Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму
Наведено алгоритм і математичні моделі для оцінювання існуючого стану та прогнозування росту модальних букових деревостанів Криму.
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Український ордена "Знак Пошани" НДІ лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Держкомлісгоспу та НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/16421 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму / В.П. Ткач, В.І. Роговий, В.П. Пастернак // Лісівництво і агролісомеліорація: Зб. наук. пр. — Харків: УкрНДІЛГА, 2009. — Вип. 115. — С. 80-89. — Бібліогр.: 25 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-16421 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-164212011-02-14T12:03:12Z Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму Ткач, В.П. Роговий, В.І. Пастернак, В.П. Наведено алгоритм і математичні моделі для оцінювання існуючого стану та прогнозування росту модальних букових деревостанів Криму. Приведены алгоритм и математические модели для оценки существующего состояния и прогноза роста модальных буковых древостоев Крыма. An algorithm and mathematical models for assessment of modern condition and prognosis of modal beech stands growth in Crimea are demonstrated. 2009 Article Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму / В.П. Ткач, В.І. Роговий, В.П. Пастернак // Лісівництво і агролісомеліорація: Зб. наук. пр. — Харків: УкрНДІЛГА, 2009. — Вип. 115. — С. 80-89. — Бібліогр.: 25 назв. — укр. 0459-1216 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/16421 630*56 uk Український ордена "Знак Пошани" НДІ лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Держкомлісгоспу та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Наведено алгоритм і математичні моделі для оцінювання існуючого стану та прогнозування росту модальних букових деревостанів Криму. |
| format |
Article |
| author |
Ткач, В.П. Роговий, В.І. Пастернак, В.П. |
| spellingShingle |
Ткач, В.П. Роговий, В.І. Пастернак, В.П. Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму |
| author_facet |
Ткач, В.П. Роговий, В.І. Пастернак, В.П. |
| author_sort |
Ткач, В.П. |
| title |
Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму |
| title_short |
Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму |
| title_full |
Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму |
| title_fullStr |
Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму |
| title_full_unstemmed |
Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму |
| title_sort |
моделювання ходу росту букових деревостанів криму |
| publisher |
Український ордена "Знак Пошани" НДІ лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Держкомлісгоспу та НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/16421 |
| citation_txt |
Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму / В.П. Ткач, В.І. Роговий, В.П. Пастернак // Лісівництво і агролісомеліорація: Зб. наук. пр. — Харків: УкрНДІЛГА, 2009. — Вип. 115. — С. 80-89. — Бібліогр.: 25 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT tkačvp modelûvannâhodurostubukovihderevostanívkrimu AT rogovijví modelûvannâhodurostubukovihderevostanívkrimu AT pasternakvp modelûvannâhodurostubukovihderevostanívkrimu |
| first_indexed |
2025-07-02T17:45:45Z |
| last_indexed |
2025-07-02T17:45:45Z |
| _version_ |
1836558157920337920 |
| fulltext |
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
80
УДК 630*56
В. П. ТКАЧ, В. І. РОГОВИЙ, В. П. ПАСТЕРНАК*
МОДЕЛЮВАННЯ ХОДУ РОСТУ БУКОВИХ ДЕРЕВОСТАНІВ КРИМУ
Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького
Наведено алгоритм і математичні моделі для оцінювання існуючого стану та прогнозування росту модальних
букових деревостанів Криму.
К лю ч о в і с л о в а : бук кримський (східний), хід росту, модальні деревостани, тип лісу, таксаційні
показники, продуктивність, математичні моделі.
Концепцією реформування та розвитку лісового господарства [8] передбачено вдоско-
налення системи інформаційного забезпечення галузі та впровадження новітніх технологій.
Це вимагає розробки відповідних нормативно-інформаційних матеріалів для оцінювання та
прогнозування росту головних лісоутворювальних порід України з урахуванням зональних
особливостей [9]. Наявність достатньої кількості таксаційних нормативів, які повною мірою
враховуватимуть умови росту й розвитку деревостанів, дасть змогу об’єктивніше оцінювати
лісосировинні ресурси, прогнозувати ріст деревостанів, контролювати ефективність
лісогосподарських заходів, а також аргументовано вирішувати різноманітні лісівничі
проблеми [25].
Таблиці ходу росту (ТХР) покладені в основу нормативно-довідкових даних при веденні
лісового господарства, обліку лісів і лісових ресурсів. Їх використовують при проектуванні
та плануванні лісогосподарських робіт, здійсненні заходів із підвищення продуктивності
лісів [11]. Розрізняють таблиці ходу росту нормальних, оптимальних і модальних насаджень.
Модальні ТХР на відміну від інших відображують реальний сучасний стан лісів. Тому саме
їх найчастіше застосовують при проектуванні лісогосподарських заходів [5, 20]. Наявні
таблиці ходу росту та продуктивності деревостанів [7, 13] не повною мірою забезпечують
лісогосподарське виробництво та лісовпорядкувальну практику. Викладені у попередній
роботі [18] результати наших досліджень ходу росту букових деревостанів Криму свідчать
про особливості динаміки їхніх таксаційних показників, що не відображені у чинних
нормативах [13]. Існуючі таблиці ходу росту деревостанів бука європейського (Fagus
silvatica L.) ІІ – Іb бонітетів, що ростуть в Українських Карпатах, не можуть бути використані
для оцінювання відповідних показників деревостанів бука кримського (східного) (F. taurica
Popl.).
