2 12,8 13,5 14,2 14,9 15,5 16,2 16,9
35 13,0 13,8 14,6 15,3 16,1 16,9 17,6 18,4 19,2
40 14,5 15,3 16,2 17,0 17,9 18,7 19,6 20,4 21,3
45 15,8 16,7 17,6 18,6 19,5 20,4 21,4 22,3 23,2
50 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0
55 18,1 19,2 20,2 21,3 22,4 23,4 24,5 25,6 26,6
60 19,1 20,3 21,4 22,5 23,6 24,8 25,9 27,0 28,1
65 20,1 21,3 22,4 23,6 24,8 26,0 27,2 28,3 29,5
70 20,9 22,2 23,4 24,6 25,9 27,1 28,3 29,5 30,8
75 21,7 23,0 24,3 25,5 26,8 28,1 29,4 30,6 31,9
80 22,4 23,7 25,0 26,4 27,7 29,0 30,3 31,6 33,0
85 23,0 24,4 25,8 27,1 28,5 29,8 31,2 32,5 33,9
90 23,6 25,0 26,4 27,8 29,2 30,6 32,0 33,3 34,7
95 24,1 25,6 27,0 28,4 29,8 31,2 32,7 34,1 35,5
100 24,6 26,1 27,5 28,9 30,4 31,8 33,3 34,7 36,2
105 25,0 26,5 28,0 29,4 30,9 32,4 33,9 35,3 36,8
110 25,4 26,9 28,4 29,9 31,4 32,9 34,4 35,8 37,3
115 25,7 27,2 28,7 30,3 31,8 33,3 34,8 36,3 37,8
120 26,0 27,5 29,1 30,6 32,1 33,7 35,2 36,7 38,3
125 26,3 27,8 29,4 30,9 32,4 34,0 35,5 37,1 38,6
130 26,5 28,0 29,6 31,2 32,7 34,3 35,8 37,4 38,9
135 26,7 28,2 29,8 31,4 32,9 34,5 36,1 37,6 39,2
140 26,8 28,4 30,0 31,6 33,1 34,7 36,3 37,9 39,4
145 27,0 28,5 30,1 31,7 33,3 34,9 36,5 38,1 39,6
150 27,1 28,7 30,2 31,8 33,4 35,0 36,6 38,2 39,8
155 27,1 28,7 30,3 31,9 33,5 35,1 36,7 38,3 39,9
160 27,2 28,8 30,4 32,0 33,6 35,2 36,8 38,4 40,0
Лесотехнический журнал 3/2014
127
Природопользование
Библиографический список
1. Царалунга, В. В. Санитарные рубки в дубравах: обоснование и оптимизация [Текст] / В. В. Царалунга. - М. : МГУЛ, 2003. - 240 с.
2. Бугаев, В. А. Дубравы лесостепи [Текст] : монография / В. А. Бугаев, А. Л. Мусиевский, В. В. Царалунга ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2013. -247 с.
3. Мусиевский, А. Л. Динамика лесистости и структуры лесного фонда Воронежской области [Текст] / А. Л. Мусиевский // Лесотехнический журнал. - 2013. - № 3. - С. 13-21.
4. Орлов, М. М. Лесная вспомогательная книжка [Текст] / М. М. Орлов / 6-е изд. - М. : Государственное техническое издательство, 1928. - 759 с.
5. Общесоюзные нормативы для таксации лесов [Текст] / В. В. Загреев, В. И. Сухих, А. З. Швиденко, Н. Н. Гусев, А. Г. Мошкалев. - М. : Колос, 1992. - 495 с.
6. Швиденко, А. З. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений
основных лесообразующих пород Северной Евразии [Текст] / А. З. Швиденко, Д.
Г. Щепащенко, С. Нильссон, Ю. И. Булуй. - М., 2006. - 803 с.
