Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние исследований формирования молодняков на вырубках 10
1.1. Понятие о лесообразовательном процессе 10
1.2. Роль естественного возобновления в воспроизводстве лесов 12
1.3. Основы успешного лесовозобновления сплошных вырубок 13
1.3.1. Роль микроэкологических условий 13
1.3.2. Влияние типа леса и типа вырубки на возобновление сосны 15
1.4. Основные этапы процесса лесовозобновления 22
1.4.1. Динамика формирования насаждений 22
1.4.2. Формирование пространственной структуры древостоя на вырубках 26
1.4.3. Формирование молодняков 26
1.5. Значение густоты в формировании древесных ценозов 28
1.5.1. Густота древесных ценозов (определение, основные результаты влияния на формирование ценозов) 28
1.5.2. Густота ценозов и ресурсы среды 30
1.5.3. Резюме о состоянии исследований влияния густоты на рост древесных ценозов 33
Глава 2. Характеристика природных условий района исследований 38
2.1. Геоморфология 38
2.2. Климат 39
2.3. Растительность 42
2.4. Почвообразующие породы и почвы 44
2.5. Состояние естественного лесовозобновления на сплошных вырубках в районе исследования 46
Глава 3. Объекты и методы исследования 50
3.1. Объекты исследования 50
3.2. Методика исследований 52
3.2.1. Методика сбора исходных данных 52
3.2.2. Статистическая обработка данных наблюдений 53
3.3. Типы теоретических кривых распределения для выравнивания эмпирических распределений деревьев в ценозах 56
Глава 4. Влияние густоты на основные таксационные и биометрические показатели сосновых молодняков на вырубках 62
4.1. Основные таксационные и биометрические показатели сосновых молодняков естественного возобновления на вырубках 62
4.2. Анализ степени однородности ценозов методом кластерного анализа 62
4.3. Влияние густоты на основные таксационные показатели ценозов сосны 65
4.3.1. Связь относительной полноты ценозов с густотой 65
4.3.2. Связь среднего диаметра деревьев в ценозе с густотой 66
4.3.3. Связь средней высоты деревьев в ценозе с густотой 67
4.3.4. Связь относительной высоты с густотой ценоза 69
4.3.5. Связь протяженности кроны с густотой 71
4.3.6. Зависимость суммы площадей поперечного сечения стволов от густоты насаждений 72
4.3.7. Зависимость запаса стволовой древесины от густоты ценозов 74
Глава 5. Анализ рядов распределения деревьев по основным биометрическим показателям в разногустотных сосновых молодняках 77
5.1. Ряды распределения деревьев сосны в молодняках по ступеням
толщины 77
5.1.1. Общие характеристики эмпирических густотных рядов
распределения деревьев по ступеням толщины 77
5.1.2. Анализ «низкогустотного» ряда распределения деревьев по ступеням толщины 81
5.1.3. Анализ «высокогустотного» ряда распределения деревьев по ступеням толщины 83
5.2. Ряды распределения деревьев в молодняках сосны по высоте 84
5.2.1. Общие характеристики эмпирических густотных рядов распределения деревьев в ценозах по высоте 84
5.2.2. Анализ «низкогустотного» ряда распределения деревьев по высоте 87
5.2.3. Анализ ряда распределения деревьев по высоте в «высокогустотных» ценозах 89
5.3. Ряды распределения деревьев в молодняках сосны по протяженности кроны 90
5.3.1. Общие характеристики распределений 90
5.3.2. Анализ ряда распределения деревьев по протяженности кроны в «низкогустотных» ценозах 94
5.3.3. Анализ ряда распределения деревьев по протяженности кроны в «высокогустотных» ценозах 96
5.4. Обобщение результатов анализа густотных рядов распределений деревьев по биометрическим показателям 97
5.5. Влияние густоты на дифференциацию деревьев в молодняках сосны (обсуждение результатов анализа густотных рядов распределения) 102
Глава 6. О перспективе практического использования полученных результатов 109
6.1. Использование результатов исследования структуры и продуктивности искусственных молодняков сосны при изучении
естественных ценозов 110
6.1.1. Краткая характеристика условий роста ценозов естественного и искусственного происхождения 111
6.1.2. Сравнительный анализ структуры молодняков искусственного и естественного происхождения и хода дифференциации под влиянием фактора густоты 114
6.1.3. Способ расчета таксационно-биометрических показателей естественных молодняков по результатам измерений на искусственных объектах 123
6.2. К вопросу разработки нормативов рубок ухода с целью повышения продуктивности естественных ценозов 130
Основные результаты и выводы 136
