Подрост и подлесок, типы леса и лесорастительных условий насаждений.

Таксация параметров продуктивности насаждений

 

Сумма площадей сечения деревьев, полнота и запас насаждения.

Подрост и подлесок, типы леса и лесорастительных условий насаждений.

Полнота насаждений. Деревья в лесу имеют разную густоту стояния. Иногда они расположены так плотно, что их кроны соприкасаются, в других случаях образуют прогалины. Использование пространства деревьями, образующими насаждение характеризуется определенными показателями.

Степень плотности стояния деревьев, характеризующую, в какой мере ими использовано занимаемое пространство, принято называть полнотой насаждения.

Если плотность стояния деревьев настолько велика, что в просветы между ними больше нельзя поместить деревья таких же размеров, полнота насаждений считается наивысшей и обозначается 1,0 (и считается близкой к эталону), если же к имеющимся деревьям можно добавить такое же число деревьев тех же размеров, полноту принимают равной 0,5. В тех случаях, когда к имеющимся деревьям нужно добавить 0,1 часть их количества, чтобы получить число деревьев самого полного насаждения, полноту таксируемого насаждения следует считать равной 0,9 и т.д.

Полнота насаждения — величина относительная. При ее определении в качестве эталона берут так называемое нормальное насаждение.

Профессор М.М. Орлов отмечал, что нормальным (наиболее совершенным) является такое насаждение, которое при данной форме, породе, возрасте и условиях местопроизрастания наиболее полно (с предельной полнотой) использует все природные возможности. В соответствии с этим в нормальном насаждении не должно быть ни одного лишнего или недостающего дерева. Такое состояние наблюдается, если кроны деревьев образующих полог в насаждении, смыкаются, и полностью прикрывают почву, не позволяя расти на этой площади большему числу деревьев данной породы и возраста.

Таким образом, критерием для суждения о полноте насаждения является степень сомкнутости крон деревьев, называемая сомкнутостью полога. Однако следует помнить, что сомкнутость полога и полнота насаждений – понятия разные, но имеющие между собой коррелятивную связь, в большинстве случаев характеризующуюся довольно высоким коэффициентом корреляции.

Сомкнутость полога зависит от породы деревьев, их биологических особенностей, возраста, условий произрастания, лесорастительной зоны и др. Например, бук и липа дают более плотное смыкание, чем береза или лиственница; более теневыносливые породы образуют иную сомкнутость, чем светолюбивые; степень смыкания у деревьев, развивающих широкую крону, и узкокронных различна и т.д.

Определение сомкнутости осуществляется двумя способами:

· соотношением площади проекции всего полога к площади участка, занимаемого насаждением;

· соотношением суммы площадей проекций крон каждого дерева и площади, занимаемой этим насаждением.

 

Сумма площадей проекций крон оказывается несколько больше площади проекций полога. Это объясняется тем, что кроны у смежных деревьев частично входят одна в другую и их проекции своими краями накладываются друг на друга. В результате при учете проекций крон деревьев часть площади проекций учитывается повторно и получаемая величина сомкнутости завышается.

Сомкнутость насаждения, определяемая по площади проекции всего полога, как правило, оказывается меньше единицы. Увеличение же числа деревьев на единице площади вызывает увеличение сомкнутости полога до определенного предела, или, иными словами, имеется предельный уровень густоты насаждения, органичивающий его сомкнутость.

Например, в старых лиственничных и сосновых лесах на 1 га встречается 150-200 деревьев. Их кроны, как правило, не сомкнуты. Если в таких насаждениях поперечные сечения крон всех деревьев спроектировать на землю, полученная сумма проекций крон окажется меньше половины всей площади, занимаемой насаждением.

При прочих равных условиях наибольшее смыкание хвойные насаждения имеют в возрасте от 20 до 80 лет, а порослевые насаждения лиственных пород — от 20 до 50 лет. При дальнейшем увеличении возраста насаждений сомкнутость постепенно уменьшается.

По сомкнутости крон чаще всего глазомерно устанавливают полноту насаждений. В этом случае таксатор должен мысленно представить, какую часть деревьев можно добавить в промежутки между имеющимися деревьями. Вначале он должен обратить внимание на неизбежные разрывы между кронами в более сомкнутых группах (гнездах) деревьев, затем на разрывы между группами отдельных деревьев (прогалины).

