Часть II

ТАКСАЦИЯ НАСАЖДЕНИЙ

Введение

Вернутся в содержание

Таксация леса является одной из специальных дисциплин, предусмот-ренных государственным образовательным стандартом специальностей 260100 и 260400. Основными объектами изучения являются отдельные деревья (сруб-ленные и растущие), совокупность отдельных деревьев, произрастающих как в разных древостоях, так и совместно (древостои элемента леса), насаждения (совокупность отдельных древостоев), лесные массивы как объекты промыш-ленной заготовки и сама заготовленная древесина и недревесная продукция леса.

Специалистам лесоинженерного дела и лесного хозяйства таксация леса необходима для технологических расчетов при освоении лесосырьевых ресурсов: определения среднего объема хлыста, запаса растущего леса, сорти-ментной и товарной структуры древостоев и др.

За последнее время в связи с переходом лесоустройства на зонально-типологическую основу разработаны региональные лесотаксационные нормативы, которые вошли во многие наставления, справочники и пособия. В силу разобщенности этих материалов, а главное, из-за небольшого их тиража они недоступны широкой массе студентов.

В первой части учебного пособия "Таксация леса. Часть 1. Таксация отдельных деревьев" были изложены единицы измерения и описаны инструменты, способы определения таксационных показателей (объема, сбега, видовых чисел, прироста) срубленных древостоев, а также способы таксации растущих деревьев (объем и прирост) и их ландшафтная таксация (П.А.Соколов, 1998).

В настоящем издании дано краткое изложение основных таксационных показателей древостоя элемента леса, насаждения и его компонентов, перечислены способы их определения, представлены таблицы и другая нормативно-справочная информация (НСИ), которая применяется для количественной и качественной оценки насаждений, даны разъяснения к правилам пользования НСИ и приведены основные понятия, применяемые в дисциплине "Таксация леса".

Пособие предназначено для студентов специальностей 260100 и 260400, а также работников лесного профиля.

2.1 Насаждение и его компоненты

Вернутся в содержание

2.1.1 Понятия насаждения, участка леса, древостоя элемента леса, поколения леса

В соответствии с ГОСТ 18486-87 насаждение - это участок леса, состоя-щий из древостоя, а также, как правило, подроста, подлеска и живого напочвенного покрова; это часть лесопокрытой площади, однородная по особенностям произрастающего на ней леса и его растительных спутников и в то же время заметно отличающаяся от примыкающих к ней других лесопокрытых площадей.

Рассматривать насаждение в отрыве от экотопа и других компонентов биоценоза (зооценоз, микробоценоз) будет неправильно. Поэтому насаждение следует оценивать как основную часть б и о г е о ц е н о з а, который, по определению академика Сукачева В.Н., есть "... совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии" (1964).

В лесной таксации помимо насаждения различают следующие понятия: участок леса (выдел), древостой элемента леса, поколение леса, ярус.

Т а к с а ц и о н н ы й в ы д е л представляет собой ограниченный участок лесного фонда, относительно однородный по почвенно-грунтовым условиям и составу произрастающей на нем растительности или по иным поверхностным структурам, в котором изменчивость его качественных и количественных характеристик не превышает нормативных допусков и обуславливает проведение на всей его площади одних и тех же хозяйственных мероприятий (1995).

Древостой участка леса, образованный деревьями одной породы, одного возраста и происхождения, находящимися в одном пологе и одинаковых условиях места произрастания, называется э л е м е н т о м л е с а.

П о к о л е н и е л е с а - это совокупность деревьев одной породы, возникшая в результате возрастной или восстановительной смены леса, с тем или иным периодом формирования древостоя, однородная в морфологическом, экологическом и фитоценотическом отношениях.

Совокупность деревьев элементов (поколений) леса, составляющих один горизонтальный полог насаждения, образует его я р у с. Ярусность возникает в силу разновозрастности древостоя или как следствие разной требовательности древесных пород к экологическим условиям.