7. Хлюстов, В. К. Лесотипологические шкалы хода роста березовых древостоев Калининградской области [Текст] / В. К. Хлюстов, Л. С. Мурачева // Вестник Саратовского ГАУ имени Н. И. Вавилова. - 2011. - № 6. - С. 42-45.
8. Погребняк, П. С. Основы лесной типологии [Текст] / П. С. Погребняк / 2 изд. - К., 1955. - 346 с.
9. Лесной план Воронежской области [Текст]. - Воронеж, 2008. - Книга 1. - 309 с., Книга 2 - 272 с.
10. Хлюстов, В. К. Ход роста и товарная продуктивность сосновых древостоев центрального лесотаксационного района Российской Федерации: Лесотаксационный справочник [Текст] : учеб. пособие / В. К. Хлюстов, М. М. Устинов. - М. : Издательство РГАУ_МСХА, 2013. - 95 с.
11. Мусиевский, А. Л. Таксация лесных сортиментов [Текст] : справочник /
А. Л. Мусиевский; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2011. -228 с.
12. Хлюстов, В. К. Математические методы в расчетах на ЭВМ: применение в лесоуправлении и экологии [Текст] : учеб. для лесных вузов / В. К. Хлюстов, Ю. Ю. Герасимов. - М. : МГУЛ, 2001. - 260 с.
References
1. Tsaralunga V.V. Sanitary cuttings in oak forests: justification and optimization [Tsaralunga V.V. Sanitarnye rubki v dubravah: obosnovanie i optimizacija]. Moscow, 2003, 240 p. (In Russian).
2. Bugaev V.A., Musievsky A.L., Tsaralunga V.V. Oak forests of forest steppe [Bugaev V.A., Musievsky A.L., Tsaralunga V.V. Dubravy lesostepi]. Voronezh, 2013, 247 p. (In Russian).
3. Musievsky A.L. Dynamics of forest cover and forest fund structure of Voronezh region [Musievsky A.L. Dinamika lesistosti i struktury lesnogo fonda Voronezhskoj oblasti]. Lesotekhni-
128
Лесотехнический журнал 3/2014
Природопользование
cheskii zhurnal, 2013, no. 3. pp. 13-21. (In Russian).
4. Orlov M.M. Forestry auxiliary book [Orlov M.M. Lesnaja vspomogatel'naja knizhka]. Moscow, 1928. 759 p. (In Russian).
5. Zagreev V.V., Sukhikh V.I., Shvidenko A.Z., Gusev N.N., Moshkalev A.G. Union-wide standards for forest inventory [Zagreev V.V., Sukhikh V.I., Shvidenko A.Z., Gusev N.N., Moshkalev A.G. Obshhesojuznye normativy dlja taksacii lesov]. Moscow, Kolos, 1992, 495 p. (In Russian).
6. Shvidenko A.Z., Shchepashchenko D.G., Nilsson S., Buluy Y.I. Tables and model of growth progress and productivity of plantations of the main tree species of Northern Eurasia [Shvidenko A.Z., Shchepashchenko D.G., Nilsson S., Buluy Y.I. Tablicy i modeli hoda rosta i produktivnosti nasazhdenij osnovnyh lesoobrazujushhih porod Severnoj Evrazii]. Moscow, 2006, 803 p. (In Russian).
7. Khlyustov V.K., Muracheva L.S. Forestry typological scales of growth progress birch stands of Kaliningrad region [Khlyustov V.K., Muracheva L.S. Lesotipologicheskie shkaly hoda rosta berezovyh drevostoev Kaliningradskoj oblasti]. Vestnik Saratovskogo GA U imeni N. I. Vavilova - Bulletin of Saratov State Agrarian University named after NI Vavilov, 2011, no. 6, pp. 42-45. (In Russian).
8. Pogrebnyak P.S. Fundamentals of forest typology [Pogrebnyak P.S. Osnovy lesnoj tipolo-gii]. Kiev, 1955, 346 p. (In Russian).
