Главная

Исследовательские группы

Научно-практический журнал
Хвойные бореальной зоны
(в перечне ВАК)

Введение

Лесной кодекс Российской Федерации (2006г.) законодательно закрепил (ст.90) новую систему лесоучетных работ – государственную инвентаризацию лесов (ГИЛ). В ее основу положены апробированные и новые методы учета, мониторинга и дистанционного зондирования лесов. В государственной инвентаризации лесов должны использоваться повыдельные базы данных различных частей лесного фонда страны. ГИЛ должна обеспечить всю систему лесоучетных работ необходимой информацией. Она будет проводится на базе статистической выборки, и при ней должны использоваться результаты измерений и расчетов на пробных площадях, заложенных в пределах кластеров – участков лесного фонда. Особенности закладки пробных площадей будут определяться изменчивостью таксационных характеристик в них, поэтому для разработки и детализации методических положений ГИЛ изучение структуры лесных массивов видится весьма актуальным.
Понятие «лесной участок», также введенное новым Лесным кодексом, по сути своей не обеспечено критериями, опираясь на которые можно бы было устанавливать его возможные предельные размеры (минимальные и максимальные). Ссылки на статьи 67, 69 и 92 кодекса также не вносят ясности в этот вопрос. В статье 69, посвященной проектированию лесных участков, сказано только, что границы лесного участка и их площадь определяются в соответствии с границами и площадями лесных кварталов или лесотаксационных выделов. Таким образом, лесной участок в предельных своих размерах может представлять или весьма ограниченную территорию, состоящую из нескольких (или даже одного таксационного выдела), или крупный лесной массив и их совокупность.
Безусловно, на территориально ограниченных лесных участках ведение научно обоснованного (и тем более на принципах устойчивого лесопользования) лесного хозяйства вряд ли возможно. Объектом ведения лесного хозяйства и его проектирования могут являться только крупные лесные массивы, и для этих целей необходимы знания закономерностей их структуры.
Прежде чем приступить к решению задач, сформулированных в названии работы, необходимо внести ясность в само понятие «лесной массив».
Н.М. Глазов (1976) определял лесной массив как совокупность разнообразных покрытых лесом таксационных участков, объединенных общей для всех преобладающей породой (стр. 76). Однако такое определение, верно характеризующее внешние признаки объекта, на наш взгляд, полностью не отражает его сущности как биологического явления, позволяющего понимать, что сочетание лесных участков с определенными характеристиками в массиве далеко не случайно.
Определение лесного массива, данное в Терминологическом словаре (Гусев, Филипчук, Швиденко, 1993) устраняет этот недостаток.
Авторы словаря понимают лесной массив как целостную территорию леса, включающую лесные и нелесные земли, имеющую естественные границы (реки, озера, холмы и т.п.) и граничащую с другими угодьями.
И.С. Мелехов (1985) трактует понятие лесной массив еще шире и считает, что это:    «… обособленная территория с древесной и другой растительностью, т.е. лесной массив приближается к понятию лес в более узком смысле. Лесной массив нельзя принимать за элементарную таксономическую категорию леса, т.к. он неоднороден и представляет собой совокупность элементарных участков – насаждений (лесных фитоценозов), а последние – еще более мелких, уже структурных подразделений» (стр. 504).
Таким образом, рассматривая лесной массив как природное (географическое) явление, а не как чисто механическое сочетание отдельных лесных участков, следует признать его биологической системой, отдельные элементы которой взаимообусловлены.
Взаимообусловленность отдельных частей любой системы позволяет выявить закономерности, обеспечивающие не только понимание особенностей ее формирования, но и позволяет разрабатывать методы оценки отдельных элементов, а также системы в целом и осуществлять прогноз ее динамики.

