3

ТЕХНИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

Данный раздел дипломного проекта включает в себя аналитический обзор, методику исследований и проектирования, лесовод- ственно-таксационную характеристику насаждений, анализ местного опыта проведения лесохозяйственных мероприятий и патентное исследование лесохозяйственных технологий (патентный поиск).

3.1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Аналитический обзор составляется на основании детального критического анализа разнообразных источников информации (фундаментальные работы известных лесоводов, научные статьи

идругие публикации по теме исследования, законодательные акты, нормативно-техническая документация и др.), которые имеют существенное значение для более полного раскрытия содержания темы, с целью выявления существующих норм, требований и путей решения поставленных задач, современных прогрессивных и экологически ориентированных технологий лесовыращивания, которые используются в отечественном лесном хозяйстве и за рубежом.

Анализ источников должен содержать критическое их рассмотрение и рекомендации по использованию в конкретных условиях объекта проектирования.

Среди учебной литературы и монографий при разработке данного раздела, прежде всего, необходимо обратить внимание на учебники, учебные пособия и монографии следующих авторов: Г. Ф. Морозова, М. Е. Ткаченко, И. С. Мелехова, П. С. Погребняка, В. Г. Нестерова, В. Н. Сукачева и Н. В. Дылиса, А. С. Тихонова

иС. С. Зябченко, В. Г. Атрохина и И. К. Иевинь, С. Н. Сеннова, Б. Д. Жилкина, И. Д. Юркевича, Д. С. Голода, В. С. Адерихо, В. С. Гельтмана, Н. Ф. Ловчего, В. И. Парфенова, Б. И. Якушева, Б. С. Мартиновича, В. А. Ипатьева, В. Ф. Багинского, И. М. Була-

вика, Ю. Н. Азниева, В. П. Григорьева, И. Э. Рихтера, Г. В. Меркуля, Л. Н. Рожкова, В. В. Усени, А. Д. Янушко.

Рекомендуется также проанализировать публикации последних лет в следующих изданиях:

–Труды Белорусского государственного технологического университета. Лесное хозяйство;

–сборник трудов Института леса Национальной академии наук Республики Беларусь;

–журнал «Лесное и охотничье хозяйство», издающийся в Республике Беларусь;

–журнал«Роднаяпрырода», издающийсявРеспубликеБеларусь;

–журналы «Лесоведение» и «Лесное хозяйство», издающиеся

вРоссийской Федерации;

–известия высших учебных заведений «Лесной журнал», издающиеся в Российской Федерации;

–реферативный журналтом04 «Биология» (подраздел04В7 «Лесоведениеилесоводство»), издающийся вРоссийскойФедерации;

–«Белорусская лесная газета»;

–«Лесная газета», издающаяся в Российской Федерации;

–«Научно-техническая информация в лесном хозяйстве», издающая республиканским унитарным предприятием «Белгипролес».

Необходимо проанализировать законодательные и нормативные документы по лесному хозяйству, среди которых наиболее важные:

–Лесной кодекс Республики Беларусь;

–Концепция устойчивого развития лесного хозяйства Республики Беларусь до 2015 года;

–Стратегический план развития лесного хозяйства Беларуси;

–Государственная программа развития лесного хозяйства Республики Беларусь на 2011–2015 гг.;

–Государственная программа «Многоцелевое использование лесов на период до 2015 года»;

–Государственная программа «Научно-техническое развитие отрасли на период до 2015 года»;

–Правила рубок леса в Республике Беларусь;

–Руководство по организации и проведению рубок в лесах Республики Беларусь;

–Наставление по лесовосстановлению и лесоразведению в Республике Беларусь;

–Правила освидетельствования мест рубок, заготовки живицы, заготовки второстепенных лесных ресурсов и побочных лесопользований;

–Санитарные правила в лесах Республики Беларусь;

–СТБ 1360-2002. Рубки главного пользования. Требования к технологиям;

–СТБ 1361-2002. Рубки ухода за лесом. Требования к технологиям;

–СТБ 1359-2002. Требования к лесозащитным мероприятиям;

–СТБ 1342-2002. Машины для рубки леса. Общие технические требования.

3.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Методика исследований и проектирования содержит опи-

сание методов, которые применял дипломник при подборе объекта проектирования, полевых лесоводственных исследованиях, на этапах обработки полученной информации, определения лесоводст- венно-таксационных и экологических показателей, разработки проектов рекомендуемых мероприятий, установления их экономической эффективности.

Современные лесоводственные исследования основаны на биогеоценотическом (комплексном) подходе к изучению лесных экосистем в условиях интенсивного антропогенного воздействия на основе системного анализа экспериментальных данных (Г. Ф. Морозов, В. Н. Сукачев), что позволяет установить характер и направленность изменений экосистем, сделать практические выводы.

Дипломный проект (работа) предусматривает проведение определенных исследований, которые должны отражать достаточно полные сведения о природе объекта проектирования, о лесном насаждении, реакции его на хозяйственные воздействия. Исследовательская часть дипломного проекта базируется в основном на изучении местного опыта проведения тех или иных лесохозяйственных мероприятий. Объектом проектирования чаще является лесничество, лесной фонд которого представлен множеством неоднородных лесных насаждений (таксационных выделов). Так как обследовать весь лесной фонд практически невозможно, то используют выборочные методы.

Также в процессе исследований используются такие характерные для экологии методы, как:

–описательный – при закладке пробных площадей, геоботаническом описании лесного фитоценоза, почвенных исследованиях, установлении ряда лесоводственно-таксационных показателей;

–сравнения – при анализе изменений экосистемы под влиянием различных экологических факторов;

–экспериментальный – при оценке эффективности лесохозяйственных мероприятий;

–математико-статистический анализ – для определения средних величин, оценки достоверности различий, при моделировании

ианализе связей между показателями.

