СПОСОБ ЛЕСОВОДСТВЕННОГО УХОДА ЗА ЗАПАСОМ НАСАЖДЕНИЯ
METHOD OF SILVICULTURAL CARE OF RESIDUAL CROP

Изобретение относится к лесному хозяйству и предназначено для повышения продуктивности лесоводственного ухода за запасами в чистых насаждениях хвойных пород.
Известен способ лесоводственного ухода, представленный в инструкции «Наставление по рубкам ухода в равнинных лесах Европейской части России. - М. Агропромиздат: 1994. - 190 с.», в которой рассматривают уход за составом и уход за запасом. Уход за составом проводится при рубках ухода в смешанных насаждениях. Уход за запасом начинается с осветления, прочисток, прореживания с последующим проведением проходных рубок ухода. Целью ухода за запасом является увеличение текущего прироста путем удаления угнетенных, отставших в росте, засохших и фаутных деревьев в загущенных насаждениях для повышения продуктивности древостоев, что указывает на сходность существенных признаков для заявляемого изобретения.
3
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе возраст, интенсивность рубок ухода рекомендуется достаточно приближенно, со снижением полноты лесонасаждений не ниже 0,8, что в целом не решает задачу эффективной максимизации продуктивности древостоев в м с 1 га за 1 год лесовыращивания.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является «Способ лесоводственного ухода», заключающийся в оценке состояния насаждении по отпаду, установлении потребности в рубке ухода и ее проведении (Патент РФ №2131662, A01G 23/02, A01G 23/00, опубл. 20.06.1999), который принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании этого прототипа способа относится то, что в этом способе проводят оценку состояния насаждения по характеру изменения величины естественного годичного отпада в период за 10÷12 лет до достижения насаждением предполагаемого возраста количественной спелости, определяют потребность в первой и второй рубках ухода по выявлению тенденции возрастания величины естественного годичного отпада и проводят их при превышении величины естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, соответствующего возрасту количественной спелости, соотносят разницу во времени между второй и первой рубками ухода с периодом изменения цикла солнечной активности и в случае их несовпадения корректируют путем проведения последующей рубки при следующем превышении естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, а в случае достижения совпадения потребности последующих рубок с периодом солнечной активности устанавливают потребность рубок только с этим периодом, составляющим 11 лет.
Недостатком этого прототипа способа являются:
- в способе нет однозначной целевой функции, критерия оптимальности лесоводственного ухода;
- ежегодный контроль естественного отпада в большом количестве однородных выделах насаждений разного возраста в лесничествах практически не осуществим.
3
Использование этого способа лесоводственного ухода не обеспечивает наибольшую продуктивность насаждения в м/га за 1 год лесовыращивания для заданного целевого диаметра деревьев количественной (технической) спелости древостоя.
Сущность изобретения заключается в следующем. Способ лесоводственного ухода направлен на создание лесоводственных условий ускоренного достижения чистыми хвойными древостоями заданных целевых диаметров технической спелости деревьев с получением наибольшего возможного суммарного объема стволовой древесины от рубок ухода и главной сплошной рубки с 1 га за 1 год лесовыращивания, то есть обеспечить наибольшую продуктивность древостоев, что характеризует также оптимизацию возрастного увеличения площади питания деревьев в насаждении каждого бонитета с учетом ограничений по интенсивности разреживаний.
Целевая функция лесоводственного ухода за запасом насаждения в изобретении имеет вид
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>T</mi><mi>C</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow></mstyle></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mi>C</mi></msub></mrow></mfrac><mo>→</mo><mi>max</mi><mo>,</mo><mtext>                   </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
3
где V - общий объем древесины стволов от последней сплошной рубки и всех предыдущих рубок ухода в м с 1 га за один год лесовыращивания;
TC
3
V - объем стволовой древесины от сплошной рубки в м с 1 га в возрасте достижения целевым диаметром технической спелости;
C
T - возраст технической спелости насаждения по заданному целевому диаметру деревьев на высоте груди;
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow></mstyle></mrow>
3
C
- объем стволовой древесины от всех рубок ухода в м с 1 га за весь период лесовыращивания T,
C
P=1, 2, …, n; n - количество рубок ухода за весь период лесовыращивания T.
<mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow>
Запас, вырубаемый при каждой P-й рубке ухода,
вычисляют по формуле (2)
<mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub><mfrac><mrow><msub><mi>П</mi><mi>Р</mi></msub></mrow><mrow><mn>100</mn></mrow></mfrac><mo>,</mo><mtext>                     </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow>
3
где
- текущее значение запаса древесины стволов разреживаемого древостоя на момент P-й рубки ухода, м/га;
Р
Р
П - процент вырубаемого запаса, %. Процент вырубаемого запаса при каждой рубке ухода численно варьируют в рекомендуемых лесоводами пределах 15%≤П≤40%.
Для точного вычисления объемов стволов используют известное их уравнение образующей (Петровский B.C. Автоматическая оптимизация раскроя древесных стволов. - М.: Лесная промышленность, 1970. - 184 с.)
где D - диаметр ствола на расстоянии h от нижнего комлевого сечения, м;
0,5
d - диаметр ствола на середине его длины, м;
H - длина ствола, м;
h - расстояние от нижнего сечения ствола до текущего диаметра D, м;
a
a
a
a
a
0
1
2
3
4
, , , ,  - постоянные коэффициенты уравнений боковой образующей стволов, которыми характеризуется каждая древесная порода, например сосна и пихта (табл.1).
Таблица 1
Коэффициенты уравнения образующей стволов сосны и пихты
Порода
<i>a</i><sub>0</sub>
<i>a</i><sub>1</sub>
<i>a</i><sub>2</sub>
<i>a</i><sub>3</sub>
<i>a</i><sub>4</sub>
Сосна
1,62
-2,79
6,49
-8,13
2,9
Пихта
1,4
-1,42
2,52
-3,1
1,1
0,5
1,3
Используют формулу (3) для перехода от малодоступного диаметра на середине высоты d к доступному технологическому диаметру на высоте груди D
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mn>0.5</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>D</mi><mrow><mn>1.3</mn></mrow></msub></mrow><mrow><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mn>1.3</mn></mrow><mi>H</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>,</mo><mtext>                      </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>4</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
1,3
где D - диаметр ствола на расстоянии 1,3 м от поверхности земли, м;
Подставляя выражение (4) в формулу (3) получают уравнение изменения диаметра по длине ствола (5)
1,3
0,5
Для вычисления объема ствола VTC используют диаметр на высоте груди D и длину ствола H или используют также диаметр на середине высоты d, высоту ствола H
<mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>C</mi><mi>T</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>4</mn></mfrac><mstyle displaystyle="true"><mrow><munderover><mo>∫</mo><mn>0</mn><mi>H</mi></munderover><mrow><msup><mi>D</mi><mn>2</mn></msup><mi>d</mi><mi>h</mi></mrow></mrow></mstyle></mrow>
<mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>C</mi><mi>T</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>4</mn></mfrac><msubsup><mi>d</mi><mrow><mn>0.5</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>⋅</mo><mi>H</mi><mo>⋅</mo><mi>F</mi><mo>,</mo><mtext>                       </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>6</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
или
где F - постоянное видовое число стволов древесной породы, для сосны F=1.004.
Способ лесоводственного ухода за запасам насаждения решает задачу определения возраста, интенсивности разреживаний при рубках ухода на основе использования формул объема столов, динамики изменения запасов контрольного неразреживаемого и разреживаемого древостоев, формулы динамики изменения средней высоты, среднего диаметра контрольного и разреживаемого насаждения, формулы количества деревьев на 1 га контрольного древостоя.
T
T-1
<mrow><msubsup><mi>Z</mi><mrow><mi>T</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msubsup></mrow>
Запасы контрольного неразреживаемого древостоя V в возрасте T определяют по прошлогоднему запасу V и по текущему приросту растущей части насаждения
<mrow><msub><mi>V</mi><mi>T</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>V</mi><mrow><mi>T</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>Z</mi><mrow><mi>T</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msubsup><mo>.</mo><mtext>                                           </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>7</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
T0
0
T
Если известно значение запаса древостоя V в некотором начальном возрасте T, то тогда запас неразреживаемого древостоя V в возрасте T определяют по формуле (8)
<mrow><msub><mi>V</mi><mi>T</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>V</mi><mrow><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msub><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><mi>T</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><msubsup><mi>Z</mi><mi>t</mi><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>,</mo><mtext>                                            </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>8</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><mi>T</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><msubsup><mi>Z</mi><mi>t</mi><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
0
где t - текущий возраст древостоя;
- общий прирост растущей части контрольного древостоя от начала при возрасте T до возраста T-1.
