Исследование и оптимизация возрастной площади питания деревьев при лесовыращивании сосны

ствола, определить температуру прогрева древесины, тем самым обосновать характер химических, гидролитических реакций, разрушения древесины. Полученные результаты вскрывают структурные изменения и хорошо согласуются с некоторыми физико-механическими показателями древесины.

Библиографический список

1. Платонов А.Д., Курьянова Т.К., Макаров А.В. Распределение влаги по стволу дерева после поражения огнем // Лесотехнический журнал, 2011. № 3. С. 2731.

2. Кротов Л.Н. Исследование процесса комбинированной сушки лиственничных пиломатериалов : отчет по хоз. теме / СибТИ. Красноярск, 1970. 49 с.

3. Оценка состояния древостоев после лесного пожара 2010 года на территории УОЛ ВГЛТА / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, Н. Е. Косиченко и [др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. Краснодар: КубГАУ, 2011. № 06(70). С. 377-387. Шифр информрегистра: 04201100012/0204. Режим доступа: http://ei.kubagro.ru/2011/06/pdf/27.pdf

УДК 630.8765

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ВОЗРАСТНОЙ ПЛОЩАДИ ПИТАНИЯ ДЕРЕВЬЕВ ПРИ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИИ СОСНЫ

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры автоматизации производственных

процессов В. С. Петровский1 заведующий кафедрой лесных культур и селекции, доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н. М. Гузь2 кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесных культур, селекции и

лесомелиорации В. В. Малышев1 ассистент кафедры автоматизации производственных процессов Ю. В. Мурзинов1 1 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия 2 - Национальный лесотехнический университет Украины, г. Львов

appvglta@bk.ru

Можно утверждать, что наибольшей производительности древостоев соответствует возрастная оптимизация увеличивающейся площади питания деревьев.

В лесном хозяйстве давно рассматривается проблема возрастной оптимизации

увеличивающейся площади питания деревьев, то есть возрастного уменьшения их густоты, обеспечивающая ускоренное достижение стволами деревьев заданных размеров промышленной технической спелости с наибольшим выходом стволовой дре-

весины с 1 га за 1 год лесовыращивания.

В общих подходах к решению этой проблемы имеются отраслевые, практические рекомендации по снижению густоты уменьшением полноты насаждений до 0,8 путем проведения периодических рубок ухода за лесом. Но в этих рекомендациях отсутствуют указания по оптимальной площади питания остающихся деревьев в зависимости от возраста и бонитета. Это объясняется тем, что для решения этой проблемы, например, для сосны, необходимо заложить по каждому бонитету целый ряд пробных площадей и в течение более 100 лет проводить наблюдение за ходом роста древостоев разных вариантов разреживания по плану активных экспериментов, что практически нереально.

В этой связи нам необходимо было провести исследования и разработать принципиально новые методы и подходы к последовательному решению задач рассматриваемой проблемы.

1. Используя обширный опытный ле-соводственно-таксационный материал хода роста нормальных и разреживаемых древостоев, исследуются и определяются математические модели возрастного изменения таксационных показателей, адекватно отражающих реальности по каждому бонитету.

2. Имея математические модели изменения таксационных показателей по возрасту отдельно по бонитетам для нормальных и разреживаемых сосновых дре-востоев представляется возможным разработать целевую функцию управления ле-совыращиванием с соответствующими ограничениями.

3. Рассматривается теория научного решения задач оптимизации автоматизированного управления режимами рубок ухода за лесом.

4. Разрабатываются алгоритмы, программы решения конкретных задач возрастной оптимизации площади питания (густоты) деревьев с реализацией автоматизированного управления эффективными режимами изреживаний сосновых древосто-ев всех бонитетов.

5. Проводятся исследования на основе имитационного моделирования процесса формирования возрастной динамики оптимальной густоты деревьев в сосновых лесонасаждениях !а, I, II бонитета, обеспечивающих наибольшую производительность древостоев.

В рамках одной статьи достаточно полно описать решение всех представленных задач изучаемой проблемы не представляется возможным.

Без информации процесс управления лесовыращиванием невозможен. В то же время обеспечение оптимального управления требует своевременного сбора информации требуемого состава, объема и точности. Обработка, хранение и передача информации должны осуществляться с минимальными затратами и минимумом погрешностей. Поэтому представляется вполне обоснованным провести анализ информационных потоков управления промежуточными, сплошными рубками леса и выпуска круглых лесоматериалов

[4].

