СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОТРЕБНОСТИ ЧИСТОГО НАСАЖДЕНИЯ В ПОВЫШЕНИИ ПРИРОСТА ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2007 года по МПК A01G23/00 A01G23/02 

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 (R²н πHNf - R²п πHNf)k.

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

Mk/A≥(R²н πHNf - R²п πHNf)k; тогда как

М=R²н πHNf, 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;

π - число пи;

Н - высота;

N - число стволов;

f - видовое число.

Таким образом,

R²н πHNf/A≥(R²н πHNf - R²п πHNf),

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 R²н/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.123456Толщина колец, мм, 19840,51,40,60,30,70,519830,31,30,80,51,61,119820,31,00,80,41,51,419810,41,30,70,51,41,319800,50,80,80,61,81,4Диаметр ствола без коры, мм121,2213,8213148,8197,4157,8Возраст дерева, лет646565656666Годичный прирост, мм0,41,160,740,461,41,14Критерий Q0,84481,41060,90330,80381,87232,384Продолжение таблицы по пробной площади 11 №1.Строка 17891011121320,11,00,30,21,10,50,530,11,00,30,21,10,30,340,21,50,30,30,90,50,550,21,50,20,61,00,50,360,21,00,50,61,30,60,3796,6148,6173,4126,8190,4131,4107,485867655257625890,161,20,320,381,080,480,38100,38432,16420,47980,62331,61660,90590,8209

Продолжение таблицы по пробной площади 11 №2.Строка 11415161718192020,70,50,30,30,41,00,630,60,20,50,61,01,51,140,60,70,70,80,72,51,151,00,90,40,50,51,51,060,60,50,50,51,01,61,27177156,2190200,8167,2231,421086766676657666790,70,560,480,540,721,621,0101,05990,94650,67710,71000,9(81)1,84821,2762Продолжение таблицы по пробной площади 11 №3.Строка 121222320,50,50,231,01,10,441,11,70,251,11,50,461,21,30,67200,6202,4120866656490,981,220,36101,28971,56720,768

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.№дерева123456Толщина колец, мм      19840,40,21,80,90,51,019830,20,22,10,50,50,919820,20,22,50,30,61,019810,40,12,61,00,50,919800,20,21,41,11,01,0Диаметр ствола, без коры, мм164,6194338273179,4210,4Возраст дерева, лет717964777683Годичный прирост, мм0,280,182,080,760,620,96Критерий Q0,48310,29321,57540,85741,05061,5148

Продолжение таблицы по пробной площади 13 №1.Строка 17891011121321,50,51,01,01,90,10,531,70,50,40,31,80,20,741,90,80,50,31,60,30,553,90,80,51,01,50,20,562,70,50,61,21,70,10,77287,6234,2255,6303308,4184,6298,288077798082788492,340,620,60,761,70,180,58102,60360,81540,74180,80261,80800,30420,6535Продолжение таблицы по пробной площади 13 №2Строка 11415161718192021,50,51,01,01,90,10,531,70,50,40,31,80,20,741,90,80,50,31,60,30,553,90,80,51,01,50,20,562,70,50,61,21,70,10,77287,6234,2255,6303308,4184,6298,288077798082788492,340,620,60,761,70,180,58102,60360,81540,74190,80261,80800,30420,6535

Продолжение таблицы по пробной площади 13 №3.Строка 12122232420,50,20,50,331,70,20,60,640,80,10,70,350,60,20,80,361,10,30,70,37169,2168,2235,2217,688280818390,940,20,660,36100,38050,38050,90920,5493Продолжение таблицы по пробной площади 13 №4.Строка 12526272820,50,20,50,331,30,21,00,241,20,21,00,351,10,21,30,561,10,22,00,57238,8207,4249,218188481768191,040,21,160,36101,46330,31241,41510,6444