Краткая история вопроса

Лесной массив как объект изучения привлек внимание исследователей уже достаточно давно, но можно констатировать, что до сих пор закономерности структуры, изменчивость показателей этой «крупной единицы учета» (формулировка В.Ф. Лебкова, 1965) исследованы далеко не в полном объеме.
Особое значение для практики эти закономерности приобретают в ходе применения статистических способов инвентаризации лесов, широко используемых в лесном деле многих стран.
Достаточно подробно закономерности изменчивости запасов древостоев в пределах лесных массивов Германии изложены в работах H. Grossman (1953, 1961, 1963). Им предложена классификация однородности лесных массивов, где определяющим показателем является коэффициент варьирование запаса. Отдельные аспекты закономерностей изменчивости запасов древостоев рассмотрены в работах А.С. Матвеева-Мотина (1958, 1960), С.В. Белова (1962), А.Н. Федосимова и др. (1971), П.М. Верхунова (1968), Н.М. Глазова (1976), А.Г. Мошкалева и др. (1982), Р.А. Зиганшина (1993), В.А. Соколова, С.К. Фарбера (2006), Л.Н. Ващука, А.З. Швиденко (2006) и др.
Н.М. Глазов (1976), пожалуй, наиболее полно, обозначил круг вопросов отражающих практическую значимость закономерностей строения лесных массивов. В работе органично сочетается анализ структуры таксационных выделов и структуры массива, закономерности варьирования среднего возраста древостоев, слагающих лесной массив, средних высот, диаметров и запасов. Установлены закономерности строения лесного массива по этим показателям.
В результате проведенных исследований автор пришел к выводу о наличии математического единства строения отдельных массивов леса, однородных относительно средних значений таксационных признаков древесных пород. Он считает, что закон нормального распределения наиболее объективно отражает строение лесного массива по средним значениям таксационных показателей древостоев в девственном лесу.
Совершенствуя методы таксации товарной структуры А.Г. Мошкалев и др. (1982) изучили строение лесных массивов на севере европейской части страны и в отдельных регионах Сибири. В работе рассмотрены закономерности распределения средних диаметров, высот и эксплуатационных запасов древостоев в лесных массивах, что позволило предложить метод установления товарной структуры массива без рассмотрения отдельных древостоев и прогнозировать ее возможные изменения.

Материалы и методы

Целью настоящей работы явилось установление закономерностей строения лесного массива с абсолютным преобладанием лиственничных древостоев в пределах Бурен-Бай-Хаакского лесничества Каа-Хемского лесхоза.
Территория, на которой расположен объект исследования, в соответствии с лесорастительным районированием, разработанным Институтом леса СО РАН им. В.Н. Сукачева, относится к Каа-Хемскому округу горно-таежных лесов (И.А. Коротков, 1994). Все леса лесхоза относятся к горным. Территория лесхоза характеризуется слабо развитой сетью путей транспорта.
Выбранный объект соответствует поставленным задачам, так как получить закономерности естественного строения лесных массивов возможно только в лесах, подвергнутых минимальному антропогенному воздействию, к которым можно отнести и леса Каа-Хемского лесхоза. Подобные исследования проводились Н.А. Глазовым (1976) в широколиственно-кедровых лесах Уссурийского заповедника, а Л.Н. Ващук и А.З. Швиденко (2006) рассмотрели естественную динамику лесных массивов по составляющим породам для мало эксплуатируемых лесов севера Иркутской области.
В основу настоящей работы положены материалы лесоустройства 2003-2005 гг.,   выполненного ФГУП “Восточно-Сибирское государственное лесоустроительное предприятие”. Всего использованы данные 1910 таксационных выделов.

Результаты и их обсуждение

Можно считать, что существует единое мнение по поводу основных факторов, влияющих на динамику лесных пространств. К ним относят рубки и лесные пожары, а также вспышки массового размножения энтомовредителей.
Более всего подвержены внешнему воздействию молодняки. Зачастую, возникая на площадях, освободившихся в результате экзогенных воздействий на древостой, молодняки вновь подвергаются воздействию огня в процессе лесных пожаров (Ващук, Швиденко, 2006), что влечет за собой значительное нарушение в их распределении.
Анализ возрастной структуры лесного массива (табл. 1) показал на достаточно широкую амплитуду изменения среднего возраста лиственничных древостоев. Причем характер распределения древостоев по ступеням среднего возраста близок к нормальному как по количеству таксационных выделов, так и по площади.
Первичная статистическая оценка изменчивости запасов древостоев проведена по группам возраста. В таблице 2 показаны данные по изменчивости запасов древостоев.