Глазомерным способом можно определить полноту лишь приближенно. Для более точного определения существуют другие способы.

А) Нормально полное (для данной породы, возраста и бонитета) насаждение должно иметь и наивысший запас древесины. Соответственно этому полнота иных насаждений определяется путем деления запаса таксируемого насаждения на запас полного нормального насаждения той же породы, возраста и бонитета.

Б) Чаще всего на таксируемой площади проводят перечет деревьев, по которому находят сумму площадей сечения на 1 га и сравнивают ее с суммой площадей сечения нормального полного насаждения того же состава, возраста и класса бонитета, что и таксируемое насаждение.

Сумма площадей поперечных сечений деревьев в полных нормальных насаждениях главнейших древесных пород обычно устанавливается опытным путем и приведена в таблицах, характеризующих динамику развития насаждений – таблицах хода роста насаждений.

В этом случае полноту насаждения (Р) определяют по соотношению:

P= ,

где åG_d — сумма площадей поперечных сечений деревьев,

имеющихся на 1 га данного насаждения;

åG_n — сумма площадей поперечных сечений нормального

полного насаждения.

В) Суммы площадей сечений полных нормальных древостоев определяют, помимо таблиц хода роста насаждений, по таблицам, получившим название стандартных.

 

Профессор Н.В. Третьяков сумму площадей сечений деревьев, образующих древостой, называет абсолютной полнотой, а частное от деления этой суммы на соответствующую сумму площадей сечений нормального насаждения — относительной полнотой.

Число деревьев на единице лесной площади проф. Третьяков рекомендует называть густотой древостоя. Густота древостоя не всегда служит надежным показателем полноты насаждения. При одном и том же возрасте и числе деревьев полнота оказывается ниже у насаждения с задержанным ростом. Такие явления чаще всего наблюдаются в молодых насаждениях и культурах различной густоты. В густых непрореженных насаждениях сомкнутость полога близка к единице, а полнота, определяемая отношением запаса данного насаждения к запасу нормального насаждения, оказывается значительно меньше единицы. Поэтому при определении полноты разными способами довольно часто получаются разные результаты. В густых насаждениях полнота, определяемая по запасу, значительно ниже полноты, вычисляемой по сумме площадей сечений. Это является результатом того, что в густых насаждениях средняя высота ниже, чем в редких, а суммы площадей сечений в обоих насаждениях могут быть одинаковыми.

В средних по густоте насаждениях уровень полноты, определяемый по сумме площадей сечений и по запасу, близок между собой.

Наиболее сложно определить полноту в сложных, многоярусных насаждениях. В этом случае необходимо виртуально представить, как выглядело бы насаждение, если бы в нем был оставлен один таксируемый ярус, а все остальные удалены. Подобную оценку полноты сначала производят для первого яруса, а затем для всех остальных.

Полнота, установленная для отдельного яруса, называется частной, а для сложного насаждения в целом — общей. Чтобы определить общую полноту, надо частную полноту основного яруса увеличить соответственно доле запаса второстепенных ярусов.

Например, первый ярус имеет частную полноту 0,5 и запас 200 м³, запас второго яруса равен 80 м³. При таких показателях на каждую десятую полноты первого яруса приходится по 40 м³ запаса. Отсюда можно считать, что 80 м³ запаса второго яруса эквивалентны 0,2 полноты основного яруса. Следовательно, общая полнота таксируемого насаждения равна 0,5 + 0,2 = 0,7.

 

Все изложенное позволяет заключить, что степень использования деревьями занимаемой в древостое территории характеризуется тремя показателями: сомкнутостью древесного полога, полнотой древостоя и его густотой.

Сомкнутость древесного полога представляет собой отношение суммы горизонтальных проекций крон деревьев к занимаемой древостоем площади.

Полнота древостоя определяется отношением сумм площадей поперечных сечений деревьев данного древостоя и полного, нормального древостоя, имеющего тот же состав, возраст и аналогичные условия местопроизрастания.