2.1.2 Компоненты насаждения и их таксационные показатели

Вернутся в содержание

В лесотаксационной практике различают следующие компоненты или слагающие насаждений:

д р е в о с т о й - часть насаждения, состоящая из деревьев лесообразующих пород; является основным компонентом и средообразующим фактором;

п о д р о с т, состоящий из более молодых древесных растений естественного происхождения, которые растут под пологом леса и способны образовать древостой. Высота подроста не превышает 1/4 высоты деревьев основного полога; к нему относятся древесные растения старше 2 лет, а в условиях севера - старше 10 лет (ГОСТ 18486-87). При описании хозяйственно ценного подроста под пологом леса и возобновления на непокрытых лесом землях определяются следующие таксационные показатели: породный состав по соотношению числа жизнеспособных экземпляров; средний возраст с точностью 5 лет (при НИР до 1 года); средняя высота с точностью 0,1 м при высоте 0,5 м и с точностью до 0,5 м при высоте более 0,5; количество экземпляров (тыс. шт. на 1 га), а при групповом размещении и количество групп на 1 га (1995);

п о д л е с о к, образованный древесными или кустарниковыми породами, которые в силу биологических свойств при соответствующих лесорасти-тельных условиях не могут войти в древесный полог (жимолость, рябина, бересклет, малина, смородина и др.). Липа как порода, требовательная к почвенно-грунтовым условиям, на бедных почвах образует подлесок, на богатых - подрост. При таксационной характеристике подлеска указываются его основные виды и степень густоты. Градации густоты устанавливаются региональными нормативами в пределах групп кустарниковых пород. При отсутствии нормативов для оценки густоты подлеска принимаются следующие придержки: густой - более 5 тыс. кустов на 1 га, средней густоты - 2-5 тыс. кустов и редкий - до 2 тыс. кустов. Для плодовоягодных, орехоплодных и технических кустарников указываются породы, возраст с градацией в 5 лет, средняя высота с градацией 0,5 м и количество экземпляров на 1 га;

ж и в о й н а п о ч в е н н ы й п о к р о в, являющийся важным показателем почвенно-грунтовых условий. Он состоит из травянистых растений, грибов, мхов, лишайников, вечнозеленых кустарников. При обычной инвентаризации лесов указываются его основные виды в порядке количествен-ного убывания экземпляров на 1 га. При учете технически ценного сырья (грибы, ягоды, лекарственные растения и др.) применяются специальные методики.

Л е с о р а с т и т е л ь н ы е у с л о в и я включают такие факторы, как положение, рельеф, почва. Почва характеризуется механическим составом, степенью оподзоленности и влажности, при этом указывается материнская подстилающая порода.

При определении таксационных показателей древостоя элемента и поколения леса, а также яруса следует учитывать цели таксации. При инвентаризации лесного фонда (при лесоустройстве) применяются г л а з о -м е р н ы е, д е ш и ф р о в о ч н ы е, г л а з о м е р н о - и з м е р и т е л ь н ы е и и з м е р и т е л ь н о - п е р е ч и с л и т е л ь н ы е м е т о д ы, при научных исследованиях - п е р е ч и с л и т е л ь н ы е (с перечетом деревьев).

2.2 Показатели древостоя элемента леса

Вернутся в содержание

Таксационные показатели древостоя элемента леса следующие: порода, средний возраст, средний диаметр, средняя высота, сумма площадей сечений на 1 га, запас на 1 га, средний коэффициент формы стволов, среднее видовое число, выход сортиментов и класс товарности, показатели прироста.

С р е д н и й в о з р а с т при глазомерно-измерительных способах определяется по морфологическим признакам средних по диаметру деревьев (кора, крона и т.д.). Для уточнения подсчитывается число годичных слоев на пне не менее чем у трех деревьев, относящихся к категории средних, при помощи возрастного бурава или на срубленных деревьях. Приняты следующие градации при глазомерно-измерительном способе определения среднего возраста: в хвойных молодняках до 10 лет, лиственных молодняках до 5 лет и культурах всех возрастов, год производства которых известен, - 1 год; в древостоях до 100 лет - 5 лет, свыше 100 лет - 10 лет.

П ри перечислительной таксации способ определения среднего возраста зависит от амплитуды колебания возраста отдельных деревьев: если она меньше половины класса возраста, то средний возраст определяется как среднеарифметический:

г де А_ср - средний возраст древостоя;

Σa_i - сумма возрастов обмеренных деревьев;

Σn - число отобранных для обмера отдельных деревьев.