Моделювання росту деревостанів значною мірою залежить від наявності точної та
повної інформації, однак для цього не обов’язково мати великий банк даних постійних
пробних площ [11]. Використання бази даних "Повидільна таксаційна характеристика
земельних ділянок лісового фонду" (БД ПТХЛ) в поєднанні із результатами порівняно
невеликої кількості пробних площ та аналізами ходу росту деревних стовбурів можуть
забезпечити достатню інформацію для розробки функцій росту лісових насаджень [11, 12].
У процесі досліджень використано матеріали повидільної бази даних лісового фонду
Криму, де головною лісоутворювальною породою є бук (станом на 01.01.2007 р.). БД ПТХЛ
включає такі таксаційні характеристики деревостанів: площа ділянки (S), га; вік (A), років;
середній діаметр (D), см; середня висота (H), м; повнота (P), запас на 1 га (M1га), м3·га-1;
загальний запас на виділі (M), м3; частка ділової деревини, %; бонітет (B), тип лісорослинних
умов (ТЛУ), тип лісу (ТЛ), породний склад та ін. У повидільній базі даних відсутні значення
суми площ перерізу (G) та кількості стовбурів (N). Їх розрахунок проведено з використанням
загальновідомих методик лісової таксації [1], а також виведеної нами залежності середнього
видового числа (F) від висоти (Н) для деревостанів бука кримського (F = 1,1126 · Н - 0,2845)
[18]. Виявлення неточностей у базі даних для основних таксаційних показників букових
* © В. П. Ткач, В. І. Роговий, В. П. Пастернак, 2009
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
81
деревостанів здійснювали шляхом комп’ютерної верифікації матеріалу, в результаті чого
лісові ділянки з помилковими характеристиками були відкинуті [6].
У роботі також використано результати досліджень, проведених на 46 пробних площах
(ПП), а також матеріали обробки зрубаних на них модельних дерев. Розподіл букових
деревостанів за типами вікової структури здійснювали відповідно до класифікації
Г. В. Сємєчкіна (1963) залежно від коефіцієнтів варіації таксаційних ознак. Закладання ПП,
відбір модельних дерев, збір польових матеріалів та їх обробку здійснювали згідно із
загальноприйнятими у лісівництві та лісовій таксації методиками [1, 3].
За матеріалами лісовпорядкування, площа букових лісів Криму нині сягає 34,9 тис. га,
або 13,4 % укритих лісовою рослинністю земель, загальний запас – 9,7 млн. м3. Бучняки на
півострові представлені переважно змішаними за складом природними деревостанами,
основна частина (67,0 %) з яких – насіннєвого походження, решта – вегетативного.
За формою букові деревостани Криму переважно є простими, у більшості випадків чітке
розмежування на яруси в них не простежується. Питома частка складних (переважно
двохярусних) бучняків становить лише 1,8 %.
Відповідно до розподілу деревостанів на пробних площах за типами вікової структури,
більшість ыз них (91,3 %) є умовно різновіковими та різновіковими. Окремі випадки, де
таксаційна будова бучняків наближена до ознак, характерних для одновікових та умовно
одновікових деревостанів, спричинені попереднім проведенням у них рубок догляду за
низовим методом.
В умовах Криму бук росте у 28 типах лісу, у дев’яти з них є едифікатором. Проте,
переважна частина (90,8 %) букових деревостанів росте у чотирьох типах лісу: свіжій
грабовій субучині (С2-гБк), свіжій дубово-грабовій субучині (С2-д-гБк), свіжій грабовій
бучині (D2-гБк) та свіжій дубово-грабовій бучині (D2-д-гБк), які є переважаючими та
господарсько-цінними типами лісу.
Основними напрямами класифікації лісових насаджень при вивченні закономірностей їх
формування є об’єднання деревостанів за подібністю лісорослинних умов (типів лісу) і
таксаційних показників [9]. У нашій роботі враховано ці принципи. Спочатку було виконано
групування букових деревостанів за лісорослинними умовами, а потім за класами бонітету.
У наукових працях, присвячених проблемам і мотивам лісотипологічного групування (у
т. ч. гірського), підкреслюється, що об’єднання лісів має базуватися на лісотипологічній
класифікації з використанням обґрунтованих лісівничо-екологічних діагнозів, знань про
розподіл типів у просторі та їх господарське значення [14, 15]. Критеріями під час
групування букових типів лісу були однакова продуктивність деревостанів і подібність
інших діагностичних ознак (складу деревостанів, характеристики чагарникової і трав’яної
рослинності, ґрунтових умов). Для встановлення суттєвості різниці у продуктивності
деревостанів різних типів лісу (С2-гБк, С2-д-гБк, D2-гБк і D2-д-гБк) використано критерій
Фішера [10]. У результаті порівняння основних таксаційних показників (D, H, P, G, M1га) у
найбільш статистично представлених (VII – XX) класах віку визначено з імовірністю 0,95,
що в межах ТЛУ дисперсії вибірок різних типів лісу є подібними, оскільки на 5 %-му рівні
значущості фактичне значення F-критерію не перевищує критичного (за винятком окремих
випадків). Отже, гіпотеза про відмінність параметрів продуктивності букових деревостанів у
різних типах лісу одного едатопу відкидається (F < F5 % – Н0) [10]. За матеріалами
повидільної бази даних і пробних площ, склад деревостанів, характеристика чагарникової і
трав’яної рослинності також суттєво не відрізняються. Ґрунтові умови букових деревостанів
у різних ТЛ детально вивчав П. П. Посохов [17]. Відмінностей за едафо-гідрологічними
умовами між типами лісу С2-гБк та С2-д-гБк, так само, як між D2-гБк та D2-д-гБк, ним не
виявлено. При порівнянні букових лісостанів різних едатопів (С2, D2) встановлено значущу
різницю між їхніми таксаційними показниками та іншими діагностичними ознаками.