В этом способе рубки ухода проводят в высокополнотных одновозрастных насаждениях хвойных пород, где устанавливают зависимости приростов запаса:
<mrow><mrow><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><msup><mi>Z</mi><mrow><mi>о</mi><mi>б</mi><mi>щ</mi></mrow></msup><mo>=</mo><msup><mi>Z</mi><mrow><mi>о</mi><mi>б</mi><mi>щ</mi></mrow></msup><mo stretchy="false">(</mo><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>T</mi><mo>,</mo></mrow></mtd><mtd><mi>H</mi></mtd></mtr></mtable><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>Z</mi><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msup><mo>=</mo><msup><mi>Z</mi><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msup><mo stretchy="false">(</mo><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>T</mi><mo>,</mo></mrow></mtd><mtd><mi>H</mi></mtd></mtr></mtable><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable><mo>}</mo></mrow><mo>,</mo><mtext>                                </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>9</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
общ
pac
где Z - прирост общего запаса в возрасте T; Z - прирост растущей части древостоев в возрасте T для контрольных неразреживаемых древостоев.
общ
Для чего используют местные региональные таблицы хода роста нормальных одновозрастных чистых древостоев хвойных пород и с помощью таблиц на ЭВМ получают уравнение регрессии общего прироста Z
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><msup><mi>Z</mi><mrow><mi>о</mi><mi>б</mi><mi>щ</mi></mrow></msup><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mi>T</mi><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>H</mi><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><msup><mi>H</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>5</mn></msub><mi>T</mi><mo>⋅</mo><mi>H</mi><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>6</mn></msub><mi>T</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>H</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>7</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>2</mn></msup><mi>H</mi><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>8</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>2</mn></msup><msup><mi>H</mi><mn>2</mn></msup><mo>,</mo><mtext>                                  </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>10</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
0
1
8
где T - возраст древостоя, лет; H - средняя высота древостоя, м; x, x, …, x - коэффициенты, которые для сосновых насаждений Центрального Черноземного региона России, например, I бонитета, имеют значения:
0
1
2
-3
x=3.95·10; x=-1.054; x=-1.41;
3
4
5
x=4.277; x=-5.95·10-2 x=2.058·10-2;
6
7
8
x=-4.435·10-5; x=3.214·10-4; x=4.565·10-6.
pac
Прирост запаса растущей части контрольного древостоя Z имеет вид
0
1
8
где y, y, …, y - коэффициенты, которые для сосновых насаждений Центрального Черноземного региона России, например, I бонитета, имеют значения:
0
1
2
-2
-2
y=5.77·10; y=-1.364; y=1.756·10;
3
4
5
-2
y=4.662; y=-0.263; y=4.756·10;
6
7
8
-3
-4
-6
y=1.198·10; y=-4.206·10; y=-8.971·10.
Уравнения (10) и (11) являются адекватными исходному материалу региональных таблиц хода роста древостоев по критерию Фишера.
Определение динамики изменения запасов разреживаемого древостоя основано на том, что если рубка ухода проведена правильно и не вызвала значительных повреждений остающихся деревьев, прирост в начале остается практически прежним, полнота постоянно возрастает и не исключается некоторый естественный отпад.
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>T</mi></msub></mrow>
Поэтому запас разреживаемого древостоя
в возрасте T определяют по формуле (12)
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>T</mi></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mrow><mi>T</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub></mrow></munderover><mrow><msubsup><mi>Z</mi><mi>t</mi><mrow><mi>р</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>T</mi></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msubsup><mi>Z</mi><mi>t</mi><mrow><mi>о</mi><mi>б</mi><mi>щ</mi></mrow></msubsup><mo>−</mo><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>T</mi></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>K</mi><mn>0</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow></mstyle></mrow></mstyle><mo>,</mo><mtext>                           </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>12</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>T</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mrow><mi>T</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow>
3
3
3
0
0
1
0
где
- запас разреживаемого древостоя в возрасте T, м/га;
- запас древостоя до проведения первой рубки ухода в некотором начальном возрасте T, м/га; K=0,1÷0,2% - среднегодовой процент отпада запаса после проведения рубок ухода;
- часть запаса, удаляемого при Р-й рубке ухода, м/га; T - возраст проведения первой рубки ухода, лет; n - количество рубок ухода, проведенных за период возраста от T до T.
