способ оценки потребности чистого насаждения в повышении прироста древесины

Формула изобретения

Способ оценки потребности чистого насаждения в мелиоративных мероприятиях для повышения прироста древесины, включающий установление по таксационному описанию принадлежности участка конкретного насаждения к черничной, брусничной, долгомошной или сфагновой группе типов леса и его возраста, в котором определяют текущий прирост древесины насаждения путем взятия образцов древесины и коры приростным буравом и измерением диаметров у 15-20 выбранных наугад деревьев, измерением толщины их коры и толщины образцов древесины из 3-10 колец, вычисляют среднюю толщину годичных колец для каждого дерева, затем определяют Q - критерий необходимости проведения лесоводственных мероприятий по формуле

Q=4ZA/(D-2K),

где Z - годичный радиальный прирост (текущий прирост), мм;

А - возраст насаждения, годы;

D - диаметр ствола, мм;

К - толщина коры, мм,

и в случае, если Q<1 и относительная полнота >0,7 проводится рубка ухода, а в случае отсутствия потребности насаждения в рубке ухода, почву удобряют при принадлежности насаждения к черничной или брусничной группе типов леса, а в случае принадлежности к долгомошной или сфагновой группе типов леса почву осушают и удобряют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к способам оценки потребности чистого насаждения в повышении прироста древесины мелиоративными мероприятиями - удобрением почвы или сочетанием осушения и удобрения почвы.

Известен способ оценки рентабельности дальнейшего содержания насаждения на корню по соотношению текущего и среднего прироста [1, с.404]. Если средний прирост достигает максимума и становится равным текущему приросту и далее уменьшается, а текущий прирост становится меньше среднего прироста, то насаждение содержать на корню далее не рентабельно. В данном насаждении возможно увеличение текущего прироста мелиоративными мероприятиями либо рубками ухода, но рекомендаций на этот счет не дается.

Известен способ оценки потребности насаждений в повышении прироста древесины мелиоративными мероприятиями, а именно в удобрении почвы по принадлежности к черничным и брусничным группам типов леса и в осушении почвы в сочетании с ее удобрением по принадлежности к группам типов леса долгомошным и сфагновым [2, с.16].

Недостатки данного способа усматриваем в следующем:

- для оценки рентабельности дальнейшего содержания насаждения на корню пользуются усредненным естественным рядом, составленным из большого количества пробных площадей, этот естественный ряд не отражает многих конкретных насаждений, так как прирост и другие показатели варьируют от насаждения к насаждению;

- возможно определение текущего и среднего прироста в конкретных насаждениях путем закладки пробной площади в каждом из них, а это требует больших трудовых и денежных затрат на отграничение пробных площадей, перечет всех деревьев на них, измерение высот, спиливание модельных деревьев, и неприемлемо.

Цель предлагаемого способа - достижение оценки потребности конкретных чистых насаждений в мелиоративных мероприятиях повышения прироста и продуктивности, вместо усредненной оценки по многим насаждениям, экономия денежных средств и труда исключением применения мелиоративных мероприятий в насаждениях, повышающих средний прирост и потому менее нуждающихся в них или нуждающихся в первую очередь в рубках ухода, а не в мелиоративных мероприятиях. Поставленная цель достигается тем, что устанавливают по таксационному описанию принадлежности участка конкретного насаждения к черничной, брусничной, долгомошной или сфагновой группе типов леса и его возраста, в котором определяют текущий прирост древесины насаждения путем взятия образцов древесины и коры приростным буравом и измерением диаметров у 15-20 выбранных наугад деревьев, измерением толщины их коры и толщины образцов древесины из 3-10 колец, вычисляют среднюю толщину годичных колец для каждого дерева, затем определяют Q - критерий необходимости проведения лесоводственных мероприятий по формуле: Q=4ZA/(D-2K), где:

Z - годичный радиальный прирост (текущий прирост), мм;

А - возраст насаждения, годы; D - диаметр ствола, мм; К - толщина коры, мм, и в случае, если Q<1 и относительная полнота >0,7, проводится рубка ухода, а в случае отсутствия потребности насаждения в рубке ухода почву удобряют при принадлежности насаждения к черничной или брусничной группе типов леса, а в случае принадлежности к долгомошной или сфагновой группе типов леса почву осушают и удобряют.