Враховуючи наведений аналіз і характеристику букових лісів Криму, моделювання ходу
росту бучняків доцільно здійснювати саме для змішаних – за складом, простих – за формою,
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
82
насіннєвих – за походженням і різновікових – за віковою структурою деревостанів IV – ІІ
бонітетів у типах лісу свіжих субучин (С2-гБк, С2-д-гБк) і свіжих бучин (D2-гБк, D2-д-гБк).
Свіжі субучини сформовані на спадистих, стрімких схилах на висоті 450 – 1150 м над
рівнем моря (північної експозиції) і на 700 – 1150 м (південної експозиції). Ґрунти бурі та
світло-бурі гірсько-лісові, буроземно-перегнійно-карбонатні малопотужні середньоскелетні
та середньопотужні сильноскелетні (потужність ґрунтів – 30 – 60 см, скелетність – 30 – 60 %)
[17]. Продуктивність бучняків у цьому едатопі – IV – ІІІ класи бонітету. У складі дерево-
стану домінує бук із домішкою граба кавказького (Carpinus caucasica Grossh.), дуба ске-
льного (Quercus petraea Liebl.), клена польового (Acer campestre L.) й осики (Populus tremula
L), інколи трапляються берека (Sorbus torminalis Crantz) і тис ягідний (Taxus baccata L.).
Свіжі бучини приурочена до лощин, пологих і покатих північних схилів на висоті 500 –
1100 м над рівнем моря, на південних схилах – в межах 600 – 1200 м. Ґрунти темно-бурі й
бурі гірсько-лісові середньопотужні та потужні (60 – 120 см) слабкої або середньої
скелетності (10 – 40 %) [17]. Бук тут утворює як чисті, так і змішані деревостани ІІІ – ІІ
бонітетів. Супутниками є ясен звичайний (Fraxinus excelsior L.), дуб скельний, граб
кавказький, клен Стевена (A. stevenii Pojark.), липа дрібнолиста (Tilia cordata Mill.), черешня
(Cerasus avium L.).
Аналіз усередненого складу букових лісів дав змогу виявити залежність співвідношення
основних порід від віку (рис. 1).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
0
11
0
12
0
13
0
14
0
15
0
16
0
17
0
18
0
19
0
20
0
21
0
22
0
23
0
24
0
25
0
26
0
27
0
28
0
29
0
30
0
31
0
32
0
33
0
Вік, років
Ч
ас
тк
а,
%
Бук Граб Дуб
Рис. 1 – Зміна складу модальних букових деревостанів із віком (бук – y = - 9E-05 А2 + 0,156 А + 52,9;
r = 0,896; граб – y = -0,0001 А2 – 0,094 А + 27,7; r = 0,797; дуб – y = -0,0001 А2 – 0,07 А + 12,0; r = 0,857)
Як видно з рис. 1, частка бука у молодняках становить 5 – 6 одиниць. Із віком
відбувається поступове її збільшення, і вже у загальному запасі стиглих та перестійних
деревостанів частка бука становить 75 – 100 %. Частка менш довговічних порід, таких як
граб, поступово зменшується у складі, а при досягненні певного віку зовсім випадають із
складу, причому залишаються породи із вищим віком природної стиглості.
Статистичний аналіз букових таксаційних виділів за основними параметрами у розрізі
переважаючих типів лісу наведено у табл. 1. Результати обробки свідчать про широкий
діапазон розсіювання у лісотипологічних сукупностях таких показників, як діаметр, кількість
дерев, сума площ перерізу та запас на одиниці площі (V – 22,0 – 79,6 %), що пояснюється
значною неоднорідністю вікової структури букових деревостанів Криму. Іншим таксаційнім
параметрам (Н, В та Р) властивий менший розмах варіації, вони характеризуються середніми
значеннями мінливості ознак (V – 12,0 – 18,8 %).
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
83
Пробні площі було закладено на території Кримського природного заповідника, ДП
"Білогірське ЛГ", ДП "Алуштинське ЛГ", ДП "Симферопольське ЛМГ" у букових
деревостанах де частка супутніх порід у складі не перевищувала 2 – 3 одиниць в умовах С2 та
D2. Розподіл їх загальної кількості за переважаючими типами лісу та бонітетами наведено у
табл. 2.