Заключение 139
Список литературы 140
- Роль естественного возобновления в воспроизводстве лесов
- Формирование пространственной структуры древостоя на вырубках
- Состояние естественного лесовозобновления на сплошных вырубках в районе исследования
- Влияние густоты на основные таксационные показатели ценозов сосны
Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема лесовосстановления продуктивных лесов в подзоне южной тайги Средней Сибири обусловлена интенсивной эксплуатацией лесов в последние десятилетия. Необходимость решения этой проблемы отражена в концепции сохранения и устойчивого развития лесов, сбалансированного использования их ресурсных и экологических функций. Поэтому для решения таких актуальных задач в лесоведении, как оценка и прогноз эффективности лесовосстановления в разных экологических условиях, а также разработка теории формирования высокопродуктивных насаждений на вырубках необходимо исследование состояния формирующихся молодняков. Изучение структуры молодняков, возникших на вырубках, имеет не только общенаучное, но и практическое значение, позволяющее спрогнозировать ход возрастных сукцессии и структуру будущего насаждения и тем самым определить мероприятия по лесовосстаиовлепию и уходу на протяжении всего возрастного цикла лесовыращивания.
Среди факторов, влияющих на формирование молодняков, огромная роль принадлежит густоте. Она играет фундаментальную экологическую роль в функционировании лесных экосистем и имеет важное хозяйственное значение. Густота определяет структуру молодняков, характеризует продукционный процесс, процесс формообразования стволов, конкурентные и кооперативные взаимоотношения деревьев. Однако недостаточность фактических данных и натурных исследований не позволили до настоящего времени решить задачи по выявлению плотностно-зависимых изменений структуры и продуктивности ценозов. Особенно слабой изученностью отличаются важные в промышленном отношении сосновые леса Приангарья. Это определяет актуальность темы диссертационной работы «Структура и продуктивность разноіустотньїх сосновых молодняков в юго-западном Приангарье».
Цель работы заключалась в выявлении закономерностей изменения структуры, стволовой продукции и таксационно-биометрических показателей естественно формирующихся сосновых молодняков на вырубках в лесах юго-западного Приангарья под влиянием фактора густоты.
Задачи исследования:
-
По результатам маршрутного исследования сосновых молодняков, формирующихся на сплошных вырубках юго-западного Приангарья, подобрать ценозы, образующие густотный ряд в широких пределах изменения густоты.
-
Установить закономерности изменения основных биометрических и таксационных показателей ценозов (диаметр, высота, относительная высота, протяженность кроны, полнота, запас стволовой древесины, сумма площадей поперечных сечений стволов) с густотой.
-
Выявить особенности дифференциации деревьев в разпогустотных естественных молодняках по основным биометрическим показателям и установить тенденцию изменения ее с густотой.
-
Провести сравнительный анализ особенностей изменения структуры, продуктивности и хода диференциации в сосновых молодняках естественного и искусственного происхождения под влиянием фактора густоты.
-
Предложить способ расчета таксационно-биометрических показателей, стволовой продукции и параметров распределений деревьев по биометрическим
характеристикам в разногустотных естественных молодняков на основе
измерений, проведенных на искусственных объектах.
Научная новизна. Установлен аналитический вид закономерностей изменения с густотой основных биометрических и таксационных показателей молодняков сосны, естественно формирующихся на сплошных вырубках в лесах юго-западного Прпангарья.
Выявлены густотнозависимые особенности дифференциации деревьев в естественных молодняках по морфометрическим показателям.
По результатам сравнительного количественного анализа определены общие черты и специфические особенности структуры, стволовой продуктивности и хода дифференциации деревьев по биометрическим характеристикам в разногустотных сосновых молодняках естественного и искусственного происхождения.
Предложен способ расчета параметров распределения деревьев по биометрическим характеристикам, таксационно-биометрических показателей и стволовой продукции естественных молодняков на основе измерений, проведенных на искусственных объектах.