Система промежуточных рубок ухода, сплошных рубок фактически представляется в виде последовательно располо-

женных блоков-подсистем, как это показано на рис. .1. В основании лежит подсистема первой рубки ухода, в которую поступают две группы входных параметров.

Первая группа, обозначенная как У11,./¡2,...,/1к, представляет собой входные

параметры, которые носят случайный характер. Их можно предсказать и измерить, но нельзя изменить. Фактически - это таксационные показатели насаждения на момент рубки, а также параметры, характеризующие место и условия произрастания.

— V

_А_

сплошная

рубка

\

р-ая рубка укода

1-ая рубка ухода

-Хг1 | Хш • Объект лесонасаждение. Возраст Т

хы .. ' " ' \

Хо$ ! Объект - лесу насаждение. Возраст Тр

*>»  *

ХП .¿Л р М // . . . '  •  А\

Хи * Х!м  Объект - лесонасаждение. Возраст Т1

/и $1 /п-

Рис. 1. Анализ информационных потоков в САПР промежуточных, сплошных рубок и

выпуска лесоматериалов

Вторая группа входных параметров, обозначенная как х11,х12,...,х1и, представляет собой величины управляемых, изменяемых параметров. Другими словами -это режимные параметры рубок, и от того какие значения они принимают, зависит эффективность этого лесоводственного и лесозаготовительного мероприятия.

Выходные параметры первой рубки ухода по своей сути являются отображением ее эффективности. Они также подразделяются на две группы.

Первая группа параметров, обозначенная как У12,...,, представляет со-

бой те же параметры, что и /12,.,/1к только уже после проведения рубки. В дальнейшем, через некоторое время Т1р к

моменту проведения р-й рубки ухода, эти показатели станут входными параметрами

fpl, fv 2,. * *, . И хотя их значения будут

значительно зависеть от режима первой рубки, за время Т1р в процесс роста насаждения будет привнесен элемент случайности, повлиять на которые уже будет нельзя. Поэтому на момент р-й рубки параметры fVl, Л2,. * *, ^ будут являться случайными, измеряемыми, контролируемыми,

но не изменяемыми.

Вторая группа выходных параметров первой рубки ухода yn,y12,...,y1m не будет

влиять на дальнейший рост и развитие насаждения. Эти параметры являются отображением проведенного промежуточного пользования древесиной и их значения являются существенными при определении экономической эффективности рубок ухода.

Аналогичным образом представлена информационная структура следующих рубок. Следует отметить некоторое различие выходных показателей при проведении главной, сплошной рубки. Параметры f, f'c2,..., f'ck, представляющие исходящие

после рубки таксационные показатели насаждения и его условия произрастания равны нулю. Это вполне очевидно, так как после сплошной рубки все деревья оказываются вырубленными и насаждения как такового уже не существует. Поэтому отображением эффективности главной рубки служат только параметры пользования

древесиной y 1, y 2,., ycm .

Для более четкого понимания процессов, происходящих при выпуске круглых лесоматериалов от промежуточных и сплошных рубок, представляется необходимым формализовать смысловое представление объекта моделирования на основе использования системного подхода [4].

Процесс промежуточных, сплошных рубок с заготовкой сортиментов круглого леса в формализованном виде можно представить следующим образом, как это показано на рис. 2.

Первую рубку ухода в насаждении

проводят с учетом класса бонитета В, имеющегося запаса стволовой древесины V1, количества деревьев на 1 гектаре N1, средней высоты Н1 и среднего диаметра D1. Эти параметры фактически отображают историю роста насаждения и поэтому не могут быть изменены лесоводом.

В то же время существует некоторый набор входных параметров, которые можно изменять. Более того, правильный выбор значений этих параметров даст возможность повысить эффективность процесса лесовыращивания. К этим изменяемым входным параметрам относятся [3]:

- Технологический состав оборудования ТС01. Этот параметр включает в себя комплекс количественных и качественных величин, содержащих информацию о количестве, марках используемых машин и оборудования. И хотя этот параметр может существенно повлиять на качество производимых работ, его выбор значительно ограничен возможностями конкретного лесозаготовительного предприятия.

- Время начала проведения системы рубок ухода Т1. Значение этого параметра существенно влияет на эффективность всей системы промежуточных рубок, так как известно, что чем раньше начинать уход за лесом, тем больше будет отдача от этого лесоводственного мероприятия, но с другой стороны, время проведения системы рубок существенно ограничивается возможностями используемого технологического оборудования.