За матеріалами лісовпорядкування в умовах свіжих бучин (D2-гБк, D2-д-гБк) на
деревостани ІІ і вище бонітетів припадає 29,6 % їх загальної площі, у С2-гБк, С2-д-гБк їх
частка становить 11,6 %, за IІІ класом бонітету ростуть 54,6 і 32,6 % деревостанів відповідно,
за IV – 13,9 і 39,8 %, за V і нижчими класами бонітету – 1,9 % бучин і 16,0 % субучин.
Порівняння дані табл. 2 з наведеним фактичним розподілом бучняків свідчить, що
експериментальний матеріал у розрізі домінуючих типів лісу об’єктивно представляє
існуюче співвідношення деревостанів за класами бонітету.
Таблиця 1
Статистична характеристика таксаційних показників букових деревостанів Криму
(за матеріалами повидільної бази даних)
Значення
Показники середнє
(Хсер. ± m)
мінімаль-
не (Хmin)
максималь-
не (Хmax)
Стандартне
відхилення (σ)
Коефіцієнт
варіації
(V), %
Ексцес
(Е)
Асимет-
рія (А)
С2-гБк, С2-д-гБк
А, років 137 ± 1,5 22 325 58,8 43,1 -0,424 0,585
N, шт.·га-1 360 ± 5,8 43 2686 231,6 64,3 0,349 -0,262
D, см 31,7 ± 0,2 6,8 68,0 9,8 30,9 -0,087 0,588
Н, м 19,1 ± 0,1 4,4 32,0 3,5 18,5 0,268 -0,103
Бонітет ІІІ,7 ± 0,03 Vа Іа 1,0 13,5 -0,163 -0,039
Повнота 0,66 ± 0,003 0,30 1,00 0,1 18,9 0,078 -0,418
G, м2·га-1 22,1 ± 0,2 5,7 46,2 6,0 27,2 0,242 0,264
M, м3·га-1 207 ± 1,9 20 610 75,3 36,4 0,956 0,670
D2-гБк, D2-д-гБк
А, років 135 ± 1,6 17 300 63,5 48,9 -0,100 0,997
N, шт.·га-1 448 ± 9,2 36 9045 356,8 79,6 1,656 -0,411
D, см 32,1 ± 0,3 4,0 80,0 10,7 33,2 0,354 0,866
Н, м 21,7 ± 0,1 5,0 35,0 3,3 15,0 1,137 -0,209
Бонітет ІІ,9 ± 0,02 Vа Іа 0,8 12,0 0,709 0,052
Повнота 0,74 ± 0,003 0,30 1,00 0,1 16,2 1,592 -0,997
G, м2·га-1 26,9 ± 0,2 5,3 43,9 5,9 22,0 -0,006 -0,164
M, м3·га-1 273 ± 2,0 24 570 77,5 28,4 0,134 0,253
Таблиця 2
Розподіл пробних площ за типами лісу і бонітетами
Бонітет Типи лісу ІІ і вищі ІІІ IV V і нижчі Усього
С2-гБк, С2-д-гБк 3 13 12 1 29
D2-гБк, D2-д-гБк 9 7 1 - 17
Усього 12 20 13 1 46
Згідно з результатами статистичної обробки даних, одержаних на пробних площах
(табл. 3), віковий діапазон досліджуваних деревостанів становить від 22 до 310 років, тобто
повністю охоплює групи віку від молодняків до перестійних лісостанів. Розмах таких
показників, як D, Н, В, N, G та М доволі значний і також адекватно репрезентує букові
деревостани.
Загалом зібраний експериментальний матеріал відображає той стан лісів, в якому нині
знаходяться букові деревостани Криму, а його обсяг дає змогу на належному рівні розв’язати
поставлені завдання досліджень.
Для розробки математичних моделей росту й продуктивності букових деревостанів
важливим є аналіз кореляційного зв’язку між їхніми таксаційними показниками, які були
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
84
обраховані для кожного класу віку в розрізі груп типів лісу як середньозважені через площу
виділів. Напрям і тісноту зв’язків між таксаційними параметрами перевіряли за
коефіцієнтами кореляції (табл. 4), які допомагають визначитися у підборі аргументів при
визначенні регресійних моделей [9, 10].
Таблиця 3
Статистична характеристика таксаційних показників пробних площ
Значення Таксаційні показники Хсер. ± m Хmin Хmax σ
А, років 130 ± 8,2 22 310 60,4
D, см 29,5 ± 1,6 4,6 57,0 11,7
Н, м 20,7 ± 0,7 6,4 28,5 5,1
Бонітет ІІІ ± 0,2 V ІІ 1,0
G, м2·га-1 30,3 ± 1,6 2,5 51,2 12,5
M, м3·га-1 331 ± 18,3 14 568 142,1
N, шт.·га-1 688 ± 94,1 48 4223 728,8
Таблиця 4
Кореляційна матриця таксаційних показників букових деревостанів у С2-д-гБк, С2-гБк (темний фон) та
D2-гБк, D2-д-гБк (світліший фон)
Таксаційні показники А, років D, см Н, м N, шт. G, м2·га-1 Повнота М, м3·га1
А, років 1 0,981 0,831 -0,495 0,336 -0,824 0,626
D, см 0,970 1 0,892 -0,611 0,422 -0,792 0,695
Н, м 0,807 0,850 1 -0,852 0,727 -0,523 0,904
N, шт. -0,657 -0,781 -0,819 1 -0,707 0,198 -0,771
G, м2·га-1 0,747 0,746 0,922 -0,680 1 0,120 0,941
Повнота -0,774 -0,647 -0,523 -0,055 0,549 1 -0,201
М, м3·га-1 0,773 0,754 0,924 -0,605 0,982 0,529 1
Згідно з даними табл. 4, середній діаметр, середня висота, вік, сума площ перерізу на
1 га та запас на 1 га характеризуються додатнім і тісним зв’язком. Між повнотою та віком
виявлено суттєву кореляцію (зменшення повноти з віком), що обумовлює наявність
зворотного значущого зв’язку між повнотою й висотою, повнотою й діаметром.
