Особенности роста по диаметру рядовых и групповых культур сосны обыкновенной

* * УДК 630 174.754:630 52.1

ОСОБЕННОСТИ РОСТА ПО ДИАМЕТРУ РЯДОВЫХ И ГРУППОВЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

GROWTH IN DIAMETER AND LAY GROUP CULTURE PINE

Марченко С.И., Умнов Е.Г., Панина Н.Б.

Представлены результаты изучения искусственных сосновых насаждений. Данные радиальных приростов древесины указывают на особенности роста рядовых и групповых культур сосны в разном возрасте.

Results of studying of artificial pine plantings are presented. Given radial growth of wood specify in features of growth of ordinary and group cultures of a pine at different age.

Ключевые слова: лесные культуры, сосна, радиальный прирост древесины Key words: forest plantations, pine, radial growth of wood

Исследовались рядовые и групповые культуры сосны обыкновенной, заложенные в 1948 году в кв. 43 выд. 7. Характеристика участка по данным лесоустройства 2002 года: состав 10С+Е,Б,Ос; средняя высота 21 м; средний диаметр 24 см; класс бонитета IA; тип леса - сосняк орляковый; тип лесорасти-

-5

тельных условий - В2; полнота 0,7; запас 280 м /га.

В 2013 году на каждом из двух участков выполнена закладка временных пробных площадей, проведены сплошные перечеты, измерения точных диаметров и высот у 15-30 деревьев для графиков высот. Обработка собранного полевого материала осуществлялась с использованием программы «ПРОБА». Дополнительно при помощи возрастного бурава были отобраны по 12 кернов древесины с каждого участка. Работы по изучению динамики радиальных приростов древесины сосны обыкновенной выполнялись на компьютере по специальной методике [1].

По результатам почвенных исследований для каждого участка (по 0,2 га) составлены детальные почвенные карты с точностью выведения границ почвенных разностей ±5 м. Установлено, что на участке рядовых культур сосны обыкновенной наиболее распространен комплекс среднедерновых, сильно- и среднеподзолистых песчаных почв на флювиогляциальных песках; на участке групповых культур - комплекс средне- и слабодерновых сильноподзолистых песчаных почв на флювиогляциальных песках.

На участке рядовых культур сосны обыкновенной (абсолютный возраст 65

л

лет) густота составляет 800 шт./га; абсолютная полнота 45,3 м /га; средний диаметр 26,8 см; средняя высота 27,8 м; относительная полнота 0,94; класс бо-

-5

нитета IA; запас 572 м /га. На участке групповых культур густота составляет

л

783 шт./га; абсолютная полнота 43,0 м /га; средний диаметр 26,4 см; средняя

-5

высота 28,2 м; относительная полнота 0,89; класс бонитета IA; запас 554 м /га.

Видно, что по величине основных таксационных показателей участки рядовых и групповых культур, за редким исключением, довольно схожи.

Выявить особенности роста культур в разные годы можно при помощи дендрохронологического анализа. Для этого отобранные керны древесины в лабораторных условиях зачищались при помощи бритвы для лучшего проявления годичных приростов и сканировались с разрешением 600 dpi. Сканированные изображения загружались в программу SURFER для дальнейшей обработки. На начальном этапе выполнялось датирование каждого керна (рисунок 1); дальнейшие измерения ширины годичных приростов выполнялись при помощи программного дигитайзера.

Рисунок 1 - Получение дендрохронологической информации в программе SURFER

После измерения величины всех радиальных годичных приростов у кернов древесины, отобранных в рядовых и групповых культурах сосны рассчитывались средние радиальные приросты для каждого участка (рисунок 2). Ретроспективная информация позволила выявить периоды различных и сходных тенденций величины радиальных приростов в изучаемых культурах. Оказалось, что наиболее заметные различия наблюдались в раннем возрасте - рядовые культуры, размещенные на лесокультурной площади более равномерно, имели более активный рост по диаметру - в 2 и более раза по сравнению с растениями в загущенных площадках при групповом размещении культур. Полиномиальные тренды пятого порядка, довольно хорошо описывающие динамику средних радиальных приростов (величина коэффициентов детерминации 0,8 и выше), пересекаются в точке, характеризующей возраст культур 16 лет. С этого мо-

мента групповые культуры характеризуются стабильными более высокими абсолютными показателями радиальных приростов.

5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 2729 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65

Возраст, лет

Рисунок 2 - Динамика средних радиальных приростов в рядовых и групповых культурах сосны обыкновенной

Акцентируем внимание на том, что к середине I класса возраста в групповых культурах наблюдается стабильное усиление роста по диаметру, в то время как в рядовых - стабильное ослабление, продолжающееся до 30-летнего возраста. В групповых культурах этот показатель отличается большей стабильностью, что положительно отразится на механических свойствах древесины.