- Выбираемый запас ЛV1, м3/га. Этот параметр определяет объем удаляемых из насаждения, а, следовательно, и перерабатываемых, древесных стволов.

- Количество удаляемых деревьев ЛN1, шт./га. Этот параметр определяет, сколько деревьев будет удалено в результате проведения промежуточной рубки, а, следовательно, и количество древесных стволов, поступающих на переработку.

Входные неизменяемые параметры В, Vp, Np, Нр, Dp для очередной р-й рубки ухода напрямую зависят от того, как были проведены предыдущие рубки, хотя непосредственно лесовод не может варьировать эти параметры.

я

и и о £ и № с;

>1 п р Й

ч с

а К ь

X

(в

X

11 я

Ш С ас

а а.

В

г

о Й

в§ а

3 5

и Л!

(Щ

Г

га х

т

. х

йчс ?

а а

о а с

Ж

< Е-1

л

& и х о а? ц

в о

л. £ о

СО 1

О и 1

ос га Г

3

0

1 3

о Ю £ а

Я

Г

В Я

В

Рис. 2. Анализ системы промежуточных, сплошных рубок леса и выпуска круглых

лесоматериалов

Следует так же заметить, что если время проведения первой промежуточной рубки Т1 является входным изменяемым параметром, то для остальных рубок время их проведения уже является входным неизменяемым параметром. Связано это с тем, что время очередной рубки должно определяться временем восстановления запаса разреживаемого древостоя. Если же пренебречь этим принципом и назначать

время очередных рубок произвольно, то это неизбежно приведет к одному из двух негативных явлений: ранняя рубка не восстановившегося древостоя значительно снизит его продуктивность, увеличит отпад и может привести к распаду насаждения; поздняя рубка приведет к полной или частичной потере того положительного лесоводственного потенциала, который был заложен предыдущими рубками.

Как видно из рис. 2, входных изменяемых параметров главной рубки намного меньше, чем при рубках ухода. Связано это с тем, что при главной рубке отпадает надобность в расчете объемов и количества удаляемых деревьев, так как здесь весь древостой вырубается полностью. Следовательно, при главной, сплошной рубке будут выполняться следующие равенства: А^ = V,

А^ = Nc.

Выходными параметрами промежуточных, сплошных рубок, и одновременно входными параметрами процесса переработки заготовленной древесины, являются следующие факторы:

- Размерно-качественные характеристики древесных стволов (РКХС). Этот параметр представляет собой совокупность данных о форме стволов, об их длинах, диаметрах и о распределении древесных пороков. На основе этой информации в дальнейшем производится индивидуальная раскряжевка стволов на сортименты.

- Фактический объем вырубленных древесных стволов ЛV'. Этот параметр зависит от точности выполнения технологических установок заданных для данной рубки ухода. В идеале разность между заданной величиной снижения запаса ЛV и фактическим объемом вырубленных стволов ЛV' равна нулю.

- Фактическое количество вырубленных древесных стволов ЛЖ Этот параметр также как и предыдущий зависят от точности придержек производимых рубок заданному режиму.

Выходным параметром процесса пе-

реработки заготовленной древесины будет распределение сырья по сортиментно-сортным группам и,. Этот параметр содержит информацию о том, какой объем заготовленной древесины приходится на г-ю группу сортиментову'-го сорта.

Последняя стадия - реализация товарной продукции - является самой важной, так как именно ее выходные параметры определяют эффективность всей системы выпуска круглых лесоматериалов при промежуточных и сплошных рубках леса. Единственным входным неизменяемым параметром для этого процесса является стоимость Ргу древесного сырья г-й сорти-ментной группы '-го сорта. Фактически параметр, характеризующий объем заготовленной древесины и, отражает предложение, в то время как величина Рг,у отражает результат взаимодействия спроса и предложения на рынке древесного сырья.

К выходным параметрам процесса реализации товарной продукции являются показатели, характеризующие размер выпуска товарной продукции в м3/(га-год) и в р./(га-год). Эти параметры характеризует собой эффективность лесовыращивания и лесопереработки.

Проведенный анализ промежуточных, сплошных рубок леса и выпуска сортиментов круглого леса показывает, что данный технологический процесс достаточно сложен, значительно растянут во времени, подвержен влиянию большого количества внешних воздействий, среди которых значительная доля приходится на случайные, возмущающие факторы.

