Лесоводство методические указания по курсовому проектированию для студентов направления подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра лесоводства

ЛЕСОВОДСТВО

Методические указания по курсовому проектированию

для студентов направления подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии»

Санкт-Петербург

2016

1

Рассмотрены и рекомендованы к изданию Институтом леса и природопользования

Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета

27 января 2016 г.

Составители:

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А. А. Смирнов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. П. Смирнов

Рецензент

кафедра лесоводства СПбГЛТУ

Лесоводство: методические указания по курсовому проектированию для студентов направления подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии» / сост.: А. А. Смирнов, А. П. Смирнов. – СПб.: СПб ГЛТУ, 2016. – 20 с.

В методических указаниях по курсовому проектированию приведены расчётные задания по важнейшим темам лесоводства.

Темплан 2016 г. Изд. № 3.

2

Введение

Методические указания по курсовому проектированию для студентов бакалавриата Института леса и природопользования направления подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии» составлены в соответствии с учебной программой по данной дисциплине.

Курсовой проект по лесоводству необходим для закрепления и углубления теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса, и приобретения практических навыков по планированию деятельности предприятий лесного комплекса.

Выполняется курсовой проект на основе заданий, выполняемых студентами по своему варианту. Расчёты, сопровождаемые пояснительной запиской, представляются в соответствующих ведомостях и оформляются в виде отдельного отчёта.

Полностью завершённый курсовой проект с учётом внесения необходимых поправок и изменений, при наличии положительной оценки, служит основанием для получения допуска студентов к сдаче экзамена по курсу лесоводства.

1 . Проектирование добровольно-выборочных рубок

Задание 1. Подобрать в таксационных описаниях два выдела и запроектировать в них добровольно-выборочные рубки (ДВР).

Насаждение должно иметь следующие таксационные показатели:

-в составе 1-го яруса преобладает хвойная порода (породы) – минимум 5 единиц в составе;

-насаждение смешанное по составу (2 и более пород в составе);

-насаждение спелое по преобладающей породе и, желательно, разновозрастное;

-насаждение высокополнотное (в насаждениях с преобладанием сосны минимальная полнота 0,7, с преобладанием ели – 0,8);

-насаждение высокопродуктивное(класс бонитета I–II).

После подбора выделов необходимо выписать их таксационные показатели в ведомость №1 по образцу, представленному в табл.1.

Площадь лесосеки соответствует площади выдела (гр. 3).

Состав древостоя (гр.4) выписывается с указанием возраста каждой породы (элемента леса). Породы, находящиеся в плюсе в составе насаждения, игнорируются.

3

Таблица 1

Ведомость № 1 . Назначение добровольно-выборочной рубки (лесничество Ленинградской области)

Указанный в гр. 5 тип леса “черг” расшифровывается как черничник свежий на суглинистых почвах (г – глина). Соответственно «черп» – черничник свежий на супеси (п – песок). Эту типологию предложили в 70-е годы прошлого века сотрудники ЛенНИИЛХа, и она какое-то время использовалась в лесоустройстве.

Запас древостоя может фигурировать в таксационных описаниях как «запас сырорастущего леса» и выражаться в десятках кубометров. Это следует иметь в виду, и необходимо переводить эти значения в кубометры при занесении в ведомость, умножив на 10 (гр. 7).

При наличии в выделе подроста его характеристики (состав, количество, среднюю высоту) необходимо выписать в соответствующую графу

(гр. 8).

В гр.9 «Технология рубки» указываются названия многооперационных машин, работающих в тандеме (харвестер+форвардер) либо указываются марка бензопилы и тип машины, вывозящей сортименты на погрузочную площадку: б/п «Stihl» + форвардер, б/п «Stihl» + МТЗ-82 и т. д.

Всего в таксационных описаниях необходимо найти и внести в ведомость № 1 два выдела: один – с преобладанием в составе ели, другой – сосны.

Задание 2. Рассчитать таксационные показатели древостоя после проведения добровольно-выборочной рубки (ДВР) в насаждении с преобладанием ели.

Для расчёта запаса, состава и полноты после проведения рубки в расчётную ведомость № 2(пример приведен в табл.2) выписываются таксаци-

4

онные показатели древостоя, а также заносятся результаты необходимых вычислений. Все показатели и результаты расчётов для наглядности и удобства оформляются в вертикальном исполнении.

Таблица 2

Ведомость № 2 . Расчёт запаса, полноты и состава древостоя после проведения ДВР

Состав, возраст и запас до рубки (табл.2, гр.1–3) расписываются по породам.

Интенсивность рубки (гр.5) определяется исходя из допустимого интервала интенсивности ДВР, изначальной полноты древостоя и степени ветровальности преобладающей породы.

