Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Богданов А.П. 1 Третьяков С.В. 1 Цветков И.В. 1

---

1 ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства»

Определение основных таксационных показателей является важной задачей в лесохозяйственной практике. В Российской Федерации лесохозяйственная деятельность регламентирована нормативно-правовыми актами, разработаны региональные нормативно-справочные материалы для таксации и рекомендации, в общесоюзных (общероссийских) нормативах не отрицалось создание региональных нормативов, учитывающих зонально-типологические и экономические особенности лесов. Предметом исследования являются таксационные нормативы для оценки насаждений сосны обыкновенной на северном пределе их распространения в Архангельской и Мурманской областях, Республиках Карелии и Коми. Повышение точности и снижение трудоемкости полевых работ для определения запаса и других таксационных показателей необходимо для планирования лесохозяйственных мероприятий, а также правильной оценки ресурсного и экологического потенциала лесных экосистем. Для оценки точности получения запаса были использованы различные уравнения и упрощенные формулы. По результатам проведенной работы выявлено и статистически обосновано заключение о недостоверном различии полученных значений запасов, полученных разными методами, в том числе для северо-восточного лесотаксационного района. Систематическая ошибка составляет от -7,2 до 8,2 %. Проведена оценка по критерию Пирсона, по результатам которой можно сделать вывод о том, что отличие запасов, установленных по формулам от данных перечислительной таксации, является случайным. По упрощенной формуле различие оказалось также несущественным, а систематическая ошибка составляет 9,9 %. Однако данный метод можно рекомендовать только для предварительной оценки запаса на труднодоступных участках. Публикация подготовлена по результатам НИР, выполненных в рамках государственного задания ФБУ «СевНИИЛХ» на проведение прикладных научных исследований в сфере деятельности Федерального агентства лесного хозяйства «Разработка лесотаксационных нормативов для насаждений сосны обыкновенной на северном пределе их распространения, расположенных на границе с открытыми пространствами: тундрами, водно-болотными участками (морем) в районе притундровых лесов и редкостойной тайги и в защитных лесах северо-таежного района европейской части Российской Федерации и разработка рекомендаций по ведению в них хозяйства» (регистрационный номер темы: 122012600067-9).

Статья в формате PDF

322 KB

сосняк

запас

нормативы таксации

точность

молодняки

средневозрастные

систематическая ошибка

критерий согласия

1. Титкова Т.Б., Виноградова В.В. Изменения климата в переходных природных зонах севера России и их проявление в спектральных характеристиках ландшафтов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 5. С. 310–323. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-310-323.

2. Королева Т.С., Константинов А.В., Шунькина Е.А. Угрозы и социально-экономические последствия изменения климата для лесного сектора // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. 2015. № 3. С. 55–71.

3. Желдак В.И., Чижов Б.Е., Гаркунов Г.А., Захаров А.И. О лесоводственных мероприятиях в притундровых лесах Западной Сибири // Лесоведение. 2013. № 3. С. 19–29.

4. Григорьев Г.В., Дмитриева И.Н., Григорьев И.В., Каляшов В.А., Рудов С.Е., Иванов В.А. Проблемы и перспективы лесозаготовительного производства в условиях районов распространения вечной мерзлоты // Системы. Методы. Технологии. Проблемы и перспективы. 2021. № 3 (51). C. 59–67.

5. Ярмишко В.Т., Игнатьева О.В. Скорость роста и структура фитомассы Pinus sylvestris (Pinaceae) в средневозрастных сосняках Мурманской области // Растительные ресурсы. 2020. Т. 56, № 4. С. 314–325. DOI: 10.31857/S0033994620040093.

6. Указ Президента Российской Федерации от 02.05.2014 г. № 296 «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации» [Электронный ресурс]. URL: http:// www.kremlin.ru/acts/bank/38377 (дата обращения: 24.04.2023).

7. Федеральный закон от 13.07.2020 № 193-ФЗ (ред. от 02.07.2021) «О государственной поддержке предпринимательской деятельности в Арктической зоне Российской Федерации» [Электронный ресурс]. URL: http://www.kremlin.ru/acts/bank/45677 (дата обращения: 24.04.2023).

8. Приказ Минприроды России от 18.08.2014 № 367 «Перечень лесорастительных зон Российской Федерации и перечень лесных районов Российской Федерации» [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/420224339 (дата обращения: 24.04.2023).

9. Загреев В.В., Сухих В.И., Швиденко А.З. Общесоюзные нормативы для таксации лесов: справочник. М: Колос, 1992. 494 с.

10. Лесотаксационный справочник по северо-востоку Европейской части Российской Федерации (нормативные материалы для Ненецкого автономного округа, Архангельской, Вологодской области и республики Коми). Архангельск, 2012. 672 с.