Густота древостоя характеризуется отношением числа деревьев на единице площади данного древостоя и полного, нормального древостоя при одинаковом среднем диаметре.

У подавляющего числа древостоев все рассматриваемые таксационные показатели, являются относительными числами, по своей величине не превышающие единицы. Однако в отдельных случаях они могут оказаться выше этой нормы.

 

Запас насаждений является наиболее ответственным показателем, определяющий количество древесины на единице площади насаждения (1 га). Его находят после установления состава, возраста, класса бонитета и полноты таксируемого насаждения разными способами:.

А) При особенно точных таксационных изысканиях запас определяют по модельным деревьям. В широкой же практике, особенно при отводе лесосек, чаще применяют способ перечислительной таксации с использованием (для нахождения запаса насаждения) массовых и сортиментных таблиц. В этих таблицах приведены объемы деревьев разных ступеней толщины. Умножив объем дерева ступени толщины на соответствующее число деревьев в этой ступени, установленное при перечете, и сложив все произведения, получают общий запас насаждений.

Б) Можно также определить запас древостоя по методу пробных площадей, применяемому при частичном перечете деревьев. Вычисленный по пробной площади запас насаждения умножают на отношение площади таксируемого участка к площади пробы и получают общий запас.

В) При таксации обширных лесных пространств частичный перечет деревьев с последующим использованием объемных и сортиментных таблиц часто бывает затруднительным. В этом случае применяют способы глазомерной таксации, позволяющие находить запас без перечета деревьев.

Умение определять запас насаждений без перечета деревьев требует большого навыка и опыта. У таксатора, заложившего много пробных площадей и устанавливавшего запас по моделям и массовым таблицам, запечатлеваются в памяти типичные насаждения, с которыми он и сравнивает таксируемые участки леса. Поэтому он может глазомерно определить запас, полноту и прочие таксационные признаки осматриваемых насаждений. Однако точность результатов при глазомерной таксации даже у самых опытных таксаторов колеблется в пределах ±10%.

 

В общий древесный запас входят объемы не только крупных деревьев, представляющих с эксплуатационной точки зрения наибольшую производственную ценность, но и мелких деревьев, которые в рубку не идут. При определении запасов товарной древесины обычно учитывают массу древесины в спелых и приспевающих насаждениях. Запас древесины в молодняках имеет пониженную товарную ценность.

Та часть запасов древесины, которая по своим размерам и качеству пригодна для лесопромышленного производства, называется эксплуатационным запасом.

В процессе заготовки и последующей разделки срубленных деревьев неизбежны отходы в виде пней, вершин и частей ствола, пораженных гнилью, кроме того, для последующего восстановления леса на вырубках оставляют крупные деревья — семенники, а иногда и семенные куртины. На крутых склонах и вершинах гор часть леса недоступна для эксплуатации. Поэтому при расчетах и определении выхода готовой лесопродукции необходимо от эксплуатационного запаса вычленять объем древесины, приходящийся на неизбежные отходы, остающиеся семенники, семенные куртины.

Не включаются в эксплуатационный запас, особенно в лесах Севера и Сибири, насаждения, имеющие на 1 га менее 30 м³, а также те древесные породы, рубка которых запрещена ввиду их особой ценности (кедр, орех, бархатное дерево и др.). Оставшаяся после их вычета часть эксплуатационного запаса называется ликвидным запасом.

 

Класс товарности насаждений. Качество насаждений, произрастающих на почвах одной и той же производительности, может быть различным: наряду с нормально развивающимися, вполне здоровыми насаждениями могут встречаться излишне суковатые, поврежденные грибными заболеваниями, имеющие разные пороки (фауты). При разработке таких древостоев выход товарной продукции бывает неодинаков.

В таксационной практике до 1933 г. качественное состояние лесов характеризовалось добротностью насаждений. Всего было установлено пять классов добротности: к первому классу относились насаждения с полнотой 1,0 и 0,9, ко второму — 0,8—0,7, к третьему — 0,6—0,5, к четвертому — 0,4—0,3 и к пятому — 0,2—0,1. Если в древостое имелся какой-нибудь порок древесины, класс добротности, установленный по полноте, в зависимости от степени развития и распространения порока снижался на одну или две единицы.

