Теоретическая модель оптимального леса
В задачу лесного хозяйства входит вырастить лес, самый полно удовлетворяющий хозяйственным целям. Основная из них — обеспечение постоянного пользования лесом, систематично удовлетворяющего потребности народного хозяйства в продуктах леса.
Вследствие этого при устройстве лесов имеется в виду регулированием размера ежегодной рубки и проведением комплекса лесохозяйственных мероприятий создать лес, снабжающий извлечение из него громаднейшего постоянного пользования при мельчайших затратах труда. Это лесохозяйственное требование может удовлетворить лес, имеющий при данных условиях местопроизрастания наивысший прирост и самые совершенные древостой.
В лесу, снабжающим постоянное пользование им, неизменно определенная часть древостоев должна быть спелой, пригодной для рубки. Наряду с этим непрерывность в лесопользовании возможно достигнута в том случае, в то время, когда в лесу представлены соответствующим числом древостой всех возрастов, начиная с первого года и заканчивая возрастом спелости леса, применительно к которому установлен оборот либо возраст рубки.
Рис. 1. Схема закладки сечей:
а — полная сечь; б, в, г — неполная сечь. Римскими цифрами обозначены бонитеты древесных пород
Так, лес, в котором гарантирована непрерывность пользования, в пределах оборота рубки должен иметь равномерное распределение по возрасту, т. е. в этом лесу любой класс возраста будет иметь однообразную площадь. Дабы возможно было обеспечить громаднейшее пользование лесом, древостой всех возрастов должны быть предельно полными.
Остающиеся на корню древостой, по окончании вырубки смежного с ними спелого леса, не должны повреждаться ветром, вредными насекомыми и другими негативными факторами. Исходя из этого в задачу лесного хозяйства входит рубку леса вести с таким расчетом, дабы древостой имели такое размещение в пространстве, при котором устранялись бы повреждения остающегося на корню леса и создавались бы самые благоприятные условия для успешного восстановления леса на вырубках.
Пространственное размещение древостоев, отвечающее этим условиям, именуется обычным распределением. Примеры для того чтобы распределения даны на схеме.
Последовательность древостоев, расположенных в пространстве в таковой последовательности, при которой рубку спелого леса возможно вести в требуемом направлении, не повреждая остающихся на корню древостоев и получая на вырубленных лесосеках наилучших условий для лесовосстановления, именуется обычной сечей.
Сечь, в которой имеются древостой всех классов возраста, в следствии чего в ней вероятна постоянная рубка в течение всего оборота, именуется полной. Сечи, складывающиеся из древостоев не всех классов возраста, именуются неполными.
Стремясь взять громаднейшее пользование лесом, вместе с тем нельзя игнорировать возможность получения и качество древесины при рубке леса сортиментов нужных размеров. Соответственно этим требованиям в задачу хозяйства должно быть поставлено выращивание леса, имеющего размеры деревьев и наивысшее качество, самый полно удовлетворяющие требованиям, предъявляемым народным хозяйством к заготовляемым сортиментам.
В качестве теоретической расчетной модели может служить эталон леса, состояние которого всецело соответствует всем рассмотренным выше условиям.
Одной из современных задач всех отраслей народного хозяйства есть оптимизация производственных процессов. Методом последовательного осуществления комплекса лесохозяйственных оптимизации и мероприятий производственных процессов нужно создавать леса, имеющие неспециализированные черты с указанной теоретической его моделью.
Первым показателем для того чтобы леса помогает наивысший, обычный прирост. Обычным вычисляют прирост, имеющий наивысший размер при данных условиях местопроизрастания, данном составе, происхождении и возрасте насаждений. Величину обычного прироста в большинстве случаев принято определять по таблицам хода роста насаждений, составленным для полных обычных насаждений.
Обычный прирост в соответствующем возрасте древостоев достигается при обычной полноте, принимаемой за единицу.
В случае если древостой, входящие в состав данного хозяйства, имеют громаднейшую полноту, равномерное распределение и наивысший прирост по возрасту, то, как следствие, перечисленных условий в таком лесу имеется оптимальный запас. Таким запасом есть сумма запасов древостоев, любой класс возраста которых представлен однообразной площадью, причем все древостой имеют наивысший прирост и громаднейшую полноту.
При выводе формулы запаса теоретической модели леса сделано допущение, что средний прирост в древостоях всех возрастов однообразен и приравнен к среднему приросту в возрасте спелости леса. В конечном итоге средний годичный прирост с возрастом изменяется. До наступления количественной спелости он все время возрастает, а в последующий период значительно уменьшается. Число лет в обороте рубки U обычно принимается больше возраста количественной спелости.
