Модели таблиц хода роста оптимальных насаждений

Оптимальные древостои отражают динамику определенной численности стволов, которая позволяет достичь заданного критерия оптимальности.

В эксплуатационных лесах структуру древостоя перестраивают таким образом, чтобы она позволила в кратчайший срок достичь максимума среднего прироста крупной и средней древесины. В этой связи построение оптимальных таблиц хода роста состоит из нескольких этапов.

Первый этап начинается с того, что сначала находят графическую, а затем аналитическую зависимость числа стволов от возраста. С этой целью на график по оси ординат откладывают число стволов, а по оси абсцисс – возраст. Верхнюю N_верх и нижнюю N_ниж границы поля рассеивания точек ограничивают плавными кривыми, которые описывают параболой 3-го порядка:

N_верх = - 1,7014 × 10^-4А³ + 1,557 × 10^-1А² – 39,076А + 3513,6; (3.11)

N_ниж = - 2,0360 × 10^-4А³ +1,2265 × 10^-1 А² – 23,694А + 1786,9. (3.12)

На втором этапе каждый возрастной интервал анализируется как самостоятельный объект исследования: строят графики зависимости средних значений таксационных показателей (высота, диаметр, видовое число) от густоты древостоев. В узком возрастном диапазоне (по 10-летиям) эта связь передается линейным уравнением:

Н₂₀ = а + bN₂₀;

H₃₀ = a + bN₃₀;

H₄₀ = a + bN₄₀;

. . . . . . . . . .. .

H_i = a + bN_i. (3.13)

D₂₀ = a + bN₂₀

D₃₀ = a + bN₃₀;

D₄₀ = a + bN₄₀;

. . . . . . . . . . . .

D_i = a + bN_i. (3.14)

F₂₀ = a + bN₂₀;

F₃₀ = a + bN₃₀;

F₄₀ = a + bN₄₀;

. . . . . . . . . . . . .

F_i = a + bN_i. (3.15)

Третий этап начинается с анализа параметров a и b линейных уравнений (3.13 – 3.15), описывающих связь таксационных признаков от возраста. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют, что параметры а и b в свою очередь подчиняются определенной закономерности, но уже от возраста насаждения. Она с высокой степенью приближения передается параболой 2–го, либо 3-го порядка. Не исключаются и другие виды уравнений.

На четвертом этапе путем подстановки подобранных уравнений регрессии, описывающих зависимость параметров а и b в уравнениях (3.12 – 3.14) от возраста А, составляются комбинированные параметрические уравнения с двумя переменными: возрастом и числом стволов в этом возрасте :

Н = f(A; N); D = f(A; N); F = f(A; N).

Подобранные уравнения регрессии являются базовыми для последующих расчетов высоты, диаметра, видового числа. Эти три показателя являются основными при определении запаса насаждений по формуле (3.8).

Предполагая нормальный вид распределения числа стволов в древостоях, для лиственничников составлено три следующих параметрических уравнения регрессии:

Н = (-3,3412 ∙ 10^-6А² + 1,2043 ∙ 10^-4А - 5,1549 ∙ 10^-3)N+(-1,2388 ∙ 10^-6А² +

+ 2,7652∙10^-1А + 7,5983); (3.16)

D = (-3,5384 ∙ 10^-6А² + 2,2247 ∙ 10^-4А - 1,0369∙10^-2)N + (3,0947∙10^-4А² +

+ 0,22552А + 9,9244); (3.17)

F = (2,1324 ∙ 10^-8А² - 1,7444 ∙ 10^-6А + 2,0049 ∙ 10^-4)N + (-6,3304 ∙ 10^-6А² +

+ 6,6846 ∙ 10^-4А + 0,32288); (3.18)

С их помощью рассчитывают динамику таксационных показателей для своего варианта. В качестве вариантов приняты возрастные интервалы. 1 вариант - 10-30 лет; 2 – 31-60 лет; 3 - 61-90 лет; 4 – 91-120 лет; 5 – 121-150 лет; 6 – 151-170 лет ; 8 – 171-190 лет; 191-210 лет. Подставляя в уравнения (3.11) и (3.12) определенный возраст, находят верхнюю и нижнюю границы густоты. Этот интервал делится на 5 групп, для которых по уравнениям (3.16)-(3.18) рассчитываются высота, диаметр и видовое число. Образец расчета показан в прил. табл. 8. Полученный запас по группам густоты товаризируют (привлекая товарную таблицу по лиственнице (Справочник таксатора, 2010). По процентам, указанным в таблице находят крупную, среднюю и мелкую древесину. Эти данные использованы для установления интервала, где средний прирост этих показателей имеет максимальную величину. По табулированным значениям таксационных показателей определяют возраст кульминации заданного показателя оптимизации.