Таким образом, для установления класса добротности, который должен был отражать состояние насаждениня, использовались два признака: полнота и фаутность насаждения. Классификация насаждений по этим двум признакам, не зависящим один от другого, приводила к тому, что в ряде случаев древостой, состоявший из высококачественных деревьев, вследствие пониженной полноты или насаждение высокой полноты из-за повышения фаутности относили к низшему классу добротности.

Класс добротности, таким образом, не отражал качественного состояния насаждения. Поэтому классификация насаждений по классам добротности была заменена классификацией по качеству. Все насаждения стали делить на пять классов качества. Основой деления служил процент фаутности насаждений.

Однако изучение пороков древесины показывает, что они бывают весьма разнообразными и, кроме того, оказывают разное влияние на общий выход и качество сортиментов. Такие пороки, как гниль, в ряде случаев исключают возможность использования пораженной части ствола для выработки делового сортимента. В свою очередь сучья ограниченных размеров, кривизна, неправильность строения формы ствола могут несколько снижать качество древесины, но не исключают возможности использовать ее на определенные виды сортиментов.

Разделение насаждений на классы качества по проценту фаутности в производственных условиях не получило широкого распространения.

В последние годы предложено делить насаждения на классы товарности в зависимости от выхода деловой древесины.

Эту классификацию насаждений на качественные категории также нельзя признать удобной для практики. При качественной характеристике насаждения прежде всего должна быть вскрыта причина, обусловившая то или иное качество насаждения. Этой причиной является наличие или отсутствие тех или иных пороков древесины. Затем необходимо учесть влияние пороков на выход деловой древесины. Для этого насаждения делят на классы товарности по признакам, свойственным каждому классу, а затем, зная класс товарности, определяют выход деловой древесины.

Необходимо подчеркнуть, что после установления выхода деловой древесины само определение классов товарности теряет свое значение. Кроме того, при глазомерной таксации определить выход деловой древесины без срубки моделей весьма трудно.

 

Учитывая это, Н.П. Анучин предложил разделять насаждения на классы товарности по соотношению в них деловых и дровяных деревьев. В сосновых насаждениях к I классу товарности относятся насаждения, в которых доля деловых деревьев составляет не менее 96%, ко II классу — от 86 до 95% и к III классу — 85% и меньше. В березовых насаждениях соответственно не меньше 81%, от 80 до 51% и от 50% и меньше.

Эти границы классов товарности, определяемые процентом деловых деревьев, являются искусственными и могут быть изменены.

Преимущество рассматриваемой классификации заключается в том, что в ее основу положено деление деревьев на деловые и дровяные, отражающее влияние всех пороков древесины. Пороки, резко снижающие качество древесины, обусловливают перевод дерева из категории деловых в дровяные.

Деление деревьев на деловые и дровяные при глазомерной таксации леса осуществляется путем подсчета в отдельных куртинах числа стволов той и другой категории. Если в хвойных насаждениях в куртинах, имеющих 10—20 деревьев, на долю дровяных чаще всего приходится 1—2 дерева, то, просмотрев несколько таких куртин, можно вывести без особого труда среднеарифметическое число дровяных деревьев. Подавляющая часть хвойных древостоев относится к первому классу товарности.

Подрост и подлесок. Молодое поколение деревьев, которое может со временем достигнуть высоты верхнего яруса насаждений, но в данный момент имеет среднюю высоту, составляющую менее половины средней высоты верхнего яруса таксируемого насаждения, принято называть подростом.

Подлеском называют совокупность кустарниковых и древесных пород, не достигающих верхнего яруса насаждения.

При составлении таксационного описания наряду с характеристикой основного древостоя нужно дать хозяйственную оценку подросту. Это необходимо для правильного выбора способов рубки леса, способов последующего восстановления леса на вырубках и выявления перспектив дальнейшего хозяйственного использования занимаемой этим насаждением площади.

Для оценки естественного возобновления составлена специальная шкала.

Учет подроста под пологом леса и на лесосеках может быть осуществлен глазомерно или путем закладки учетных площадок.