На единице площади средний прирост определяется как равный отношению запаса древесины М к возрасту насаждения А, умноженный на коэффициент k сохранности запаса от отпада за 1 год, в итоге Mk/A. Там же текущий прирост определяется из расчета разницы запаса древесины в настоящее время, как произведение квадрата радиуса ствола на высоте груди 1,3 м R²н, числа Пи, высоты Н, числа стволов N, видового числа f и коэффициента сохранности запаса древесины после отпада за один год k, и запаса древесины один год назад, соответственно являющегося произведением квадрата радиуса ствола на высоте груди 1,3 м R²п, числа Пи, высоты Н, числа стволов N, видового числа f, коэффициента сохранности древесины от отпада за один год k, в итоге (R ²н HNf - R²п HNf)k.

Если средний прирост равен текущему приросту, то он далее уменьшается, притом текущий прирост далее меньше среднего прироста [1, с.404].

Mk/A (R²н HNf - R²п HNf)k; тогда как

М=R²н HNf, a «k» сокращается;

где:

М - запас древесины;

k - коэффициент сохранности запаса от отпада за 1 год;

А - возраст насаждения;

Rн - радиус ствола на высоте груди 1,3 м в данный момент;

Rп - радиус ствола на высоте груди 1,3 м один год назад;

- число пи;

Н - высота;

N - число стволов;

f - видовое число.

Таким образом,

R ²н HNf/A (R²н HNf - R²п HNf),

R²н/A R²н - R²п; далее следует

R²н/А (Rн-Rп)(Rн+Rп)

где: Rн-Rп - это годичный радиальный прирост;

Z - величина;

Rн+Rп приближенно равна 2Rн, разницей прежнего и настоящего радиусов здесь пренебрегаем, так как она значительно меньше этой суммы.

Тогда R ²н/A Z2Rн;

где:

Z - годичный радиальный прирост.

Далее

Rн/A 2Z.

Удвоим обе сравниваемые величины

2Rн/A 4Z.

При этом 2Rн=D-2K,

где:

D - диаметр ствола;

K - толщина коры.

(D-2K)/A 4Z.

Тогда для каждого дерева на единице площади вычисляется величина

Q=4ZA/(D-2K);

которая должна быть меньше или равна единице, если мероприятия нужны;

где: Q - критерий необходимости проведения лесоводственных мероприятий повышения прироста древесины.

Величины Q у 15-20 выбранных наугад деревьев суммируются и сумма делится на их число, получается средняя арифметическая величина Q. По ней и судят о необходимости проведения лесоводственных мероприятий повышения прироста древесины.

Отсутствие информации о применении известных способов в предлагаемой компоновке и взаимосвязи для осуществления поставленной задачи, а также неочевидность предложенного решения для специалистов исходя из известного уровня технических решений, позволяют сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Применение предлагаемого способа для известного вида лесохозяйственных работ позволяет признать предлагаемый способ «промышленно применяемым».

В предлагаемом способе, в сравнении с прототипом, осуществляется значительная экономия денежных средств и труда и наибольшая эффективность повышения прироста древесины и продуктивности насаждения достигаются тем, что мелиоративные мероприятия проводятся в группах типов леса долгомошные, сфагновые, черничные, брусничные не во всех насаждениях, а только в насаждениях, уменьшающих средний прирост, из совокупности которых исключены насаждения, нуждающиеся в первую очередь в рубках ухода.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Пробная площадь №11. Орехово-Зуевский лесхоз Московской области, Городищенское лесничество, квартал №8, выдел №8, площадь участка 7,1 га, площадь пробы 0,1838 га. Пробная площадь заложена в 1984 г. Сосняк брусничной группы типов леса, почва дерново-слабоподзолистая песчаная на песке. Возраст А=64 года, бонитет 1, полнота 0,91, средний диаметр 21,68 см, средняя высота 21,34 м.