Формулу (12) применяют для расчета методом численного имитационного моделирования вариантов изменения запаса разреживаемого насаждения при рубках ухода.
Соотношение между средним диаметром и средней высотой растущих деревьев не зависит от рубок ухода, а является функцией от возраста насаждения, бонитета и полноты (Сеннов С.Н. Рубки ухода за лесом. - М.: Лесная промышленность, 1977. - 160 с.)
На этой основе используют региональные таблицы хода роста, получают регрессионные модели возрастного изменения высоты H
1,3
0
1
8
где T - возраст насаждения, лет; D - диаметр деревьев на высоте груди, м; m, m, …, m - коэффициенты, которые для сосновых насаждений Центрального Черноземного региона России, например, I бонитета, имеют значения:
0
1
2
-2
-2
m=-2.044·10; m=1.743; m=3.588·10;
3
4
5
m=-2.771; m=0.347; m=-0.244;
6
7
8
-5
-5
-7
m=2.718·10; m=8.037·10; m=-7.563·10.
Уравнение (14) является адекватным данным региональных таблиц хода роста древостоев по критерию Фишера.
Используя региональные таблицы хода роста древостоев и количество деревьев N на 1 га для высокополнотных нормальных хвойных насаждений в зависимости от возраста, находят уравнение регрессии (14)
<mrow><mi>N</mi><mo>=</mo><msub><mi>k</mi><mn>0</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>6</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>5</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mn>2</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mn>3</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>3</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mn>4</mn></msub><msup><mi>T</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mn>5</mn></msub><mi>T</mi><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mn>6</mn></msub><mo>.</mo><mtext>                         </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>14</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Для сосновых насаждений I бонитета Центрального Черноземного региона коэффициенты имеют значения:
0
1
2
3
-8
-5
-3
k=4.41·10; k=-2.134·10; k=4.249·10; k=-0.448;
4
5
6
k=26.808; k=-895.17; k=14416;
Для региональных таблиц хода роста древостоев уравнение (14) является адекватным по критерию Фишера.
Запас древостоя определяют по формуле (15)
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><msub><mi>V</mi><mrow><mi>C</mi><mi>T</mi></mrow></msub><mo>⋅</mo><mi>N</mi><mo>,</mo><mtext>                                      </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>15</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
1,3
Запас контрольного насаждения и запас разреживаемого насаждения зависит от среднего диаметра (D), возраста (T), бонитета (B) и количества деревьев на 1 га (N)
1.3
V=V(D, T, B, N).
Р
Имея формулы объема стволов (6) и (7), текущих приростов общих и растущих частей (10), (11) контрольных насаждений, запасов контрольных насаждений (8) и (9), запаса разреживаемого древостоя (12), зависимости высоты деревьев от возраста, диаметра на высоте груди и бонитета (13), количества деревьев на 1 га (14), используя исходные данные по пробной площади однородного выдела насаждения о возрасте древостоя и его бонитете, среднем диаметре на высоте груди и задаваясь величиной целевого диаметра технической спелости деревьев, количества предстоящих рубок ухода, а также диапазоном изменения процента вырубаемого запаса при каждой рубке ухода (15%≤П≤40%), проводят имитационное моделирование с численным решением задачи максимизации целевой функции лесоводственного ухода за запасом насаждения
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>T</mi><mi>C</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mi>Δ</mi><msub><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>˜</mo></mover><mi>P</mi></msub></mrow></mstyle></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mi>C</mi></msub></mrow></mfrac><mo>→</mo><mi>max</mi></mrow>
3
2
и путем имитационного перебора вариантов возраста через 1 год и интенсивностей разреживаний через 1 процент в заданных пределах. Получаются результаты оптимизации лесоводственного ухода за запасом насаждений: виды и оптимальные возрасты рубок ухода, интенсивность разреживаний в долях единицы, ожидаемый целевой диаметр на высоте груди, количество остающихся деревьев на 1 га, вырубаемый запас м/га, площадь питания деревьев в м после рубки ухода.