При возрасте самосева и подроста от 1 до 5 лет можно закладывать учетные площадки размером 1´1 или 2´2 м, при возрасте 6-10 лет — размером от 3´3 до 4´4 м, при возрасте 11-15 лет — не менее 5´5 м. Учетные площадки должны быть распределены равномерно по всему изучаемому участку; число их должно быть от 15 до 20 шт.

На площадках следует подсчитать все всходы и подрост с разделением по породам, возрасту, высоте и состоянию.

Количество всходов и подроста на 1 га N определяют по следующей формуле:

N = 10000 ^. n / S,

где n — число всходов и подроста на учетных площадках;

S — площадь учетных площадок, м².

 

Но допустим, что имеющийся на лесосеке или под пологом леса подрост состоит в одном случае из 3000 (на 1 га) деревьев дуба семенного происхождения, а в другом случае — из 3000 деревцев порослевой осины, зараженной гнилью. С хозяйственной точки зрения эти две породы нельзя считать равноценными. Поэтому при оценке возобновления леса необходимо учитывать состав древесных пород, образующих подрост.

Возраст подроста определяют по числу годичных побегов и путем подсчета годичных слоев у отдельных срубленных экземпляров.

По состоянию подрост разделяют на благонадежный, здоровый, который сможет заменить старый лес, и неблагонадежный — отставший в росте, имеющий механические повреждения, зараженный вредителями.

Оценка успешности лесовозобновления может быть осуществлена по таблице, составленной на основе расчетов д-ра с.-х. наук А.В. Вагина.

Шкала оценки подроста

 

Высота подроста, м	Число деревьев в подросте на 1 га, тыс.
густом	среднем	редком
До 1		5,1-10
1,1 до 5	5,1-10	3,1-5
5 и выше	3,1- 5	1,1-3

 

Как показывает шкала, главным признаком, характеризующим ход лесовозобновления, является высота подроста. Ее установление проще, чем определение возраста.

 

Типы леса и лесорастительных условий насаждений. Территория Беларуси имеет выраженную зональность по геоморфологическим, почвенно-гидрологическим и климатическим условиям, что обусловливает зональность расположения лесной растительности. И.Д.Юркевичем и В.С.Гельтманом выделены три геоботанические (лесорастительные) подзоны:

1) широколиственно-еловые леса (дубово-темнохвойные), занимающие северную часть Беларуси и ограниченные с юга ареалом граба. Обширные пространства этой подзоны простираются по Белорусскому Поозерью, Минской возвышенности, Ошмянским грядам, Оршанско-Могилевскому плато и захватывают часть Центральноберезинской равнины;

2) елово-грабовые дубравы (грабово-дубово-темнохвойные леса), занимающие центральную часть республики между границами ареала граба и сплошного распространения ели и охватывает равнинные пространства Предполесья (южная часть Центральноберезинскои равнины, Барановичская и Прибугская равнины), Неманскую низину и западные отроги Белорусской гряды (Копыльская гряда, Новогрудская, Слонимская и Волковысская возвышенность);

3) грабовые дубравы (широколиственно-сосновые леса), расположенные южнее границы сплошного распространения ели, простираясь по территории всего Белорусского Полесья (Брестское, Пинское, Мозырское и Деснинское Полесья).

Лесорастительные зоны Беларуси вытянуты в широтном направлении, поэтому в каждой из них отмечаются определенные внутризональные изменения природных условий и мозаичность растительности. В связи с этим они делятся на 7 лесорастительных районов (геоботанические округа): в подзоне широколиственно-еловых лесов — Западно-Двинский, Ошмянско-Минский, Оршанско-Могилевский; в подзоне еловограбовых дубрав — Неманско-Предполесекий и Березинско-Предполесский; в подзоне грабовых дубрав — Бугско-Полесский и Полесско-Приднепровский. Лесорастительные районы в свою очередь подразделяются на 25 комплексов лесных массивов, довольно однородных по биогеоценотической структуре.

Лесорастительное районирование позволяет, сбалансировано осуществлять планирование лесохозяйственных мероприятий по лесовосстановлению, определять породный состав, густоту и размещение растений в искусственно создаваемых насаждениях с учетом характера роста древесной и кустарниковой растительности.