Основу выборочного метода в лесоводственных исследованиях составляет закладка пробных площадей − небольших (но достаточных) по размеру участков в лесных насаждениях, на вырубках, гарях, лесокультурных и других площадях, которые должны дать довольно полное представление о целых насаждениях, лесных массивах, слагающих данный хозяйственный объект. Материалы, полученные после закладки пробных площадей, позволяют оценить эффективность проведенных лесохозяйственных мероприятий, успешность естественного возобновления под пологом леса и на вырубках, изучить другие вопросы, предусмотренные программой сбора материала.

Порядок закладки пробных площадей. Закладывают пробные площади в наиболее характерной по лесоводственно-таксацион- ным признакам и условиям произрастания части обследуемого выдела, не ближе 30 м от дорог, прогалин, квартальных просек и других мест, оказывающих влияние на изменение изучаемых признаков. От правильного выбора места для закладки пробной площади зависит достоверность и ценность полученных данных.

Пробные площади, закладываемые для изучения эффективности проводимых мероприятий и влияния вредных воздействий (пожары, ветровалы, подтопления и др.), должны состоять из двух или более равных по площади секций (опытных и контрольных). Секции могут располагаться как рядом, так и на удалении друг от друга, но в совершенно идентичных почвенно-грунтовых условиях. Форма пробных площадей (секций) чаще прямоугольная или квадратная.

Размер пробных площадей (секций) зависит от породы, возраста, полноты, типа леса и необходимой точности исследований,

22 3. Технико-экологическое обоснование проекта

которая обусловлена варьированием таксационных показателей. Ее определяют по формуле:

F = n l .

где F − искомая площадь пробной площади или секции, м2; п − минимальное число деревьев на пробной площади (секции), шт.; l − среднее расстояние между деревьями, м.

Среднее расстояние между деревьями определяется как среднее арифметическое из 60–80 замеров.

В. П. Григорьев на основании установленных опытным путем коэффициентов варьирования (табл. 3.1) и исходя из рекомендуемой точности исследований (при массовых наблюдениях – 3–5%, в небольших совокупностях – 5–10%) рекомендует минимальное число деревьев на пробной площади − около 500 в насаждениях в возрасте до 10−15 лет, 400 − от 16 до 30 лет, 300 − от 31 до 50 лет и 200−250 − в возрасте старше 50 лет [21].

Для каждой пробной площади производят «привязку» к квартальной сети или хорошо опознаваемым постоянным ориентирам с измерением углов (румбов) и расстояний. Результаты привязки отражают на схематическом чертеже. Пробные площади (секции) ограничиваются от выдела визирами шириной 0,3 м.

Описание пробных площадей начинается с характеристики топографического положения, рельефа местности, гидрологических и почвенно-грунтовых условий. При описании топографического положения и геологических условий указывается местоположение пробной площади, ее рельеф, направление склона, его крутизна и т. д. Для характеристики форм рельефа можно пользоваться следующей классификацией:

–мезорельеф – разности высот, выраженные в десятках метров;

–микрорельеф – разности высот в метрах;

–нанорельеф – небольшие повышения, измеряемые дециметрами и сантиметрами (кочки, приствольные повышения и др.), которые имеют большое значение для равномерности распределения подлеска, подроста и травянистых растений, прорастания семян и укоренения всходов, особенно на сырых и мокрых почвах.

При описании гидрологических условий указываются характер увлажнения, степень проточности и заболоченности, дренаж, уровень грунтовых вод и т. д.

Для детальной характеристики почвенно-грунтовых условий рядом с пробной площадью закладывают почвенный разрез шириной 0,7−0,8 м, длиной 1,8−2,0 м. Глубина почвенного разреза зависит от характера почв, насаждений и гидрологических условий и колеблется от 1–1,5 м до 2–3 м (иногда и более). Его выкапывают до материнской породы. Одна из коротких сторон разреза, которую делают отвесной для описания почвенного профиля, должна быть обращена к солнцу, чтобы лучше определить окраску, строение и другие свойства почвы. На противоположной стороне по мере углубления среза оставляют ступеньки.

По гранулометрическому составу, цвету, структуре и другим внешним признакам выделяют, описывают и зарисовывают генетические почвенные горизонты, замеряют их мощность. При необходимости с середины каждого генетического горизонта берут образцы для дальнейшего химического анализа и проверки руководителем правильности описания генезиса почвы. Образцы вместе с этикеткой помещают в приготовленные емкости (плотная

бумага, матерчатые мешки). На этикетках указывают лесничество, квартал, номер разреза, горизонт, глубину и дату взятия образца.

При описании каждого генетического горизонта отмечают его название, мощность, цвет, структуру, степень плотности, влажность, характер перехода в нижележащий горизонт. Генетические горизонты обозначают заглавными буквами латинского алфавита (А, В, С, Т, G), подгоризонты − дополнительными цифровыми или буквенными индексами: А0(Д) − лесная подстилка или дернина; А1 − гумусовый горизонт; А2 − элювиальный (подзолистый) горизонт; В (Вh, В1 и т. д.) − иллювиальные горизонты; С − материнская почвообразующая порода, не затронутая процессами почвообразования; G – глеевый горизонт (минеральный горизонт в почвах с постоянным избыточным увлажнением); Т (Т1, Т2 и т. д.) – торфяные горизонты; D − подстилающая горная порода, генетически резко отличающаяся от почвообразующей по составу и происхождению. Переходные горизонты обозначают двумя буквами. При описании почвенного профиля отмечают включения и новообразования различного происхождения (химические, биологические), распространение корневой системы.

После описания всех генетических горизонтов с учетом факторов почвообразования, характера и степени увлажнения, гранулометрического состава верхнего генетического горизонта и степени выраженности почвообразовательного процесса (гумусность, оподзоленность) дается название почвы. Детально порядок закладки разреза и описания почвы рассмотрен в учебных пособиях по почвоведению [43, 44].