Минимальная интенсивность рубки должна составлять не менее 25 % по запасу, т.к. до 15 % запаса вырубленной древесины приходится на технологические коридоры, по которым движется лесозаготовительная техника, а 2–3 % уходит на обустройство погрузочной площадки. Таким образом, меньшая, чем 25 %, интенсивность рубки не позволит лесозаготовителю взять необходимый объём древесины в пасеках и достигнуть цели ДВР

– оздоровить и омолодить древостой на всей площади лесосеки. Максимальная выборка не должна превышать 40 %. Более интенсивная

рубка даже в высокополнотном насаждении с преобладанием сосны (породы, устойчивой к ветровалу) может привести к задернению почвы в богатых типах леса, а также к ветровалу ели в оставшейся части древостоя и потребует большого периода времени на восстановление запаса и полноты.

Чтобы определить максимально возможную интенсивность рубки, нужно исходить из того, насколько можно снизить изначальную полноту древостоя, не допустив последующего ветровала разреженного рубкой насаждения. Если в составе насаждения преобладает ель (ветровальная порода), назначается интенсивность рубки, при которой полнота не снизится

5

ниже критической – 0,6. В более устойчивых древостоях с преобладанием сосны полноту можно снижать до 0,5.

При работе харвестера снижение полноты древостоя регулярно проверяется оператором харвестера с помощью специальной компьютерной программы. При валке деревьев бензопилами удаляются только те деревья, которые были назначены в рубку при отводе лесосеки и имеют соответствующие отметки. В этом случае будущая полнота древостоя определена заранее.

При проведении ДВР средняя высота древостоя неизбежно снижается, т. к. удаляются в основном самые крупные деревья. Поэтому в реальных условиях после разреживания относительная полнота может снижаться незначительно, а в некоторых случаях не снижается совсем (например, полнота до и после рубки – 0,7).

Величина интенсивности рубки по запасу, в процентах (с градацией 5%) и в м3/га, заносится в соответствующую гр. 5.

Вырубаемый запас (гр.6) определяется отдельно для каждой породы исходя из правил отбора деревьев в ДВР, согласно которым в рубку в первую очередь назначаются перестойные, больные, повреждённые деревья, а также деревья второстепенных пород (береза, осина, ольха). Так как по таксационным описаниям идентифицировать больные и повреждённые деревья не представляется возможным, процент выборки той или иной породы определяется по её возрасту и хозяйственной ценности. Если в насаждении присутствуют породы, являющиеся и второстепенными, и перестойными, процент их выборки должен быть максимальным. Однако нужно иметь в виду, что в реальных условиях при проведении выборочных рубок практически невозможно полностью удалить из состава какую-либо породу.

Вприведенном примере вырубаемый запас по породам (табл.2) распределён следующим образом.

Вдревостое преобладает по запасу спелая 100-летняя ель. По всей видимости, этот элемент леса сформировался из сохранённого при сплошной рубке второго яруса ели. 75-летняя ель – это сохранённый подрост при сплошной рубке. Остальные элементы леса сформировались из последующего возобновления на вырубке около 60 лет назад. Все породы образуют один ярус.

Вмаксимальной степени нужно удалять спелую ель, среди которой, бесспорно, имеются и перестойные, и больные экземпляры. По большому счёту, её нужно удалять полностью как спелую и ветровальную породу. Но при проведении ДВР это невозможно, т.к. необходимы и технологические коридоры (сплошная рубка), и удаление в пасеках представителей других пород по санитарному признаку.

6

Среди других пород в наибольшей степени удаляем перестойную осину, в наименьшей – приспевающую 60-летнюю сосну как породу перспективную, ценную и устойчивую к ветровалу.

Запас после рубки (гр.7) определяется по каждой породе путём вычитания вырубаемого запаса (гр.6)из запаса до рубки (гр.3). Сумма запасов после рубки должна соответствовать общему запасу древостоя до рубки за вычетом интенсивности рубки в м3/га.

Состав древостоя после рубки (гр.8) определяется как соотношение запаса каждой породы после рубки к общему запасу древостоя после рубки. Для этого общий запас после рубки принимается за 10 единиц, а запас каждой породы выражается как отношение к общему запасу, выраженное в десятых долях от единицы. Участие каждой породы в составе необходимо определить до сотых долей после запятой, а затем округлить до целых единиц. В сумме должно получиться 10 единиц. Состав древостоя может и не измениться, если процент выборки по каждой породе был примерно одинаковым. В приведенном примере состав изменился: 100-летняя ель уменьшила свое участие в составе до 2,3 (округлённо – двух) единиц, 60-летняя сосна – наоборот, увеличила до 2,7 (округлённо – трёх) единиц. Участие в составе 75-летней ели, 60-летних берёзы и осины не изменилось.

Задание 3. Определить повторяемость добровольно-выборочной рубки. Для расчета повторяемости ДВР заполняем ведомость № 3 (табл. 3).