Практическая значимость. Основные результаты исследования расширяют и конкретизируют сложившиеся представления о лесовозобновлении на площадях, пройденных рубками. Количественная оценка влияния густоты на структуру, продуктивность и ход дифференциации деревьев в естественно формирующихся сосновых молодняках создает теоретическую основу для целенаправленного регулирования густоты с целью выращивания древесины определенного размера н качества, управления продуктивностью и доведение ее до максимально возможной при соответствующих ресурсах среды. Полученные результаты являются необходимым шагом для разработки вариантов расчета таксационно-бпометрнческих показателен и стволовой продукции естественных молодняков на основе результатов модельного исследования, что является актуальной задачей в современном лесоводстве.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на региональной конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы Красноярского края» (Красноярск, 2000); первой межрегиональной научно-практической конференции «Сохранение биологического разнообразия Приенисейской Сибири» (Красноярск, 2000); всероссийских конференциях «Проблемы химико-лесного комплекса» (Красноярск. 2000, 2001, 2002); конференциях молодых ученых Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (Красноярск 2002, 2003), международных конференциях NATO Science Series «Tree species effects on soil: implications for global change» (Dordrecht, 2005); «Climate changes and their impact on boreal and temperate forests» (Ekaterinburg 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, заключения, списка литературы. Работа изложена на 159 страницах, включает в себя 8 таблиц и 31 рисунок. Список литературы состоит из 215 наименований, втом числе 17 на иностранных языках.
Роль естественного возобновления в воспроизводстве лесов
В лесоводстве накоплен большой материал по характеристике естественного возобновления в разных типах леса под пологом и в условиях открытых мест. К этому принуждала и дороговизна искусственного выращивания леса. Как показала практика, заложенные в хвойных биогеоценозах потенциальные возможности выращивания высокопродуктивных насаждений реализуются недостаточно интенсивно, и естественное возобновление, по мнению многих ученых-лесоведов, долго еще будет оставаться ведущим способом воспроизводства лесов, особенно в лесных районах таежной зоны (Шиманюк, 1955; Ларин, Паутов, 1989; Абаимов с соавт., 1997 и др.). В этой связи, определившаяся в мировом лесоводстве тенденция к расширению искусственного лесовосстановления отнюдь не исключает метода естественного возобновления. И естественное, и искусственное возобновление леса должно адекватно соответствовать месту и времени их реализации.
С начала прошлого столетия ведущие лесоводы изучали различные варианты рубок и лесовозобновления на площадях, пройденных рубками, с целью выбора оптимального. Исследователи отмечают, что более чем 200-летняя интенсивная лесоэксплуатация наиболее производительных хвойных лесов, сопровождающаяся в больших масштабах сменой пород на вырубках, приводит к тому, что высокоствольное хозяйство в значительной мере утрачивает свое значение. Если рассмотреть динамику лесного фонда в целом по стране, то оказывается, что с 1938 по 1961 г. площадь, занятая хвойными породами, уменьшилась с 80 до 73 %. Только за пятилетие, с 1956 по 1961 г., в РСФСР лесопокрытая площадь по хвойному хозяйству уменьшилась с 82 до 75 %, по лиственному же увеличилась, соответственно, с 18 до 25 %. Процессы смены хвойных пород мелколиственными особенно активны в районах интенсивного лесопользования, где в эксплуатационных лесах III группы широко применялись сплошные и условно-сплошные рубки. Наблюдается сокращение площадей вырубок, возобновившихся с преобладанием хвойных пород, все более широкие масштабы принимает смена хвойных пород лиственными. Возникла реальная опасность смены хвойных древостоев лиственными, что способствует увеличению доли хозяйственно малоценных насаждений. Таким образом, возобновление на вырубках — вопрос, который до сих пор не потерял своей актуальности в связи с тем, что в настоящее время сплошными рубками ежегодно проходится в Сибири 800 тыс. га леса, и тяжелой техникой уничтожается 50-80% естественного возобновления. (Шиманюк, 1955; Сукачев, Зонн, 1961; Высоцкий, 1962; Колданов, 1966; Морозов, 1971; Сукачев, 1972а; Ларин, Паутов, 1980; Тюрин, 1982; Побединский, 1986; Абаимов с соавт., 1997; Бабинцева, Бузыкин, Иванов, 1998 и др.).