Характеристика насаждений предусматривает описание морфологической характеристики всех ярусов растительности, санитарное состояние и историю древостоя, степень воздействия антропогенных факторов и др.

Для характеристики древостоя на пробной площади осуществляют индивидуальный перечет деревьев. Сплошной индивидуальный перечет деревьев проводят мерной вилкой в пределах каждого яруса и древесной породы (элементов леса) путем замера диаметра дерева на высоте груди (1,3 м от поверхности земли) в соответствии с табл. 3.2. Элемент леса – это однородная часть древостоя, состоящая из деревьев одной породы, расположенных в одном ярусе, характеризующихся одним классом возраста и происхождением, развивавшихся в однородных условиях местопро-

израстания. Диаметр каждого дерева при перечете на постоянных пробных площадях измеряется в двух направлениях (СЮ − ЗВ) с точностью до 0,1 см.

При перечете деревьев по ступеням толщины вначале глазомерно определяют средний диаметр преобладающего элемента леса. При среднем диаметре до 4 см величину ступени толщины принимают равной 0,5 см, от 4 до 8 см – 1 см, от 8 до 16 см – 2 см и более 16 см – 4 см. Единичные деревья, значительно превосходящие основной ярус по высоте (семенные деревья в молодняках и т. д.), включают в перечет и учитывают отдельно.

Таблица 3.2

Ведомость индивидуального перечета деревьев на пробной площади

Классификации деревьев. При индивидуальном перечете деревья, в зависимости от тематики дипломного проектирования и целей исследований, разделяются на группы по росту, развитию, продуктивности, качеству, состоянию и т. д.

Классы роста по Крафту устанавливаются в лесу одновременно с перечетом деревьев после внимательного осмотра каждого в пределах сомкнутых биогрупп. По усохшим деревьям в господствующей части полога класс роста не проставляют. Классификация пригодна для применения только в лесу, где все деревья относятся к одной породе и имеют одинаковый возраст.

Все деревья разделены на 5 классов. К I классу относятся исключительно господствующие деревья (прегосподствующие) с сильно развитой кроной, наилучшим ростом, крупными по диаметру стволами. II класс – хорошо развитые деревья (господствующие) с нормально развитой кроной, хорошим ростом. III класс – умеренно развитые деревья (согосподствующие), кроны близки по форме к кронам деревьев II класса, но слабее развиты, несколько сужены, с частично усыхающими по краям ветвями, стволы по высоте ус-

тупают деревьям I и II класса. Кроны деревьев первых трех классов образуют основной полог.

Деревья IV класса – это угнетенные, заглушенные, ослабленные в росте, но еще жизнеспособные деревья; их кроны сжаты со всех сторон или образуют одностороннюю флагообразную форму, верхние части крон входят в нижнюю часть основного полога. Деревья этого класса разделяются на подклассы: IVа – деревья, большая часть крон которых хотя и сжата, но они занимают свободные просветы в общем лесном пологе, кроны равносторонние; IVб – деревья, кроны которых находятся ниже, частично под общим лесным пологом, кроны односторонней флагообразной формы. Верхняя часть кроны более или менее освещена, нижняя затенена и нередко вследствие затенения отмерла. V класс – деревья, полностью находящиеся под пологом, сильно отставшие в росте, отмирающие и отмершие. Они разделяются на подклассы: Vа – деревья с еще живой кроной (длительное существование возможно лишь для пород с малой потребностью в свете и при хороших почвенных условиях); Vб – с отмирающей или отмершей кроной, но стоящие на корню.

Классы продуктивности (по Б. Д. Жилкину) определяют не по биогруппам, а в целом для древостоя. В лесу определяют качество ствола и кроны каждого дерева, а в камеральных условиях – класс на основании его среднего диаметра и соответствующих коэффициентов (границ интервалов относительных диаметров для каждого класса). Интервалы для классов следующие: I – 1,46 и

выше; II – 1,45–1,16; III – 1,15–0,86; IV – 0,85–0,76; V – 0,75 и ни-

же. Умножив средний диаметр дерева на соответствующие коэффициенты, получим границы классов, в пределах которых размещаются деревья того или другого класса продуктивности. Качество ствола оценивают исходя из деления на хорошее, среднее и плохое, что соответствует делению деревьев на деловые, полуделовые и дровяные. Аналогичные категории качества выделены при оценке качества кроны: хорошее – узкие, с тонкими сучьями, равномерно развитые, характерные для деревьев быстрого роста, с хорошим приростом в высоту; среднее – широкие, с толстыми сучьями, характерные для деревьев с медленным приростом в высоту; плохое – неравномерно развитые, деформированные и с другими дефектами кроны.

По классам роста и продуктивности распределяются только деревья первого яруса.

Качественные категории деревьев (деловые, дровяные) ус-

танавливают в зависимости от длины деловой части в комлевой половине ствола. Длина деловой части у деловых деревьев должна составлять не менее 3 м; дровяных – менее 3 м. При отнесении деревьев к данным категориям необходим осмотр ствола по его внешним признакам – форме и наличию пороков.

Категория состояния определяется в соответствии с Санитарными правилами в лесах Республики Беларусь по шкале, приведенной в приложении В [45].

На хозяйственно-биологические категории деревья разде-

ляют при проектировании рубок ухода. Выделяют три категории деревьев: I – лучшие, II – вспомогательные (полезные), III – нежелательные (подлежащие удалению).

Клучшим относятся здоровые деревья предпочтительно семенного происхождения, имеющие прямые, полнодревесные, достаточно очищенные от нижних сучьев стволы, хорошо сформированные кроны. Они выбираются преимущественно из деревьев главных пород I, II, III классов роста. В сложных насаждениях такие деревья могут находиться во всех выделяемых ярусах.

При отсутствии в отдельных группах насаждений деревьев, полностью отвечающих указанным признакам, в качестве первой категории оставляют относительно лучшие в данной биогруппе.