Основним таксаційним показником для встановлення ходу росту вважається середня
висота деревостану, оскільки з нею пов’язані решта параметрів деревостану, вона має меншу
варіацію, ніж середній діаметр, кількість стовбурів, сума площ перерізу чи запас. Деякі
автори [2, 9, 16] стверджують, що точнішим показником є верхня висота деревостану.
Значення останньої стабільніші, ніж середня висота, мають ще меншу варіацію та майже не
залежать від режиму формування деревостанів. Зв’язок верхньої висоти із середньою дуже
тісний, тому перехід здійснюється без утрати точності даних [9, 21]. Однак, у зв’язку з тим,
що у широкій лісотаксаційній практиці верхню висоту деревостану використовують мало,
моделювання проведено нами за середньою висотою деревостану. Статичність загальної
бонітетної шкали не дає можливості побудови природних рядів розвитку [5], тому із шкали
М. М. Орлова було взято лише висоту бучняків у базовому віці, і на її основі створено
динамічну бонітетну шкалу, яка характеризує особливості росту букових деревостанів. При
цьому застосовували методику розрахунку відносних висот за даними ходу росту модельних
дерев з урахуванням пропозицій щодо її моделювання [2, 9, 16, 19 – 22]. В результаті за
основу взято функцію Мітчерліха, яка має широке застосування для моделювання процесів
росту [9, 16]. Зважаючи на опубліковані дані [4, 24], лісовпорядні нормативи та результати
власних досліджень, за базову висоту (НБАЗ) для букових деревостанів Криму було вирішено
взяти її значення у віці 120 років. Під час вивчення ходу росту модельних дерев аналітичним
методом установлено, що тип росту бука за висотою в різних типах лісу суттєво не
відрізняється. Дерева характеризуються уповільненим ростом у молодому віці і помірним у
наступні роки. Після багатоваріантного пошуку моделей для апроксимації середньої висоти
букових деревостанів підібрано таку функцію:
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
85
БАЗА НеН 120
413,102,0 )1(144,1 ⋅−⋅= ⋅−
, 0,953r = , (1)
де Н – середня висота букових деревостанів, м;
А – середній вік деревостанів, років;
БАЗН120 – середня висота деревостанів у базовому віці 120 років.
Коефіцієнт кореляції наведеного рівняння знаходиться в межах 0,9 – 1,0, що свідчить
про дуже високий рівень достовірності. Підставивши у модель (1) замість базової висоти
значення середніх висот, узятих із загальнобонітетної шкали у 120-річному віці, отримали
динамічну шкалу букових деревостанів Криму за переважаючими класами (ІІ, ІІІ, ІV)
бонітетів (рис. 2).
ІІ бонітет
ІІІ бонітет
IV бонітет
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
0
11
0
12
0
13
0
14
0
15
0
Вік, років
В
ис
от
а,
м
Рис. 2 – Порівняння значень середніх висот динамічної бонітетної шкали для модальних букових
деревостанів Криму (суцільні лінії) із даними загальнобонітетної шкали М. М. Орлова (пунктирні лінії)
Зважаючи на дані рис. 2, можна констатувати, що у деревостанах ІV і ІІІ бонітету до
110-річного віку середні значення змодельованих висот кримського бука перевищують від-
повідні значення середніх висот шкали М. М. Орлова, а у деревостанах ІІ бонітету до 40 ро-
ків середні висоти кримського бука є меншими (в середньому на 16,7 %) порівняно із значен-
нями загальнобонітетної шкали і більшими після зазначеного віку (в середньому на 1,7 %).
Відсутність вагомих протиріч побудованої шкали із "класичною" та високий рівень
апроксимації рівняння (1) дають змогу застосовувати її при групуванні експериментального
матеріалу, аналізі та моделюванні ходу росту букових деревостанів Криму.
Наступним таксаційним показником, який моделювали, був середній діаметр, динаміку
якого встановлювали за типами лісу бучин (D2-гБк, D2-д-гБк) і субучин (С2-гБк, С2-д-гБк).
Статистично достовірно на його значення впливають вік і висота деревостану, тому в
аллометричній функції застосовано залежність співвідношення (D/H) від віку, яке у
спеціальній літературі [5] має ще назву ступінь "нормальності" лісових насаджень:
DС/Н = 0,286 · ln(A) – 0,097, r = 0,956; (2)
DБ/Н = 0,29 · ln(A) – 0,064, r = 0,949, (3)
де DC – середній діаметр деревостанів у типах лісу свіжої субучини, см;
DБ – середній діаметр деревостанів у типах лісу свіжої бучини, см.