Пробная площадь №11. Вычисление показателя.
№ дерева.		1		2		3			4	5		6
Толщина колец, мм, 1984		0,5		1,4		0,6			0,3	0,7		0,5
1983		0,3		1,3		0,8			0,5	1,6		1,1
1982		0,3		1,0		0,8			0,4	1,5		1,4
1981		0,4		1,3		0,7			0,5	1,4		1,3
1980		0,5		0,8		0,8			0,6	1,8		1,4
Диаметр ствола без коры, мм		121,2		213,8		213			148,8	197,4		157,8
Возраст дерева, лет		64		65		65			65	66		66
Годичный прирост, мм		0,4		1,16		0,74			0,46	1,4		1,14
Критерий Q		0,8448		1,4106		0,9033			0,8038	1,8723		2,384
Продолжение таблицы по пробной площади 11 №1.
Строка 1	7		8		9		10	11			12		13
2	0,1		1,0		0,3		0,2	1,1			0,5		0,5
3	0,1		1,0		0,3		0,2	1,1			0,3		0,3
4	0,2		1,5		0,3		0,3	0,9			0,5		0,5
5	0,2		1,5		0,2		0,6	1,0			0,5		0,3
6	0,2		1,0		0,5		0,6	1,3			0,6		0,3
7	96,6		148,6		173,4		126,8	190,4			131,4		107,4
8	58		67		65		52	57			62		58
9	0,16		1,2		0,32		0,38	1,08			0,48		0,38
10	0,3843		2,1642		0,4798		0,6233	1,6166			0,9059		0,8209

Продолжение таблицы по пробной площади 11 №2.
Строка 1	14	15	16	17	18	19	20
2	0,7	0,5	0,3	0,3	0,4	1,0	0,6
3	0,6	0,2	0,5	0,6	1,0	1,5	1,1
4	0,6	0,7	0,7	0,8	0,7	2,5	1,1
5	1,0	0,9	0,4	0,5	0,5	1,5	1,0
6	0,6	0,5	0,5	0,5	1,0	1,6	1,2
7	177	156,2	190	200,8	167,2	231,4	210
8	67	66	67	66	57	66	67
9	0,7	0,56	0,48	0,54	0,72	1,62	1,0
10	1,0599	0,9465	0,6771	0,7100	0,9(81)	1,8482	1,2762
Продолжение таблицы по пробной площади 11 №3.
Строка 1		21		22		23
2		0,5		0,5		0,2
3		1,0		1,1		0,4
4		1,1		1,7		0,2
5		1,1		1,5		0,4
6		1,2		1,3		0,6
7		200,6		202,4		120
8		66		65		64
9		0,98		1,22		0,36
10		1,2897		1,5672		0,768

По приведенным данным значение показателя в среднем Qcp=1,14515. Больше единицы, ошибка m=0,1129.

Насаждение повышает средний прирост и проводить мелиоративные мероприятия не целесообразно.

Пример 2. Пробная площадь №13.

Орехово-Зуевский лесхоз Московской области, Городищенское лесничество, квартал №9, выдел №3, площадь участка 2,2 га, площадь пробы 0,362 га. Пробная площадь заложена в 1984 году. Сосняк черничной группы типов леса, почва дерново-слабоподзолистая песчаная с оглеением, на песке. Возраст А=79 лет. Бонитет 1, полнота 0.70, средний диаметр 26,73 см, средняя высота 26,27 м.

