Вертикальная структура массы крон деревьев сосны и её изменчивость

ВЕРТИКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА МАССЫ КРОН ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ И ЕЁ

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Лебков В.Ф., Каплина Н.Ф.

Using the Weibull function the vertical structure of crown stock was studied in 56 model pine trees aged 25-332 years on 11 experimental areas. Average values for shape and scale coefficients and their variation parameters were calculated. Division of crown shapes into categories is suggested, and the density curves of crown stock distributions for respective categories are given.

Вертикальную структуру кроны дерева по массе или кроновому пространству можно считать синонимом формы кроны. Структурная организация крон деревьев сосны и вертикальная структура её массы описаны в работах (1, 2, 4). Для более полного изучения закономерностей структуры кроны авторами произведен учет по секциям ствола массы фракций крон у 56 модельных деревьев на 11 пробных площадях в регионах Европейского Севера, Центра Европейской части России и Средней Сибири в возрасте 25 - 332 года. Аппроксимация распределения массы кроны по её длине проводилась по функции Вейбулла, пригодной для этой цели (3), причем отсчет длины начинается с вершины дерева.

Важнейшие показатели древостоев, средних модельных деревьев и статистик распределения массы крон приведены в таблице 1.

Анализ связей статистик распределений b и c, с одной стороны, и возраста, диаметра, высоты дерева и длины кроны - с другой, не выявил тесной зависимости между ними. Пришлось ограничиться расчетами изменчивости формы кроны (рис.1), определением средних значений статистик и соответствующей им -кривой плотности распределения массы кроны по децилям её длины (рис.2), и в заключение - расчленением поля рассеивания точек-коэффициентов формы c всех модельных деревьев на разряды формы кроны и построением графиков разрядных кривых плотности распределений массы крон (рис.3).

Изменчивость статистик, определяющих форму кроны, характеризуется коэффициентами вариации b и c, соответственно на уровне 24-31% и 22-24%, причем более высокая изменчивость свойственна общей совокупности модельных деревьев.

Средняя для всех модельных деревьев форма кроны по массе близка к овальной. Половина массы приходится на верхние 49% длины кроны. Коэффициент формы c равен 2,58, коэффициент масштаба b - 5,30 м (в относительных единицах - 0,608).

Довольно значительная изменчивость формы кроны позволяет разделить поле рассеивания точек c линиями, параллельными оси абсцисс, на 5 разрядов формы, разрядный промежуток по c составляет 0,5. Примерно 70% деревьев по форме кроны можно отнести к III и IV разрядам. На рис. 3 показаны кривые плотности распределений массы крон по выделенным разрядам, что дает возможность визуально идентифицировать по экспериментальным данным разряд формы кроны конкретного дерева. К I разряду относятся деревья с близкими к нормальному распределе-

ниями массы кроны по её длине. С увеличением номера разряда возрастают положительная асимметрия и отрицательный эксцесс кривой плотности распределения массы кроны.

Таблица 1- Таксационные показатели и статистики древостоев и модельных деревьев на пробных площадях_

Древостой Средние модельные де ревья

А Б Н а ё И 1 Мкр. Мсуч. Ь с

25 9,1 12,5 25 9,3 13,7 4,9 10,5 0,0 4,0 2,02

25 9,0 12,3 5,0 7,9 0,0 2,7 1,84

35 13,5 16,5 35 13,5 16,4 4,7 16,6 4,3 3,0 3,51

35 15,3 16,8 6,2 27,0 10,8 3,8 2,84

60 21,4 22,7 60 21,3 23,9 6,9 45,2 16,3 5,1 3,87

60 23,2 23,5 7,5 42,4 13,7 4,3 2,58

78 28,4 27,1 78 28,3 28,5 7,6 51,8 21,8 4,9 1,66

78 30,0 27,9 9,3 96,0 58,1 5,6 2,15

95 29,6 22,5 95 29,1 22,2 11,1 101,4 - 7,2 2,90

98 30,5 22,4 9,2 111,5 - 5,9 3,00

115 34,8 27,2 113 34,8 32,7 9,4 91,9 50,8 5,6 2,55

117 32,6 30,1 7,1 68,8 40,8 4,4 2,16

120 26,6 20,9 122 26,6 20,9 8,1 66,2 35,3 4,7 2,40

122 22,3 21,3 9,5 52,9 22,6 7,1 3,76

162 26,8 25,6 152 30,8 24,8 8,6 88,3 58,1 4,9 2,50

162 26,6 25,4 8,8 55,2 29,9 5,3 2,79

165 24,8 26,2 7,7 27,6 17,8 4,7 3,03

198 30,9 24,8 196 34,3 26,8 10,4 64,8 42,3 5,4 2,18

198 28,6 24,1 10,1 61,4 41,2 4,7 1,72

271 39,3 26,9 253 36,0 27,4 12,0 112,7 80,7 7,1 2,55

281 39,3 26,9 9,6 138,8 107,1 6,3 3,49

332 49,3 29,9 330 49,0 32,8 11,8 183,6 143,0 7,0 2,19

332 52,7 26,8 9,2 331,0 271,5 5,3 2,35

Условные обозначения: А, Б, Н - средние возраст, лет, диаметр, см, высота, м для древостоев на пробных площадях; а, ё, И, I - возраст, диаметр, высота, длина кроны у средних по толщине модельных деревьев, Мкр., Мсуч. - масса кроны и крупных сучьев; Ь, с - коэффициенты масштаба и формы уравнения Вейбулла. Прочерк - нет данных.

Рис. 1. Распределения числа модельных деревьев (я, ° о ) Рис. 2. Средние значения

по ступеням (цецилям) йис: 1 - средник модельных деревьев, распределения массы кроны (»/о) 2-всех модельных деревьев по децилям её длины в

совокупности всех модельных деревьев

Рисунок 3- Разряды формы кроны деревьев по массе: A - распределение коэффициентов с модельных деревьев различного возраста по разрядам формы кроны ограниченным пунктирными линиями; В - кривые плотности распределений массы кроны по децилям её длины для разрядов формы ствола

Таким образом: 1) не выявлено четких тенденций изменения формы крон в зависимости от основных таксационных признаков деревьев; 2) форма кроны деревьев сосны по массе имеет закономерный характер и отличается средней величиной изменчивости; 3) предлагаемое выделение разрядов формы крон сосны будет способствовать решению многообразных прикладных задач, связанных с изучением морфометрических характеристик деревьев и древостоев.

Литература

1. Антонова И.С., Тертерян Р.А. К вопросу о структурной организации крон Pinus sylvestris (Pinaceae) // Бот. журн. 2000. Т. 85. № 1. С. 109-123.

2. Иванов А.И. Вертикальная структура фитомассы древостоев болотных сосняков// Биогеоценологическое изучение болотных лесов в связи с опытной гидролесомелиорацией. -М., 1982. -С.132-158.

3. Ильина Н.А., Рождественский С.Г., Гульбе Я.И., Каплина Н.Ф., Гульбе Т.А., Арутюнян С.Г., Уткин А.И. Выбор функций для аппроксимации вертикально-фракционного распределения фитомассы крон // Стабильность и продуктивность

лесных экосистем: Тез. докл. Всес. сов. 29-31 октября 1985 г. -Тарту, 1985. -С.54-55.

4. Уткин А.И., Каплина Н.Ф., Арутюнян С.Г. Биологическая продуктивность и вертикально-фракционная структура искусственных насаждений сосны обыкновенной// Вертикально-фракционное распределение фитомассы в лесах. -М.: Наука. 1986. -С.149-163.