Аналіз динаміки відносної повноти свідчить, що з віком відбувається поступове
зменшення її значення. Цей процес в умовах свіжих субучин і бучин описує поліном другого
порядку:
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
86
РС = - 6E-07 · А2 - 6E-05 А + 0,704; r = 0,659; (4)
РБ = - 2E-06 А2 - 6E-06 А + 0,790; r = 0,740, (5)
де РС – відносна повнота деревостанів у типах лісу свіжої субучини;
РБ – відносна повнота деревостанів у типах лісу свіжої бучини.
Найвагоміший вплив на величину G має значення середньої висоти деревостанів, що
підтверджується у лісотаксаційній літературі [2, 9]. Для апроксимації суми площ перерізу
модальних бучняків було випробувано багато типів ростових рівнянь, однак у кінцевому
результаті за основу було прийнято функцію Томазіуса:
)1()1(1,47G )3,1(1,23)3,1(038,0C −⋅−−⋅− −⋅−⋅= НН ее , r = 0,954; (6)
)1()1(2,45G )3,1(9,10)3,1(044,0Б −⋅−−⋅− −⋅−⋅= НН ее , r = 0,928, (7)
де GC – сума площ перерізу у типах лісу свіжої субучини, м2·га-1;
GБ – сума площ перерізу у типах лісу свіжої бучини, м2·га-1.
Для встановлення залежності від віку показників частини деревостану, що вирубується,
моделювали редукційні числа середнього діаметра (RD) та середньої висоти (RH)
деревостанів бука. Для свіжих субучин (С2-гБк, С2-д-гБк) підібрані такі функції:
0,256ln(A)088,0R C
D +⋅= ; r = 0,706; (8)
72,00008,0061R 2С
H +⋅+⋅−−= AAЕ ; r = 0,752. (9)
Відповідно для свіжих бучин (D2-д-гБк, D2-гБк):
356,0)ln(062,0R Б
D +⋅= A ; r = 0,663; (10)
675,0006,0061R 2Б
D +⋅+⋅−−= AAE ; r = 0,571. (11)
Решту параметрів продуктивності та кількість стовбурів для деревостанів основної час-
тини і частини, що вирубується, визначали за "класичними" формулами лісової таксації [1].
Побудовані моделі та встановлені математичні співвідношення були використані для
формування загальних таблиць ходу росту для модальних букових деревостанів Криму
(фрагмент ТХР подано у табл. 5). Підібрані функції недостатньо адекватно характеризують
деревостани віком до 20 років, що пов’язане із статистично недостатнім представництвом у
Криму бучняків цієї вікової категорії.
Таблиця 5
Хід росту модальних букових деревостанів Криму (свіжа бучина, бонітет ІІ,
БАЗН120 = 27,1 м)
Деревостан
зміна запасу, м3·га-1 Вік,
років середня
висота, м
середній
діаметр,
см
кількість
стовбурів,
шт.
сума площ
перерізу, м2·га-1
видове
число
запас,
м3·га-1 середня поточна
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 2,8 1,7 12883 2,8 0,832 7 0,7 -
15 4,6 3,3 7064 6,1 0,721 20 1,4 2,7
20 6,5 5,2 4323 9,2 0,654 39 1,9 3,7
25 8,3 7,2 2930 12,0 0,609 61 2,4 4,3
30 10,1 9,3 2136 14,5 0,577 84 2,8 4,7
35 11,8 11,4 1642 16,7 0,552 108 3,1 4,8
40 13,3 13,4 1314 18,6 0,532 132 3,3 4,8
45 14,8 15,4 1085 20,3 0,517 155 3,5 4,7
50 16,2 17,4 919 21,8 0,504 178 3,6 4,5
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
87
Продовження табл. 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9
55 17,5 19,2 794 23,0 0,493 199 3,6 4,2
60 18,7 21,0 698 24,2 0,484 218 3,6 3,9
65 19,8 22,7 623 25,2 0,476 237 3,6 3,7
70 20,8 24,3 562 26,0 0,469 254 3,6 3,4
75 21,7 25,8 513 26,8 0,464 269 3,6 3,1
80 22,5 27,2 472 27,4 0,459 284 3,5 2,9
85 23,3 28,5 438 28,0 0,454 297 3,5 2,6
90 24,0 29,8 409 28,6 0,450 309 3,4 2,4
95 24,7 31,0 385 29,0 0,447 320 3,4 2,2
100 25,2 32,1 364 29,4 0,444 330 3,3 2,0
105 25,8 33,1 346 29,8 0,441 339 3,2 1,8
110 26,3 34,1 330 30,1 0,439 347 3,2 1,7
115 26,7 35,0 316 30,4 0,437 355 3,1 1,5
120 27,1 35,9 303 30,7 0,435 362 3,0 1,4
Продовження табл. 5
Частина, що вирубується Загальний приріст,
м3·га-1 Вік,
років середня
висота, м
середній
діаметр, см
Кількість
стовбурів, шт.