Пробная площадь №13. Вычисление показателя.
№дерева	1	2	3	4	5	6
Толщина колец, мм
1984	0,4	0,2	1,8	0,9	0,5	1,0
1983	0,2	0,2	2,1	0,5	0,5	0,9
1982	0,2	0,2	2,5	0,3	0,6	1,0
1981	0,4	0,1	2,6	1,0	0,5	0,9
1980	0,2	0,2	1,4	1,1	1,0	1,0
Диаметр ствола, без коры, мм	164,6	194	338	273	179,4	210,4
Возраст дерева, лет	71	79	64	77	76	83
Годичный прирост, мм	0,28	0,18	2,08	0,76	0,62	0,96
Критерий Q	0,4831	0,2932	1,5754	0,8574	1,0506	1,5148

Продолжение таблицы по пробной площади 13 №1.
Строка 1		7		8		9		10		11		12		13
2		1,5		0,5		1,0		1,0		1,9		0,1		0,5
3		1,7		0,5		0,4		0,3		1,8		0,2		0,7
4		1,9		0,8		0,5		0,3		1,6		0,3		0,5
5		3,9		0,8		0,5		1,0		1,5		0,2		0,5
6		2,7		0,5		0,6		1,2		1,7		0,1		0,7
7		287,6		234,2		255,6		303		308,4		184,6		298,2
8		80		77		79		80		82		78		84
9		2,34		0,62		0,6		0,76		1,7		0,18		0,58
10		2,6036		0,8154		0,7418		0,8026		1,8080		0,3042		0,6535
Продолжение таблицы по пробной площади 13 №2
Строка 1	14		15		16		17		18		19		20
2	1,5		0,5		1,0		1,0		1,9		0,1		0,5
3	1,7		0,5		0,4		0,3		1,8		0,2		0,7
4	1,9		0,8		0,5		0,3		1,6		0,3		0,5
5	3,9		0,8		0,5		1,0		1,5		0,2		0,5
6	2,7		0,5		0,6		1,2		1,7		0,1		0,7
7	287,6		234,2		255,6		303		308,4		184,6		298,2
8	80		77		79		80		82		78		84
9	2,34		0,62		0,6		0,76		1,7		0,18		0,58
10	2,6036		0,8154		0,7419		0,8026		1,8080		0,3042		0,6535

Продолжение таблицы по пробной площади 13 №3.
Строка 1	21			22		23		24
2	0,5			0,2		0,5		0,3
3	1,7			0,2		0,6		0,6
4	0,8			0,1		0,7		0,3
5	0,6			0,2		0,8		0,3
6	1,1			0,3		0,7		0,3
7	169,2			168,2		235,2		217,6
8	82			80		81		83
9	0,94			0,2		0,66		0,36
10	0,3805			0,3805		0,9092		0,5493
Продолжение таблицы по пробной площади 13 №4.
Строка 1		25	26		27		28
2		0,5	0,2		0,5		0,3
3		1,3	0,2		1,0		0,2
4		1,2	0,2		1,0		0,3
5		1,1	0,2		1,3		0,5
6		1,1	0,2		2,0		0,5
7		238,8	207,4		249,2		181
8		84	81		76		81
9		1,04	0,2		1,16		0,36
10		1,4633	0,3124		1,4151		0,6444

По приведенным данным Qcp., или показатель, равен 1,000009714, практически равен единице. Ошибка показателя m=0,1346. Насаждение имеет максимальный средний прирост и далее будет его уменьшать. Необходима оценка потребности насаждения в рубке ухода, в случае такой потребности нужны не мелиоративные мероприятия, а рубка ухода.

Таблица оценки потребности насаждения в рубке ухода, пробная площадь 13.
Диаметры деревьев, см	Число стволов, шт.	Сумма площадей сечений на 1 га, кв.м.
1	2	3
14	2	0,030788
16	6	0,120638
18	13	0,330810
20	20	0,628319
22	21	0,798279
24	31	1,402407
26	26	1,380416
28	27	1,662531
30	15	1,060288
32	16	1,286796
34	8	0,726336
36	7	0,712513
38	5	0,567057
40	5	0,628319

Итого 11,335497

На 1 га 31,314

Норматив для сосны 1 бонитета, 79 лет 44,76

Относительная полнота.................0,7

Рубка ухода не требуется. Необходимо удобрение почвы участка леса для увеличения среднего прироста.

Норматив - А.В.Тюрин, И.М.Науменко, П.В.Воропанов. Лесная вспомогательная книжка. М. - Л., Гослесбумиздат, 1956, с.432-433.

Пример 3. Пробная площадь №9.