11. Лесотаксационный справочник по Северо-Западу СССР. Ленинградской, Новгородской, Псковской, Мурманской областей и Республики Карелия. Л.: ЛТА, 1984. 320 с.

12. Семенов Б.А., Цветков В.Ф., Чибисов Г.А., Елизаров Ф.П. Притундровые леса Европейской части России (природа и ведение хозяйства). Архангельск, 1998. 332 с.

13. Коптев С.В., Бахтин А.А. Моделирование экосистем: методические указания к выполнению лабораторных работ. Архангельск: САФУ, 2014. 52 с.

14. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 17.10.2022 № 688 «Об утверждении Порядка отвода и таксации лесосек и о внесении изменений в Правила заготовки древесины и особенности заготовки древесины в лесничествах, указанных в статье 23 Лесного кодекса Российской Федерации». [Электронный ресурс]. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202211300033 (дата обращения: 24.04.2023).

15. Цветков В.Ф. Сосняки Кольской лесорастительной бласти и ведение хозяйства в них. Архангельск: АГТУ, 2002. 380 с

В настоящее время изменения климата существенно влияют на все природные экосистемы, особенно в Арктической зоне. Прослеживается некоторый тренд увеличения фитомассы на арктических территориях, что обусловлено повышением проективного покрытия и продукции фитомассы в условиях роста продолжительности вегетационного периода, теплового режима почв и большей доступности питательных веществ для растений, что может положительно сказываться на росте и развитии лесных экосистем [1]. Изменение климата может нести также угрозы [2]. В ближайшее время могут потребоваться новые нормативы для определения основных таксационных показателей лесообразующих пород, расположенных на границе с открытыми пространствами: тундрами, водно-болотными участками (морем) в районе притундровых лесов и редкостойной тайги и в защитных лесах северотаежного района европейской части Российской Федерации. Проблемы притундрового лесоводства являются актуальным направлением для исследования [3–5].

В статье приведены оценки точности определения запаса в молодняках и средневозрастных древостоях сосны в Мурманской области. Кольский полуостров входит в сухопутную территорию Арктики [6, 7], по лесорастительному районированию входит в район притундровых лесов и редкостойной тайги и северо-таежный район европейской части Российской Федерации [8]. По таксационному районированию входит в Северо-Западный лесотаксационный район [9].

Целью проведения исследования является оценка возможности разработки унифицированных нормативов для определения запаса для сосняков на северном пределе их распространения на территории Европейского Севера.

Материалы и методы исследования

Для оценки точности определения запаса использованы результаты обследования стационарных объектов в молодняках и средневозрастных сосняках в Мурманской области. Собраны материалы постоянных наблюдений, в частности паспорта пробных площадей. Месторасположение постоянных пробных площадей – Оленегорское участковое лесничество Мончегорского лесничества.

Средний диаметр определен через площадь поперечного сечения среднего дерева. Распределение числа деревьев по диаметру осуществлялось с градацией в 1 см. Перечислительные данные сведены в одну ведомость. Средняя высота находилась графическим способом. Старое видовое число определено как отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего со стволом одинаковую высоту и площадь сечения на высоте 1,3 м по формуле

f = VС / VЦ = VС / (g1,3H), (1)

где VС – объем ствола, м3;

VЦ – объем цилиндра, м3.

Средний возраст древостоя определен по модельным деревьям, а в случае повторного обследования путем прибавления количества лет, прошедших после последнего обследования, к определенному ранее возрасту.

Класс бонитета определен по соотношению средней высоты преобладающей породы и среднего возраста по бонитировочной шкале М.М. Орлова [10].

Относительная полнота древостоя (Р) определена по формуле (2) как отношение сумм площадей сечений деревьев (∑Gd) в квадратных метрах на гектаре таксируемого древостоя на высоте 1,3 м (абсолютная полнота) к сумме площадей сечений деревьев (∑Gn) нормального древостоя [10]:

P = ∑Gd / ∑Gn , (2)

Запас по данным перечислительной таксации, принятый за истинный, рассчитывался путем суммирования объемов стволов по ступеням толщины, по общеизвестной формуле [9]:

, (3)

где n – число деревьев по ступеням толщины, шт.;

v – объем средних деревьев этих ступеней, м3 .

В общей сложности имеется 21 характеристика пробных площадей в различном возрасте, от 33 лет до 49 лет. Класс бонитета составляет IV–V, средняя высота варьируется от 5,6 м до 8,2 м, средний диаметр от 4,6 см до 10,4 см, количество деревьев на пробных площадях составляет от 1940 шт./га до 9560 шт./га, запас на 1 га от 52 м3/га до 163,4 м3/га. Таксационные характеристики пробных площадей приведены в табл. 1.