Квспомогательным относятся деревья, способствующие очищению лучших деревьев от сучьев, формированию их стволов и крон, выполняющие почвозащитные и почвоулучшающие функции. Они могут находиться в любой части полога, но преимущественно в подчиненной.

Кнежелательным деревьям, подлежащим рубке, относятся деревья любых пород, мешающие росту и формированию кроны у лучших и вспомогательных деревьев (охлестывающие, затеняющие и т. д.), сухостойные, ветровальные, снеголомные, фаутные и отмирающие деревья, искривленные, с развилками и пасынками, многовершинные, сильносбежистые деревья, если их вырубка не образует больших просветов в пологе насаждений. Деревья, подлежащие удалению, могут быть всех классов роста и находиться во всех частях полога древостоя.

При проведении рубок ухода в городских лесах, лесопарковых частях зеленых зон и курортных лесах рассмотренное выше разделение деревьев на три категории имеет свои особенности. Лучшие

деревья определяются по следующим признакам: относятся к ведущей ландшафтоформирующей породе, здоровые, с хорошим ростом, высокой жизнеустойчивостью и декоративными качествами. Ствол лучшего дерева, как правило, должен быть прямым, но вполне допустимы и обладающие живописностью кривые, а также причудливой формы стволы. Следует, однако, заметить, что стволы неправильной, уродливой и причудливой форм обладают высокими декоративными качествами только в том случае, когда в древостое встречаются лишь отдельные экземпляры таких деревьев. Кроны должны быть хорошего качества и обладать высокой декоративной ценностью.

Следует обратить внимание на деревья, имеющие многоствольную форму в результате порослевого происхождения или образовавшуюся в силу срастания стволов в области корневой шейки и корневой системы. Их следует оставлять, относя к категории лучших.

Квспомогательным ландшафтоформирующим следует относить такие деревья, которые не отличаются высокими декоративными качествами и по своему положению в древостое играют роль помощников в формировании данного типа ландшафта; при проходных рубках их необходимо вырубать.

Кподлежащим рубке в первую очередь относятся мертвые, сухостойные, валежные, зараженные вредителями и болезнями, имеющие механические повреждения, некрасивые по форме ствола или кроны деревья.

В Беларуси к ведущим ландшафтоформирующим древесным породам относят сосну обыкновенную, дуб черешчатый, клен остролистный, вяз гладкий и шершавый, липу мелколистную, ясень обыкновенный, березу повислую и пушистую, ель европейскую, реже ольху черную; к сопутствующим – осину и ольху.

При необходимости, исходя из целей проекта, могут быть использованы другие классификации деревьев (В. Г. Нестерова, М. Д. Данилова, П. В. Воропанова, по декоративным качествам деревьев, фитонцидности, газоустойчивости и т. д.).

Если проект направлен на проектирование ландшафтных рубок, ландшафтно-планировочную организацию и преобразование территории, ее рекреационное благоустройство, то необходимо использовать классификацию деревьев, основанную на оценке вы-

соты, декоративных качеств кроны и ствола, протяженности

кроны по стволу. Она разработана Л. Н. Рожковым, В. П. Григорьевым и Е. М. Руновой [46].

При отборе деревьев в рубку руководствуются следующей трехкомпонентной классификацией деревьев: первый компонент – высота, второй – качество ствола и кроны и третий – протяженность кроны по стволу.

По высоте выделяется 5 групп деревьев с оценкой в баллах (при оценке всех признаков по этой классификации лучшей (высшей) оценкой является балл 1):

1 – очень высокие (высота дерева больше или равна 1,4 средней высоты древостоя);

2 – высокие (высота дерева от 1,15 до 1,39 средней высоты древостоя);

3 – средние (от 0,95 до 1,14);

4 – невысокие (от 0,75 до 0,94); 5 – низкие (высота дерева не более 0,74 средней высоты дре-

востоя).

При качественной оценке ствола и кроны установлены две балльные оценки:

1– деревья, имеющие, как правило, прямой, малосбежистый ствол, с равномерно развитой кроной и хорошим охвоением;

2– деревья, имеющие повреждения ствола и кроны, или кривые и наклоненные стволы, слабо охвоенные кроны, а также зараженные и усыхающие.

Если деревья, имеющие стволы оригинальной формы, причудливо изогнутые, в отдельных специфичных условиях могут представлять определенную эстетическую ценность, то в таком случае они получают высшую оценку – балл 1.

В пределах групп по высоте выделены две подгруппы деревьев, различающихся между собой протяженностью кроны по стволу с оценкой в баллах:

1– деревья с кроной, имеющей протяженность по стволу более 1/2 высоты дерева;

2– деревья с кроной, имеющей протяженность по стволу менее 1/2 высоты дерева.

Дерево, получившее, например, оценку 2.1.1 будет характеризоваться как высокое, с прямым и малосбежистым стволом, имеющее равномерно развитую, мощную (протяженность более 1/2 высоты дерева) и хорошо охвоенную крону.

При решении вопроса об участии конкретного дерева в формировании ландшафтного облика и структуры насаждения все деревья в насаждении, исходя из анализа указанных в классификации оценок, относятся к одной из четырех категорий: ландшафтоформирующие перспективные, ландшафтоформирующие вспомогательные, индифферентные и подлежащие удалению деревья.

Для большинства случаев при формировании сосновых ландшафтов к категории перспективных (соответственно, сохраняемых при рубке) ландшафтоформирующих деревьев могут относиться деревья из всех групп по высоте с высшими баллами качества ствола и кроны и протяженности кроны (т. е. с оценками 1.1.1, 2.1.1, 3.1.1, 4.1.1, 5.1.1). К категории ландшафтоформирующих вспомогательных чаще относят деревья из всех групп с высшим баллом оценки качества ствола и кроны при ее протяженности по стволу менее 1/2 высоты (т. е. с оценками 1.1.2, 2.1.2, 3.1.2, 4.1.2, 5.1.2). Подлежат удалению деревья всех групп и подгрупп с оценкой качества ствола и кроны баллом 2, за исключением оригинальных форм, оговоренных выше. Деревья, которым нет возможности дать балльную оценку при характеристике качества ствола и кроны в рекомендуемой классификации деревьев, относят к индифферентным; вопрос о целесообразности их оставления или вырубки решается в конкретных условиях.