Таблица 1 - Распределение древостоев лиственницы по возрасту

Возраст, лет	30	50	70	90	110	130	150	170	190	210	Итого
Число таксационных выделов, %	0,8	5,0	15,2	18,0	21,3	18,0	12,0	6,2	2,7	0,8	100
Площадь, %	0,3	2,5	8,0	12,8	21,5	21,4	16,8	10,4	4,4	1,9	100

Таблица 2 – Варьирование запасов на 1 га древостоев лиственницы сибирской в лесном массиве

Показатели	Группа возраста
	молодняки	средневозрастные	приспевающие	спелые и перестойные
Коэффициент вариации, %	41,1	31,7	24,3	25,1

Оказалось, что наибольшую изменчивость имеют молодняки и средневозрастные древостои, что отражает высокую степень их нарушенности в результате периодически возникающих низовых пожаров.
Анализ величин коэффициентов варьирования запасов и оценка их по классификации H. Grossman (1963) позволяют отнести древостои лиственницы Каа-Хемского лесхоза к группам «очень однородные» (коэффициент изменчивости 35 % и менее) и «однородные» (коэффициент изменчивости от 36 до 55 %).
Следует отметить, что изменчивость запасов в древостоях лиственницы республики Тыва можно рассматривать как относительно невысокую. По данным Н.М. Глазова (1976), коэффициент варьирования спелых и приспевающих древостоев для лиственничников в Приморском крае равен 41,1 %. Таким образом, на основании показателей изменчивости запасов можно утверждать, что исследованные лиственничники не претерпели значительных воздействий и в целом могут рассматриваться как девственные древостои (в понимании    Б.П. Колесникова, Е.П. Смолоногова, 1960).
Структура лесного массива анализировалась по запасам таксационных выделов, средним диаметрам и средним высотам древостоев.
Ряды распределения были оценены на нормальность. Для этой цели использовались критерии Колмогорова-Смирнова, Лилифорса и Шапиро-Уилкса.
Оценка показала, что ряды распределения по всем показателям для спелых, перестойных и приспевающих древостоев соответствуют нормальному распределению. Для молодняков и средневозрастных древостоев по различным критериям  получены неоднозначные результаты.
В таблице 3, 4, 5 показаны распределения спелых и перестойных древостоев  лиственницы в лесном массиве по запасу, среднему диаметру и средней высоте.
Теоретические распределения получены по функции Гаусса (формула 1):

.

(1)

Коэффициенты уравнения и показатели их адекватности приведены в таблице 6.

Таблица 3 - Структура лесного массива по запасам спелых и перестойных древостоев лиственницы
Количество выделов, %			Запас, м3
			70			90			110			130			150			170			190		210			230		250			270			290
Опытный ряд			0,7			3,6			6,8			9,5			15,8			17,2			16,0		11,3			10,8		5,5			2,1			0,8
Теоретический ряд			1,5			3,4			6,6			10,7			14,6			16,8			16,3		13,2			9,0		5,2			2,5			1,0
Таблица 4 - Структура лесного массива по средним диаметрам  спелых и перестойных древостоев лиственницы
Количество выделов, %		Средний диаметр, см
		20			22			24			26			28			30			32		36		40			42			44			46		48
Опытный ряд		0,4			0,5			5,2			10,8			20,5			19,2			22,4		15,0		5,1			0,1			0,4			0,3		0,1
Теоретический ряд		0,9			2,6			5,8			10,9			16,9			21,6			22,8		14,3		4,2			1,7			0,6			0,2		0,1
Таблица 5 - Структура лесного массива по средним высотам спелых и перестойных древостоев лиственницы
Количество выделов, %	Средняя высота, м
	16			17			18			19			20			21			22			23			24				25			26				27
Опытный ряд	0,13			0,13			1,46			5,73			7,32			11,32			14,25			30,49			17,84				7,99			2,93				0,40
Теоретический ряд	0,01			0,01			0,10			0,73			3,44			10,40			20,01			24,53			19,16				9,53			3,02				0,01

Таблица 6 – Коэффициенты уравнений и показателей адекватности

Показатель	Коэффициенты уравнений			Коэффициент детерминации (R2)	Ошибка уравнения
	a	b	c
Запас, м3	16,9	176,1	47,97	0,972	1,096
Средний диаметр, см	22,88	31,57	4,58	0,97	1,665
Средняя высота, м	24,79	22,93	1,49	0,87	3,58