Из всего сказанного следует, что изучение закономерностей лесовозобновления на площадях, пройденных рубками, является одной из главных научных задач лесного хозяйства таежной зоны и определяет актуальность настоящего исследования. Основы успешного лесовозобновления сплошных вырубок . Роль микроэкологических условий
1. Для успешного лесовозобновления на вырубках необходим источник семян. Так, на сплошных вырубках, площадь которых не превышает 3 га, а при заготовке не применяется тяжелая техника, естественное возобновление протекает, как правило, успешно. Лесовозобновление обеспечивается в результате успешного обсеменения от стен леса и за счет сохранения части подроста предварительного происхождения (Савин, 19636; Shvidenko, Nilsson, 1994; Абаимов с соавт., 1997 и др.). Успешность лесовозобновления закономерно снижается с увеличением ширины лесосек: так, на значительной части площади (80 % и более) удовлетворительное лесовозобновление происходит в сухих и свежих борах лишь на лесосеках шириной 50 и 100 м, а в сырых и заболоченных борах при ширине лесосек до 250 м (Чистяков, 1975).
2. Подрост, сохраненный при рубке материнского древостоя, является основой надежного и экономичного способа лесовосстановления. Уменьшение сроков выращивания спелой древесины в случае сохранения подроста позволяет до 30-40 лет сократить оборот рубки, а значит, увеличить годичное пользование лесом. Исследования показали, что в средней подзоне тайги 75-90 % крупного благонадежного подроста плодоносило уже на второй год после рубки; а в северной подзоне тайги массовое плодоношение крупного подроста наблюдалось на 4-5-летних вырубках (Мелехов, Репневский, 1961; Мелехов и др, 1962).
Подрост, сохраненный при рубке, может эффективно использовать исходно большее количество питательных веществ и уменьшить их потери из почвы, препятствуя вымыванию (Мои Ри et al., 1993), тем самым способствуя аккумуляции этих веществ. Как установлено в ряде работ, сразу же после лесозаготовок кислотность почвы увеличивается, возрастает содержание органических веществ, азота, фосфора, калия, но через некоторое время быстро снижается (вымывается из почвы) до более низкого уровня, чем до лесозаготовок.
Формирование пространственной структуры древостоя на вырубках
Исследование динамики формирования пространственной структуры производного насаждения, т.е. характера размещения деревьев разных пород и возраста на вырубке, позволяет выявить механизмы формирования биогенетической, морфологической и функциональной структуры древостоев и законы их биологической устойчивости (Проскуряков, 1983).
Многочисленные исследования показали, что характер размещения древесных растений на вырубке зависит от этапов развития производного ценоза: в фазе заселения — неравномерное (мозаичное) размещение; в фазе смыкания крон — раздельно-групповое; в фазе дифференциации деревьев по классам роста с последующим изреживанием — сомкнуто-групповое (куртинное) и в фазе спелости и распада древостоя — равномерное (диффузное) размещение (Эйтинген, 1918: цит. по: Эйтинген, 1962; Морозов, 1949; Давыдов, 1951; Никитин, 1955; Тимофеев, 1963а; Кайрюкштис, 1959; Савин, 1963а; Декатов, 1961; Поликарпов, 1962; Смирнов, 1964, 1969; Макаренко, Смирнов, 1973; Столяров, Кузнецова, 1977; Бузыкин, Пшеничникова, 1980 и др.). Настоящая работа направлена на исследование структуры молодых ценозов, находящихся в фазе смыкания крон.
Решающий период формирования хвойных фитоценозов — это формирование молодняков. К молоднякам хвойных пород (за исключением кедра) относятся древостой, верхний предел возраста которых равен 40 годам.
Исследование самого процесса формирования молодняков имеет очень важное значение для выявления их устойчивого, лабильного и критического состояния в онтоценогенезе в целях выбора наиболее целесообразного времени для хозяйственного воздействия на биогеоценоз и получения желаемого результата, позволяет спрогнозировать ход возрастных сукцессии и структуру будущего насаждения. Для лесного хозяйства важно, чтобы лесное сообщество формировалось биологически устойчивым и ценным в хозяйственном отношении.