Оценкуфитонцидностидеревьевможнопроизвестипотабл. 3.3.

Если в проекте предусмотрено формирование насаждений в зоне выбросов промышленных предприятий, выделяющих вредные газы и пыль, необходима оценка газоустойчивости деревьев. Для этого можно руководствоваться рекомендациями В. М. Рябинина для зеленых зон и санитарных зон промышленных предприятий (табл. 3.4), а также шкалой газоустойчивости древесных и кустарниковых пород и ассортиментом деревьев и кустарников в зависимости от видов поллютантов (табл. 3.5 и 3.6).

При оценке технологий и качества проведения рубок леса

деревья разделяются на две категории: поврежденные не до степени прекращения роста и до степени прекращения роста.

Кдеревьям, поврежденным не до степени прекращения роста, относятся деревья со сломом вершины (2 годовых прироста и более, до 1/3 протяженности кроны), наклоном от 10 до 30°, ошмыгом кроны от 1/3 до 1/2 ее протяженности (окружности), обдиром коры с повреждением луба шириной от 20 до 50% окружности ствола.

Кдеревьям, поврежденным до степени прекращения роста, относятся деревья со сломом ствола, наклоном более 30° (включая поваленные), ошмыгом кроны более 1/2 ее протяженности (окружности), обдиромкорысповреждениемлубаболее50% окружностиствола.

Измерение других характеристик древостоя. Для каждого элемента леса по каждой ступени толщины устанавливают среднюю высоту путем измерения высоты не менее трех деревьев ступени и расчета ее среднеарифметического значения (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Ведомость обмера высот на пробной площади

На основании полученных данных в камеральных условиях графическим или расчетным способом находят среднюю высоту породы, яруса, древостоя.

Яруса в древостое выделяют при следующих условиях:

–полнота каждого яруса составляет не менее 0,3;

–разница в средних высотах ярусов 20% и более;

При высоте от 4 до 8 м ярус выделяется, если его средняя высота составляет не менее 1/4 высоты верхнего яруса. В остальных случаях и при высоте до 4 м нижний полог относят к подросту. За основной ярус принимают тот, который имеет больший запас на 1 га, а при равных запасах – большее хозяйственное значение.

Возраст древостоя определяют путем подсчета годичных колец на срубленных пнях, по числу мутовок на стволах, по году создания лесных культур, с помощью возрастного бурава и др.

Учет подлеска и подроста. Естественное возобновление под пологом леса и на вырубках учитывают для выбора системы и вида (способа) рубок главного пользования, конкретизации технологии лесосечных работ, выбора метода лесовосстановления, мероприятий по содействию естественному лесовозобновлению и др.

Для предварительной оценки естественного возобновления

на выделе используют глазомерный метод. Его можно использовать и для общей характеристики подлеска. При глазомерной оценке подроста и подлеска указывают их видовой состав, среднюю высоту, густоту (очень густой, густой, средней густоты, редкий, очень редкий), сомкнутость и характер распределения по площади (равномерно, неравномерно). Кроме того, могут определять фенологическую фазу, обилие, жизненное состояние, а также учитывают факторы, от которых зависит характер распределения (прогалины, просветы, степень выраженности нанорельефа и т. д.).

Под состоянием понимается степень жизненности или угнетенности подроста и подлеска. Глазомерную оценку густоты дают в соответствии с табл. 3.8.

При описании подроста и подлеска можно ограничиться следующими фенологическими фазами:

−растение только вегетирует, еще не начало цвести, без бутонов или с небольшими бутонами;

−растение начинает зацветать или имеет близкие к распусканию бутоны;

−растение в полном цвету, максимальное цветение, часть может быть в бутонах или уже отцвело;

−растение заканчивает цветение;

−растение уже отцвело, но семена не созрели и не осыпаются;

−семена созрели и осыпаются;

−вегетация растения после рассеивания семян.

Если доминирующую фазу подметить трудно, отмечают две или три фазы, расположенные рядом.

Для детальной оценки естественного возобновления на пробной площади осуществляют закладку учетных площадок прямоугольной или круглой формы. Учетные площадки размещают по диагонали участка, в шахматном порядке или рядами вдоль визиров (соблюдая заранее установленные расстояния между рядами и в рядах) и закрепляют на местности колышками. На прямоугольных учетных площадках колышки устанавливают по углам площадок, на круговых – в центре. Визиры под пологом леса прокладывают через 50–100 м, а на вырубках – посреди межволочного пространства. В рядах площадки размещаются, как правило, через 5–20 м.

Расстояние между площадками можно определить по формуле

L = Sn ,

где L − расстояние между площадками, м; S − площадь выдела, м2; п − количество учетных площадок, шт.

Рекомендуемые размеры площадок: для очень густого подроста – 1–2 м2, густого – 4–5 м2, средней густоты – 10 м2 и редкого – 20 м2. Густота подроста для расчета размера учетных площадок определяется глазомерно и на одном участке они должны быть одинаковой величины. Подрост подразделяют по густоте на редкий (до 2 тыс. шт./га), средней густоты (2–8 тыс. шт./га), густой (8–13 тыс. шт./га) и очень густой (более 13 тыс. шт./га).

Количество площадок для учета подроста и естественного возобновления на лесосеках и вырубках площадью до 5 га – 10 шт., от 5 до 10 га – 20 шт. и свыше 10 га – 30 шт.

Как правило, учету подлежат молодые древесные растения хвойных и твердолиственных пород старше двух лет, мягколиственных пород старше одного года и дополнительно у лиственных пород – пневая поросль. При соответствующих целях исследования учитываются все экземпляры молодых древесных растений, начиная с возраста один год.