Тем не менее, процесс лесовыращи-вания должен осуществляться с выполне-

нием принципа системности, когда каждая отдельная операция рассматривается в комплексной взаимосвязи с остальными технологическими операциями как неотрывная составляющая всего технологического процесса.

В связи с этим выдвигаются аналогичные требования к средствам управления, которые должны обеспечить возможность реализации новых, более эффективных высоких технологий лесовыращива-ния и выпуска круглых лесоматериалов

[3].

Реакцию насаждений на рубки ухода при построении математической модели динамики роста можно учесть. Сделать это представляется возможным, исходя из анализа восстановления полноты насаждений, проведенного С. Н. Сенновым [5]. Прирост насаждения, пройденного правильными рубками ухода, исходя из природы снижения полноты, можно считать неизменным. При этом отпад заметно снижается, и в идеальном случае практически равен нулю, что дает насаждению восстановиться до исходной полноты. Этот же автор утверждает, что при правильном проведении промежуточных рубок величина отпада составляет примерно К0 = 0,1 % в год от величины запаса.

Таким образом, имея в наличии зависимости

^ = ^

Аг = Аг

можно построить динамическую модель изменения запасов как для контрольного, так и для разреживаемого древостоев. То есть, запас контрольного древостоя в воз-

расте (Т+1) будет определяться

V+1 = V + zr

а запас разреживаемого древостоя в этом же возрасте будет равен

K

V = V + z - V —!

гт+1 Гт^^о у т

100

где Zo - общий текущий прирост;

Zr - текущий прирост растущей части;

Т - возраст насаждения;

Н - средняя высота;

V и V - запасы контрольного и разреживаемого насаждений соответственно.

Моделирование динамики изменения запасов контрольного неразреживаемого древостоя

Динамику запасов как контрольного, так и разреживаемого древостоев можно определить, зная величину текущего прироста, так как запас - это сумма годовых приростов.

Как известно, запас древостоя на 1 га можно рассчитать, зная прошлогодний запас и величину текущего прироста

VT — Vт-1 ^ ZT-1 °т-1,

где VI: - текущий запас стволовой древе-

3

сины в возрасте Т, м ;

2 общ Г

т- прошлогодний общий текущий прирост, м3;

От-1 - прошлогодний годовой отпад,

3

м.

Это выражение можно записать ина-

г ~ гу тбЩ

че, заменив общий текущий прирост Ат _{ на текущий прирост растущей части насаждения Араст •

^т-1 •

V _ V + 1раст

' Т т 1 т 1

Если нам известно значение запаса древостоя в некотором начальном возрасте Т0, то тогда запас контрольного древостоя в возрасте Т будет определяться из выражения

т-1

V

т

уТо + 2 zrm

t=тп

^ общ _ ^ общ

^ раст _ ^ раст

По данным профессора И. М. Нау-менко [4], величина текущего прироста зависит от породного состава древостоя, его возраста, полноты, бонитета. Но так как рубки ухода проводятся только в вы-сокополнотных насаждениях, то в нашем случае для одновозрастного соснового насаждения достаточно выявить зависимости:

10бщ (Т, н) _ Х0 + Х1 . т + Х2. т2 +х7 .т2 • Н + х8 • т2 • Н2, где Т - возраст насаждения,

Н - средняя высота дерева в насаж-

причем Н - средняя высота древостоя, м, -будет отображать качество условий местопроизрастания гораздо эффективнее, чем класс бонитета, что признано многими лесоводами.

По данным всеобщих таблиц хода роста, составленных А. Д. Лозовым для одновозрастных насаждений [1], методом наименьших квадратов получены регрессионные модели для общего текущего прироста и прироста растущей части насаждений:

+ х3 • Н + х4 • Н2 + х5 • т • Н + х6 • т • Н2 +

дении,

х0, х^..., х8 - коэффициенты.