Вследствие этого средний годичный прирост в возрасте U в той либо другой мере, но приближается к среднему значению. Степень этого приближения зависит от длительности оборота рубки. При высоких оборотах рубки прирост в возрасте U близок к среднему годичному приросту для всех древостоев, образующих теоретическую модель леса.
Установленный для нее запас является мерой сравнения для чёрта запасов настоящего леса. По различия и степени сходства настоящего с теоретическим запасом возможно делать выводы, в какой мере настоящий лес приближается к его теоретической модели.
В настоящем лесу смогут преобладать приспевающие и спелые древостой. Исходя из этого их неспециализированный запас возможно родным к запасу теоретической модели леса. Вместе с тем полнота преобладающих в лесу приспевающих и спелых древостоев частенько далека от громаднейшей полноты, принимаемой за единицу.
Следовательно, запас теоретической модели леса может служить критерием для суждения о величине настоящих запасов только с учетом различий и сходства в среднем возрасте настоящего и оптимального леса.
Оптимальный лес теоретически вероятен при условии, что в этом лесу проводится оптимальное пользование. Оптимальным нужно считать с каждым годом повторяющееся постоянное равномерное пользование, равное величине среднего годичного прироста в оптимальном лесу.
Рис. 2. Схема распределения обычного запаса по классам возраста
Сопоставляя данный запас с величиной прироста в оптимальном лесу, видим, что они равны между собой.
Так, в оптимальном лесу в течение оборота рубки вырубается запас древесины, вдвое превышающий запас оптимального леса.
Наровне с постоянной вырубкой части запаса в оптимальном лесу непрерывно происходит восстановительный процесс, всецело компенсирующий вырубленный запас. В следствии этого постоянного восстановительного процесса за период, равный обороту рубки, будет взят суммарный прирост древесины, равный UZU. Величина этого прироста сходится с размером пользования в оптимальном лесу за период времени, равный числу лет в обороте рубки.
Ежегодное оптимальное пользование лесом возможно выражено в процентах от оптимального запаса:
Эта несложная формула говорит о том, что в оптимальном лесу ежегодный размер рубки, выраженный в процентах от запаса, равняется 200, дроблённым на число лет в обороте рубки U.
На основании данной несложной формулы возможно делать выводы о соотношении ежегодного пользования и прироста лесом с неспециализированным запасом древесины в хозяйстве при различных оборотах рубки.
Допустим, что в различных хозяйствах обороты рубки приняты в 50, 60, 80, 100 и 120 лет. Соответственно этим оборотам рубки ежегодный прирост, а из этого и ежегодное пользование лесом от наличного древесного запаса будет составлять,%
Приведенные цифры наглядно показывают сообщение долгого оборота рубки с размером ежегодного пользования лесом.
Дабы пользование лесом было постоянным, неистощи-тельным, все древостой, имеющиеся в хозяйстве сейчас, смогут быть вырублены во время, равный числу лет в обороте рубки. За данный срок в хозяйстве будет выращена новая генерация древостоев и самый старый из них достигнет возраста, равного числу лет в обороте рубки.
В подобной по конструкции формуле, высказывающей размеры пользования лесом в процентах от площади хозяйства, числитель формулы был равным 100, т. е. вдвое меньшим.
Следовательно, процент пользования по массе (по запасу) вдвое больше процента пользования по площади.
Такое соотношение процентов ежегодного пользования лесом, исчисленных от общего запаса и общей площади, разъясняется тем, что площадь хозяйства есть величиной постоянной и не зависимой от времени. Что касается запаса, то он есть производной от времени. Запас каждый год возрастает на величину годичного прироста.
За время оборота рубки ([/) наращивание запаса достигает величины UZU. Она вдвое больше неспециализированного запаса математической модели леса, забранной нами в качестве оптимальной. Сущность этих элементарных сопоставлений частенько упускается в практике лесного хозяйства.
Наличные древесные запасы рассматриваются ь статическом положении подобно площади хозяйства либо недрам почвы в виде руды, угля, нефти, газа и т.д., лишенных особенности прирастать в собственных размерах. Характерной чертой теоретической модели леса есть то, что в нем постоянно имеется определенная часть спелых древостоев, годных для эксплуатации,
Дабы в оптимальном лесу не нарушить равномерного возрастного распределения древостоев, направляться каждый год вырубать часть их, достигшую возраста, равного числу лет в обороте вырубки. В случае если мы не будем проводить данной строго необходимой ежегодной рубки, равномерное возрастное распределение древостоев будет срочно потеряно, потому, что невырубленные спелые древостой перейдут в категорию перестойных, превышающих по возрасту оптимальный оборот рубки.