Подлесок на пробной площади учитывают по породам на тех же учетных площадках, что и для подроста. Определяют те же показатели, что и при глазомерной оценке, а также количество экземпляров на единицу площади.

Данные индивидуального (поэкземплярного) учета подроста заносят в ведомость по форме табл. 3.9.

Таблица 3.9

Ведомость индивидуального учета подроста на пробной площади

На каждой учетной площадке для каждого экземпляра устанавливают вид (сосна, ель, дуб и т. д.), происхождение (семенное или вегетативное, предварительное, сопутствующее или после-

дующее), определяют высоту, возраст (при необходимости), жизненное состояние (здоровый, угнетенный, поврежденный, отмерший). Высоту округляют до десятых метра. При описании поврежденного подроста указывают характер и причину повреждения (болезни, вредители, механические повреждения и т. д.). Сокращенное обозначение происхождения и жизненного состояния подроста в ведомости выбирают самостоятельно.

Для здорового подроста хвойных пород характерны густое охвоение, зеленая или темно-зеленая окраска хвои, заметно выраженная мутовчатость, островершинная или конусообразная густая или средней густоты симметричная крона, протяженность ее не менее 1/3 высоты в группах и 1/2 – при единичном размещении, рост вершинного побега последние 3–5 лет и его прирост не меньше прироста боковых ветвей верхней половины кроны, прямые неповрежденные стволики, гладкая или мелкочешуйчатая кора без лишайников.

Утвердолиственных пород жизнеспособный подрост характеризуется нормальным облиствлением кроны и окраской листьев, пропорционально развитым по высоте и диаметру стволиком.

Поврежденный подрост характеризуется наличием явных признаков повреждения животными, энтомофауной, грибными заболеваниями, механическими повреждениями и др.

Подрост или молодняк, поврежденный при проведении рубки, не считается сохраненным, если у него надломлен стволик, есть ранения и ошмыги коры, занимающие более 1/4 окружности стволика, обломана крона, стволик наклонен к земле с обрывками корневой системы.

Уугнетенного подроста отмечаются редкие охвоение (облиствление) и крона, нехарактерная окраска хвои (листвы), плохо выраженная мутовчатость, протяженность кроны менее 1/3 высоты в группах и менее 1/2 – при единичном размещении, искривленные стволики, покрытые лишайниками, и очень низкий прирост вершинного побега.

При необходимости можно использовать более дифференцированную шкалу состояния подроста (отличный, хороший, угнетенный, ослабленный, сильно ослабленный, отмерший).

Если необходимо определить характер взаимоотношений между породами, пород с напочвенным покровом, подлеском, материнским древостоем, проследить за направлением смены расти-

тельного покрова под пологом насаждений, дополнительно на каждой учетной площадке описываются микрорельеф, лесная подстилка, следы влияния человека и животных и другие факторы.

На вырубках могут применять и линейный способ учета. На пробной площади (или всей вырубке) закладывают 3–6 лент (трансект) шириной 1–5 или 10 м и располагают на равном расстоянии друг от друга. Ширину лент устанавливают в зависимости от размера и размещения самосева и подроста на пробной площади (вырубке). Чем равномернее расположен самосев и подрост, чем он моложе и ниже, тем уже должна быть ширина ленты. Иногда перечет ведут не по всей длине ленты, а на отдельных ее частях, но расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.

Для анализа влияния стены леса на ход естественного возобновления учетные площадки на вырубке закладываются несколькими параллельными рядами поперек лесосеки через кратное расстояние (например, через 5 м). При этом отдельно учитывают подрост предварительного и последующего происхождения. Если на вырубке хорошо выражены трелевочные волоки учетные площадки закладывают поперек их. Центральные площадки располагают непосредственно на волоках.

В дальнейшем производят группировку учтенного подроста каждой породы по категориям крупности и состояния (табл. 3.10). Подрост подразделяют по высоте: мелкий (0,10–0,50 м), средний (от 0,51 до 1,50 м) и крупный (более 1,5 м).

Для оценки возобновления вычисляют встречаемость подроста, т. е. характер размещения растений возобновления по площади. Встречаемость определяется отношением количества учетных площадок с наличием данного вида к общему количеству заложенных площадок. При встречаемости более 70% подрост размещается равномерно, от 40% до 70% – неравномерно, менее 40% – группами (в группе не менее 10 мелких или 5 средних и крупных экземпляров жизнеспособного сомкнутого подроста). Также может вычисляться средняя высота или возраст, состав подроста.

Оценка естественного возобновления леса проводится для определения метода (естественное, искусственное или комбинированное восстановление) формирования древостоев хозяйственно ценных пород, при выборе способа (вида) рубки главного пользования и проектировании ее организационно-технических элементов, назначении мероприятий по содействию естественному лесовозобновлению. Она производится под пологом древостоев, которые поступают в рубку, и на вырубках по шкалам, разработанным для различных древесных видов в соответствии с «Правилами рубок леса в Республике Беларусь» и «Наставлением по лесовосстановлению и лесоразведению в Республике Беларусь» [35, 36]. Для этого используют соответствующие шкалы, в которых учитывают количество подроста хозяйственно ценных пород и его высотную структуру (табл. 3.11–3.13).

Перед оценкой возобновления по шкале «Выбор метода восстановления леса на вырубках» (табл. 3.11) вначале определяют, являются ли древесные породы, учтенные в возобновлении, хозяйственно ценными для данного типа леса. Например, для условий сосняков мшистого, брусничного и верескового только подрост сосны является хозяйственно ценным.

За основу при оценке подроста принимается его количество в преобладающей группе. В том случае, когда оно меньше указанных значений, производится перевод подроста других групп в эту группу. При переводе среднего и крупного подроста в мелкий его количество умножают, соответственно, на 1,6 и 2,0, мелкого и крупного в средний – 0,6 и 1,25; при переводе мелкого и среднего в крупный – соответственно на 0,5 и 0,8. Количество подроста суммируется с количеством в преобладающей группе.

