Введение. Форму древесного ствола характеризует соотношение диаметров стволов измеренных на различных высотах. В учебнике М.М. Орлова (1929) [1] говорится о том, что впервые это понятие предложил Шиффель. Исследователь предлагал определять нулевой коэффициент как соотношение диаметра на высоте пня к диаметру на высоте груди. То есть в представлении Шиффеля, нулевой коэффициент характеризует форму нижней части срубленного ствола. Н.П. Анучин (1982) [2] ассоциировал нулевой коэффициент формы через отношение диаметра ствола у шейки корня к диаметру на высоте груди. В научных публикациях двусмысленность этого понятия вносит неоднозначность в разработку нормативов для восстановления срубленного запаса. В связи с вышесказанным особое значение приобретает установление высоты оставляемого пня. М.М. Орлов с. 146 [1] отмечал, что немецкие исследователи считали достаточным основанием «принять высоту пня равной одной трети диаметра ствола на высоте груди». В инструктивных документах [3] это требование получило развитие. «Высота пней измеряется от поверхности почвы, а при обнаружении корней – от корневой шейки … Нарушением считается оставление пней высотой более одной трети диаметра среза, а при рубке деревьев тоньше 30 см – высотой более 10 сантиметров».

В предыдущей публикации [4] при изучении оптимальной формы деревьев на уровне древостоя было установлено, что для сосны обыкновенной оптимальными условиями являются: древостой с возрастом старше 100 лет; разнообразные по высоте; при этом диаметр на высоте груди должен быть максимальным, а диаметр ствола у шейки корня может быть различным.

Программа и объект исследования. Основной целью данного исследования являлось установление оптимальных параметров формы нижней части деревьев ели сибирской (Picea obovata L.) на уровне растущего дерева в условиях Средней Сибири. В качестве основной гипотезы было взято предположение о том, что оптимальными по форме являются деревья с минимальным нулевым коэффициентом.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи.

- С помощью графического анализа изучить закономерности изменения нулевого коэффициента формы с возрастом, диаметрами на высоте груди, высотой и диаметрами у шейки корня.

- Выполнить корреляционный анализ для выявления наиболее значимых признаков, характеризующих форму нижней части стволов.

- Определить оптимальную форму деревьев на пробных площадях.

- Установить оптимальную форму деревьев ели сибирской (Picea obovata L.) из различных районов Средней Сибири.

В основу исследований были положены данные модельных деревьев, собранные с пробных площадей различных районов Красноярского края. Эти материалы в дальнейшем использовались для разработки нормативных таблиц (объемных, товарных, сортиментно-сортных). Географически территория изучения соответствовала следующим лесорастительным зонам и лесным районам: Приангарский лесной район (Абанский, Казачинский районы Красноярского края); Среднесибирский подтаежно-лесостепной лесной район (Большемуртинский, Дзержинский, Тасеевский районы Красноярского края).

В среднем на каждой пробной площади срубалось и обмерялось около 40 деревьев. Общее число моделей 758 шт.

Результаты и их обсуждение. На уровне каждой пробной площади были установлены лимиты признаков деревьев ели по основным морфологическим показателям: возрасту, высоте, диаметру у шейки корня и диаметру на высоте груди (таблица 1).

Таблица 1 – Лимиты морфологических признаков ели сибирской (Picea obovata L.)

Высота деревьев на пробных площадях варьировала от 6,8 до 36,2 м; возраст менялся от 27 до 251 лет; диаметр на высоте груди от 6,6 до 51,3 см; нулевой коэффициент формы от 1,09 до 2,87.

В дальнейшем закономерности выявлялись по парным связям: q₀=f(A), q₀=f(H), q₀=f(d_1.3), q₀=f(d₀). На примере рисунка 1 представлены диаграммы, с помощью которых устанавливалась оптимальная форма стволов.

Оптимальный возраст деревьев. Возраст является признаком биологического объекта, который с одной стороны, характеризует период (стадию) жизни растения, с другой указывает на размерную величину объекта. Все это подчеркивает значимость этого показателя для оценки морфологической характеристики дерева. В таблице 2 приведены данные корреляционной связи [5] нулевого коэффициента формы в коре и без коры с возрастом деревьев.