Кроме этого леса расположенные в пределах лесорастительных районов подразделяются на определенные типы в соответствии с типологической структурой конкретного лесорастительного района (подрайона). В Беларуси эти работы осуществляют на основе типологической классификации типов леса, разработанной И. Д. Юркевичем (1969, 1980).

Согласно данной классификации, типы леса описывают по составу древостоя и его продуктивности, по почвенно-гидрологическим условиям, индикаторами которых служат кустарники, травы, мхи, лишайники.

Всего в лесах Белоруссии описано 134 коренных и производных типа леса, в их числе 13 сосняков, 12 ельников, 5 листвягов, 12 дубрав.

В лесотипологических таблицах, составленных И. Д. Юркевичем (1980), для каждого типа леса указываются индексы типов условий местопроизрастания, что облегчает про­ектирование и производство лесовосстановительных работ.

Таксономическим показателем нескольких типов леса является серия типов леса. В Беларуси выделено 14 серий типов леса — лишайниковая, вересковая, брусничная, мшистая, орляковая, кисличная, снытевая, папоротниково-крапивная, приручейно-травяная, черничная, долгомошная, сфагновая (багульниковая), осоковая, таволговая, луговиковая (пойменная) и злаковая.

Типологическая структура по сериям типов леса позволяет установить для каждого лесорастительного района и подрайона лучшее соотношение лесообразующих пород и наметить текущее и перспективное направление лесовосстановительных работ по обогащению видового состава и повышению качества лесных насаждений.

Кроме этого при работах по лесовосстановлению используются индексы типов условий местопроизрастания, которая представляют собой понятие объединяющее однородные лесорастительные условия применительно к землям, занятым лесом или предназначенным для его разведения – называемое типом условий местопроизрастания (тип мест произрастания, тип местообитания, тип земель)

В тип лесорастительных условий объединяются лесные и безлесные участки, однородные по климатическим и прямо действующим эдафическим факторам - режиму увлажнения, ресурсам минерального питания растений. Разные сочетания характеристик условий местопроизрастания (напр., гранулометрического. состава почв, состава почвообразующих пород, запасов элементов питания и т. д.) могут давать одинаковый лесорастительный эффект, выражаемый потенциальной продуктивностью насаждений.

Первые представления о типе лесорастительных условий связаны с такими народными названиями, как, например, согра, мшары, груд, чернь, холм и др., которые несут информацию о почвенно-грунтовых условиях и рельефе, частично характеризуют древостой этих участков. Народный опыт классификации лесных земель был использован в 19 в. лесоустроителями при инвентаризации лесов России. Практические запросы способствовали оформлению в лесоводстве представлений о «типах насаждений».

В начале 20 в. Г. Ф. Морозов предложил рассматривать тип лесорастительных условий отдельно от типов леса. В современной лесной типологии наряду с понятием «тип леса» применяют понятие «тип лесорастительных условий», которому отдаётся предпочтение при характеристике земель безлесных участков и лесов, сильно изменённых человеком, а также искусственных, насаждений. Многие лесотипологи считают, что каждому типу леса соответствует свой тип лесорастительных условий; другие это положение распространяют на группы типов леса.

Первую классификацию типа лесорастительных условий для Европейской части России в начале 20 в. разработал лесовод А. А. Крюденер (1869—1951). В 20-30-х гг. совершенствование классификации типа лесорастительных условий нашло отражение в трудах учёных Е. В. Алексеева (1869- 1930) и особенно П. С. Погребняка (1900-1976), который предложил эдафическую сетку для выделения типа лесорастительных условий.

1-е Всесоюзное совещание по лесной типологии (Москва, 1950) рекомендовало выделение типа лесорастительных условий с помощью эдафической. сетки. В 70-х - начале 80-х гг. разрабатывались классификации типа лесорастительных условий. с использованием различных признаков почв (увлажнение, гранулометрический состав, тип гумуса и др.), рельефа и четвертичных отложений. В существующих классификациях типов лесорастительных условий объединяются в группы и далее в классы. Классификации типов лесорастительных условий основываются на региональном принципе с учётом схем лесохозяйственной и лесорастительного районирования.