Примечания:

1.На 1–2-летних вырубках с количеством подроста менее 1 тыс. шт./га, где в течение 3 лет возможно успешное естественное возобновление леса главными породами, создание сплошных лесных культур не обязательно.

2.На вырубках с количеством подроста главных пород более 4 тыс. шт./га, при наличии прогалин без главных пород на участках с дренированными почвами площадью более 0,1 га применяется комбинированный метод возобновления леса.

3.Вырубки, характеризующиеся неблагоприятными условиями среды (избыточное увлажнение, выраженный микрорельеф и др.), как правило, назначаются для естественного возобновления леса без мер содействия.

Для оценки возобновления по шкале «Количество подроста главных пород, при котором могут назначаться сплошные рубки главного пользования с сохранением подроста» (табл. 3.12) учитывается условно крупный подрост, поэтому количество мелкого

исреднего подроста необходимо, предварительно умножив на 0,5

ина 0,8, добавить к крупному.

Таблица 3.12

Количество подроста главных пород, при котором могут назначаться сплошные рубки главного пользования с сохранением подроста

По шкале «Нормативы количества подроста главных древесных пород, обеспечивающего средозащитные функции леса при производстве равномерно-постепенных РГП» (табл. 3.13) при оценке возобновления и назначении возможного способа постепенной рубки главного пользования также учитывается условно крупный подрост и встречаемость подроста.

У живого напочвенного покрова подробно характеризуют видовой состав по ярусам, встречаемость, проективное покрытие, обилие, характер распределения живого напочвенного покрова на пробной площади. Дополнительно могут определять количество экземпляров растений, среднюю высоту растений (яруса), их фенологическое состояние, жизненность.

Вначале составляют общий список видов, встретившихся на пробной площади (выделе). В списке растения располагают по жизненным формам: кустарнички, полукустарнички, травянистые растения (многолетние и однолетние), мхи, лишайники.

Для более детального определения проективного покрытия или количества основных видов травяно-кустарничкового и мохо- во-лишайникового ярусов в пределах пробной площади закладывают 20–25 или более учетных площадок размером 1×1 (раункиеров), равномерно разместив их по всей площади, и на каждой учитывают все виды растений по форме табл. 3.14.

Таблица 3.13

Нормативы количества подроста главных древесных пород, обеспечивающего средозащитные функции леса при производстве равномерно-постепенных РГП

На первой учетной площадке перечисляют все виды встречающихся растений и под номером площадки в зависимости от необходимой точности записывают проективное покрытие или ставят знак + напротив каждого из перечисленных видов. Если на второй площадке встретятся новые виды растений, то под номером площадки 1 напротив этих видов ставят знак −, а под номером второй площадки записывают проективное покрытие или ставят знак + и т. д.

Встречаемость каждого вида растения на участке выражается в процентах (отношение числа площадок, на которых встречался хотя бы один экземпляр растения, к общему числу площадок, выраженное в процентах). Так, наличие растения на одной из 20 учетных площадок свидетельствует о 5% встречаемости, на пяти учетных площадках – о 25%, на 20 учетных площадках о 100% встречаемости. В целом для пробной площади определяется среднее проективное покрытие почвы каждым видом растения, проективное покрытие каждого яруса.

После закладки всех раункиеров обходят пробную площадь (участок леса) и записывают растения, не встретившиеся ранее, отдельно для травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов.

Обилие по шкале Друде или в баллах определяют по каждому виду растений с учетом среднего проективного покрытия ими почвы в пределах пробной площади и встречаемости (табл. 3.15).

При проектировании ландшафтных рубок, ландшафтно-

планировочной организации и рекреационном благоустройстве территории, при закладке пробной площади или обследовании территории городских лесов, лесопарковых частей зеленых зон необходимо дополнительно определять ряд ландшафтно-эстетиче- ских показателей (группу и тип лесопаркового ландшафта, классы эстетической и санитарной оценки, проходимости, стадию рекреационной дигрессии).

Рекреационные лесные (лесопарковые) ландшафты по характеру совокупного воздействия на отдыхающих и структурным особенностям, а также исходя из полноты, мозаичности и ярусности древостоев подразделяются на три группы: закрытые, полуоткрытые и открытые, (табл. 3.16).

Выделяют пять типов ландшафта: два закрытых, три полуоткрытых и два открытых.

Шкала эстетической оценки лесных ландшафтов предложена Л. Н. Рожковым и А. Г. Штейнбоком исходя из того, что естественные лесные ландшафты, не подвергшиеся антропогенным воздействиям, являются высокоэстетичными и могут быть отнесены к первому классу эстетической оценки (Приложение Г). Оценка корректируется в зависимости от лесорастительных условий, структуры лесного сообщества, санитарного состояния и контрастности с окружающими участками (Приложение Д). Класс эстетичности каждого лесного участка определяется как алгебраическая сумма исходной оценки, а также понижающих (со знаком

плюс) и повышающих (со знаком минус) оценок. Высшей эстетической оценкой является 1 класс, низшей – 5.

Класс санитарного состояния участка устанавливается с учетом замусоренности, захламленности, загрезнения атмосферного воздуха и уровня шумового загрязнения (табл. 3.17).

Для оценки стадий рекреационной дигрессии используют нижеприведенную шкалу:

І стадия – коренные ненарушенные насаждения с характерными признаками коренного типа. Живой напочвенный покров представлен лесными видами, присущими данному типу леса. Ненарушенная лесная подстилка. Насаждения совершенно здоровые, повреждение деревьев не более 10%. Плотность почвы нормальная.