(12),

Таблица 1

Коэффициенты регрессионной модели

х0 х1 х2 х3 х4 х5 х6 х7 х8

1б бонитет 2.246^10-2 -2.479 1.336^10-2 6.402 -0.199 5.592^10-2 6.36^10-4 -1.262^10-4 -7.224^10-6

1а бонитет 1.242^10-2 -1.696 3.578^10-3 5.361 -0.164 4.151^10-2 4.792^10-4 -6.644^10-5 -2.335^10-6

1 бонитет 3.949^10-3 -1.054 -1.414^10-2 4.277 -5.946^10-2 2.058^10-2 -4.435^10-5 3.214^10-4 4.565^10-6

2 бонитет 0.139^10-2 2.04 -8.06^10-3 -9.034 -1.297 1.045^10-2 -1.717^10-4 -1.861^10-4 8.658^10-6

3 бонитет 1.381-10-3 -0.958 -3.418^10-3 4.569 -0.127 3.419^10-2 -7.669^10-5 2.335^10-7 5.934^10-7

2раст(Т,Н) _у + я .т + у2 .т2 + Уз • Н + у4 • Н2 + у5 .т• Н + у6 т• Н2 + у7 т2 • Н + у, • т2 • Н2

где Т - возраст насаждения,

Н - средняя высота дерева в насаж-

дении,

у0, у1,.,у8 - коэффициенты.

Таблица 2

Коэффициенты регрессионной модели (сосна)_

>"0 >1 >2 >3 >4 >5 >6 >7 >8

1б бонитет 6.408^10-2 -1.831 2.004^10-2 4.912 -0.227 6.38^10-2 6.911^10-4 -2.273^10-4 -1.135^10-5

1а бонитет 2.382^10-2 -1.169 1.219^10-2 3.929 -0.229 6.63^10-2 5.218^10-4 -3.019^10-4 -6.386^10-6

1 бонитет 5.772^10-2 -1.364 1.756^10-2 4.662 -0.263 4.756^10-2 1.198^10-3 -4.206^10-4 -8.971^10-6

2 бонитет 3.986^10-2 -1.273 1.488^10-2 4.039 -0.234 7.006^10-2 9.526^10-4 -3.744^10-4 -7.16^10-6

3 бонитет -4.452^103 -1.06 1.826^10-2 5.318 1.222^10-2 -0.13 3.922^10-3 -1.494^10-4 -1.355^10-5

Полученные регрессионные уравнения проверялись на адекватность при помощи ^-критерия Фишера при уровне значимости а=0,01. Расчеты по формулам (12) и (13) показали их довольно высокую точность:

Для уравнений среднего прироста

¿оащ

значение критерия Фишера

соответственно для каждого бонитета составляет ^=268,9742, F2=1359,342, Fз=14,64509, F4=60,83887, F5=98,1295, что больше чем критическое значение Fкр=9,85.

Для уравнений текущего прироста

2раст (т, н) Fl=128,7652, F2=1072,028,

Fз=127,5489, F4=152,6927, F5=304,6832 при Fкр=14,37.

Таким образом, зная запас неразре-живаемого насаждения VT0 в некотором возрасте Т0 по формуле (9) с использованием уравнения (16) можно методом ими-

тационного моделирования производить расчеты запасов неразреживаемого насаждения в последующие годы.

Моделирование динамики изменения запасов разреживаемого древостоя

Профессор С. Н. Сеннов процесс роста насаждения пройденного рубками ухода описывает следующим образом: «Если рубка проведена правильно и не вызвала повреждений, прирост остается прежним, отпад уменьшается и полнота постепенно возрастает». По мнению этого же автора, самое безупречное проведение рубок ухода не исключает естественного отпада, хотя он бывает очень мал и равен примерно 0,1...0,2 % в год [6].

Исходя из вышеизложенного, запас разреживаемого древостоя на 1 га в возрасте Т представляется возможным определять в виде

V = ^ + £ 1раст + £ {1?щ - V, • К о) - £ АГр

р=1

где VT - запас разреживаемого древостоя

3

в возрасте Т, м ;

V - запас древостоя до проведения промежуточных рубок в некотором

3

начальном периоде т0, м ; К0 = 0,1.0,2 % - среднегодовой процент отпада после проведения промежуточных рубок;

ДУ - часть запаса, удаляемая при

г=т

г=т

0

р-й промежуточной рубке и равная объему промежуточного пользова-

3

ния, м ;

т1 - время проведения первой рубки, лет;

п - количество рубок ухода, проведенных за период от т0 до Т. Принимая решения о проведении очередной промежуточной рубки, обычно задаются процентом снижения запаса насаждения. Исходя из рекомендаций лесоводов представляется обоснованным устанавливать умеренный процент уменьшения запаса Пр в пределах

15% < Пр < 35%.