Е сли амплитуда колебания возраста отдельных деревьев превышает половину класса, то средний возраст вычисляется как взвешенный, где "весом" являются суммы площадей сечений деревьев древостоя:

г де Σa_ig_i - сумма произведений площадей сечений групп деревьев на их возрасты;

ΣG - сумма площадей сечений всего древостоя.

На одну ступень толщины проводят 1-3 замера возраста, а средний возраст устанавливается с точностью до 1 года.

С р е д н и й д и а м е т р при глазомерно-измерительных способах определяется с точностью 2 см при среднем диаметре древостоя до 32 см и 4 см при среднем диаметре более 32 см. При этом используются закономерности в строении древостоев и варьировании этого показателя. В одновозрастных древостоях диаметр самого тонкого дерева составляет 0,5-0,6, а самого толстого - 1,7-1,8 от среднего диаметра древостоя. Поэтому средний диаметр можно определить по формуле

г де d_max - диаметр ствола на высоте 1,3 м самого толстого дерева. Н.П. Ану-чин предложил вычислять средний диаметр по выражению

Д_ср = 0,1 Σd_1,3,

где Σd_1,3 - сумма диаметров 10 деревьев, имеющих по глазомерной оценке среднюю толщину.

П ри перечислительной таксации средний диаметр можно вычислить по формуле

где Σd_in_i - сумма произведений диаметров ступеней толщины на число стволов в них;

N - общее число стволов древостоя.

Н о такой средний диаметр будет отличаться от так называемого такса-ционного среднего диаметра, который соответствует средней площади сечения, а главное - среднему объему ствола (важнейшему таксационному показателю). Поэтому средний диаметр вычисляется как средний квадратический:

где Σd_i²n_i - сумма произведений квадратов диаметра ступеней толщины на число стволов в них.

В таксационной практике для упрощения средний таксационный диаметр находят через среднюю площадь сечения по формулам

С р е д н я я в ы с о т а древостоя элемента леса является важным таксационным показателем. По ее значению определяется класс бонитета насаждения (по преобладающей породе), разряд высот древостоев. Средняя высота древостоя служит входом в целый ряд лесотаксационных таблиц.

При глазомерно-измерительной таксации средняя высота определяется как среднеарифметическая из высот не менее, чем у 3-х деревьев, относящихся к ступени толщины со средним диаметром древостоя. Градация определения средней высоты при глазомерно-измерительной таксации составляет 0,5 м при средней высоте до 5,0 м и 1,0 м - при средней высоте более 5,0 м. При перечислительной таксации средняя высота может определяться разными способами.

П ри статистических расчетах среднюю высоту вычисляют как среднюю арифметическую по формуле

где Σh_in_i - сумма произведений высот ступеней толщины на число стволов в них.

Статистическая средняя высота соответствует только среднему арифметическому диаметру, а не таксационному. Средняя таксационная высота определяется разными способами, основной из них графический. При этом замеряют диаметры и высоты у 12-15 деревьев в древостое, отобранных по методу случайной выборки из всех ступеней толщины. Данные наносятся на график (на оси абсцисс откладываются диаметры, на оси ординат - высоты) и выравниваются. Из точки, соответствующей среднему таксационному диаметру, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с выровненной кривой и на оси ординат берут отсчет значения средней таксационной высоты. Ее значение можно получить и по уравнению регрессии между диаметрами и высотами деревьев в древостое. Наиболее приемлемо при этом уравнение кубической параболы.

П роф. Лорей еще в прошлом веке предложил следующую формулу для нахождения средней высоты:

г де h_i - высоты деревьев отдельных ступеней толщины;

g_i - площади сечений деревьев ступеней толщины.