Орехово-Зуевский лесхоз Московской области, Городищенское лесничество, квартал №4, выдел №9, площадь участка 7,6 га, площадь пробы 0,1496 га. Пробная площадь заложена в 1984 году. Сосняк брусничной группы типов леса, почва дерново-подзолистая песчаная на глубоком песке. Возраст А=55 лет. Бонитет 1, полнота 0,95, средний диаметр 19,04 см, средняя высота 21,39 см.

Пробная площадь №9. Вычисление показателя.
№дерева				1			2				3		4				5				6
Толщина колец, мм 1984				0,6			0,5				0,6		0,5				0,5				0,2
1983				1,3			1,0				0,5		1,5				0,7				0,5
1982				1,6			0,9				0,7		1,2				0,9				0,8
1981				1,5			0,8				1,1		1,3				0,8				0,8
1980				1,3			0,7				1,0		1,3				0,9				0,7
Диаметры стволов без коры, мм				190,8			177				207,2		222,4				196				161,8
Возраст, лет				56			56				56		54				57				56
Годичный прирост, мм.				1,3			0,78				0,78		1,16				0,76				0,6
Критерий Q				1,5262			0,9871				0,432		1,1266				0,8841				0,8307
Продолжение таблицы по пробной площади 9 №1.
Строка 1	7				8			9				10			11			12				13
2	0,7				0,2			0,3				0,1			0,2			0,5				0,4
3	0,6				0,7			0,3				0,1			0,2			1,2				0,2
4	0,9				0,7			0,1				0,3			0,1			1,5				0,3
5	0,7				1,1			0,2				0,8			0,1			1,0				0,6
6	0,6				1,0			0,2				0,9			0,3			1,6				1,0
7	188,2				192,4			145,2				152,6			86,2			260,2				145,8
8	60				54			53				53			46			57				56
9	0,7				0,74			0,22				0,44			0,18			1,16				0,5
10	0,8927				0,8308			0,3212				0,6113			0,3842			1,0164				0,7682
Продолжение таблицы по пробной площади 9 №2.
Строка 1		14				15				16				17						18
2		0,2				0,2				0,2				0,3						0,3
3		0,2				0,2				0,5				0,2						0,3
4		0,3				0,2				0,3				0,2						0,7
5		0,3				0,3				0,4				0,4						0,3
6		0,2				0,4				0,7				0,2						0,6
7		133,8				98				181,2				111,8						153
8		55				55				55				55						56
9		0,24				0,26				0,42				0,26						0,44
10		0,3946				0,5832				0,5099				0,5116						0,6442
Продолжение таблицы по пробной площади 9 №3.
Строка 1			19						20							21			22
2			0,2						0,2							0,2			0,5
3			0,7						0,2							0,1			0,3
4			1,0						0,4							0,2			0,3
5			1,0						0,2							0,6			0,4
6			1,0						0,7							0,4			0,5
7			208,8						167,4							122,2			171
8			57						55							53			59
9			0,78						0,34							0,3			0,4
10			0,8517						0,4468							0,5205			0,5520

По приведенным данным значение показателя Qcp равно 0,72899, меньше единицы, ошибка m равна 0,061244. Насаждение уменьшает средний прирост, и необходимы мероприятия по его повышению. Необходима оценка потребности насаждения в рубке ухода.

Оценка потребности насаждения в рубке ухода.
Диаметры стволов, см	Числа стволов, штук	Сумма площадей сечений деревьев. кв.м.
12	11	0,124407
14	31	0,477208
16	44	0,884672
18	31	0,788854
20	35	1,099557
22	21	0,798279
24	12	0,542867
26	11	0,584022
28	4	0,246301
30	2	0,141372
34	1	0,090792
Итого		5,778331

На 1 га 38,6252

Норматив для сосны 1 бонитета 55 лет 40,45

Относительная полнота 0,955

Требуемая интенсивность рубки ухода (0,955-0,7)100%/0,955=26,7%. Насаждению нужна, прежде всего, рубка ухода, а не мелиоративные мероприятия. Норматив - А.В.Тюрин, И.М.Науменко, П.В.Воропанов. Лесная вспомогательная книжка. М. - Л., Гослесбумиздат, 1956, с.432-433.