Тогда объем промежуточного пользования древесиной от р-й рубки следует рассчитывать по формуле

П.

AV = Vt- -р-p t 100

где Vt - текущее значение запаса разреживаемого древостоя на момент р-й рубки, м3.

Таким образом, формула (14) является основным уравнением для расчета методом имитационного моделирования запасов разреживаемого насаждения в последующие годы [2].

Рассмотрим целевую функцию управления режимами рубок ухода за лесом для получения наибольшего выхода стволовой древесины с 1 га за один год ле-совыращивания, что и определяет возрастную оптимизацию возрастающей площади питания деревьев в каждом бонитете

V +£ А!?

V =-pj--> max,

где V - общий объем стволовой древесины от сплошной рубки и рубок ухода с 1 га за 1 год лесовыращивания; VT - объем стволовой древесины от сплошной рубки на 1 га в возрасте технической спелости;

n

^AVp - объем стволовой древесины

р=

от всех рубок ухода на 1 га за период лесовыращивания Т; Т - возраст технической спелости древостоя по заданному целевому диаметру деревьев на высоте груди. Содержательная часть целевой функции (17) указывает на необходимость max числителя и min знаменателя с учетом ле-соводственных ограничений (15) на умеренный процент уменьшения запаса при рубках ухода за лесом. При max целевой функции (17) представляется возможным определить оптимальные площади питания деревьев по каждому возрасту древостоев соответствующих бонитетов.

Рассмотренный выше математический аппарат моделирования изменения запасов контрольных неразреживаемых и разреживаемых древостоев дал возможность разработать алгоритм и программу max целевой функции (17).

Полученные предварительные результаты исследований для целевого диаметра технической спелости деревьев на высоте груди 30 см представлены в табл. 3, 4, 5.

Таблица 3

Оптимальные режимы рубок ухода в сосновых лесонасаждениях 1а бонитета для диаметра технической спелости 30 см

№ рубки ухода Возраст, лет Интенсивность изреживания Диаметр на высоте груди Кол-во деревьев на 1 га Вырубаемый запас, м3/га Площадь питания деревьев, 2 м

1 7 0,215 2,85 8127 5,1 1,23

2 15,5 0,205 7,27 5604 19,03 1,78

3 28,5 0,188 14,28 2488 43,63 4,02

4 43,8 0,169 22,44 1372 66,21 7,29

Сплошная рубка 60,5 1,00 30,75 796 532,3 12,56

Всего 666,2

Контрольные неразрежи-ваемые дре-востои 60 - 27,2 820 538 12,2

70 - 30,8 670 616 16,2

Сокращение срока выращивания дре-востоев при рубках ухода 70-60,5=9,5 лет или 13,6 %.

Повышение производительности в м3/га 666-616=50 м3/га или 10,8 %.

Повышение производительности в м3/га-год:

1.

При рубках

ухода:

£ V, 666,2 3,

=-= 11 м /га-год.

т 60,5

2. В контрольных древостоях:

V 616 3

— =-= 8,8 м /га-год.

Т 70

Разница 11-8,8=2,2 м3/га-год.

Таблица 4

Оптимальные режимы рубок ухода в сосновых лесонасаждениях I бонитета для диаметра технической спелости 30 см

№ рубки ухода Возраст, лет Интенсивность изреживания Диаметр на высоте груди Кол-во деревьев на 1 га Вырубаемый запас, м3/га Площадь питания деревьев, 2 м

1 9 0,295 3,1 8002 8,3 1,25

2 16,9 0,278 6,86 5186 24,5 1,93

3 29,8 0,250 13 2291 47,08 4,36

4 47,3 0,213 21,2 1249 70 8,0

Сплошная рубка 67,4 1,00 30,1 758 458 13,2

Всего 605,8

Контрольные неразрежи-ваемые дре-востои 67 - 26 785 460 12,7

80 - 30,2 625 540 16,0

Сокращение срока выращивания дре-востоев при рубках ухода 87-67,4=12,6 лет или 15,7 %.

Повышение производительности в м3/га 605-540=65,8 м3/га или 12,2 %.

Повышение производительности в м3/га год:

1. При рубках ухода:

У V. 605,8 _ 3,

^^ _-— _ 8,99 м3/га .год.

т 67,4

2. В контрольных древостоях:

V 540 пс 3. — _-_ 6,75 м /га. год.

т 80

Разница 8,99-6,75=2,24 м3/га- год.

