CC BY
16
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 3 - 4, 2015
УДК 630.5
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОРЫ У СТВОЛОВ СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ
С.Л. Шевелев, А.С. Смольянов, И.И. Красиков, Т.В. Батвенкина
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет», 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82. E-mail: [email protected]
В статье рассмотрены закономерности в формировании коры у стволов сосны кедровой сибирской. Установлены размерные характеристики показателей коры в абсолютных величинах у деревьев кедра различных размеров. Выявлены закономерности изменения относительных характеристик величины коры в различных частях ствола.
Ключевые слова: сосна кедровая сибирская, пробная площадь, двойная толщина коры, относительная толщина коры.
The article considers trends in the formation the bark of the trunks Pinus sibirica. Set of dimensional characteristics the performance of the cortex in absolute terms from Pinus sibirica of various sizes. The regularities of changes in the relative characteristics of the magnitude the crust in different parts of the trunk.
Keywords: Siberian stone pine, trial size, double bark thickness, relative thickness of the crust.
ВВЕДЕНИЕ
Сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Du Tour) или кедр сибирский формирует как равнинные, так и горные древостои в пределах своего достаточно обширного ареала. Объектом исследования являются горные кедровники Восточной Сибири (Иркутской области и Забайкальского края), произрастающие на плато и водоразделах.
Преобладающими являются древостои III-IV классов бонитета зеленомошной группы типов леса.
Особенностям формы стволов кедра данного региона посвящена работа, выполненная настоящим авторским коллективом (Шевелев и др., 2015). В данной работе, являющейся логическим продолжением, рассматриваются особенности формирования коры у стволов кедра.
Кора не только, в определенной степени, влияет на форму древесных стволов, но и может рассматриваться в качестве одного из факторов, оказывающих влияние на сортиментную структуру, а также точность опреде-
ления объемов бревен по таблицам объемов круглых лесоматериалов (в соответствии с ГОСТ 2708-75).
Следует отметить, что в специальной литературе работы, посвященные рассматриваемому вопросу, практически отсутствуют.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В основу статьи положены полевые материалы, собранные в горных кедровых древостоях Зимин-ского лесничества Иркутской области, относящихся к Алтае-Саянскому горно-таежному лесному району и Хилокского лесничества Забайкальского края, относящихся к Байкальскому горному лесному району.
Сбор данных велся методом закладки пробных площадей в соответствии с требованиями ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Методы закладки». На 17 пробных площадях было срублено и обмерено 284 модельных дерева. Таксационная характеристика древостоев пробных площадей приведена в таблице 1.
Таблица 1 - Таксационная характеристика древостоев пробных площадей
№ пп Состав Возраст, лет Средняя высота, м Средний Класс бонитета диаметр, см Полнота Запас, м3/га Тип леса
Зиминское лесничество
1 7К1П2Б+Е 131 16,6 22,0 IV 0,38 116 баг.злм.
2 8К1Е1Бед.П 145 16,2 22,6 IV 0,47 191 баг.злм.
3 6К3Е1П+Б 134 16,7 20,0 IV 0,68 254 баг.злм.
Хилокское лесничество
4 5К4Л1Б 120 17,4 20,0 III 0,69 194 баг.злм.
5 5К5Л 210 18,0 24,0 V 0,89 311 злм.бр.
6 10К+П 220 19,6 30,0 IV 0,63 263 злм.бр.
7 5К3Л2Б 80 13,7 17,0 III 0,70 148 злм.бр.
8 9К1Б 110 16,6 23,0 III 0,73 213 злм.бр.
9 8К1С1Б 130 19,7 29,0 III 0,75 216 бр.злм.
10 9К1Б 135 19,8 29,0 III 0,70 265 злм.
11 6К4Л 210 21,0 32,0 IV 0,65 275 бр.злм.
12 4К6Б 50 7,0 7,6 IV 0,79 70 баг.
13 9К1Л 130 19,0 24,0 III 1,0 322 баг.
14 7К3Л 230 21,8 30,0 IV 1,0 467 бад.
15 8К2Б 123 18,5 19,5 III 0,63 187 злм.бр.
16 8К2Л 85 16,4 15,0 III 0,46 152 злм.бр.
17 9К1Л 125 18,0 22,0 III 0,66 251 злм.
Примечание: Класс бонитета определен по шкале И.В. Семечкина, В.Ф. Лебкова для древостоев кедра
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
Анализ содержания ряда работ, посвященных закономерностям формирования коры у стволов деревьев основных лесообразующих пород, показал на достаточно неоднородный массив результатов и данных, изменяющийся в зависимости от объекта и региона исследования.
Впервые к закономерностям формирования коры обратился создатель объемных таблиц Крюденер в 1904-1911 гг.