Большое практическое значение имеет в е р х н я я в ы с о т а, которая устанавливается для категории самых крупных стволов, которые были таковыми и в прошлом. Дело в том, что при рубках ухода изменяется средний диаметр, а следовательно, и средняя высота, что может привести и к изменению класса бонитета, который устанавливается по средней высоте и среднему возрасту. Такое положение противоречит самому понятию "бонитет", который указывает на почвенное плодородие, и оно, естественно, не меняется после рубок ухода. Поэтому в силу этих обстоятельств целесообразно класс бонитета устанавливать не по средней, а верхней высоте, разработав соответствующие нормативы (Свалов Н.Н., 1979).

С р е д н е е в и д о в о е ч и с л о древостоя элемента леса при глазомерно-измерительной таксации можно определить:

а ) по формуле

г де F_ср - среднее видовое число;

М - общий запас древостоя на 1 га, м³;

ΣG - сумма площадей сечений на 1га, м²;

Н_ср - средняя высота в метрах;

б) по среднему значению второго коэффициента формы и средней высоте древостоя по таблице видовых чисел проф. М.Е. Ткаченко. Например, при коэффициенте формы 0,65 и средней высоте 26 м видовое число будет равно 0,441.

При перечислительной таксации среднее видовое число можно определить по данным модельных деревьев следующим образом:

а) графически, по прямой линии связи между q₂ и f стволов древостоя через средний q₂ (q₂ - второй коэффициент формы, f - видовое число);

б) по уравнениям регрессии между f, q₂ и h стволов (например, по формуле Шиффеля).

С реднее видовое число применяется для вычисления запаса при глазомерно-измерительной таксации по формуле

и вычисляется с точностью 0,001.

С р е д н и й к о э ф ф и ц и е н т ф о р м ы служит одним из входов в некоторые объемные таблицы (помимо d_1,3 и h стволов), а также для нахождения запасообразующего показателя F, определяется с точностью 0,01. При глазомерно-измерительной таксации средний q₂ можно определить по таблице видовых чисел проф. М.Е. Ткаченко, предварительно определив среднее видовое число.

Придержками может служить глазомерное определение сбежистости ство-лов и связь ее с коэффициентами формы, при этом для сильносбежистых ство-лов q₂ = 0,55…0,60, для среднесбежистых q₂ = 0,61…0,70, малосбежистых q₂ = 0,71…0,80.

При перечислительных способах в процессе перечета из разных ступеней толщины методом случайного отбора намечаются 12-15 деревьев, у которых измеряются диаметры на высоте 1,3 м и на половине высоты ствола. По ним определяют q₂, и с использованием корреляционной связи между d_1,3 и q₂ находится среднее значение коэффициента формы, соответствующее среднему диаметру древостоя.

С у м м а п л о щ а д е й с е ч е н и я на 1 га применяется для глазомерно-измерительного определения запаса древостоя, состава яруса, является входным признаком в некоторые таблицы определения прироста запаса. При глазомерно-измерительных способах сумма площадей сечения устанавливается при помощи полнотомера Биттерлиха или призмы Н.П. Анучина с точностью до 0,5 м². При перечислительных способах она определяется как общая площадь сечений всех деревьев, вошедших в перечет на высоте 1,3 м на 1 га, с точностью до 0,01 м².

З а п а с древостоя элемента леса учитывается в кубометрах на 1 га лесопокрытой площади. Он может быть:

о б щ и м (сумма объемов всех стволов древостоя);

э к с п л у а т а ц и о н н ы м (часть общего запаса, пригодного для заготовки тех или иных сортиментов);

л и к в и д н ы м (часть эксплуатационного, состоящего из деловой дре-весины без коры и дров).

Запас древостоя при глазомерно-измерительных способах округляется до десятка м³, при перечислительных - определяется с точностью до 1 м³.

Более подробно способы определения запаса будут рассмотрены в разделе 5.

С о р т и м е н т н а я с т р у к т у р а и к л а с с т о в а р н о с т и д р е -в о с т о я являются показателем качественного состояния древостоя элемента леса. Класс товарности при глазомерно-измерительной таксации устанавлива-ется по проценту деловых стволов. При этом таксатор отсчитывает по ходовой линии подряд 10 деревьев и определяет качество их стволов (деловые, полуделовые, дровяные); затем по соотношению деловых и дровяных по таблице в зависимости от древесной породы (хвойная или лиственная) устанавливается класс товарности (табл. 2.1)

Таблица 2.1