запас,
м3·га-1
Загальна
продуктивність,
м3·га-1 середній поточний
1 10 11 12 13 14 15 16
10 - - - - 7 0,7 -
15 3,1 1,7 5819 3 36 2,4 5,9
20 4,4 2,8 2741 6 60 3,0 4,8
25 5,7 4,0 1393 7 89 3,6 5,7
30 7,0 5,3 794 8 120 4,0 6,2
35 8,2 6,6 494 8 153 4,4 6,5
40 9,3 7,8 328 9 185 4,6 6,5
45 10,4 9,1 229 9 217 4,8 6,4
50 11,5 10,4 166 9 249 5,0 6,3
55 12,4 11,6 125 9 279 5,1 6,0
60 13,4 12,8 96 9 307 5,1 5,7
65 14,2 13,9 76 9 334 5,1 5,4
70 15,0 15,0 61 8 359 5,1 5,1
75 15,7 16,1 49 8 383 5,1 4,7
80 16,4 17,1 41 8 405 5,1 4,4
85 17,1 18,0 34 7 426 5,0 4,1
90 17,7 18,9 29 7 445 4,9 3,8
95 18,3 19,8 25 7 462 4,9 3,5
100 18,8 20,6 21 6 479 4,8 3,3
105 19,3 21,4 18 6 494 4,7 3,0
110 19,8 22,1 16 6 508 4,6 2,8
115 20,2 22,8 14 5 521 4,5 2,6
120 20,6 23,4 12 5 533 4,4 2,4
Порівняльний аналіз розроблених нормативів здійснювали аналітичним і графічним
методами шляхом зіставлення їх основних таксаційних характеристик з аналогічними, що
розміщені у таблицях ходу росту букових деревостанів Карпат [13] для 10 – 120-річних
деревостанів ІІ бонітету. У результаті аналізу продуктивності модальних бучняків Криму і
повних деревостанів Карпат установлено, що значення середньої висоти, суми площ перерізу
та запасу кримських деревостанів (без урахування частини, що вирубується) є меншими
порівняно з карпатськими на 1,4, 25,2 та 23,2 % відповідно. Середній і поточний прирости
також менші на 23,7 і 18,3 %. Дещо інша ситуація спостерігається при зіставленні значень
діаметра. Середнє його значення для бука кримського перевищує на 17,4 % аналогічний
показник для бука європейського, що пояснюється переважно розбіжністю відносної
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
88
повноти, оскільки її значення у віковому діапазоні від 10 до 120 років для модальних
деревостанів свіжої бучини Криму становить 0,73 – 0,89.
Висновки. До цього часу були практично відсутні нормативно-довідкові дані, які б
адекватно характеризували деревостани однієї з головних лісоутворювальних порід
Кримського півострова – Fagus taurica Popl.
Нині букові ліси Криму переважно представленні різновіковими насіннєвими,
змішаними за складом і простими за формою деревостанами IV – ІІ класів бонітету, що
зростають у С2-гБк, С2-д-гБк, D2-гБк та D2-д-гБк. В межах едатопу їх діагностичні ознаки
суттєво не відрізняються, тому об’єднання деревостанів бука доцільно здійснювати за
типами лісу свіжих бучин (D2-гБк, D2-д-гБк) і субучин (С2-гБк, С2-д-гБк).
За показниками динаміки змодельованих висот виявлено, що кримський бук
характеризується уповільненим ростом у молодому віці і помірним у наступні роки. Ріст за
висотою відбувається практично у межах одного класу бонітету загальнобонітетної шкали,
але при цьому відрізняється від значень висот у існуючих таблицях ходу росту для букових
деревостанів Карпат.
Установлені нами математичні моделі росту основних таксаційних показників, визначені
співвідношення та складені на їх основі ТХР для модальних деревостанів доволі повно
характеризують бучняки Криму. Застосування результатів досліджень надасть можливість
об’єктивно оцінювати сучасний стан лісів, прогнозувати їх зміни, коректно планувати та
здійснювати господарські заходи, які максимально враховуватимуть регіональні особливості
формування букових деревостанів.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Анучин Н. П. Лесная таксация / Н. П. Анучин. — М. : Лесн. пром-сть, 1982. — 552 с.
2. Багинский В. Ф. Бонитетные шкалы по верхней высоте для основных лесообразующих пород Западного
региона Европейской части СССР / В. Ф. Багинский // Формирование высокопродуктивных насаждений
Белоруси. — Минск : Полымя, 1980. — С. 67 – 80.
3. Воробьев Д. В. Методика лесотипологических исследований / Д. В. Воробьев. — К. : Урожай, 1967. —
388 с.
4. Гірс О. А. Оптимальний вік головної рубки основних лісоутворюючих порід України та його
обґрунтування / О. А. Гірс // Лісівництво і агролісомеліорація. — 2002. — № 101. — С. 108 – 114.
5. Загреев В. В. Географические закономерности роста и продуктивности древостоев / В. В. Загреев. — М. :
Лесн. пром-сть, 1978. — 237 с.
6. Каталог прикладного програмного забезпечення, орієнтованого на обробку лісовпорядної інформації
засобами ПЕОМ класу IBM PC (Розробки Партії алгоритмізації і програмування 1994 – 2000 рр.). — К. :
Державний комітет лісового господарства України, 2000. — 26 с.
7. Козловский В. Б. Ход роста лесообразующих пород СССР / В. Б. Козловский, В. М. Павлов. — М. : Лесн.
пром-сть, 1967. — 327 с.
