CC BY
33
УДК 630*5: 528.8
В. К. Хлюстов, О. М. Бедарева
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗРАСТНОЙ ДИНАМИКИ ОБЩЕЙ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ САКСАУЛА ЧЕРНОГО (HALOXYLON APHYLLUM (MINKW.) ILJIN)
С УЧЕТОМ ЗАПЛАНИРОВАННОЙ ГУСТОТЫ ДРЕВОСТОЯ
В результате статистического моделирования получены уравнения регрессии возрастных изменений средней высоты по классам бонитета и общей древесной биомассы по значениям средних высот и густоте древостоя саксаула черного.
The article presents regress equations of age-related average height changes by growth classes and of general wood pulp by average height and density of the black saxaul forest stand, derived as a result of statistical modelling.
Ключевые слова: моделирование, саксаул черный, адекватность модели.
Keywords: modelling, black saxaul, model adequacy.
Составление таблиц возрастной динамики требует проведения значительных исследований. Опытный материал, привлекаемый для этих разработок, должен быть всесторонне проанализирован и систематизирован, так как даже незначительные отклонения какого-либо таксационного показателя от реально существующих закономерностей приведут к недостоверным итоговым результатам.
----При проведении таких исследований следует соблюдать систем -
носвьсвмамшшшкеосдптйшвгом&т&ршажа ияишКаватемопрыжодит» -его анализ с использованием многомерных методов моделирования процессов по каждому таксационному показателю, формируя оптимальную структуру каждой отдельной модели. Учитывая то, что указанные нормативы должны быть типичными для региона, следует провести подробные натурные исследования в нем [1].
Рассматриваемые задачи исследований были ограничены выявлением закономерностей изменения с возрастом средних высот, показателей продуктивности, выраженных запасом наличного древостоя и производным от него средним и текущим изменением запаса [2; 3].
В отечественной таксации показатель максимальной сомкнутости принимается за 1,0 (эталон), а определение запаса менее сомкнутых древостоев выражается в долях от эталона.
В качестве объектов исследований были выбраны насаждения саксаула черного I, II и III классов бонитета, в которых было заложено 45 временных пробных площадей в пустыне Сарыесик-Атырау (подзона средних пустынь Казахстана). На каждой пробной площади были отобраны модельные деревья по ступеням диаметра крон и другим такса-
ционным показателям. Была проведена многофакторная классификация опытных материалов.
При построении статистических моделей взаимосвязей таксационных показателей в зависимости от густоты древостоев были определены действительные пределы числа деревьев (в шт.) на 1 га. Наглядно распределение пробных площадей с густотой в пределах от 500 до 5 000 шт. на 1 га в диапазоне возрастов от 5 до 13 лет представлены на рисунке 1.
В отличие от существующих методических приемов, анализ роста по уровням продуктивности (бонитетам) и типам кривых дал возможность получить модели динамики средней высоты древостоев по 0,5-метровым ступеням высот и возраста с 5-летней градацией от 5 до 25 лет с учетом классов бонитета I, II, III.
Построенная система кривых представлена на рисунке 2. В таблице 1 приведены средние значения высот для саксаульников в возрасте 15 лет Ні5 = 1,0 м, Ні5 = 1,5 м, Ні5 = 2,0 м для бонитетов I, II, III классов. Статистическое моделирование возрастных изменений средней высоты (Н) по классам бонитета (В) осуществлено по уравнению регрессии вида:
где Н — средняя высота, м;
В — класс бонитета;
А — возраст древостоя, лет;
Я2 — коэффициент детерминации;
¥ — критерий Фишера;
t — критерий значимости численных коэффициентов уравнения.
Н = exp(- 1,06969 - 0,4651401/и2В + 0,670089/иА) R2 = 0,912; F = 98,1; Р < 0,05; t = |9,9; 8,3; 13,51 lim B = 1 - 3; lim А = 5 - 20,
(1)
0
—■— максимум
* данные ПП
0
5
10
15
Возраст, лет
20
25
30
Рис. 1. Диапазон распределения числа деревьев на опытных пробных площадях в саксаульниках различного возраста
Моделирование возрастной динамики древесной массы саксаула черного у—^
-----------------------------------------------------------------^
О степени соответствия значений средних высот, полученных по уравнению (1), свидетельствует рисунок 2.
3,00 -|---------------------------------------
о,so
0,00 -I------,-------,--------,--------,--------
0 5 10 15 20 25
Возраст, лет
Рис. 2. Диапазон распределения средних высот на опытных пробных площадях в саксаульниках различного возраста по классам бонитета
Наряду со средними высотами проведено моделирование возрастной динамики общей древесной массы саксаульников с учетом возрастных градаций 5, 10, 15, 20, 25 лет и запланированной густотой стояния экземпляров 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 шт. на 1 га в 5-летнем возрасте при различной средней высоте древостоя в 15-летнем возрасте. Статистическое моделирование изменения общей древесной массы по значениям средних высот (Н) и густоте стояния древостоя осуществлено по уравнению вида:
Мобщ=ехр(2,9621003 + 2,7556909lnH+0,6766649lnN) (2)
(lnA, ln2A, ln2H, їиВкр статистически не значимы ^расч < 2,0))
R2 = 0,854; F = 58,7; Р < 0,05; t = |4,8; 10,2; 8,3| lim Н=1 — 3 м; lim N = 1000 — 5000 шт. на 1 га, где Н — средняя высота, м;
N — число деревьев, шт. на 1 га;
R2 — коэффициент детерминации;
F — критерий Фишера;
Р — значимость критерия F;
t — критерий значимости численных коэффициентов уравнения;
А — возраст, годы.
