Глава III Таксационное районирование лесов СССР

Глава III
Таксационное районирование лесов СССР

Цель, задачи и особенности лесотаксационного районирования

Каждой древесной породе присущ свой ареал, в пределах которого рост, продуктивность, строение и товарная структура древостоев различаются по отдельным районам, природные комплексы которых, условия существования и развития древесной растительности различны между собой. Это и определяет необходимость таксационного районирования лесов как важного условия правильной постановки и организации лесоучетного дела в стране, построения и применения единой и взаимосвязанной системы общесоюзных и региональных лесотаксационных нормативов.

Лесотаксационное районирование - вид специального природного районирования, главной отличительной особенностью которого является разделение лесной территории на части по принципу общности роста, продуктивности, строения и товарной структуры естественных древостоев.

Лесотаксационный район - территориально обособленная площадь лесов, в пределах которой при инвентаризации лесного фонда и лесоучетных работах могут и должны применяться одни и те же таксационные нормативно-справочные материалы.

Цель и задачи таксационного районирования определяют его особенности, которые сводятся к следующему.

1. Разделение лесной территории на части осуществляется по сходству хода роста, продуктивности, строения и товарной структуры естественных древостоев. В отличие от других видов природного районирования при таком подходе районируются не причины (почвенно-климатические), вызывающие различия в породном составе лесов, их росте и продуктивности, а следствие этих причин, т.е. сам ход роста древостоев и их товарная структура.

2. Границы лесотаксационных районов устанавливаются по древесным породам с учетом их биологических особенностей.

3. Зоны проявления общности в ходе роста древостоев (динамический критерий) и их товарности (статический критерий) могут не совпадать. Следствием этого является то, что в рамках общего таксационного районирования лесов следует различать: районирование хода роста древостоев и построенных на базе таблиц хода роста других лесотаксационных нормативов; районирование сортиментных и товарных таблиц.

4. При обосновании дробности районирования учитываются и взаимно увязываются: требуемая точность таксации, применяемые методы лесоинвентаризации, наличие и качество необходимой для районирования исходной информации.

5. В отличие от других видов природного районирования лесотаксационное не имеет ранговой иерархии, а предполагает разделение территории сразу на таксономические единицы низшего ранга - районы и подрайоны.

Для удобства практического пользования границы лесотаксационных районов согласованы (в возможных пределах) с другими видами природного районирования, а также с административным делением территории вплоть до областей.

6. Основанием для разработки схем районирования служат экспериментальные данные, характеризующие рост, продуктивность и товарность древостоев, и осуществленные на основе анализа этого материала классификация и системное моделирование всего природного разнообразия хода роста и товарности древостоев разных географических районов и условий местопроизрастания.

К настоящему времени достаточно обоснованные и проверенные схемы районирования разработаны лишь для европейской части СССР. Районирование азиатской территории страны вследствие слабой изученности лесов и нехватки опытного материала проведено лишь приближенно по зонам действия лесотаксационных справочников и требует дальнейшего уточнения и детализации.

Принципы и критерии районирования таблиц хода роста [18]

Основным принципом районирования таблиц хода роста является деление территории на части на основании сходства и различия в росте и продуктивности древостоев, развивавшихся без антропогенного воздействия и заметных отклонений от естественного хода роста и развития.

Соблюдение этого принципа обеспечивает учет всех особенностей лесотаксационного районирования, позволяет четко (количественно) характеризовать единый природный комплекс "среда - лес", найти связи и закономерности в изменении компонентов этого комплекса, получить необходимую информацию для построения и привязки всей системы (единых и районированных) лесотаксационных нормативов.

Критерии районирования должны отвечать следующим требованиям:

- характеризовать динамические ряды роста;

- быть составной частью или служить исходным основанием всех или большинства лесотаксационных нормативов;

- учитывать влияние комплекса природных факторов;

- иметь четкие и достоверные количественные связи с остальными таксационными показателями;

- быть простыми по форме, емкими по содержанию и доступными для практического определения.

С учетом этих требований в качестве критериев районирования приняты 2 показателя: тип роста в высоту и класс бонитета, или их комплексный аналог - стандартизированный ряд роста в высоту нормальных древостоев.

