СПОСОБ ЛЕСОВОДСТВЕННОГО УХОДА Российский патент 1999 года по МПК A01G23/02 A01G23/00 

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано независимо от породного состава насаждений.

Известны системы ведения лесного хозяйства на зонально-типологической основе (Рекомендации по ведению лесного хозяйства на зонально-типологической основе, М. , 1983), в которых предусмотрены рубки леса в зависимости от возраста, полноты и группы типов леса, подзоны, а также целевого назначения.

Кроме интенсивности (в % от объема сырорастущего леса) регламентируются также и повторяемость, и срок проведения, который определяется исключительно возрастом. При этом назначение этого возраста не связано с другими параметрами насаждения кроме относительной полноты.

Известные способы лесоводственного ухода основаны на создании оптимальных световых условий для нанесения путем проведения рубок ухода. При этом потребность в рубке устанавливают путем оценки состояния насаждения.

В некоторых способах указанную потребность определяют по корреляционной зависимости между ростом и возрастом деревьев (SU 1544285 A1, кл. A 01 G 23.00, 1990).

Известен также способ лесоводственного ухода, в котором потребность в рубках ухода определяют возрастом лидирующих деревьев и критическим расстоянием от ряда культур до края кулисы лиственных пород (SU 1542483 A1, A 01 G 23/00, 1990).

Как правило во всех известных способах периодичность рубок составляет 6-8 лет.

Основной недостаток, присущий практически всем способам, заключается в том, что потребность в рубках ухода и их периодичность определяются недостаточно точно и это отрицательно сказывается на процессе естественного возобновления насаждений и вхождения в естественный цикл. А это в свою очередь отрицательно сказывается на качестве насаждения.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ лесоводственного ухода, заключающийся в оценке состояния насаждения по величине отпада, определении потребности в рубках ухода и их проведении (SU 1664181 A1, кл. A 01 G 23/00, 1991).

В этом способе введен для определения потребности в рубках ухода относительный параметр, характеризующий состояние насаждения по отношению среднего диаметра отпада к среднему диаметру насаждения.

Введение относительного параметра для оценки состояния насаждения позволяет определять потребность в рубках ухода, однако он не всегда объективно характеризует степень повреждения насаждения, что может вызвать несвоевременное проведение рубок, а это свою очередь может нарушить процесс самовозобновления насаждения, который следует рассматривать в триединстве: прирост-отпад-возобновление.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа лесоводственного ухода, определяющего критерии, необходимые для определения потребности в рубках, которые будут способствовать вхождению лесонасаждений в естественный цикл с максимальной способностью к самовозобновлению и саморегуляции.

Задача решается заявляемым способом лесоводственного ухода, заключающимся в оценке состояния насаждения по отпаду, установлении потребности в рубке ухода и ее проведении, который отличается тем, что оценку состояния насаждения проводят по характеру изменения величины естественного годичного отпада в период за 10-12 лет до достижения насаждением предполагаемого возраста количественной спелости, определяют потребность в первой и второй рубках ухода по выявлению тенденции возрастания величины естественного годичного отпада и проводят их при превышении величины естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, соответствующего возрасту количественной спелости, соотносят разницу во времени между второй и первой рубками ухода с периодом изменения цикла солнечной активности и в случае их несовпадения корректируют путем проведения последующей рубки при следующем превышении естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, а в случае достижения совпадения потребности последующих рубок с периодом солнечной активности устанавливают потребность только с этим периодом, составляющим 11 лет.

Любая рубка нарушает целостность насаждения как сообщества живых организмов. По разному нарушение этой целостности влияет на насаждение и в связи с другими факторами: колебаниями уровня грунтовых вод, метео, климатическими, глобальным потеплением, циклами активности солнца, урожайными годами вспышками энтомо-, фито-патогенов, воздействием поллютантов и разрушение озонового слоя.

На все неблагоприятные воздействия лес реагирует в большей и меньшей степени отторжением органической массы - отпадом.

Кроме того, насаждения вблизи крупных центров выполняют рекреационную функцию и поэтому лесной биогеоценоз функционирует в напряженных экологических условиях.

Особую важность приобретают экологические аспекты: самоорганизация и саморегулирование, соотношение потребности в получении от леса древесины с сохранением его рекреационной функции с возможностью самовосстановления и самоформирования.

Лесорастительный эффект от использования изобретения связан с тем, что самоорганизация в лесной экосистеме происходит главным образом за счет поступления и перераспределения основного источника - энергии солнца. Процессы потребления полученной лесом энергии и результирующие процессы жизнедеятельности носят согласованный когерентный характер.