Таблица 2
Оптимальные режимы рубок ухода в сосновых насаждениях I бонитета Центрального Черноземного региона, начиная с возраста 10 лет
Вид рубки
Возраст T, лет
Интенсивность разреживания
Диаметр на высоте груди D<sub>1.3</sub>, см
Количество деревьев на 1 га, шт
Вырубаемый запас, м<sup>2</sup>/га
Площадь питания деревьев, м<sup>2</sup>
Осветление
10
0,338
3,5
7737
11,4
1,29
Прочистка
20
0,312
8,3
4276
32,9
2,34
Прореживание
36,5
0,268
16,2
2005
65,4
5,00
Проходная
58
0,212
26,2
1082
85
9,24
Сплошная рубка
T<sub>C</sub>=81
1,00
36,2
632
524
45,82
Всего
718
Неразреженный контрольный древостой
81
-
30,5
610
546
16,3
T<sub>C</sub>=103
-
36,2
453
635
22,0
Для примера в табл.2 представлены оптимальные режимы способа лесоводственного ухода за запасом в сосновых насаждениях I бонитета Центрального Черноземного региона России с заданным целевым диаметром технической спелости 36 см, количеством рубок ухода n=4 начиная с возраста T=10 лет.
Целевой диаметр технической спелости деревьев в 36,2 см при рубках ухода достигается через 81 год, а в неразреживаемых древостоях через 103 года.
1,3
Снижение возраста технической спелости деревьев с целевым диаметром D=36,2 см при рубках ухода за лесом составило
103-81=22 (год) или 21,4%.
Повышение продуктивности древостоев при рубках ухода
3
718-635=83 м/га или на 13%.
3
Продуктивность древостоев в м/(га·год):
<mrow><mfrac><mi>V</mi><mrow><msub><mi>T</mi><mi>C</mi></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>718</mn></mrow><mrow><mn>81</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>8.86</mn><mtext> </mtext><msup><mi>м</mi><mn>3</mn></msup><mo>/</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>г</mi><mi>а</mi><mo>⋅</mo><mi>г</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
При рубках ухода
.
<mrow><mfrac><mi>V</mi><mrow><msub><mi>T</mi><mi>C</mi></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>635</mn></mrow><mrow><mn>103</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>6.16</mn><mtext> </mtext><msup><mi>м</mi><mn>3</mn></msup><mo>/</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>г</mi><mi>а</mi><mo>⋅</mo><mi>г</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
В контрольном древостое
.
Эффективность оптимального управления лесоводственным уходом за запасом соснового насаждения I бонитета составила
3
8,86-6,16=2,7 м/(га·год).
3
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что прототип способа лесоводственного ухода, заключающийся в оценке состояния насаждения по отпаду, установлении потребности в рубке ухода и ее проведении не достигает технического результата заявленного способа лесоводственного ухода за запасом чистых хвойных насаждений, отличающегося использованием целевой функции лесоводственного ухода за запасом, направленной на получение наибольшего выхода стволовой древесины с 1 га за 1 год лесовыращивания, с определением возрастов и интенсивностей разреживаний на основе использования исходных данных пробной площади однородного выдела насаждения по диаметру, возрасту, количеству деревьев на 1 га древостоя и формул объема стволов, динамики изменения запасов контрольного неразреживаемого и разреживаемого насаждения, динамики изменения средней высоты, среднего диаметра контрольного и разреживаемого древостоев, динамики изменения количества деревьев на 1 га неразреживаемого насаждения и заданного количества рубок ухода, и методом численного анализа результатов имитационного перебора на ЭВМ возможных вариантов режимов рубок ухода через 1 год на возрасте и интенсивности разреживаний через 1 процент получают наиболее эффективный вариант оптимизации лесоводственного ухода по запасу с определением величины снижения возраста технической спелости насаждения по заданному целевому диаметру технической спелости деревьев, величины увеличения продуктивности деревьев в м/га и в м/(га·год) лесовыращивания.
Разработанный способ лесоводственного ухода за запасом насаждения соответствует современным технологиям использования электронных лесоизмерительных и вычислительных инструментов численного решения задач определения возрастов, интенсивности разреживаний насаждений на весь период лесовыращивания каждого однородного выдела древостоя чистых хвойных пород.