Из прошлого изложения нам как мы знаем, что ежегодные систематические потребности народного хозяйства самый полно удовлетворяются лесом, имеющим равномерное возрастное распределение. Следовательно, сохранение для того чтобы возрастного распределения — наиболее значимое лесохозяйственное требование.
Так, в оптимальном лесу ежегодная рубка не только допустима, но и строго необходима, она вытекает из соблюдения заинтересованностей фактически лесного хозяйства. Отказ от ежегодной рубки ведет к нарушению оптимального возрастного строения леса, снабжающего его наивысшую продуктивность.
Данный вывод имеет громадное практическое значение. Он говорит о том, что рубка леса в научно обоснованных размерах не есть действием, разрушающим лес. Она обязана производиться не только чтобы получить древесину, но и в интересах постоянного обновления леса, предстоящего успешного его роста и соответственно сохранения самого леса.
Такую рубку леса нужно разглядывать как уборку созревшего урожая в поле.
В случае если своевременная жатва созревшей пшеницы есть действием в хозяйственном отношении нужным и строго необходимым, то по аналогии с этим лес, достигший спелости кроме этого подлежит своевременной уборке, либо рубке. Оставление его на корню не смотря на то, что и не угрожает смертью в ближайщее время, но прирост в спелом лесу в последующие годы будет неспешно понижаться, что в конечном счете приведет к падению неспециализированной производительности леса.
Оптимальный лес является мерой измерения степени совершенства настоящего либо настоящего леса.
В соответствии с современной науке о лесе, его продуктивности и строении оптимальный лес есть необычной математической моделью леса, которой направляться руководствоваться при организации лесного хозяйства. Лучшим лесом, в котором хозяйство поставлено на более большой уровень, есть тот, что близок к оптимальному. Потому, что для оптимального леса ежегодная рубка, обеспеченная наличием спелого леса, строго необходима, то и для любого леса, имеющего то либо иное сходство с оптимальным, она кроме этого нужна.
В случае если в лесном массиве не ведется ежегодная рубка леса, то данный массив не есть объектом верного лесного хозяйства. В нем отсутствуют транспортные дороги либо имеются другие, очень негативные экономические условия. Но бывает и в противном случае.
Долгое время в том либо другом лесном массиве велась неограниченная рубка леса. В следствии целый лес, годный для потребления, вырублен, и сейчас вся лесная площадь массива была занятой средневозрастными древостоями и молодняками. Не осталось древостоев, пригодных для эксплуатации. В этом случае ежегодная рубка на определенный период неизбежно заканчивается.
Отсутствие рубки — показатель отнюдь не сохранения леса и бережного к нему отношения, а, наоборот, бесхозяйственности, расточительности в ближайшем прошлом. Следовательно, эта лесная территория не являлась объектом верного лесного хозяйства, и прекращение рубки в этом случае есть вынужденной мерой.
На основании приведенных примеров направляться заключить, что рубка леса, нормируемая величиной прироста, не противоречит идее бережного отношения и сохранения к лесу. Надлежащего порядка в лесу нельзя установить, не прибегая к его рубке.
Лесному хозяйству, снабжающему равномерность в пользовании лесом, все же характерны значительные недочёты.
В наше время нельзя согласиться с требованием полной равномерности в пользовании лесом на многие десятилетия как принципиальной базой построения лесного хозяйства. В следствии совершенствования способов выращивания развития и леса лесохозяйственной техники ежегодный прирост древесины в хозяйстве в обязательном порядке будет возрастать и соответственно этому неспешно возрастает пользование лесом.
В силу этих обстоятельств будет нарушена безотносительная равномерность в пользовании лесом. Пользование окажется неспешно возрастающим, но отнюдь не однообразным.
Наблюдения говорят о том, что в следствии лесохозяйствен-ных мероприятий (уход за лесом, осушение леса, внесение удобрений, своевременное закультивирование всех вырубок, пустырей и т. д.) средний годичный прирост древесины не смотря на то, что и возрастает, но все же в замедленном темпе. Исходя из этого на таких маленьких отрезках времени для жизни леса, как 5—10 лет, отличие в величине среднего годичного прироста окажется довольно малый.
Соответственно этому пользование лесом в течение 5—10 лет может остаться на одном и том же уровне, другими словами быть равномерным. В следующем периоде прирост возрастет и соответственно возможно увеличено пользование лесом.
Имея в виду изложенные события, в качестве принципиальной базы рационального лесного хозяйства должно быть довольно равномерное пользование лесом с тенденцией постепенного его повышения.