При этом введенный показатель оценки состояния насаждения, основанный на величине естественного годичного отпада, позволяет достаточно объективно взвешивать процессы в насаждениях.

Проведение этого наблюдения за 10-12 лет до предполагаемого возраста количественной спелости позволит достаточно точно выявить тенденции увеличения отпада и необходимость проведения первой и второй рубки также по величине превышения естественного годичного отпада, наблюдаемого после проведения 1-ой рубки, над величиной среднегодичного прироста. Разницу во времени между второй и первой рубками сравнивают по величине с периодом изменения цикла солнечной активности, и если они не совпадают по величине, осуществляют корректировку рубками.

Корректировку интервала между рубками осуществляют до совпадения с периодом изменения цикла солнечной активности. обеспечивая достижение указанных выше эффектов. Создание условия, когда моменты, определяющие этот интервал, станут соответствовать фазам солнечной активности, первые производные которых совпадают по знаку, позволят обеспечить лесорастительный эффект - путем вхождения в устойчивое равновесие в триединстве: отпад-прирост-восстановление.

При этом корректировку интервала между рубками и периодом солнечной активности осуществляют до тех пор, пока указанные моменты, определяющие этот период, не станут соответствовать фазам солнечной активности, первые производные которых совпадают по знаку.

При соблюдении указанных условий лесонасаждение через две-три рубки будет достигнуто вхождение в естественный цикл самовосстановления, совпадающий с циклом солнечной активности, который, как известно, характеризуется периодичностью в 11-12 лет. Таким образом, если потребность в проведении последующей рубки наступит в момент, отстоящий от предыдущего на 11 лет, то это будет означать, что периодичность рубки установлена. При этом создадутся условия для входа насаждения в естественный цикл самовосстановления (лучшей приживаемости самосева и подроста) и саморегуляции (соотношение естественного прироста и отпада).

Таким образом, воздействуя рубками, можно материализовать в приросте древесины волнообразность процесса потребления энергии, выявить пики устойчивости насаждения к неблагоприятным факторам среды. Поскольку известны циклы солнечной активности можно, определяя параметры жизнеспособности насаждения (естественный прирост и отпад) и воздействуя рубками, постепенно привести к согласованию природные ритмы и ритмы самоорганизации лесных биогеоценозов.

Таким образом, решаемая изобретением задача позволит достичь главного результата - получение высокого лесорастительного эффекта: повышение текущего прироста, при этом оптимум будет соответствовать максимальному текущему приросту наличных деревьев.

Пример осуществления способа.

Заявляемый способ был апробирован в чистом сосновом насаждении второго класса бонитета. Возраст насаждения 59 лет. Насаждение было разделено на три секции: "А" "Б" "В". Предлагаемый возраст количественной спелости по таблицам хода роста - 70 лет.

На секции "Б" в соответствии с лесоустройством была проведена проходная рубка по действующему наставлению, с выборкой 20 куб.м с каждого гектара. Рубка была проведена в возрасте 59 лет, т.е. за 5 лет до появления тенденции увеличения естественного годичного отпада. В результате возраст количественной спелости насупил в 60 лет, рубка ослабила наслаждение, но не исключила увеличения отпада, наступившего в 64 года, последнее привело к еще более быстрому падению текущего прироста, значительному снижению запаса древесины и лесорастительных, а также средообразующих эффектов (фиг. 1-4).

На фиг. 1 представлено изменение естественного годичного отпада и среднего приростов по массе в сосновом насаждении II класса бонитета на секции "А".

На фиг. 2 - изменение текущего естественного годичного отпада, текущего и среднего годичного приростов по массе в сосновом насаждении II класса бонитета на секции "Б".

На фиг. 3 - изменение текущего естественного годичного отпада, текущего и среднего годичного приростов по массе в сосновом насаждении II класса бонитета на секции "В".

Принятие обозначения:
Oтмтек

- естественный годичный отпад, м³;
Zмср - средний годичный прирост, м³;
Zмтек - текущий прирост, м³;
t₁, t'₁, t''₁ - моменты равенства текущего естественного отпада и среднего годичного прироста;
t₂ - момент наступления количественной спелости;
t₃ и t₄ - пики естественного годичного отпада соснового насаждения II класса бонитета,
T - период изменения цикла солнечной активности.