Среди других таксационных признаков, характеризующих рост и продуктивность древостоев, эти показатели обнаруживают наиболее тесную связь с географическими районами. Они просты и легко доступны для определения, тесно связаны между собой, представлены конкретными числовыми величинами и являются ведущими по отношению ко всем остальным таксационным показателям. Класс бонитета обеспечивает предварительную однозначную (в одном масштабе) группировку сравниваемых рядов разных географических районов по идентичности качества условий местопроизрастания, а тип роста в высоту позволяет в пределах этих групп комплексно оценивать сходство и различие рядов роста по географическим районам. Поэтому за главный критерий районирования принят тип роста в высоту, величина разницы в котором между двумя смежными районами установлена равной одному типу, что составляет 7% разницы по ходу роста в высоту.

Схема районирования таблиц хода роста. В результате картографического анализа характера изменения изолиний принятого критерия районирования по основным лесообразующим породам (сосне, ели, березе), последующего их обобщения и согласования леса европейской части СССР разделены на 5 лесотаксационных районов (рис. 2).

I. Западный район включает: прибалтийские республики, всю территорию Белорусской, Украинской и Молдавской ССР. Характеризуется большим разнообразием почвенных условий с широкой амплитудой производительности древостоев (средний бонитет 1,6) и оптимальными климатическими условиями. Во всех классах бонитета рост древостоев отличается более быстрым темпом, чем в остальных лесотаксационных районах (средний тип роста - 6,5).

Наблюдающиеся в северной и южной частях района некоторые различия в темпах роста послужили основанием к его делению на 4 подрайона: северный (Эстонская и Латвийская ССР), западный (Литовская и Белорусская ССР, Украинское Полесье), Карпаты и южный. Граница между западным и южным подрайонами определяется изолинией суммы осадков за период с температурой больше +10°С, равной 350 мм.

II. Центральный район охватывает большую территорию европейской части РСФСР (часть южной тайги, всю зону смешанных хвойно-широколиственных лесов, лесостепную и степную зоны) и характеризуется большим разнообразием лесорастительных условий и природных ландшафтов.

В район входят: Ярославская, Костромская, Кировская, Калининская, Ивановская, Смоленская, Московская, Владимирская, Горьковская, Брянская, Калужская, Тульская, Рязанская, Орловская, Курская, Белгородская, Тамбовская, Воронежская, Липецкая, Пензенская, Саратовская, Ульяновская, Куйбышевская, Оренбургская области, Марийская, Чувашская, Татарская и Мордовская АССР, а также леса среднего и южного Урала и его предгорий.

Характеризуется преобладанием высокобонитетных древостоев (I, 5 - II, 5) и благоприятными климатическими условиями, обеспечивающими относительно хороший их рост (средний тип роста - 8,0).

Так же, как в I лесотаксационном районе, леса, расположенные вблизи южной и юго-восточной границы района и имеющие островной характер, отличаются несколько меньшей производительностью и более замедленным, чем в остальной части района, темпом роста. Поэтому они выделены в особый подрайон, северная граница которого приближенно проходит между лесостепной и степной зонами.

Леса Урала и его предгорий по своей производительности и характеру роста также несколько отличаются от остальной части района. По этой причине решением Координационного совещания по проблемам лесной таксации и лесоустройства (1983 г.) они выделены в отдельный подрайон, куда входят: Башкирская АССР, Пермская, Свердловская и Челябинская области.

III. Северо-Западный район включает леса Карельской АССР, Мурманской, Ленинградской, Новгородской и Псковской областей. Характерным для природного комплекса района является некоторый дефицит тепла при достаточном (а часто избыточном) количестве влаги. Общий уровень производительности лесов (средний класс бонитета IV), как и темп их роста, характеризуемый в целом как умеренный (средний тип роста - 9,6), значительно ниже по сравнению с первыми двумя районами.

Леса северной Карелии и Кольского полуострова, расположенные за полярным кругом, из-за резкого ухудшения лесорастительных условий отличаются еще более низкой производительностью и темпом роста. Это послужило причиной выделения их в особый - северный подрайон.