ІІ стадия – малонарушенные насаждения. Имеет место внедрение «опушечных видов» в травянисто-кустарниковый ярус. Начало разрушения лесной подстилки. Ослабленных и поврежденных деревьев от 10 до 25–30% (следует иметь в виду, что они могли быть своевременно вырублены). Вытоптанная площадь составляет около 5%, протяженность троп до 0,05 км/час, средние высоты и текущий прирост в высоту на 5–10% ниже в сравнении с коренными ненарушенными насаждениями этого возраста.

ІІІ стадия – умеренно нарушенные насаждения. Подлесочный ярус и подрост частично поврежденные и изреженные, формируются куртинами, между которыми образуются вытоптанные поляны. Ослабленные и поврежденные деревья составляют от 25–30%

до 50% (они могли быть своевременно вырублены, что привело к снижению полноты насаждения). Лесная подстилка небольшой мощности, местами разрушена. Характерно сокращение численности и обилия лесных травянистых видов. Начало внедрения луговых видов. Почва уплотнена. Вытоптанная площадь составляет около 10%, протяженность троп до 0,12 км/га, средние высоты и текущий прирост в высоту на 11–15% ниже в сравнении с коренными ненарушенными насаждениями этого возраста полнота 0,6–0,7.

Третью стадию следует считать границей устойчивости коренного фитоценоза. Обстановка в фитоценозе еще остается чисто лесной. С прекращением рекреационного воздействия древостой сравнительно быстро восстанавливается в нормальное состояние.

ІV стадия – сильно нарушенные насаждения. Разрушение подстилки на полях, разрастание луговых травянистых видов и задернение полян. Резкое сокращение возобновления древесно-кустар- никовых пород. Дальнейшее увеличение освещенности под пологом, что ведет к образованию куртинно-полянного комплекса. Почва сильно уплотнена. Сохранившиеся деревья образуют насаждение с пониженной полнотой (при условии длительного во времени рекреационного воздействия). Вытоптанная площадь составляет около 20%, протяженность троп до 0,20 км/га, средние высоты и текущий прирост в высоту на 16–20% ниже в сравнении с коренными ненарушенными древостоями этого возраста, полнота древостоя 0,4–0,6. Ослабленных и поврежденных деревьев до 70%;

V стадия – деградирующие насаждения. Среди сплошно вытоптанной площади выделяются участки, занятые сорными и однолетними видами травянистых растений. Отдельные лесные виды сохраняются лишь вокруг стволов деревьев. Почти полное отсутствие лесной подстилки. Подрост и подлесок отсутствует или наблюдаются в небольшом количестве. Сохранившиеся деревья в основном больные или с механическими повреждениями. Ослабленных и поврежденных деревьев более 70%. Вытоптанная площадь превышает 20%, протяженность троп более 0,20 км/га, средние высоты и текущий прирост сохранившихся деревьев на 25% и более ниже в сравнении с коренными ненарушенными древостоями этого возраста, полнота древостоя 0,3–0,5 и более.

Проходимость участка зависит от рельефа местности, дренированности почв, густоты древостоя, подлеска, подроста и захламленность насаждения.

Выделяют три класса проходимости:

1 – продвижение свободное почти во всех направлениях;

2 – продвижение ограничено густотой древостоя, подростом, подлеском и др. факторами и возможно лишь в определенных направлениях;

3 – свободное продвижение практически невозможно (продвижение затруднено во всех направлениях).

Расчет лесоводственно-таксационных показателей древо-

стоев. В дальнейшем материалы закладки пробных площадей обрабатывают и сводят в табл. 3.18.

Таблица 3.18

Лесоводственно-таксационная характеристика насаждений на пробных площадях

Для расчета лесоводственно-таксационных показателей древостоев кафедрой лесоводства разработаны программы «FORESTRY» и «FORESTRY–2», позволяющие вычислить их автоматически на компьютере в среде Microsoft Excel [49].

Общая структура программы «FORESTRY» включает три основных блока:

–базу данных по основным лесообразующим породам, куда включены сосна, ель, дуб, ясень, клен, граб, береза, осина, ольха черная;

–сводную таблицу рассчитываемых лесоводственно-таксацион- ных характеристик в целом для древостоя на пробной площади;

–таблицу для статистической обработки распределения совокупности деревьев по ступеням толщины.

Программа устроена таким образом, чтобы обеспечить мак-

симальное удобство использования.

Исходными данными для вычислений являются:

–число деревьев по ступеням толщины в разрезе пород (элементов леса);

–средняя высота деревьев по ступеням толщины для каждой породы (элемента леса);

–площадь пробной площади;

–возраст каждой породы (элемента леса);

–номер пробной площади;

–ярус древостоя;

–тип леса и тип условий местопроизрастания.

Ввод исходных данных производится по каждой породе (элементу леса), присутствующей в составе древостоя, в соответствующие выделенные для удобства ячейки и графы. После заполнения листов по породам (элементам леса) на листе «Результат» вводятся номер пробной площади, тип леса и тип условий местопроизрастания, ярус. Программа автоматически выводит рассчитанные лесоводственно-таксационные показатели для каждой породы на данный лист: коэффициент участия, средний диаметр, средняя высота, относительная полнота, класс бонитета и запас древостоя.

Так как в лесоводственных исследованиях используются выборочные методы, необходима статистическая оценка достоверности полученных данных. В большинстве случаев в дипломном проектировании достаточно рассчитать следующие статистические показатели: среднеарифметическое значение показателя, среднеквадратическое отклонение, их ошибки, коэффициент вариации и его ошибка, точность исследования.

Для определения важнейших статистических показателей в программах «FORESTRY» и «FORESTRY–2» на листе «Стати-

стика» вводится количество деревьев по ступеням толщины для преобладающей в древостое породы, которая указывается в соответствующей ячейке верхней части листа. В оставшиеся ячейки вносятся нули. Расчет вышеперечисленных статистических показателей производится автоматически, итоги выводятся на лист «Результат».

Данные расчета лесоводственно-таксационных показателей (лист «Результат») приводят в приложении к проекту (работе) и вносят в табл. 3.18.