В теории оптимального леса доказательства равномерности пользования лесом основываются на предположении, что вся площадь хозяйства складывается из полных древостоев с равномерным распределением по возрасту. В конечном итоге этого мы не имеем. В любом лесу той либо другой части древостоев полнота, в большинстве случаев, не редкость меньше единицы. Помимо этого, имеются отклонения древостоев по возрасту от равномерного распределения леса.
Но в итоге осуществления хозяйственных мероприятий будет уменьшаться степень отличия настоящего леса от оптимального и возрастать прирост древесины. Следовательно, создадутся условия для роста лесопользования. При этих предпосылках по мере улучшения приемов ведения лесного хозяйства пользование лесом будет постоянным и неспешно возрастающим.
В итоге рассмотрения строения теоретической модели леса возможно заключить, что она на большом растоянии от настоящего леса. В самом лучшем лесу в большинстве случаев не все древостой имеют наивысший прирост. Их полнота не всегда оказывается громаднейшей, равной единице. В распределении по возрасту в большинстве случаев не отмечается полной равномерности. Древостой размещаются в пространстве разнообразно.
Не все они имеют наивысшее уровень качества древесины.
Вследствие этого напрашивается вывод, что разглядываемая теория, ориентирующая на создание леса, которого нет в природе, есть абстрактной, оторванной от живой действительности. Потому, что эта теория имеет отрыв от практики, то, казалось бы, от нее направляться отказаться. Такая оценка теории оптимального леса все же ошибочна. Отдельные звенья данной теории базируются на практике и передовом опыте лесного хозяйства.
Они отвечают тем целям, каковые ставит перед собой лесовод, организующий рациональное лесное хозяйство.
В широкой практике лесного хозяйства тяжело выполнить полный комплекс условий, которым обязан отвечать оптимальный лес. Разглядывая отдельные требования, предъявляемые к оптимальному лесу, направляться заявить, что лесное хозяйство располагает соответствующими способами лесохозяйственной техники, использование которых разрешает создать более полные древостой, приближающиеся к оптимальным.
Систематический уход за лесом и проведение мелиоративных мероприятий снабжают громаднейший прирост древостоев. Своевременное удаление рубками ухода фаутных деревьев разрешает поднять уровень качества выращиваемого леса. Регулирование размера пользования лесом формирует предпосылки к постепенному выравниванию распределения древостоев по возрасту.
Систематическим соблюдением направления рубки возможно улучшить пространственное размещение древостоев.
Так, любое раздельно забранное требование, предъявляемое к оптимальному лесу, возможно выполнено в определенный период методом соответствующих действий и лесохозяйственных мероприятий. Но за развития и длительный период роста древостой попадают под действие самых разнообразных стихийных бедствий и климатических явлений, как-то: пожар, массовое размножение насекомых и т. д. Благодаря этих действий часть их погибает, хозяйственно полезные породы сменяются менее полезными, древостой изреживаются либо снижают прирост. Но негативные влияния на развитие и рост леса не исключают необходимости заниматься его выращиванием и стремиться к созданию более полных и идеальных древостоев.
При ответе последовательности вопросов в лесном хозяйстве теоретическая схема, характеризующая оптимальный лес, являющийся математической моделью более совершенного леса, помогает нормативной придержкой и собственного рода эталоном самоё продуктивного леса. Так, к примеру, о недочёте либо избытке спелого леса в данном хозяйстве возможно делать выводы только методом сопоставления фактического распределения древостоев но возрасту с равномерным распределением.
О полноте древостоев мы судим кроме этого на основании сравнения полноты настоящего древостоя и обычного. К подобным сопоставлениям прибегаем при характеристике запаса и прироста древостоев.
Во многих естественных и технических науках, для получения представления о особенностях явлений и предметов, их сопоставляют с совершенными. К примеру, в технике считается совершенной машина, имеющая коэффициент нужного действия, равный единице. В конечном итоге нет автомобилей с таким коэффициентом нужного действия, но однако не отказываются от сопоставления автомобилей, реально существующих с совершенной.
Подобное положение отмечается при измерении теплопроводности, звукопроводности и т.д.
Для измерения нужных особенностей леса в качестве норматива забраны теоретически вероятные наивысшие особенности оптимального леса, которого не существует в природе.
В случае если в том либо другом лесном хозяйстве соответствующими мероприятиями без значительного ущерба удовлетворению потребностей народного хозяйства в лесных продуктах возможно поднять нужные особенности леса, приблизить настоящий лес к оптимальному, то от этого только победит данное хозяйство.