IV. Северо-Восточный район. Сюда входят леса Коми АССР, Архангельской и Вологодской областей. Характеризуется наименее благоприятными для роста древостоев природными условиями. Значительный дефицит тепла и избыток влаги обусловили здесь произрастание относительно низких по производительности (средний класс бонитета V) древостоев, характеризуемых более медленным по сравнению с другими районами темном роста (средний тип роста - 11,2).

По степени сходства лесорастительных условий и зонам действия лесотаксационных нормативов район делится на 4 подрайона: притундровый, северо-таежный, среднетаежный и южно-таежный.

V. Горные леса Кавказа и Закавказья. Этот район включает леса северного Кавказа (Краснодарский и Ставропольский края), горного Кавказа и Закавказья (Грузинская, Армянская, Азербайджанская ССР). Они отличаются специфическим породным составом, высокой производительностью и относительно быстрой скоростью роста. Деление лесов этого района на подрайоны может осуществляться с учетом различий и закономерностей в росте и производительности древостоев, обусловленных вертикальной зональностью.

Принципы, критерии и основы методики районирования сортиментных и товарных таблиц

Основной принцип районирования - разделение территории лесов по сходству и различию в строении и товарной структуре древостоев. Следовательно, район - это территориально обособленная площадь лесов, в пределах которого применяются одни и те же сортиментные и товарные таблицы.

Критерий районирования - проценты выхода деловой древесины по категориям крупности и сортам для деловых деревьев и древостоев I класса товарности, а также проценты выхода дров.

При районировании сортиментных таблиц эти проценты сопоставляются по составляющим породам для деловых стволов с одинаковыми диаметром и высотой, при районировании товарных таблиц такое сопоставление делается для древостоев I класса товарности с одинаковыми средними диаметрами и высотами.

Территории лесов относятся к разным районам, если критерии районирования различаются - в лесодефицитных районах более чем на 5% и лесоизбыточных районах более чем на 6%.

Методической основой для установления границ районов является связь товарной структуры древостоев (критериев районирования) со средними таксационными показателями, характеризующими лесной фонд на уровне областей, а в северных и приграничных районах - на уровне крупных лесхозов.

Выход деловой древесины по сортам и категориям крупности, а также выход деловых сортиментов и дров по породам зависит в основном от возраста, состава, полноты и класса бонитета (условий местопроизрастания).

Различие в выходе основных сортов и категорий крупности деловой древесины на заданную величину критерия районирования (5-6%) равносильно изменению любого из перечисленных таксационных показателей спелых и перестойных древостоев в пределах, указанных в следующей таблице.

Придержки для районирования лесного фонда по зонам действия сортиментных и товарных таблиц [41]

Порода	Средний возраст, лет	Средняя полнота, ед.	Средний бонитет, число классов	Средний состав, ед.
В лесоизбыточных районах
С	20	0,25	2	3
Е	30	0,2	2	5
Б	20	0,2	2	4
Ос	20	0,3	2	2,5
В лесодефицитных районах
С	20	0,2	1,5	2
Е	25	0,15	1,5	4
Б	15	0,2	1,5	3,5
Ос	15	0,25	1,5	2

В случае одновременной разницы в нескольких таксационных показателях приведенные в таблице пределы районирования уменьшаются согласно следующему соотношению:

,

где:

a - заданный критерий районирования (5 или 6%); , , , - различия в среднем возрасте, полноте, классе бонитета и составе древостоев анализируемых областей; , , , - то же по табличным данным.

Схема районирования сортиментных и товарных таблиц для европейской части СССР. Схема районирования зон действия сортиментных и товарных таблиц (рис. 3) разработана на основе картографического анализа изолиний динамики критерия районирования по материалам, характеризующим лесной фонд (спелые и перестойные древостои) европейской части СССР.

Схема является общей для всех основных лесообразующих пород. Она получена путем обобщения подобных схем районирования отдельных древесных пород. Схема определяет границы районов применения сортиментных и товарных таблиц, в которых содержатся сведения о выходе деловой древесины по категориям крупности и сортам. Если в таблицах показан выход деловой древесины только по категориям крупности (сведения о сортах отсутствуют), то зоны их применения расширяются. В этом случае допустимо объединение 1 и 2; 4, 6 и 9 районов.