Вопросам оценки коры было уделено внимание в работах классиков отечественной таксации М.М. Орлова (1929), А.В. Тюрина (1945). Достаточно полное исследование, посвященное анализу содержания коры древесных стволов в лесном фонде СССР, принадлежит И.А.Нахабцеву (1990). Большой интерес
представляют работы, посвященные формированию коры в древостоях лиственницы сибирской (Евстафьев, 2007) и ели на севере европейской части России (Гусев, 1981) и другие.
Формированию коры у деревьев сосны кедровой сибирской не было уделено достаточного внимания. Некоторые сведения по этому вопросу можно получить в работе В.Е. Попова (1985) в разделах, посвященных моделированию сортиментной структуры кедра на Лено-Ангарском плато.
Для решения задач, поставленных в настоящей работе, на начальном этапе анализу подверглись величины двойной толщины коры (2Т13) на высоте 1,3 м и ее изменчивость у деревьев кедра различной величины.
В таблице 2 показаны результаты статистической обработки ряда двойной толщины коры деревьев кедра на высоте 1,3 м.
Таблица 2 - Средние значения двойной толщины коры (2Т; 3) на высоте 1,3 м. по данным модельных деревьев
Ступень толщины, см
Статистический показатель
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44
Среднее значение 2Т13,см. 0,45 0,79 1,05 1,27 1,47 1,84 2,05 2,20 2,51 3,0
Коэффициент варьирования (W, %) - 24,9 26,5 35,7 25,7 34,6 30,5 21,2 33,1 7,2
Точность опыта (Р. %) - 4,7 4,5 5,0 3,9 5,5 5,0 4,8 9,2 3,2
Примечание: Для ступеней толщины с малым числом наблюдений коэффициент варьирования и точность опыта не исчислялись
Так как диаметр на высоте 1,3 м является важной ключевой точкой в оценке отдельных деревьев и дре-востоев в целом, при использовании перечислительного метода таксации, найдено отношение диаметра ствола без коры к диаметру в коре, что позволяет получить коэффициент перехода (К) между этими величинами:
К = Д1.3 б.к. / Д1.З
(1)
Обработка велась для всей совокупности в целом. Корреляционный анализ показал на относительно невысокую степень опосредованности коэффициента К величиной диаметров в коре и без коры (ЯК с = 0,25;
ЯК-В,к = 0,31Х
В таблице 3 приведены данные статистической
обработки ряда коэффициента (К).
Адекватность уравнения отображается коэффициентом детерминации (Я2) равным 0.64 и стандартной ошибкой уравнения (Б) равной 0,34.
Динамика двойной толщины коры кедра на высоте 1,3 м с достаточной достоверностью отображается уравнением вида:
2Т13 = аЬхАс, (3)
где 2Т13 - двойная толщина коры, см; А - возраст дерева, лет; а = 0.0336; Ь = 0.9993; с = 0.7795 .
Далее была исчислены величины средних приростов коры:
Таблица 3 - Статистические характеристики ряда коэффициента (К)
Статистический показатель
Х
m
М М„
а
s
А W, % P, %
ср ' е й х Б
0,923 ± 0,001 0,925 0,925 ± 0,026 2,114 - 0,978 2,800 0,169
Для более детальной оценки величины двойной толщины коры кедра на высоте 1.3м. (2Т13) у деревьев различного диаметра, при построении лесотак-сационных таблиц, можно рекомендовать линейное уравнение вида:
2Т13 = 0.28 + 0.057 Д13
(2)
А2Т13 = 2Т13 / А.
(4)
В таблице 4 приведены выровненные значения средних приростов коры кедра на высоте 1.3 м., полученные по математической модели:
А2Т13 = 1 / 40,6669 + 3,7407A05488. (5)
Таблица 4 - Средние приросты коры, см
Возраст, лет 40 60 80 100 120 140
А2Т13 см 0,0145 0,0132 0,0121 0,0114 0,0108 0,00103
160 180 200 220 240 260 280
0,0099 0,0095 0,0092 0,0089 0,0086 0,0083 0,0081
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 3 - 4, 2015
Из содержания таблицы 5 видно, что динамика среднего прироста отображается кривой имеющей максимум в начале ряда. К сожалению в специальной литературе не удалось найти сведений, позволяющих сопоставить полученные данные. Однако из аналогичной работы, посвященной формированию коры у деревьев лиственницы сибирской в Нижнем Приангарье (Евстафьев, 2007) следует, что динамика среднего прироста по коре может отображаться рядами нескольких типов, в том числе и с максимумом в начале ряда.
Далее были рассмотрены закономерности формирования коры на разных участках стволов сосны кедровой сибирской.
Анализ велся с использованием замеров диаметров и двойной толщины коры на относительных длинах стволов: Б0 - основание ствола, Б01 - одной десятой длины ствола, Б0 25 - одной четвертой длины ствола, Б1Д - половине длины ствола, Б075 - трех четвертых длины ствола.
В таблице 5 показаны размеры двойной толщины коры на различных участках ствола в совокупностях, представляющих деревья близких диаметров.