Данные указывают на то, что возраст является умеренно значимым признаком для характеристики формы нижней части стволов.

Оптимальная высота. Как известно из публикаций по таксационным проблемам зависимость показателей формы от высоты не позволяет широко использовать абсолютные значения и заставляет переходить на относительные величины, но поскольку для исследований мы используем лишь нижнюю часть ствола, считаем целесообразным, применять не преобразованные данные. В таблице 3 представлены параметры связи показателей формы с высотой деревьев на пробных площадях.

Слабо-умеренная зависимость нулевого коэффициента формы с высотой дерева является основанием в дальнейшем использовать абсолютные, а не относительные высоты (0; 0,1; 0,2; …; 0,9).

Оптимальная форма по диаметру на высоте груди. Данная величина коррелировала с нулевым коэффициентом формы, который показывает в относительных единицах превышение диаметра у шейки корня по отношению к диаметру на высоте груди. Таблица 4 отражает тесноту связи диаметра на высоте груди с коэффициентом формы.

Рисунок 1 – Связь нулевого коэффициента формы с морфологическими признаками деревьев (пробная площадь Дзержинского муниципального района)

В целом можно констатировать, что цилиндрическая форма стволов наиболее выражена при максимальных диаметрах на высоте груди (1,3 м).

Оптимальная форма по диаметру у шейки корня. Этот признак характеризует максимальную размерную величину дерева по диаметру. В таблице 5 приведены характеристики тесноты связи диаметров у шейки корня с формой стволов.

Как следует из таблицы 5 оптимальной можно считать форму стволов с минимальным диаметром у шейки корня. При анализе нулевого коэффициента, важно знать какой из двух показателей (диаметр на высоте груди или диаметр у шейки корня) более значим для оценки формы нижней части ствола.

В результате оказалось, что по районам исследований более значимыми для определения нулевого коэффициента форма были:

Асиновский район – с вероятностью р=1,0 – диаметр на высоте груди;

Таблица 2 – Характеристика тесноты связи возраста деревьев с показателем формы нижней части ствола

Примечание: уровень связи  < – > уровень связи – характеризует изменение тесноты между возрастом и нулевым коэффициентом в коре и без коры (-> – возрастание, <- – снижение).

Таблица 3 – Характеристика тесноты связи высоты деревьев с показателями формы нижней части ствола

Большемуртинский район – с вероятностью р=0,571 – диаметр на высоте груди;

Эхирит-Булагатский район – с вероятностью р=0,86 – диаметр на высоте груди.

Для оптимизации формы деревьев ели сибирской необходимо, чтобы возраст дерева было предельным (максимальный возраст); высота растений была максимальной; стволы характеризовались максимальным диаметром на высоте груди и минимальным диаметром у шейки корня.

Таблица 4 – Характеристика тесноты связи диаметра на высоте груди в коре с показателем формы нижней части ствола

Таблица 5 – Характеристика тесноты связи диаметров у шейки корня в коре с показателем формы нижней части ствола

Таким образом, можно констатировать, что для выращивания стволов цилиндрической формы необходимо:

- выращивать деревья до максимально возможного возраста;

- соблюдать густотный режим для эффекта подгона и роста растений в высоту;

- минимизировать формирование закомелистых стволов;

- способствовать равномерному отложению годичных колей в нижней части ствола.

Полученные выводы соответствуют классическим представлениям научного лесоводства.

Выводы. Подводя итоги исследованиям можно констатировать следующее.

- Разнообразие исходных данных в виде модельных деревьев позволило получить объективные и достоверные выводы для деревьев ели сибирской (Picea obovata L.). Нулевой коэффициент формы в слабо-умеренной степени зависит от морфологических признаков деревьев. Это связано с влиянием на данный показатель условий местопроизрастания.

- Оптимальная форма стволов ели сибирской формируется у деревьев до максимального возраста, достигших максимальной высоты, минимального диаметра у шейки корня и максимального диаметра на высоте груди.

- Степень закомелистости стволов (q₀) в наибольшей мере зависит от диаметра на высоте груди.

Все статьи автора «Вайс Андрей Андреевич»