Товарность древостоев существенно зависит от их происхождения (семенное, порослевое), возрастной структуры (одновозрастный, разновозрастный), проведенных хозяйственных мероприятий (мелиорации) и режима выращивания (систематические рубки ухода, выборочные рубки). Для оценки сортиментной и товарной структуры таких древостоев в пределах выделенных районов желательно составление и применение специальных таблиц.

Связь лесотаксационного и других видов природного районирования [18]

Сравнительный анализ схем-карт физико-географического, естественно-исторического, геоботанического, природного, агроклиматического, климатического, лесорастительного и лесохозяйственного районирований со схемой лесотаксационного районирования позволяет отметить следующее.

1. Между картами разных видов районирования имеются существенные различия как в числе, так и границах таксонов разного уровня. Это различие обусловлено разным целевым назначением отдельных видов районирования и, как следствие этого, различными принципами и методическим подходом к решению вопроса, а также дробностью самого районирования.

2. Степень согласованности числа и границ отдельных таксономических единиц районирования зависит от их ранга в общей системе. Чем выше ранг, т.е. чем крупнее таксономическая единица, тем лучше согласование, и, наоборот, с переходом на низшие единицы степень согласованности их числа и границ резко падает.

3. Наибольшее сходство между собой обнаруживают карты физико-географического, естественно-исторического и природного; геоботанического и лесорастительного; агроклиматического и климатического районирований, т.е. те, которые имеют сходные принципы и критерии деления территории.

4. Лесорастительное районирование является одним из оснований для таксационного районирования лесов, но не заменяет его. Различия между ними обусловлены их особенностями, а также существующей несогласованностью имеющихся схем лесорастительного районирования между собой. Большинство схем лесорастительного районирования позволяют с той или иной дробностью установить границы районов, в которых определенным образом сочетаются условия распространения и существования древесной растительности, т.е. особенность каждого лесорастительного района определяется характеристикой преобладающей растительности - индикатора соответствующих почвенно-климатических условий.

В отличие от лесорастительного районирования лесотаксационное позволяет дать численную оценку особенностей роста, продуктивности, строения и товарной структуры древостоев выделенных районов. Так, в пределах Московской области, по В.В. Алехину, выделено 3, а по Б.И. Иваненко - 5 лесорастительных районов, а таксируются эти леса по одним и тем же нормативным материалам, т.е. их рост и товарная структура (в пределах однородных категорий древостоев) одинаковы.

5. По сравнению с другими видами природного районирования дробность лесотаксационного значительно меньше. Причинами этого являются: во-первых, то, что лесотаксационное районирование не имеет ранговой иерархии, а ограничивается делением территории сразу на районы, которые могут быть приравнены к таксономическим единицам высших порядков других видов районирования; во-вторых, основным критерием лесотаксационного районирования является характер хода роста или товарность древостоев, а не условия, их обеспечивающие. В результате этого в одном и том же лесотаксационном районе могут быть резко различающиеся по почвенно-климатическим характеристикам области (см. рис. 2). Это обусловлено тем, что, несмотря на различия в природных условиях этих районов, ход роста древостоев в них одинаковый. Так, например, нехватка тепла на северо-западе и влаги на юго-востоке одинаково отражается на характере хода роста древостоев, давая сходный результат.

6. Границы лесотаксационных районов сходны с линиями изобонитетов, а также с изолиниями комплексного климатического индекса Х. Патерсона, климатологического показателя обеспеченности роста древесных растений П.В. Воропанова и количества осадков за период с температурой выше +10°С. Сравнение изолиний нарастания степени континентальности климата (по Н.Н. Иванову) с границами лесотаксационных районов обнаруживает перпендикулярность их друг другу, что также свидетельствует о наличии связи между ними.

Связь продуктивности древостоев с климатическими факторами [18]

Одним из наиболее перспективных направлений решения проблемы лесотаксационного районирования является выявление связей между ростом, продуктивностью и товарной структурой насаждений, с одной стороны, и средой их обитания - с другой, позволяющих объяснить и численно характеризовать природу и причины различий по отдельным географическим районам.

Из работ, посвященных моделированию этих связей, выделим следующее.