Таблица 1
Диапазон распределения средних высот для His = 1,0 м, His =1,5 м, His = 2,0 м
Н а0/10 Бонитет А Множество 0,954838261 F Значимость F
ai -1,06969 -0,4651401 0,670089212 R-квадрат 0,911716105 98,107395 968Е-11
ti -9,9733863 -8,3072453 13,50997646 Норми-ров. 0,902423063 - -
- - - Стан- дартная 0,054058197 - -
- - - Наблю- дений 22 - -
Бонитет Возраст (А) Высота (Н) Н15=1,0м Й15=1,5м Н15=2,0м
I 2 3 4 5 6
I 5 1,01 0,48 0,72 0,96
I 10 1,61 0,76 1,14 1,52
I 15 2,11 1,00 1,50 2,00
I 20 2,55 1,21 1,82 2,43
II 5 0,81 0,48 0,72 0,96
II 10 1,28 0,76 1,14 1,52
II 15 1,68 1,00 1,50 2,00
II 20 2,04 1,21 1,82 2,43
III 5 0,58 0,48 0,72 0,96
III 10 0,92 0,76 1,14 1,52
III 15 1,20 1,00 1,50 2,00
III 20 1,46 1,21 1,82 2,43
Таким образом, выявлено, что общая древесная масса в количественном отношении закономерно снижается с изменением высоты (Н15 = 2,0 ^ ... Н15 = 1,0 м). Особенно резко изменения выражены для древостоев саксаульников при высоте Н15 = 1,0 м. По результатам исследования получена таблица нормативов общей древесной массы в зависимости от густоты стояния древостоя саксаула черного средних высот (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость общей древесной массы саксаула черного от средней высоты и числа деревьев
Возраст, лет Бонитет На/H15 Число деревьев, шт. Масса общая древесная, кг
5 I 0,5 1000 273
10 I 0,8 500 613
15 I 1,0 300 917
20 I 1,2 200 1186
Моделирование возрастной динамики древесной массы саксаула черного у—^ ---------------------------------------------------------------------^
5 I 0,5 2000 436
10 I 0,8 1125 1061
15 I 1,0 600 1467
20 I 1,2 337,5 1690
5 I 0,5 3000 573
10 I 0,8 1750 1431
15 I 1,0 900 1930
20 I 1,2 475 2130
5 I 0,5 4000 696
10 I 0,8 2375 1760
15 I 1,0 1200 2344
20 I 1,2 612,5 2530
5 I 0,5 5000 810
10 I 0,8 3000 2061
15 I 1,0 1500 2726
20 I 1,2 750 2901
5 II 0,7 1000 833
10 II 1,1 500 1874
15 II 1,5 300 2805
20 II 1,8 200 3626
5 II 0,7 2000 1331
10 II 1,1 1125 3244
15 II 1,5 600 4483
20 II 1,8 337,5 5166
5 II 0,7 3000 1752
10 II 1,1 1750 4375
Окончание табл. 2
Возраст, лет Бонитет На/Н15 Число деревьев, шт. Масса общая древесная, кг
15 II 1,5 900 5898
20 II 1,8 475 6510
5 II 0,7 4000 2128
10 II 1,1 2375 5379
15 II 1,5 1200 7166
20 II 1,8 612,5 7733
5 II 0,7 5000 2475
10 II 1,1 3000 6300
15 II 1,5 1500 8333
20 II 1,8 750 8868
5 III 1,0 1000 1840
10 III 1,5 500 4141
15 III 2,0 300 6197
20 III 2,4 200 8011
5 III 1,0 2000 2942
10 III 1,5 1125 7168
15 III 2,0 600 9905
20 III 2,4 337,5 11415
5 III 1,0 3000 3871
10 III 1,5 1750 9666
15 III 2,0 900 13032
20 III 2,4 475 14385
5 III 1,0 4000 4702
10 III 1,5 2375 11885
15 III 2,0 1200 15832
20 III 2,4 612,5 17085
5 III 1,0 5000 5469
10 III 1,5 3000 13920
15 III 2,0 1500 18413
20 III 2,4 750 19594
Список литературы
1. Хлюстов В. К. Древесный прирост и лесопользование / С.Пб. лесотех. акад. СПб., 1992. Деп. в ВНИПИЭИ леспром. 06.05.92. №2842-лб92.
2. Хлюстов В. К. Возрастная динамика продуктивности саксауловых древо-стоев Средних пустынь Казахстана // Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации: труды Всероссийской конференции. М., 2005. С. 78 - 79.
3. Хлюстов В. К. Закономерности возрастной динамики роста, строения и продуктивности саксаульников // Сельское хозяйство — проблемы и перспективы: междунар. науч. практ. конференция (17 — 19 апреля): материалы. Гродно, 2006. С. 28 — 32.
Об авторах
В. К. Хлюстов — д-р с.-х. наук, проф., РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, [email protected]
О. М. Бедарева — канд. биол. наук, доц., КГТУ, [email protected]
Authors
Professor V. K. Khlustov — Russian State Agricultural University, [email protected]
Dr. O. M. Bedareva — Associate Professor, Kaliningrad State Technical University, [email protected]
