Лекция № 3.

Крупные» деревья (объем ствола выше среднего) диагностируются в 7-10 лет по диаметру стволика 110% и более с надежностью прогноза 70-75% и улучшением прогноза до 85% при отборе по диаметру 125% от среднего и более.

Толерантность к давлению соседей может не сочетаться с продуктивностью. По этой причине некоторые особи снижают рост, уступая место не самым продуктивным, но конкурентновыносливым экземплярам. Данное явление показывает, насколько важны для будущей производительности древостоя опережающие изреживания.

Такое явление тем более необычно, что несмотря на повышение корреляций с возрастом, соответствующие вероятности не растут. Объяснить это явление можно, если полагать, что в этот период растения никак не могут определиться с лидерами. При этом от лидеров требуется не только быстрый рост, мощная крона, но и толерантность к конкуренции. Отсюда следует, что «продуктивность» и «конкурентная выносливость» совсем не одно и то же и второе не всегда следует из первого.

Метод анализа долей можно использовать и для прогнозирования. Так, если размеры взрослого дерева соответствуют его размерам в молодости, то это будет оправдавшийся прогноз с надежностью (вероятностью) 100%.

Из данных рисунка 4.3 следует, что надежность прогноза размеров для тонких растений составит 90% – из 10 таких растений 9 сформировали такие же тонкие стволы (стволы менее среднего объема). Для толстых в 5 лет растений надежность прогноза составит 64% - из 11 растений получилось 7 крупных деревьев. Для средних стволиков прогноз не ясен, так как 56% из них формируют крупные, а 44% – тонкомерные деревья.

При массовом отборе всегда возникает желание повысить его интенсивность и получить более впечатляющие результаты. Это может быть удаление соседей у дерева, выбранного как «самое крупное», с целью еще большего увеличения его прироста. В нашем случае это можно представить как отбор 1/6 части толстых стволиков у моделей и разделение для этого поля корреляции на шесть вертикальных секторов.

Результаты такого увеличения интенсивности отбора в 7 лет показаны на рисунке (рис. 4.4), анализ которого показывает следующее:

- надежность отбора тонких растений при делении на 3 градации составила 75%, а 25% растений сформировали крупные стволы; при делении на 6 градаций надежность отбора увеличилась до 90%, а 10% (1 растение) сформировало крупный ствол;

- надежность отбора толстых растений при делении на 3 градации составила 71% (15 растений из 21 сформировали крупные стволы); при делении на 6 градаций надежность увеличилась до 83% (10 растений из 12 сформировали крупные стволы).

Рис. 4.4 – Диаметр стволика у ели в 7-летнем возрасте и вероятности формирования крупных модельных деревьев в 70-78 лет при разделении на три и шесть градаций по толщине.

Анализ всех полей корреляции становится более наглядным, если поместить полученные диаграммы для всех возрастов рядом попарно

Рис. 4.5 – Диаметр ели в раннем возрасте и вероятности формирования крупных модельных деревьев в 70-78-летних культурах в условиях густого стояния деревьев, при разделении на три (слева) и шесть (справа) градаций по толщине.

В левой стороне рисунка 4.5 представлено разделение совокупности на 6 градаций, а в правой – на 3 градации. Из рисунка следует, что только в возрасте 30 лет и старше прогноз роста для тонких и толстых деревьев составляет 100%. Однако необходима ли нам такая точность, если в биометрии уровень безошибочного прогноза обычно принимают 95, а иногда 90, 75 и даже 50%? По-видимому, это зависит от целей работы и задача состоит в выяснении достаточной для нас вероятности такого прогноза.

У наших моделей прогноз роста для 1/3 части толстых стволиков в 5-10 лет составил в среднем 71%, в 12-20 лет – 75% и в 30-40 лет – 90%; для 1/6 части толстых растений эти цифры возрастают до 79, 85 и 100% соответственно.