1. Величина прироста органического вещества растительности зависит от гидротермического режима территории, характеризуемого следующим климатическим индексом (по Х. Патерсону, 1956):

,

где: - средняя температура самого теплого месяца, °С; - разность температур самого теплого и самого холодного месяцев, °С; P - среднее количество осадков за год, мм; G - продолжительность вегетационного периода, мес.; - редукционный коэффициент на транспирацию и испарение (рассчитывается по кривой динамики взаимосвязи солнечной радиации на полюсе и в изучаемом районе), %.

От полюса до экватора величина индекса j варьирует от 0 до 20 000. В районах, где , существование растительности невозможно.

Между климатическим индексом и текущим приростом по запасу имеется корреляционная связь (по В. Ертельду, 1966):

Индекс	0-25	26-100	101-300	301-1000	1001-5000	5000 и
,	0	0-3	3-6	6-9	9-12	12 и >

2. Связь ежегодного прироста веса фитомассы основных растительных формаций суши за вегетационный период в условных единицах (Ф) с величиной солнечной радиации и условиями увлажнения характеризуется формулой (по В.Л. Черепнину, 1973):

Ф = РВ,

где: Р - индекс солнечной радиации (тепловая и световая энергии, используемые растениями), выраженный в долях от величины радиации на экваторе; В - индекс влажности (используемой растениями во всех ее видах), выраженный в долях от величины оптимального увлажнения.

3. На единицу радиационного баланса или на 100° сумм активных температур, при общей обеспеченности растений влагой приходится для древостоев отдельно взятой древесной породы в одинаковом возрасте одна и та же величина годичного прироста древесины независимо от географического района (К.Б. Лосицкий, 1973). Эта величина, названная показателем потенциальной продуктивности леса на единицу тепла, в среднем для всех географических районов оказалась равной: для сосны - 0,18 , ели - 0,24, дуба - 0,14, березы - 0,16, осины - 0,22 или на 100° сумм активных температур: сосна - 0,22 , ель - 0,30, дуб - 0,19, береза - 0,20 и осина - 0,26 .

Выявленная закономерность, по данным К.Б. Лосицкого, позволяет с точностью 5-15% определить потенциальную продуктивность древостоев для любого географического района. Следовательно, для районирования лесов по потенциальной продуктивности древостоев достаточно определить средние многолетние значения радиационного баланса или сумм активных температур по отдельным районам и, задавшись определенной величиной их различия, установить границы районов.

4. Климатологический показатель обеспеченности роста древесных растений (K) определяется по формуле (П.В. Воропанов, 1970):

,

где: - абсолютная температура воздуха; a - относительная влажность воздуха; - абсолютная температура почвы; Ос - количество осадков.

Понижение значений коэффициента K характеризует ухудшение условий роста древостоев. Поскольку этот коэффициент обнаруживает связь с продуктивностью древостоев, то, по мнению П.В. Воропанова, различие в климатологическом показателе, равное единице, в древостоях одинакового состава и полноты при равном календарном возрасте и произрастающих на почвах идентичного плодородия может служить критерием для деления лесов на таксационные районы.

5. Для характеристики лесорастительной пригодности климата Г.И. Горев (1968) предлагает использовать формулу:

,

где: - количество осадков, испаряющихся при соответствующем количестве тепла (сумме t° > +10°), для данной местности; T - сумма температур воздуха выше +10°; - сумма температур воздуха выше +10°, которая используется на испарение.

Величина определяется в зависимости от условий увлажнения местности. При недостатке влаги (гидротермический коэффициент меньше 1,0) она принимается равной сумме осадков за вегетационный период. При превышении осадков над испарением (ГТК больше или равно 1,0) R принимается равным испаряемости или определяется по упрощенной формуле Селянинова как 0,1 T. Следовательно, показатель благоприятности климата для роста древостоев определяется по разности между количеством осадков, испаряющемся при , и дефицита осадков, оказывающих неблагоприятное воздействие на рост растений при избытке тепла.

Для каждой древесной породы определенного типа леса или класса бонитета показатель К обнаруживает тесную связь со средней высотой древостоя в фиксированном возрасте. Например, в 100-летних сосняках, растущих на бедных свежих почвах в брусничном типе леса, связь с показателем благоприятности климата описывается уравнением: .