8. Концепція реформування та розвитку лісового господарства / Схвалено розпорядженням Кабінету
Міністрів України від 18 квітня 2006 р. № 208-р. – 5 с.
9. Лакида П. І. Біологічна продуктивність дубових деревостанів Поділля. Монографія / П. І. Лакида,
А. Г. Лащенко, М. М. Лащенко — К. : ННЦ ІАЕ, 2006. — 196 с.
10. Математическая статистика / [В. М. Иванова, В. Н. Калинина, Л. А. Нешумова и др.]. — 2-е изд.,
перераб. и доп. — М. : Высшая шк. — 1981. — 371 с.
11. Миклуш С. І. Моделювання росту насаджень за матеріалами повидільної бази даних. / С. І. Миклуш //
Науковий вісник Нац. аграрн. ун-ту: Лісівництво. Декоративне садівництво. — 2007. — № 106. — С. 191 – 200.
12. Никитин К. Е. Методы и техника обработки лесоводственной информации / К. Е. Никитин,
А. З. Швиденко — М. : Лесн. пром-сть, 1978. —272 с.
13. Нормативно-справочные материалы для таксации лесов Украины и Молдавии / Под. ред.
А. З. Швиденко и др. — К. : Урожай, 1987. — 560 с.
14. Остапенко Б. Ф. Лісова типологія: навчальний посібник / Б. Ф. Остапенко, В. П. Ткач. — Х.: ХДАУ ім.
В. В. Докучаєва, УкрНДІЛГА ім. Г. М. Висоцького, 2002. — 204 с.
15. Остапенко Б. Ф. О группировке типов леса / Б. Ф. Остапенко // Науковий вісник Нац. аграрн. ун-ту:
Лісівництво. — 1997. — № 39. — С. 22 – 30.
16. Пастернак В. П. Регулирование продуктивности искусственных ельников Карпат: автореф. дис. на
соискание уч. степени канд. с.-х. наук : спец. 06.03.02 "лесоустройство и лесная таксация" / В. П. Пастернак —
К., 1990. — 20 с.
ЛІСІВНИЦТВО І АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ
Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115
89
17. Посохов П. П. Типы лесов горного Крыма и их Кавказские аналоги: дис. на соискание уч. ст. д-ра с.-х.
наук : 06.03.03 / П. П. Посохов. — Х., 1971. Том І — 409 с.
18. Роговий В. І. Особливості ходу росту букових деревостанів Криму та динаміка їх вікової структури /
В. І. Роговий // Лісівництво і агролісомеліорація. — 2009. — № 114. — С. 85 – 89.
19. Савич Ю. Н. Особенности роста сосновых культур в свежих суборях Полесья и Лесостепи: автореф. дис.
на соискание уч. степени канд. с.-х. наук : спец. 06.03.02 "лесоустройство и лесная таксация" / Ю. Н. Савич. —
К., 1965. — 22 с.
20. Свалов H. H. Моделирование производительности древостоев и теория лесопользования / H. H. Свалов.
— М.: Лесн. пром-сть, 1979. — 216 с.
21. Строчинский А. А. Методическое и нормативно-информационное обеспечение системы регулирования
продуктивности лесных насаждений на Украине: автореф. дис. в виде научн. докл. на соискание уч. степени д-
ра с.-х. наук : спец. 06.03.02 «лесоустройство и лесная таксация» / А. А. Строчинский. — К., 1992. — 70 с.
22. Теретъев А. Ю. Моделювання ходу росту середньої висоти чистих і мішаних штучних насаджень сосни
звичайної / А. Ю. Теретъев, О. П. Бала // Науковий вісник Нац. аграрн. ун-ту: Лісівництво. Декоративне
садівництво. — 2007. — № 106. — С. 144 – 151.
23. Ткач В. П. Букові ліси Криму та перспектива їх природного відтворення / В. П. Ткач, В. І. Роговий //
Лісівництво і агролісомеліорація. — 2008. — № 113. — С. 130 – 136.
24. Ткач В. П. Віки стиглості лісів України та шляхи удосконалення лісокористування / В. П. Ткач,
В. П. Пастернак, І. Ф. Букша // Лісівництво і агролісомеліорація. – 2002. – № 101. – С. 98 – 104.
25. Ткач В. П. Заплавні ліси України / В. П. Ткач. — Х. : Право, 1999. — 368 с.
Tkach V. P., Rogovoy V. I., Pasternak V. P.
MODELING OF BEECH STANDS GROWTH IN CRIMEA
Ukrainian Research Institute of Forestry & Forest Melioration named after G. M. Vysotsky
An algorithm and mathematical models for assessment of modern condition and prognosis of modal beech stands
growth in Crimea are demonstrated.
K e y w o r d s : F. taurica Popl., growth, modal stands, forest type, taxation indices, productivity, mathematical
models.
Ткач В. П., Роговой В. И., Пастернак В. П.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ХОДА РОСТА БУКОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ КРЫМА
Украинский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации им.
Г. Н. Высоцкого
Приведены алгоритм и математические модели для оценки существующего состояния и прогноза роста
модальных буковых древостоев Крыма.
К лю ч е в ы е с л о в а : бук крымский (восточный), ход роста, модальные древостои, тип леса,
таксационные показатели, продуктивность, математические модели.
Одержано редколегією 12.12.2008 р.
|