На секциях "А" и "Б" в возрасте 64 года был зафиксирован рост естественного годичного отпада (Oтмтек

-Zмср).
На секции "А" насаждение развивалось без вмешательства лесоводов. В результате повышенного отпада в возрасте 67 лет насаждение достигло возраста количественной спелости ( Zмср-Zмтек точка t₂).

При этом техническая ценность древесины была низкой, средообразующая роль насаждения начала падать со скоростью падения текущего прироста, лесорастительный эффект был снижен.

На секции "В" также по действующему наставлению была проведена проходная рубка с выборкой 20 м³, но в момент, когда годичный естественный отпад превысил общий среднегодичный прирост (определенный по таблицам хода роста) - точка t₁. В результате был остановлен рост естественного отпада и количественная спелость наступила в возрасте 75 лет, товарная ценность древесины вследствие сближения количественной и технической спелостей оказалась значительно выше, чем на секциях "А" и "Б", средообразующий эффект также соответствовал более высокому текущему приросту, обусловив высокий лесорастительный эффект.

На фиг. 3 зафиксирован интервал Δ между моментом t₁ и t'₁, определившими потребность рубок ухода, величиной в 11 лет. Указанный интервал совпадает с периодом T (фиг. 3) - циклом солнечной активности по величине. Момент t''₁ определил момент следующей рубки.

Это свидетельствует о вхождении насаждения в естественный цикл самовосстановления и саморегуляции, что подтверждается высоким лесорастительным эффектом. Соответствие моментов t₁ и t'₁ (фиг. 4) точкам 1 и 2 на ветвях с производными одинакового знака говорит о стабильном вхождении насаждений в естественный цикл, исключающий колебание интервала Δ, так как моменты t₁; t'₁; t''₁ совпадают с одинаковым характером изменения величины солнечной активности в относительных единицах и свидетельствует о достижении насаждением устойчивого равновесия в системе отпад-прирост-возобновление.

Проведенные эксперименты показали, что применение заявляемого способа позволяет оптимизировать процессы рубки, обеспечивая высокий лесорастительный результат путем корректирования моментов проведения рубок и вхождения таким путем в естественный цикл самовосстановления, совпадающий с периодом солнечной активности t''₂ и t'₁
t'₁-t₁=t''₁-t'₁ - интервал между рубками.

На фиг.4 представлено изменение солнечной активности:

после чего отпадает необходимость в определении моментов рубки. При равенстве интервалов между рубками с периодом солнечной активности позволяет в дальнейшем устанавливать проведение рубок только этим периодом.

Изобретение относится к лесному хозяйству. Способ заключается в том, что оценку состояния насаждения проводят по характеру изменения величины естественного годичного отпада в период за 10-12 лет до достижения насаждением предполагаемого возраста количественной спелости. Определяют потребность в первой и второй рубках ухода по выявлению тенденции возрастания величины естественного годичного отпада и проводят их при превышении величины естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, соответствующего возрасту количественной спелости. Соотносят разницу во времени между второй и первой рубками ухода с периодом изменения цикла солнечной активности и в случае их несовпадения корректируют путем проведения последующей рубки при следующем превышении естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста. В случае достижения совпадения потребности последующих рубок с периодом солнечной активности устанавливают потребность только с этим периодом, составляющим 11 лет. Способ позволит определить критерии, необходимые для определения потребности в рубках, что будет способствовать вхождению лесонасаждений в естественный цикл с максимальной способностью к самовозобновлению и саморегуляции. 1 з.п.ф-лы. 4 ил.

1. Способ лесоводственного ухода, заключающийся в оценке состояния насаждения по отпаду, установлении потребности в рубке ухода и ее проведении, отличающийся тем, что оценку состояния насаждения проводят по характеру изменения величины естественного годичного отпада в период за 10-12 лет до достижения насаждением предполагаемого возраста количественной спелости, определяют потребность в первой и второй рубках ухода по выявлению тенденции возрастания величины естественного годичного отпада и проводят их при превышении величины естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, соответствующего возрасту количественной спелости, соотносят разницу во времени между второй и первой рубками ухода с периодом изменения цикла солнечной активности и в случае из несовпадения корректируют путем проведения последующей рубки при следующем превышении естественного годичного отпада над величиной среднегодичного прироста, а в случае достижения совпадения потребности последующих рубок с периодом солнечной активности устанавливают потребность только с этим периодом, составляющим 11 лет. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что корректировку осуществляют до тех пор, пока время проведения первой рубки и время проведения второй не станут соответствовать величинам, характеризующим изменения солнечной активности первыми производными одного знака.