9. Forest Plan of Voronezh region [Lesnoj plan Voronezhskoj oblasti]. Voronezh, 2008. Book 1 - 309 p., Book 2- 272 pp. (In Russian).
10. Khlyustov V.K., Ustinov M.M. Course of growth and commodity productivity of pine stands of the central forest taxation district of the Russian Federation: forest inventory directory: a tutorial [Khlyustov V.K., Ustinov M.M. Hod rosta i tovarnaja produktivnost' sosnovyh drevostoev central'nogo lesotaksacionnogo rajona Rossijskoj Federacii: Lesotaksacionnyj spravochnik]. Moscow, 2013, 95 p. (In Russian).
11. Musievsky A.L. Taxation of forest assortments [Musievsky A.L. Taksacija lesnyh sorti-mentov]. Voronezh, 2011, 228 p. (In Russian).
12. Khlyustov V.K., Gerasimov Y.Y. Mathematical methods in computer calculations: application in forest management and ecology: A Textbook for forestry universities [Khlyustov V.K., Gerasimov Y.Y. Matematicheskie metody v raschetah na JeVM: primenenie v leso-upravlenii i je-kologii]. Moscow, 2001, 260 p. (In Russian).
Сведения об авторах
Хлюстов Виталий Константинович - заведующий кафедрой лесоводства ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А Тимирязева», доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАЕН, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: [email protected].
Мусиевский Александр Леонидович - доцент кафедры лесоводства, лесной таксации и лесоустройства ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: [email protected].
Лесотехнический журнал 3/2014
129
Природопользование
Information about authors
Khlyustov Vitaly Konstantinovich - Head of the Department of Forestry of FSBEI HPO «Russian State Agrarian University - MAA named after KA Timiyazev», DSc in Agriculture, Professor, Academician of RANS, Moscow, Russian Federation; e-mail: [email protected].
Musievsky Aleksandr Leonidovich - Associate Professor of Selections and Seed Production Department of FSBEI HPO «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter I», PhD in Agriculture, Associate Professor, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].
DOI: 10.12737/6277 УДК 630*561: 551.521
ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛЕСОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПИ
кандидат биологических наук С. В. Щетинкин1 кандидат биологических наук, доцент Н. А. Щетинкина2 1 - Филиал ФБУ «Рослесозащита»-«ЦЗЛ Воронежской области», г. Воронеж, Российская Федерация
2 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия», г. Воронеж, Российская Федерация
Показано, что общая направленность процессов ксилогенеза дуба в условиях радиоактивного загрязнения соответствует закономерностям, установленным ранее исследователями для дубовых насаждений Центральной лесостепи. Облучение, преимущественно короткоживущими изотопами иода, обусловило изменение активности латеральной меристемы древесных растений - камбия. Воздействие имело относительно короткий временной интервал и затрагивало преимущественно ксилогенез ранней древесины независимо от возраста формирующегося слоя древесины. Результатом аномальной активности камбия явилось снижение радиального прироста ранней древесины дуба в 1986 году и увеличение - в поставарийном 1987 году. Выявленные кратковременные (2-3 года) нарушения динамики радиального прироста характерны ранней и поздней древесине как на онтогенетически, так и на экологически обусловленных этапах развития древесины дуба. Существенное увеличение средней ширины годичного слоя дефинитивной древесины в 8-летний послеаварийный период, является также, в какой-то степени, результатом радиационного воздействия в 1986 году. Определение коэффициента повторяемости поздней древесины до и после аварии свидетельствует о его увеличении в 8-летний послеаварийный период во всех 4 изученных вариантах. При этом, с увеличением возраста годичного кольца древесины возрастает и значение коэффициента, достигая максимальных величин в возрасте 72-87 лет (0.71-0.83). Определение коэффициента корреляции между приростами ранней и поздней древесины от общего прироста до и после аварийного года показало, что имеет место его уменьшение после радиационного воздействия. У дуба с завершением переходного этапа формирования (же-
130
Лесотехнический журнал 2/2014