Состав древостоя после рубки (гр.1) переписываем из гр.8 табл.2. Возраст после рубки (гр.2)снизится по сравнению с исходным (до рубки) древостоем. Это обусловлено тем, что возраст деревьев редко бывает одинаковым в пределах одного элемента леса (только в чистых по составу лесных культурах или при естественном возобновлении в семенной год на вырубке или горельнике). Как правило, возраст элемента леса варьирует в пределах 10–20 лет. Следовательно, при отборе в рубку наиболее старых

7

деревьев возраст снизится в большей степени у тех пород, где выборка была максимальной. Исходя из этого средние возрасты элементов леса в нашем примере снизятся в разной степени. Средний возраст 60-летней сосны не изменится, т.к. процент выборки её был очень низким – менее 10 %. Ель старшего возраста «помолодеет» лет на 10 из-за высокого процента выборки (47 %). Кроме того, этой древесной породе в наибольшей степени присуща разновозрастность. Приспевающая ель также снизит возраст лет на 5. Возраст лиственных варьирует, как правило, незначительно по причине их светолюбия (более молодые деревья не успевают догнать по высоте более старые и уходят в отпад из-за недостаточной освещённости крон). Поэтому берёза и осина снизят возраст также не более чем на 5 лет.

В гр.3 табл. 3 переписываем запасы из гр.7 табл.2.

Среднее увеличение запаса (гр.4) – величина, получаемая делением наличного запаса элемента леса на его возраст. Эта величина определяет, на сколько кубометров на 1 га в год будет ориентировочно увеличиваться запас древесины каждого элемента леса в будущем. Результаты, округлённые до второго знака после запятой, заносим в гр.4. В ней находим сумму среднего увеличения запаса всех элементов леса, т. е. получаем среднее увеличение запаса всего древостоя.

Повторяемость выборочной рубки рассчитывается для всего древостоя как отношение вырубленного запаса (гр.6 табл.2) к среднему увеличению запаса древостоя (гр.4 табл.3):

129 : 4,54=28 (лет).

Полученный результат округляется до целых. Повторяемость может колебаться в среднем от 20 до 40 лет. Чем моложе древостой и чем ниже интенсивность рубки, тем за меньший период времени он восстановит изначальный запас и повторяемость рубки будет меньше. В насаждениях с большим участием перестойных пород или в сильно изреженных насаждениях период восстановления запаса может растянуться на 40 лет и более.

2. Проектирование сплошных рубок

Задание. Подобрать в таксационных описаниях два выделаи запроектировать в них сплошные рубки; в одном – с сохранением подроста (при наличии его под пологом в количестве не менее 2,5 тыс. экз./га), в другом – без сохранения (при меньшем количестве или полном отсутствии подроста).

Насаждение в обоих случаях должно иметь следующие таксационные характеристики:

- насаждение спелое либо перестойное (5-й класс возраста и выше для хвойных пород (с 81 года); 7-й класс возраста и выше для берёзы (с 61 го-

8

да); 5-й класс возраста и выше для осины(с 41 года); насаждение с преобладанием, например, сосны 80 лет или березы 60 лет формально считается ещё неспелым, следовательно, любые рубки главного пользования в нём запрещены;

- насаждение средне- и высокобонитетное, класс бонитета не ниже III (в низкобонитетных насаждениях нецелесообразно проводить какие-либо рубки из-за трудностей с реализацией мелкой и низкокачественной древесины, а также в связи с технологическими трудностями трелёвки древесины (на переувлажнённых почвах).

Состав, преобладающая порода и полнота древостоя решающего значения не имеют.

Таксационные показатели заносятся в ведомости № 4–5 (табл. 4–5).

Таблица 4

Ведомость № 4 . Назначение сплошной рубки с сохранением подроста (лесничество Ленинградской области)

Таблица 5

Ведомость № 5 . Назначение сплошной рубки без сохранения подроста (лесничество Ленинградской области)

Технология рубки в гр. 9 указывается кратко. В пояснительной записке (см. гл. 7) технология рубки описывается более подробно, например: узкопасечная технология, валка деревьев под острым углом к волоку вершиной на волок. Указывается ширина волоков пасечных и магистральных, ширина пасек, марка бензопилы и трелёвочного трактора, например: б/п «Stihl» либо б/п «Husquarna» и трактор ЛХТ-100 либо трактор ТДТ-55.

3. Проектирование постепенных рубок

Задание. Подобрать в таксационных описаниях выдел и запроектировать в нёмравномерно-постепенную рубку.

Насаждение должно иметь следующие таксационные характеристики:

-насаждение спелое или перестойное;

-в составе имеется хвойная порода (породы) – 3–10 единиц в составе;

-насаждение высокополнотное (в насаждениях с преобладанием сосны минимальная полнота 0,7, с преобладанием ели – 0,8);

-насаждение среднеили высокопродуктивное (III класс бонитета и выше).

Таксационные характеристики заносятся в ведомость № 6 (табл. 6) по аналогии с предыдущими видами рубок.

Таблица 6

Ведомость № 6 . Назначение равномерно-постепенной рубки (лесничество Ленинградской области)

Количество приёмов рубки и интенсивность 1-го приема рубки определяются исходя из начальной полноты и степени ветровальности преобладающей породы. Чем выше ветроустойчивость породы, тем меньшее количество приёмов и большую их интенсивность можно запроектировать. Так же как и при назначении выборочной рубки, ориентиром должна слу-

10