Имитационное моделирование оптимальных схем лесопосадки с учетом воздействия внешних факторов

На сегодняшний день альтернативой лесозаготовок в естественных древостоях является создание искусственных лесных плантаций, обеспечивающих получение древесины с заданными качественными характеристиками. Одним из способов повышения продуктивности насаждения является регулирование густоты и взаимного расположения деревьев [1]. В процессе роста древостоя происходит отмирание отдельных деревьев вследствие воздействия ветровалов, фитофагов, что отражается на общем запасе древесины. В связи с этим возникают задачи, направленные на разработку оптимальных схем лесопосадки, которые обеспечивают получение максимального запаса древесины, учитывая гибель деревьев в результате случайных факторов.

Для решения этих задач использовали разработанную ранее имитационную модель динамики древесных сообществ, в которой учитывается пространственное расположение каждого дерева, что позволяет легко имитировать различные схемы лесопосадок [3].

Изначально определяли оптимальные схемы посадки для получения максимального запаса древесины возраста технической спелости, не учитывая влияния внешних факторов. Техническая спелость древостоя отражает качество и размеры сортимента лесоматериала и применяется при расчетах возраста рубки в эксплуатационных лесах. Для еловых лесов на территории Дальневосточного региона возраст технической спелости и соответственно возраст рубки составляет 100– 120 лет в зависимости от класса бонитета [2].

На рис. 1 показаны графики запаса древесины, достигшей возраста технической спелости в зависимости от начальной плотности древостоя при прямоугольной и шахматной схемах посадки.

Результаты вычислительных экспериментов показали, что оптимальная плотность древостоя, обеспечивающая максимальный запас древесины

в возрасте 120 лет, составила: 740 шт/га – шахматная схема посадки, 638 шт/га – прямоугольная схема посадки. Максимальный запас древесины для шахматной схемы посадки составил 635 м3/га, для прямоугольной схемы 537 м3/га.

Показано, что процесс самоизреживания древостоя зависит как от начальной густоты насаждения, так и от взаимного расположения деревьев на участке, что в итоге определяет величину запаса древесины с заданными качественными характеристиками. Установлено, что квадратная схема посадки является оптимальной по сравнению с прямоугольной для получения максимального запаса древесины заданного диаметра [4].

Далее моделировали запас древесины еловых насаждений для прямоугольной и шахматной схем посадки, учитывая гибель деревьев в результате воздействия внешних факторов. При ежегодном изъятии 1,5% деревьев в течение всего периода роста древостоя максимальный запас древесины для шахматной схемы посадки составил 182 м3/га, для прямоугольной схемы 180 м3/ га (рис. 2). Таким образом, показано, что в случае ежегодного воздействия внешних факторов мак-

Число деревьев, шт/га

□ прямоугольная схема □ шахматная схема

Рис. 1. Запас древесины елового насаждения в зависимости от начальной плотности древостоя и схемы посадки без учета влияния внешних факторов

Fig. 1. Timber stock of spruce plantation dependent on the initial forest stand density and planting pattern without account of the external factors influence

Число деревьев, шт/га

□ прямоугольная схема □ шахматная схема

Рис. 2. Запас древесины елового насаждения в зависимости от начальной плотности древостоя и схемы посадки, учитывая влияние внешних факторов

Fig. 2. Timber stock of a spruce plantation dependent on the initial forest stand density and planting pattern with account of the external factors infl uence симальные запасы древесины для квадратной и прямоугольной схем посадки имеют близкие значения.