Данные по запасам перечислительной таксации сравнивались с запасами, полученными следующим образом:

1) по простейшей формуле для сосновых древостоев высотой до 10 м [11]:

M = 17(H – 2)P, (4)

где П – относительная полнота;

Таблица 1

Характеристика древостоев на пробных площадях по годам наблюдения

2) с помощью видовой высоты сосновых древостоев, найденной по формуле [9, 11]:

Hf = 1,4 + 0,4H, (5)

3) с помощью видовой высоты для сосновых древостоев притундрового района, найденной по формуле [10, 12]:

Hf =1,33 + 0,4H; (6)

4) по объемным таблицам для маломерных стволов и разрядным таблицам для Мурманской области по Северо-Западному таксационному району [11];

5) по формулам для маломерных стволов сосны в коре при высоте 1,5–4,5 м производен по формуле Е.Г. Тюрина, преобразованной Г.С. Войновым по формуле [10]:

(7)

Расчет объемов стволов сосны при высоте 5м и более произведен по формуле В.И. Левина, преобразованной Г.С. Войновым по формуле [10]:

, (8)

где V – объем стволов, м3;

d – диаметр стволов на высоте 1,3 см;

h – высота стволов, м.

Результаты исследования и их обсуждение

Таблица 2

Таблица запасов на пробных площадях, найденных различными способами

Для сравнения и нахождения систематической и средней квадратичной ошибки данные по запасам приведены в табл. 2. Для оценки найденных запасов и получения статистических критериев точности рассчитана систематическая ошибка; средняя квадратичная ошибка по формулам (9) и (10) [13]:

, (9)

где ∆C – систематическая ошибка, %;

хизм – измеренные значения запаса, м3;

хист – истинные значения запаса, м3;

∑n – количество пробных площадей, шт.

Систематическая ошибка характеризует, на сколько в среднем отличаются измеренные данные от истинных. Наряду с систематической ошибкой вычисляется средняя квадратичная ошибка. Средняя квадратичная ошибка показывает, на сколько в основном (68 %) единиц наблюдения отличаются отдельные измеренные значения признака от истинных. Средняя квадратичная ошибка вычисляется по формуле

, (10)

где σ – средняя квадратичная ошибка.

В табл. 2 приведены данные по запасам древостоя на пробных площадях по результатам перечислительной таксации и запасы, полученные способами по формулам (1)–(8).

Стандартные значения χ2 st = 31,4; 37,8; 45,3. Фактическое значение χ2 = 31,2; 23,7; 13,8 меньше стандартного χ2 st = 31,4 что значит, что различие недостоверно. Отличие запасов, найденных по указанным формулам, от перечислительной таксации является случайным, так как эмпирический критерий меньше стандартных значений по соответствующим уровням надежности χ2 = 31,4; 37,8; 45,3.

Выводы

1. Значения запаса, найденные по стандартной формуле V = GHF для сосны в молодняках и средневозрастных древостоях в зависимости от выбранной формулы для определения видовой высоты, приводят к занижению запаса древесины на 15,5–17,0 %, что может быть существенным при таксации молодняков и средневозрастных насаждений [14]. Средняя высота древостоя на пробных площадях имеет высокую изменчивость, согласно данным перечета и замеров высот коэффициент изменчивости высоты составляет в среднем 28,3 %, что говорит о средней и высокой степени изменчивости средних высот древостоев. Согласно устоявшейся практике определение средней высоты осуществляется графическим способом в зависимости от среднего диаметра, по графику высот, построенному по замерам высот и диаметров деревьев на пробной площади. Занижение запаса по формуле V = GHF для молодняков и средневозрастных древостоев связано с определением средней высоты. Применение другого подхода с использованием тех же формул (5) и (6), но с расчетом по ступеням толщины и с определением высоты по графику высот позволяет повысить точность. В этом случае систематическая ошибка при определении запаса составит 4,6 % и 6,0 %, а критерий Пирсона χ2 составит 6,2 и 9,9.

По результатам полевых и камеральных работ, а также исследований по данному направлению, проведенных В.Ф. Цветковым [15], можно отметить, что в связи с небольшими высотами древостоев и высокой сбежистостью стволов коэффициенты формы сосны в Мурманской области несколько ниже, чем в Архангельской области, однако видовые числа стволов сосны в Мурманской области также несколько ниже, чем в более южных районах (в сравнении с данными В.И. Левина), и близки к таковым по притундровым лесам Архангельской области и Республики Коми, что может быть основой для разработки унифицированных объемных таблиц.

2. На Европейском Севере России в экотопе «тайга – тундра» для Северо-Восточного и Северо-Западного таксационного района могут быть составлены общие унифицированные таблицы объема стволов для молодняков и средневозрастных древостоев.

3. Разработка общих унифицированных таблиц объемов стволов для насаждений сосны обыкновенной на северном пределе их распространения основана на изучении видовой высоты для исследуемых сосняков.

Библиографическая ссылка