Пример 4. Пробная площадь №10.

Орехово-Зуевский лесхоз Московской области, Городищенское лесничество, квартал №8, выдел №9, площадь участка 4,7 га. Площадь пробы 0,21 га. Пробная площадь заложена в 1984 году. Сосняк брусничной группы типов леса, почва дерново-слабоподзолистая песчаная на глубоком песке. Возраст насаждения А=69 лет. Бонитет 1. Полнота 0,91, средний диаметр 22,35 см, средняя высота 21,77 м.

Пробная площадь №10. Вычисление показателя.
№дерева.				1			2				3				4				5			6
Толщины колец, мм 1984				1,7			1,5				0,5				1,5				0,2			2,2
1983				1,0			1,3				0,3				1,1				0,2			1,5
1982				0,5			0,6				0,3				1,5				0,2			1,2
1981				0,5			0,8				0,2				1,2				0,5			1,5
1980				1,0			1,0				0,4				1,0				0,6			1,0
Диаметр ствола без коры, мм				142,8			167,6				119,6				199,8				154			147,8
Возраст дерева, лет				68			72				78				69				67			64
Годичный прирост, мм				0,74			1,04				0,34				1,26				0,34			1,48
Критерий Q				1,4095			1,7871				0,8870				1,7405				0,5917			2,5635
Продолжение таблицы по пробной площади 10 №1.
Строка 1	7				8			9				10			11			12			13
2	0,3				0,4			0,4				0,5			0,7			0,3			0,6
3	0,2				0,4			1,2				1,8			1,4			0,4			1,0
4	0,3				0,6			1,3				2,2			1,5			0,3			1,0
5	0,5				1,1			1,0				1,2			1,5			0,4			0,6
6	0,8				1,0			1,2				2,0			1,6			0,5			0,7
7	115,2				118			240,2				266			186,6			127,2			161,2
8	65				65			71				65			67			71			67
9	0,42				0,7			1,02				1,54			1,34			0,38			0,78
10	0,9479				1,5424			1,2060				1,5053			1,9245			0,8484			1,2968
Продолжение таблицы по пробной площади 10 №2.
Строка 1		14				15				16			17			18				19
2		1,6				0,5				1,0			1,0			2,6				0,6
3		2,5				0,8				0,5			0,7			2,0				1,0
4		1,6				0,5				1,0			0,8			2,5				0,8
5		1,3				0,6				0,7			1,0			2,3				1,0
6		1,2				0,7				1,0			1,0			2,0				1,3
7		221,6				166,2				184,4			180			225				219
8		71				70				59			68			73				70
9		1,64				0,62				0,84			0,9			2,28				0,94
10		2,1010				1,0445				1,0751			1,36			2,9589				1,2018
Продолжение таблицы по пробной площади 10 №3.
Строка 1			20						21					22			23
2			0,5						0,8					0,5			0,5
3			0%						2,0					1,3			1,0
4			0,7						1,4					1,1			1,1
5			0,4						1,1					0,9			0,7
6			0,6						1,3					1,0			1,0
7			138						284,8					183,2			216,4
8			70						69					67			72
9			0,54						1,32					0,96			0,86
10			1,0957						1,2792					1,4044			1,1445

По приведенным данным значение показателя Qcp равно 1,431523. Больше единицы. Ошибка этого значения m=0,115459. Насаждение увеличивает средний прирост, мелиоративные мероприятия не целесообразны.

Источники информации

1. Н.П.Анучин. Лесная таксация. 3-е издание, «Лесная промышленность», 1971.

2. А.В.Побединский, Ю.А.Лазарев, А.Д.Маслов. Рекомендации по ведению лесного хозяйства на зонально-типологической основе. Лесная зона европейской части РСФСР. ВНИИЛМ, 1983.

3. А.В.Тюрин, И.М.Науменко, П.В.Воропанов. Лесная вспомогательная книжка. M. - Л.: Гослесбумиздат, 1956.