Таблица 5 - Средние размеры двойной толщины коры на различных участках стволов
Ступень
Двойная толщина коры (в см) на относительных высотах
ины, см 0 0,1 0,25 0,5 0,75
4 0,80±0,14 0,65±0,08 0,45±0,09 0,35±0,09 0,28±0,48
8 1,18±0,095 0,83±0,03 0,75±0,03 0,62±0,04 0,51±0,03
12 1,45±0,08 1,02±0,04 0,88±0,03 0,87±0,11 0,65±0,04
16 1,96±0,17 1,29±0,06 1,24±0,05 1,02±0,05 0,74±0,02
20 2,20±0,11 1,40±0,05 1,30±0,16 1,11±0,06 0,88±0,038
24 2,50±0,16 1,70±0,08 1,45±0,08 1,29±0,05 1,10±0,07
28 3,21±0,36 2,11±0,19 1,81±0,10 1,43±0,08 1,13±0,12
32 3,54±0,20 2,17±0,11 1,90±0,06 1,55±0,11 1,31±0,08
36 3,86±0,49 2,32±0,22 2,29±0,37 1,98±0,19 1,34±0,07
40 4,21±0,49 2,96±0,15 2,60±0,21 2,31±0,14 1,74±0,25
Далее была произведена оценка характера изменения размеров двойной толщины коры по длине ствола в относительных величинах. За базовую величину была принята двойная толщина коры на высоте 0,1 высоты древесного ствола. Величина двойной толщины коры на остальных высотах выражалось как частное от деления на эту величину: (Б0 / Б01; Б025 / Б01;
»1/2 / °0,Р °0,75 / 00д).
Полученные ряды относительных величин были подвергнуты статистической обработке, результаты которой представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Статистические характеристики рядов относительных величин двойной толщины коры
Статистические по-
Относительная двойная толщина
казатели 0 0,1 0,25 0,5 0,75
Среднее значение 1,58 1,0 0,94 0,78 0,60
Стандартная ошибка 0,05 - 0,02 0,01 0,01
Медиана 1,36 - 0,92 0,78 0,60
Мода 1,0 - 1,0 1,0 0,50
Стандартное отклонение 0,78 - 0,26 0,22 0,20
Дисперсия 0,60 - 0,07 0,05 0,04
Эксцесс 9,03 - 4,05 1,09 2,92
Асимметричность 2,57 - 1,38 0,29 0,81
Коэффициент изменчивости, % 49,3 - 27,8 28,7 33,2
Точность опыта, % 3,0 - 1,7 1,7 2,0
Из содержания таблицы 6 можно заключить, что относительная величина двойной толщины коры у
деревьев кедра, на различных участках ствола, характеризуется высокой изменчивостью. Особенно высок коэффициент вариации для ряда характеризующего относительную величину коры у основания ствола.
Однако полученные средние величины достаточно достоверны, о чем говорят показатели точности опыта и их можно использовать при построении таксационных нормативов, в частности объемных таблиц и таблиц объема и сбега.
Сопоставление полученных данных, с данными по изменению коры у деревьев лиственницы сибирской (Евстафьев, 2007), показало, что процессы формирования коры в значительной степени определяются биологическими особенностями древесной породы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом полученные результаты говорят о наличии ряда закономерностей в формировании коры у деревьев сосны кедровой сибирской. Установленные закономерности могут быть положены в основу расчетов, обеспечивающих моделирование размеров коры у деревьев сосны кедровой сибирской различной величины, что найдет применение при построении лесотаксационных нормативов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Гусев, И.И. Толщина и объем коры древесных стволов ели /
И.И. Гусев // Лесная таксация и лесоустройство : межвузовский сборник научных трудов. - Красноярск, 1981. - С. 24-30.
Евстафьев, В.Н. Закономерности формирования коры лиственницы сибирской в условиях Приангарского района / В.Н. Евстафьев : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. - Красноярск, 2007 - 23 с.
Нахабцев, И.А. Таксация древесной коры: методические указания и таблицы процентов коры / И.А. Нахабцев. -Л. : ЛТА, 1990. - 34 с.
Орлов, М.М. Лесная таксация / М.М. Орлов. - 3-е изд. - Л.: Изд. журнала Лесное хозяйство и Лесная промышленность, 1929. - 532 с.
Попов, В.Е. Рост и строение кедровых насаждений Лено-Ангарского плато / В.Е. Попов : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. - Красноярск, 1985 - 22 с.
Тюрин, А.В. Таксация леса / А.В. Тюрин. - М. : Гослесте-хиздат, 1945. - С. 197-199.
Шевелев, С.Л. Форма стволов кедра в горных лесах Восточной Сибири / С.Л. Шевелев, А.С. Смольянов, И.И. Красиков // Хвойные бореальной зоны. - 2015. -Том XXXIII. - № 1-2. - С. 55-60.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации
Поступила в редакцию 09.04.15 Принята к печати 21.09.15