Следовательно, при ответе главных вопросов организационного характера лесного хозяйства, как-то: установление оборота рубки, размера главного пользования лесом, составление замысла основных рубок, определение размера рубок ухода за лесом и замысла лесовозобновления, направляться основываться на настоящем состоянии леса. Но вместе с этим нужно руководствоваться характерными чертами теоретической модели оптимального леса и стремиться к улучшению леса в будущем, поднимая его прирост, увеличивая полноты древостоев, повышая их уровень качества и регулируя возрастное распределение древостоев.
Примером хозяйства, в значительной степени приближающегося к теоретической модели леса, смогут являться леса Бэренфельдского лесничества (ГДР). Лесная площадь этого лесничества в течении столетия имела следующее распределение по классам возраста.
Приведенные цифры говорят о том, что в течение практически целого столетия ставилась задача методом регулирования рубки неспешно достигнуть равномерного распределения древостоев по классам возраста.
В итоге последовательных лесохозяйственных мероприятий оказалось, что наивысший возраст древостоев не превышает V класса. В среднем на любой класс приходится по 20% лесо-покрытой площади. Отклонения от данной средней нормы в отдельных классах возраста не превышают 2% всей лесопокрытой площади. В IV и V классах возраста до средней нормы недостает 1—2% вследствие того что в течение 100 лет оборот, либо возраст рубки, пара раз изменялся.
В отдельные периоды он принимался равным 100, 90 и 80 годам.
В связи с проведением последовательных мероприятий, направленных на достижение равномерного возрастного распределения, появляется вопрос, как эти меропрйятия отразились на трансформации размера ежегодной рубки леса.
Среднее пользование лесом для столетия равняется 7,1 м3 с 1 га, что образовывает 3% среднего запаса на такой же площади.
С повышением среднего запаса соответственно возросло пользование лесом.
Перед хозяйством не смотря на то, что и ставилась задача достигнуть равномерности пользования лесом, но решить ее полностью не удалось. Размер пользования лесом изменился от 4,35 до 8,23 м /га, т. е. практически вдвое. От среднего пользования за 100-летие были отклонения в сторону повышения до 16% и уменьшения на 39%.
Случайное (внеплановое) пользование лесом в среднем составляло 23%, либо округленно 1/4 всего лесопользования. По окончании 1925 г. при переходе на выборочную форму хозяйства случайное лесопользование раздельно не учитывалось. Рубки ухода за лесом велись в ограниченных размерах. Но за разглядываемый период одинаковые древостой подверглись трехкратному уходу.
При рубках ухода использовался низовой метод. В последний период в хозяйстве велись выборочные рубки, являющиеся одновременно и рубками ухода.
На основании вышеприведенных разрешённых можно видеть, что при ведении хозяйства в Бэренфельдском лесничестве стремились выполнить проекты и расчёты, принятые лесоустройством. Но лесоустройство неимеетвозможности заблаговременно предвидеть все события, обусловливающие необходимость рубки леса.
Если судить по Бэренфельдскому хозяйству, замысел рубок, созданный лесоустройством, выполнялся на 77% . В остальных случаях (23%) рубка леса была внеплановой, обусловленной событиями, не предвиденными лесоустройством. Следовательно, нельзя переоценивать роль лесоустройства в предвидении всех мероприятий, каковые будут в последующем осуществляться в лесу.
Независимо от лесоустроительных проектов изменяются экономические условия ведения лесного хозяйства. Независимо от возрастного распределения древостоев в силу каких-либо повреждений (ветровал, лесные пожары, массовые повреждения насекомыми и т.д.) может появиться потребность во дополнительной рубке отдельных лесных участков. Вместе с тем появляется необходимость передать те либо иные участки из лесного фонда в другие виды земельного пользования.
Все это и ведет к тому, что кроме того в условиях умелого хозяйства прославленной Тарандской лесной академии лесоустроительные проекты в части размера пользования лесом выполнялись только на 77% и в 23 случаях из 100 имели место отступления от них. Такая степень исполнения лесоустроительных предначертаний отнюдь не свидетельствует, что нужно по большому счету отказаться от прогнозов и лесоустроительных проектов на будущее.
проекты и Лесоустроительные расчёты, намечающие замысел ведения хозяйства на ближайшее 10-летие, являются необходимыми. Но направляться иметь в виду, что степень отечественного предвидения ограничена и проектам и лесоустроительным расчётам нельзя предъявлять повышенную точность. Лесоустройство способно дать на ближайшее 10-летие главное направление для развития хозяйства.
В ходе исполнения лесоустроительного замысла неизбежны уточнения.
Опыт Бэренфельдского лесничества, охватывающий долгий период времени, в этом замысле очень поучителен.