Визуальное сравнение графиков средних радиальных приростов позволяет наблюдать некоторые элементы синхронности в отдельные годы. Корреляционный анализ (61 пара данных) выявил высокую (по Чеддоку) корреляцию между средними абсолютными значениями величины радиальных приростов древесины сосны обыкновенной в рядовых и групповых культурах: г=0,757±0,085; 1г=8,89; 10,05=2,00. Несмотря на довольно высокую достоверность полученных результатов к ним нужно относиться с большой осторожностью, т.к. исследуется динамичный (во времени) процесс.

Удобство дендрохронологического анализа заключается в том, что возможна обработка и манипуляция с данными из любого диапазона в пределах общей хронологии - можно «отмотать время, как кинопленку, назад» и получить информацию, характеризующую рост культур в молодые годы; можно сравнивать рост культур в более старшем возрасте, как если бы керны отбирались не возрастным, а приростным буравом. Особенности роста культур по диаметру в различные возрастные периоды их развития могут быть выявлены с использованием метода редукции данных - последовательного сокращения количества используемых для обработки пар данных. В ранжированном по уменьшению возраста культур ряду восходящая редукция данных заключается в последовательном исключении из обработки пар данных, соответствующих

минимальному возрасту культур. Остающаяся часть данных будет последовательно характеризовать рост культур более старшего возраста. Напротив, нисходящая редукция заключается в последовательном исключении из обработки пар данных, соответствующих максимальному возрасту культур. Остающаяся часть данных будет последовательно характеризовать рост более молодых культур. В приведенном фрагменте (таблица 1) можно наблюдать, как изменяется величина и достоверность коэффициентов корреляции средних радиальных приростов исследуемых рядовых и групповых культур сосны при восходящей и нисходящей редукции данных.

Таблица 1 - Корреляция радиальных приростов рядовых и групповых

культур сосны при восходящей и нисходящей редукции данных

N Восходящая редукция данных Нисходящая редукция данных

г ± шг 1г 10,05 г ± шг 1г 10,05

60 0,830 ± 0,073 11,35 2,00 0,753 ± 0,086 8,72 2,00

55 0,881 ± 0,065 13,55 2,01 0,731 ± 0,094 7,81 2,01

50 0,908 ± 0,061 15,00 2,01 0,711 ± 0,101 7,01 2,01

45 0,936 ± 0,054 17,50 2,02 0,676 ± 0,112 6,01 2,02

40 0,929 ± 0,060 15,42 2,02 0,639 ± 0,125 5,12 2,02

35 0,932 ± 0,063 14,72 2,03 0,597 ± 0,140 4,27 2,03

30 0,919 ± 0,074 12,37 2,05 0,527 ± 0,161 3,28 2,05

25 0,915 ± 0,084 10,88 2,07 0,391 ± 0,192 2,04 2,07

20 0,899 ± 0,103 8,70 2,10 0,201 ± 0,231 0,87 2,10

15 0,865 ± 0,139 6,21 2,16 -0,036 ± 0,277 0,13 2,16

10 0,898 ± 0,156 5,76 2,31 -0,176 ± 0,348 0,51 2,31

5 0,807 ± 0,341 2,37 3,18 -0,243 ± 0,560 0,43 3,18

В приведенном фрагменте N - количество одновременно обрабатываемых пар данных; г - величина коэффициента корреляции; шг - основная ошибка определения величины коэффициента корреляции; 1:г - критерий достоверности коэффициента корреляции; 1:0;05 - критическое значение критерия достоверности коэффициента корреляции при р=0,05.

В случае малого количества наблюдений достоверность оценивалась по более строгому критерию рассчитываемому для величины преобразованного коэффициента корреляции. Оказалось, что в случае восходящей редукции данных (рисунок 3) высокие недостоверные значения величины коэффициентов корреляции характерны для диапазона возрастов культур 52-65 лет. При нисходящей редукции данных низкие и отрицательные недостоверные значения величины коэффициентов корреляции характерны для диапазона возрастов культур 7-32 года.

1.2

-0.4 —'

Котмостоо сбрайт.еавмык пар ламнмх

Рисунок 3 - Корреляция абсолютных значений средних радиальных приростов в рядовых и групповых культурах сосны обыкновенной в результате ре-дукци данных в направлении увеличения (А) и уменьшения (Б) возраста насаждений

В результате корреляционного анализа дендрохронологической информации с применением метода редукции данных выявлены принципиальные различия в росте по диаметру рядовых и групповых культур сосны обыкновенной в раннем возрасте. По мере роста насаждений различия постепенно уменьшаются. При прочих равных условиях в групповых культурах сосны обыкновенной возможно получение древесины с лучшими механическими свойствами, связанными с более стабильными радиальными приростами по сравнению с рядовыми культурами.

Список использованных источников

1. Марченко, С.И. Техника выполнения измерительных работ с использованием компьютера: учеб. пособие [Текст] / С.И. Марченко.- Брянск: БГИТА, 2008.- 20 с.