Таблица 5

Оптимальные режимы рубок ухода в сосновых лесонасаждениях II бонитета для диаметра

технической спелости 30 см

№ рубки ухода Возраст, лет Интенсивность изреживания Диаметр на высоте груди Кол-во деревьев на 1 га Вырубаемый запас, м3/га Площадь питания деревьев, 2 м

1 10 0,342 2,8 8538 8,35 1,17

2 19,5 0,317 6,7 5839 23,5 1,71

3 35,4 0,274 13,1 2592 48,1 3,86

4 56,7 0,217 21,68 1310 65,2 7,63

Сплошная рубка 8,04 1,00 30,4 757 405,4 13,2

Всего 550,5

Контрольные неразрежи-ваемые дре-востои 80 - 26 725 426 13,8

100 - 30,6 550 494 18,2

Сокращение срока выращивания дре-востоев при рубках ухода 100-80,4=19,6 лет или 12,4 %.

Повышение производительности в м3/га 550,5-494=56 м3/га или 11 %.

Повышение производительности в м3/га • год:

1. При рубках ухода:

= 550,5 = 6,84 м3/га • год. T 80,4

2. В контрольных древостоях:

V 494 и П/1 3.

— =-= 4,94 м3/га • год.

T 100

Разница 6,84-4,94=1,9 м3/га. год.

Выводы:

1. Оптимальные режимы рубок ухода в сосновых древостоях 1а, I, II бонитетов определили необходимость выполнения 4 рубок ухода в соответствующем возрасте и интенсивность изреживаний, одновременно по возрастам установлены оптимальные площади питания деревьев.

2. Оптимизация режимов рубок ухода в сосняках !а, I, II бонитетов дает возможность на 12,4-15,7 % сократить возраст технической спелости древостоев, в част-

ности для целевого диаметра 30 см.

3. Оптимальные режимы рубок ухода за лесом в сосновых лесонасаждениях повышают их производительность на 50-66 м3/га, т.е. на 10,8-12,2 %.

4. Повышается производительность в м3/га год 1,9-2,24 м3/га год.

5. Полученные результаты возрастной оптимизации площади питания деревьев в лесонасаждениях !а, I, II бонитетов определяет оптимальные режимы изменения густоты деревьев при лесовыра-щивании лесных культур сосны и при рубках ухода в сосняках естественного происхождения.

Библиографический список

1. Лозовой А.Д. Лесная вспомогательная книжка: лесотаксационный справочник работнику лесного хозяйства ЦЧР России / А.Д. Лозовой. М-во образования РФ, Адм. Воронежской обл., Воронеж. гос. лесотехн. акад. - 3-е изд. - Воронеж, 2004.

- 390 с.

2. Малышев В.В. Математическое моделирование и оптимизация выращивания лесных культур сосны / В.В. Малышев, В.С. Петровский, В.К. Попов [и др.].

- Воронеж: Воронежский государственный университет, 2004. - 211 с.

3. Мурзинов Ю.В., Малышев В.В., Петровский В.С. Модели, алгоритмы САПР ускоренного выращивания сосновых древостоев // Воронеж: Вестник ВГТУ, 2010. Т. 6. № 5. С. 90-92.

4. Петровский В.С., Малышев В.В., Мурзинов Ю.В. Автоматизированное проектирование режимов и выбора машин для проведения рубок ухода за лесом. М.: ФЛИНТА: Наука, 2012. 216 с.

5. Сеннов С.Н. Рубки ухода за лесом. М.: Лесная промышленность, 1977. 160 с.

6. Сеннов С.Н. Уход за лесом (экологические основы). М.: Лесн. пром-сть, 1984. 128 с.

УДК 635.925.05.: 631.529.631.547.4

ОЦЕНКА ИНТРОДУКЦИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА SPIRAEA L. В ДЕНДРАРИИ ВГЛТА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ОЗЕЛЕНЕНИИ

заведующая кафедрой ботаники и физиологии растений, кандидат биологических наук,

доцент В. Т. Попова

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры ботаники и физиологии

растений В. Д. Дорофеева ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

botfizrast@vglta.vrn.ru

В городе с миллионным населением остро стоит проблема сохранения существующих естественных зеленых массивов, создания новых устойчивых в городе на-

саждений, а также обогащения и обновления ассортимента декоративных древесных растений. Для улучшения ландшафтного облика города важное значение имеет