Исследование процесса формирования молодняков включает в себя анализ изменения структуры, продуктивности, хода дифференциации деревьев под влиянием возраста и различных внешних факторов. Изучение структуры молодняков предполагает анализ распределения в них деревьев по определенным биометрическим показателям. Однако таксационные исследования ценных лесосырьевых древостоев Приангарья явно недостаточны для проведения подобного анализа. Как было отмечено А.П. Абаимовым с соавт. (1997), в лесах Европейского Севера России проведены многочисленные таксационные исследования (Воропанов, 1950; Гусев, 1971, 1978, 1990а,б; Валяев, 1963; Анишин, 1968; Столяров, 1990). В то же время, ценные лесосырьевые древостой Приангарья исследованы в гораздо меньшей степени. Особенно это касается молодых древостоев.
Есть определенные особенности, усложняющие исследование молодняков. В молодняках (так же, как и в загущенных и разновозрастных древостоях) нет такого среднего дерева, которое было бы одновременно средним по таким показателям как масса, диаметр, площадь сечения, прирост в высоту и по диаметру. Такое дерево, при некоторых допущениях, возможно, может иметь место лишь в спелых нормальных насаждениях с более или менее симметричными кривыми распределений. Изменение распределения деревьев по какому-то из показателей далеко не всегда сопровождается изменением среднего значения этого показателя по древостою (Макаренко, Смирнов, 1973).
Необходимо еще раз подчеркнуть, что именно начальные этапы формирования насаждений определяют ход их дальнейшего развития и его такие важнейшие характеристики как состав пород, их размещение, густоту, полноту, продуктивность. Эти характеристики не являются независимыми (Бузыкин, 1977; 19826; Бузыкин, Пшеничникова, 1980;). Среди множества факторов, влияющих на формирование молодых ценозов заметная роль принадлежит густоте. Кратко рассмотрим особенности формирования древесных ценозов под влиянием фактора густоты.
Состояние естественного лесовозобновления на сплошных вырубках в районе исследования
В рассматриваемом регионе лесные массивы выполняют большую водоохранную, защитную, санитарно-гигиеническую, рекреационную роль, поэтому вопросы оптимизации рубок и прогнозирование хода лесовозобновительного процесса здесь чрезвычайно актуальны. Несмотря на это, естественное возобновление и формирование молодняков на вырубках сосновых древостоев в Приангарье исследовано недостаточно полно. Об этом свидетельствуют неоднозначные оценки протекания этих процессов.
Начальный (возобновительный) этап формирования древостоев на месте срубленных сосняков в Приангарье изучался многими авторами, но в оценке возобновления среди них нет единого мнения. Одни исследователи (Любимова, 1962 и др.) считают, что естественное восстановление на концентрированных вырубках идет неудовлетворительно. Ими установлено, что 25 % сосновых вырубок возобновляются лиственными породами, а еще 25 % — не возобновляются длительное время, и только 50 % — возобновляются хвойными породами. Наблюдается сокращение площадей вырубок, возобновившихся с преобладанием хвойных пород, все более широкие масштабы принимает смена хвойных пород лиственными.
Для сравнения уместно привести пример естественного возобновления сосновых древостоев на вырубках европейского Севера. По прогнозным исследованиям ряда ученых-лесоводов (Алексеев, Молчанов, 1938; Шиманюк, 1955; Казимиров, Цветков, 1975; Писаренко, 1977; Львов и др., 1980; Ларин, Паутов, 1980; Тюрин, 1982, и др.), до 65-70% вырубок потенциально могут успешно возобновляться за счет сохранения подроста, на практике же этого не происходит.
Для исправления этой ситуации разработаны рекомендации по сохранению подроста при рубке. Сохраненный при рубках подрост и молодняк всех пород способствует сохранению лесной среды, служит "нянькой" для самосева последующей генерации (Аглиуллин, Лоскутов, 1995). Там, где подроста нет или он погиб, рекомендуется проводить мероприятия по искусственному лесовосстановлению в первые годы после рубки на стадии открытого фитоценоза (Перевозникова, 1993).
