Старые насаждения сосны и влияние густоты на размер деревьев

Год назад мы изучали старые сосновые леса вокруг г. Перми. Продолжая исследования, мы получили весьма неожиданные результаты [1, 2]. Так, после сплошного картирования деревьев на площади 1.1 га были определены 280 расстояний до ближнего соседа у живых деревьев. Эти расстояния очень слабо повлияли на диаметр соседствующих деревьев при г = 0.148±0.063 и силе влияния всего лишь 4%.

Цель данной работы - выяснить силу влияния густоты, как фактора, на уровне всего насаждения и далее на территориях с постепенно уменьшающимися размерами вплоть до ячеек 10 x10 м, когда некоторые из них уже оказываются без деревьев. Это можно представить как анализ влияния густоты с переходом от уровня макросообщества (древостоя) к микросообществам деревьев (биогруппам).

Методика исследования представляла собой статистический анализ данных после расчленения территории на серию пробных площадей (till) разных размеров.

Анализ результатов показал, что при первом разделении массива сосны на четыре till размером 60x90 м по отношению к пробной площади 1 (till 1) на остальных пробах густота оказалась больше на 217 %, что привело к снижению относительной полноты на них до 0.80-0.95. Аналогичное снижение показали и средние арифметические диаметры - от 43 см на самой редкой till 1 и до 38.8 см на самой густой пробе till 3 (табл. 1).

Отличия по средним диаметрам от till 1 по критерию различия t оказалось высоко достоверны для всех трех ПП с большей густотой, однако по ее ретроспекции есть один ньюанс. Дело в том, что различия по густоте между till 1 и till 3 составляют ныне 17%, но примерно 60 лет назад они достигали 26%, что хорошо видно на диаграмме, где пробы расположены в порядке возрастания густоты. Ее увеличение приводит к закономерному снижению полноты на 0.14 и диаметра на 4.2 см или на 10%. При этом наилучшие таксационные показатели имеет till 1 с малой густотой (рис. 1).

Полученные результаты, в сущности, не показали ничего нового - влияние густоты на рост насаждений известно давно. Однако сила ее влияния как фактора в количественном выражении по типам леса точно не известна. Для этого обычно закладывают не менее 15-20 пробных площадей с тем, чтобы построить точечные диаграммы для изучения связи густоты со средними диаметрами деревьев на пробах, и далее рассчитать корреляции, построить линии тренда и получить оценки силы влияния густоты по коэффициентам аппроксимации. Но можно воспользоваться и другим способом, о котором было сказано выше, применяя анализ till с постепенно уменьшающимися размерами, вплоть до ячеек 10x10 м.

Таблица 1

Сравнение показателей таксации сосны на пробных площадях (ПП) размером 60x90 м (0.54 га) в массиве площадью 2.16 га

Показатели	Ед. измер.	ПП 1	ПП2	ПЛЗ	ПП4	Всего, в среднем
Учтено деревьев,	ШТ.	170	189	199	174	732
Густота	шт./га	315	350	369	322	339
То же, отношению к ПП 1	%	100	111	117	102	-
Полнота	хг/га	47,5	44,7	37,6	41,2	42,8
Относительная полнота		1,01	0,95	0.80	0,87	0,91
Диаметр по площади сечения	СМ	43.8	40,3	39.4	40,4	41,0
Сравнение по q	оеднеарифметическим диаметрам
Среднеарифметический диаметр	СМ	43.0	39,6	38.8	39,5	40,2
То же, по отношению кПП 1	%	100	92,0	90,1	91,8	-
Стандартное отклонение	см	8,40	7,67	6,96	8,42	7,86
Статистическая ошибка	см	0,64	0,56	0,49	0,64	0,29
То же. в % к среднему	%	1,5	1,4	1,3	1,6	0,7
Отличие от ПП 1. критерий t	-	-	4,0	5,2	3,9	-

Пробные площади

Рис. 1. Таксация древостоев сосны: а - густота, слева текущая, справа 60 лет назад; б - полнота; в - средний диаметр.

В результате оказалось, что на самых малых пробах размером 10*10 м влияние густоты становится малозначимым; аппроксимация линий тренда от линейного до полиномов 6-й степени дает практически одинаковые результаты и значения R колеблются в пределах 0.06-0.107, т. е. сила влияния фактора густоты на уровне микросообществ составляет от 6 до 11%, составляя в среднем 9%. Но картина влияния неоднородна. В массиве площадью 2.16 га при его разделении на 4 пробы есть места с редким (1 111 1) и с густым размещением деревьев (ПП3), где влияние густоты резко отличается (табл. 2). ~

Достаточное число данных позволило применить полином 6-й степени, который адекватно описывает линию средних диаметров вплоть до самых густых площадок, где встречалось 6-7 деревьев. При таком их числе заметно некоторое снижение среднего диаметра ниже его среднего значения по древостою, который показан пунктиром (рис. 2).

Таблица 2

Влияние густоты на диаметр деревьев на малых ПП размером 10x10 м, расположенных в густом и редком месте массива сосны

Расположение малых ПП	Их число, шт.		Кор-реляция	Коэффициент аппроксимации
				линей-нам связь	полиномы, степень							Среднее по полино-мам
					2	3	4	5		6
Весь массив	216		-0.238	0,06	0.088	0.088	0.092	0.094		0,107		0,09
Густое место, ПЛЗ	54		-0,437	0,19	0,218	0,266	0,268	0,301		0,329		0,28
Редкое место, ПП 1	54		-0,219	0,05	0,055	0,064	0,065	0,067		0,067		0,06
Различие между густым и редким местом расположения малых проб. ПП 3 / ПП 1
			2.0	3.8	4.0	4.2	4.1		4.5		4.9		4,6

Однако разброс значений оказался настолько велик, что при 5 деревьях на площадке есть средние диаметры более 50 см. а среднее значение диаметра на линии тренда даже увеличивается по сравнению с его значением на площадках с четырьмя деревьями.

Число деревьев на площадке 10 на 10 м, шт.

Рис. 2. Влияние числа деревьев на площадке размером 10x10 м на средний диаметр деревьев на ней в массиве сосны площадью 2.16 га.

Полученные результаты имеют очень серьезные теоретические последствия для лесоводства в целом и рубок ухода в частности. Так как в биологически спелом лесу на уровне микроценозов влияние густоты на диаметр деревьев становится незначимым и не превышает по своей силе 10%. то из этого следует, что разреживание густых мест в более раннем возрасте - в средневозрастных и приспевающих насаждениях - не будет иметь значимого эффекта для увеличения размера деревьев. Регуляция густоты с этой целью должна осуществляться в молодняках, в возрасте до 20 лет. Здесь возможно ее снижение даже в несколько раз. с оставлением только деревьев-лидеров при условии, что между ними будет расстояние не менее 1.7 м. Данный параметр для рубок ухода был установлен при специальной обработке и анализе данных этого же массива сосны с использованием метода ближнего соседа, и этот параметр хорошо согласуется с результатами многолетних опытов с лесными культурами, в том числе культурами плантационного типа, о чем мы говорили в специальной статье [2].

В дальнейших исследованиях мы будем уточнять полученную силу влияния густоты, применяя другие методы анализа, с использованием полигонов питания деревьев.