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, смЧисло стволов, шт.Сумма площадей сечений на 1 га, кв.м.1231420,0307881660,12063818130,33081020200,62831922210,79827924311,40240726261,38041628271,66253130151,06028832161,2867963480,7263363670,7125133850,5670574050,628319

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.№дерева123456Толщина колец, мм 19840,60,50,60,50,50,219831,31,00,51,50,70,519821,60,90,71,20,90,819811,50,81,11,30,80,819801,30,71,01,30,90,7Диаметры стволов без коры, мм190,8177207,2222,4196161,8Возраст, лет565656545756Годичный прирост, мм.1,30,780,781,160,760,6Критерий Q1,52620,98710,4321,12660,88410,8307Продолжение таблицы по пробной площади 9 №1.Строка 17891011121320,70,20,30,10,20,50,430,60,70,30,10,21,20,240,90,70,10,30,11,50,350,71,10,20,80,11,00,660,61,00,20,90,31,61,07188,2192,4145,2152,686,2260,2145,886054535346575690,70,740,220,440,181,160,5100,89270,83080,32120,61130,38421,01640,7682Продолжение таблицы по пробной площади 9 №2.Строка 1141516171820,20,20,20,30,330,20,20,50,20,340,30,20,30,20,750,30,30,40,40,360,20,40,70,20,67133,898181,2111,81538555555555690,240,260,420,260,44100,39460,58320,50990,51160,6442Продолжение таблицы по пробной площади 9 №3.Строка 11920212220,20,20,20,530,70,20,10,341,00,40,20,351,00,20,60,461,00,70,40,57208,8167,4122,217185755535990,780,340,30,4100,85170,44680,52050,5520

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, смЧисла стволов, штукСумма площадей сечений деревьев. кв.м.12110,12440714310,47720816440,88467218310,78885420351,09955722210,79827924120,54286726110,5840222840,2463013020,1413723410,090792Итого 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.123456Толщины колец, мм 19841,71,50,51,50,22,219831,01,30,31,10,21,519820,50,60,31,50,21,219810,50,80,21,20,51,519801,01,00,41,00,61,0Диаметр ствола без коры, мм142,8167,6119,6199,8154147,8Возраст дерева, лет687278696764Годичный прирост, мм0,741,040,341,260,341,48Критерий Q1,40951,78710,88701,74050,59172,5635Продолжение таблицы по пробной площади 10 №1.Строка 17891011121320,30,40,40,50,70,30,630,20,41,21,81,40,41,040,30,61,32,21,50,31,050,51,11,01,21,50,40,660,81,01,22,01,60,50,77115,2118240,2266186,6127,2161,286565716567716790,420,71,021,541,340,380,78100,94791,54241,20601,50531,92450,84841,2968Продолжение таблицы по пробной площади 10 №2.Строка 114151617181921,60,51,01,02,60,632,50,80,50,72,01,041,60,51,00,82,50,851,30,60,71,02,31,061,20,71,01,02,01,37221,6166,2184,4180225219871705968737091,640,620,840,92,280,94102,10101,04451,07511,362,95891,2018Продолжение таблицы по пробной площади 10 №3.Строка 12021222320,50,80,50,530%2,01,31,040,71,41,11,150,41,10,90,760,61,31,01,07138284,8183,2216,487069677290,541,320,960,86101,09571,27921,40441,1445

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.

Изобретение относится к области лесного хозяйства. Способ включает установление по таксационному описанию принадлежности участка конкретного насаждения к черничной, брусничной, долгомошной или сфагновой группе типов леса и его возраста. Текущий прирост древесины насаждения определяют путем взятия образцов древесины и коры приростным буравом и измерением диаметров у 15-20 выбранных наугад деревьев. Затем измеряют толщину их коры и толщину образцов древесины из 3-10 колец, вычисляют среднюю толщину годичных колец для каждого дерева. 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. 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. Способ позволяет повысить точность определения необходимости насаждений в мелиоративных мероприятиях и рубках ухода и уменьшить затраты. 6 табл.

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.