С другой стороны, по результатам исследований ряда авторов, возобновление в сосняках Приангарья является достаточно успешным. Во многом это обусловлено более интенсивным и регулярным плодоношением сосны и высоким качеством семян в условиях Сибири по сравнению с европейской частью России (Смирнов, 1969). Так, в бруснично-разнотравном и зеленомошном типах леса, занимающих до 90 % площади сосновых лесов Красноярского Приангарья, возобновление составляет в среднем 63.9 % (Попов, Марцинковский, 1960; Савин, Лоскутов, 1961; Побединский, 19666 и др.). Здесь при механизированных лесозаготовках сохраняется многочисленный подрост сосны, значительная часть которого, исчисляемая десятками тысяч экземпляров на 1 га, характеризуется высокой жизнеспособностью. Общее состояние подроста в большинстве случаев не вызывает сомнений в его благонадежности. Количество жизнеспособного подроста под пологом древостоев и на вырубках в этих типах леса исчисляется десятками и сотнями тысяч экземпляров на 1 га, что вполне достаточно для формирования насаждений, сходных по составу с материнским.
Многочисленные данные свидетельствуют о том, что в таежных лесах после сплошной рубки древостоев подрост в большинстве случаев быстро приспосабливается к новым условиям и через 2-3 года начинает успешно расти. Особенно хорошо приспосабливается подрост после рубки средне- и низкополнотных древостоев (полнота 0.6-0.7 и ниже). Сохранившийся после лесозаготовок подрост в большинстве случаев успешно конкурирует в росте с лиственными породами, и значительная его часть без вмешательства человека через тот или иной период выходит в первый ярус, образуя древостой с преобладанием или значительным участием хвойных пород. В качестве сравнения отметим, что в сосновых лесах Восточного Саяна, до 90 % вырубаемых площадей сосняков также можно обеспечить возобновлением хвойных пород естественным путем. Лишь на площадях вырубок сосняков разнотравной группы типов леса необходимо создавать лесные культуры (Ермоленко, 1965).
Описанное расхождение результатов исследований процесса возобновления сосновых лесов в Приангарье имеет свое объяснение. Как известно, лесовозобновительный процесс в сосновых древостоях и в уже сформированных молодняках, как правило, характеризуется наличием условий для появления всходов сосны и дифференцированной возможностью для дальнейшего их роста. Существенная роль в предопределении характера и направленности лесовосстановления сосновых древостоев принадлежит рельефу местности и полноте древостоя, которые, усиливая или ослабляя воздействие неблагоприятных факторов, предопределяют количество и качество последующего возобновления древесных пород. Численность подроста и самосева на вырубках зависит от типа леса, возраста, густоты, состояния древостоя, поступившего в рубку, сезона рубки, технологии лесосечных работ, способа очистки мест рубок, степени развития травяного покрова, минерализации поверхности почвы и других факторов. Все это как раз и определяет то, что период возобновления сосновых лесов в Приангарье различен для разных типов леса и типов вырубо хотя все-таки большинство вырубок сосняков при наличии источников семян здесь успешно возобновляется хвойными естественным путем.
Влияние густоты на основные таксационные показатели ценозов сосны
Сравним реакцию ценозов естественного и искусственного происхождения на изменение густоты через изменение таксационно-биометрических показателей — средних значений диаметра, высоты, относительной высоты, протяженности кроны, полноты, запаса стволовой древесины и суммы площадей поперечного сечения стволов (рис. 6.7).
Искусственные ценозы, как показано на рис. 6.7, во всем густотном диапазоне превосходят по росту и продуктивности естественные молодняки по следующим лесоводственно-таксационным показателям: высоте, диаметру, сумме площадей поперечного сечения стволов, запасу стволовой древесины, протяженности кроны, относительной полноте. Это обусловлено тем, что последние развиваются в худших условиях по влагообеспеченности и богатству почвы.
Скорость убывания среднего диаметра и протяженности кроны деревьев в исследованных искусственных и естественных молодняках приблизительно одинакова (обе кривые на графиках зависимости D и L от густоты, рис. 6.7, фактически параллельны). Из этого следует, что влияние густоты на развитие искусственных и естественных молодняков, выявленное через эти показатели, приблизительно одинаковое, а разница между соответствующими значениями показателей D и L в искусственных и естественных молодняках обусловлены, как уже было отмечено выше, условиями произрастания. В то же время, средняя высота деревьев искусственных ценозов убывает гораздо медленнее, чем естественных. Очевидно, это обусловлено разным откликом естественных и искусственных молодняков на влияние фактора освещенности (о чем подробнее было сказано в предыдущем подразделе).
Сравнительная характеристика ценозов естественного (а) и искусственного (б) происхождения по густотнозависимым таксационно-биометрическим показателям. Обозначения: D - ср. диаметр деревьев ценоза, Н - их ср. высота, L - протяженность кроны, S - сумма площадей поперечного сечения. естественных и искусственных ценозов проявилась и в зависимости относительной высоты от густоты. В обоих случаях густота оказывает более сильное отрицательное влияние на диаметр, чем на высоту. В то же время, соотношение этих показателей обусловило то, что естественные молодняки превосходят культуры по относительной высоте (единственному показателю из рассмотренных). Это значит, что аллометрическое соотношение между диаметром и высотой в естественных ценозах «сдвинуто в пользу высоты».
По запасу стволовой древесины, полноте и сумме площадей поперечного сечения стволов искусственные молодняки в несколько раз превосходят естественные, и эта разница с густотой становится все больше. Так, при одинаковой густоте 20000 шт./га полнота в естественных молодняках выше приблизительно в 3 раза, запас и сумма площадей поперечного сечения в 6 раз, чем в искусственных.
По результатам сравнительного анализа изменения с густотой лесоводственно-биометрических показателей сосновых молодняков искусственного и естественного происхождения (рис. 6.7) предложен простой способ использования результатов «модельного эксперимента» при изучении естественных древостоев. Он основан том, что связь соответствующих показателей с густотой в искусственных и естественных молодняках описывается одинаковыми уравнениями: Средний диаметр
Зависимость от густоты среднего диаметра деревьев D в искусственных ценозах (рис. 6.7) описывается степенной убывающей функцией D = ах"ь (а = 81.7 и b = 0.26; R2= 0.97), характерной также и для естественных ценозов. В логарифмическом виде InD = 1п81.7—0.261пх для искусственных ценозов и InD = 1п79.7—0.351пх для естественных. Чтобы полученную на исследованных экспериментальных посадках зависимость среднего диаметра от густоты использовать для расчетов этого показателя в разногустотных естественных ценозах, нужно ввести поправочные множители а и 3: D = аа-х"рь. Отсюда а = 0.98 и (3 = 1.35. Средняя высота Из рис. 6.7 видно, что средняя высота искусственных молодняков (кривая б) больше, чем естественных во всем диапазоне густоты.
Зависимость от густоты средней высоты деревьев Н=ах ь в искусственных ценозах (рис. 6.7) описывается степенной убывающей функцией, что согласуется с полученными ранее результатами А.И. Бузыкина с соавт. (2002). В нашем случае коэффициенты равны: а=11.52 и Ь=0.042. Функция имеет такой же вид, что и функция, полученная в главе 4 для естественных ценозов.
Чтобы полученную на исследованных экспериментальных посадках зависимость средней высоты от густоты использовать для расчетов в естественных сосновых молодняках, нужно ввести поправочные множители а и J3: Н = аа-х рь. В логарифмическом виде эта зависимость для искусственных ценозов имеет вид InH = lnl 1.52—0.0421пх, а для естественных — 1пН = 1п50.2—0.261пх. Отсюда а = 4.36 и (3 = 6.19.
Протяженность кроны Средняя протяженность кроны в искусственных молодняках больше, чем в естественных, во всем диапазоне густоты (рис. 6.7). Зависимость от густоты X средней протяженности кроны L в искусственных ценозах (рис. 6.7) описывается степенной убывающей функцией L = ах" (R = 0.91), характерной также и для естественных ценозФЬо нашим результатам, InL = In 19—0.181пх для искусственных ценозов и InL = 1п26.3—О.ЗОІпх для естественных. Чтобы полученную на экспериментальных посадках зависимость протяженности кроны от густоты использовать для расчетов в естественных сосновых молодняках, нужно для коэффициентов а и b этой зависимости ввести поправочные множители а и Р:а= 1.38 и р = 1.67.