Здесь в рассуждениях необходимо учесть, что в культурах сохранилось в 1,56-2,73 (в среднем в 2,14) раза меньше живых растений по отношению ко всем учтенным – живым и мертвым (см. табл. 4.2). Можно полагать, что отпад за 70 лет происходил примерно на 80% из тонких и на 20% - из средних по диаметру стволиков, и тонких растений по этим расчетным данным было тогда в 3,74 раза больше. Это можно представить в виде поля корреляции, где левый нижний угол был «заселен» точками гораздо плотнее, чем на наших графиках и положение среднего диаметра стволиков было сдвинуто влево. Поэтому критерии отбора по нынешним размерам для тех ранних лет будут завышены; более правильными будут критерии по интенсивности отбора, учитывающие отпад.

Для корректных расчетов можно принять, что в прошлом количество тонких растений с нынешними диаметрами (40-84% от среднего) было в 3,74 раза больше и поэтому для тонких моделей прогноз формирования крупных деревьев соответственно понизится в 3,74 раза и составит, например, в 5-7 лет не 10-25 %, а не более 6,7%, а для самых тонких - не более 2,7%.

Для толстых растений прогноз их роста сохранится, но доля их в первоначальном числе растений в культурах снизится, как и число живых растений, в 2,14 раза. В таком случае при отнесении растения в ранние годы к «толстым» их количество будет не 1/3, а только 33,3% :2,14 = 15,6% и, соответственно, при отнесении к «самым толстым» не 1/6, а только 7,8%. Примечательна близость этих цифр к доле деревьев 1 класса Крафта в древостое, известная из классического лесоводства (8-15%).

Рассмотренные участки культур в период измерений имели относительную полноту 1,0 и 1,2 и значительное количества валежа и сухостоя говорило о том, что такая полнота сохранялась долгое время, возможно, с 30-летнего возраста, когда густота достигала 2-5 тыс. шт./га. Поэтому почти все тонкие растения в условиях высокой конкуренции уже тогда следовало бы отнести к потенциальному отпаду (примерно 50%) и вырубить их. К возрасту спелости мы мало что потеряли бы – подавляющее их большинство сформировало бы тонкомерные стволы.

Общее представление о надежности отбора растений по их диаметру в раннем возрасте дает рисунок 4.6. Удивительно то, что надежности прогноза от 7 до 20 лет практически не повышаются. Они как бы «сидят» на уровне в 70-80% до 20 лет,что хорошо видно на рисунке.

Рис. 4.6 – Вероятности формирования крупных в 70-78 лет деревьев из тонких, самых тонких, толстых и самых толстых стволиков в 5-40 лет.

В культурах сосны получились близкие выводы. Отбор лидеров у нее происходит в течение всей жизни, но решающим оказывается период после смыкания крон. Именно в это время в иерархии древостоя происходят наибольшие подвижки. В частности, при повышении густоты в рядах культур корреляции между высотами в 4-7 лет и размерами стволов в 29-40 лет оказались ниже, вплоть до их отсутствия (r =0,03-0,19) на одной из пробных площадей (см. табл. 4.1).

Комфортные условия для развития каждого дерева стабилизируют ранговую структуру древостоя, что повышает производительность как отдельных растений, так и древостоя в целом.

Выводы

Таким образом, изучение роста модельных деревьев в крупном массиве культур ели, созданного посадкой и посевом семян в 1913 и 1919 г. по схемам Ф. А. Теплоухова, позволила установить следующее. В 70-78-летних культурах ели с высокой относительной полнотой (1,0-1,2) и густотой, достигавшей 2-5 тыс. шт./га в 20-30 лет, при разделении моделей в раннем возрасте по диаметру стволика на 3 и 6 градаций, можно дать следующие ретроспективные вероятности формирования из них деревьев с объемом ствола выше среднего (крупных деревьев).

1. Для растений с толстыми стволиками (15,6% количества растений в раннем возрасте) ретроспективные вероятности формирования из них крупных деревьев составят: в 5 лет 64%, в 7-12 лет 70-80%, в 20лет 70%, в 30 лет 80% и в 40 лет и далее 100%.

2. Для растений с самыми толстыми стволиками (7,8% количества растений в раннем возрасте) указанные вероятности возрастают: в 5 лет 67%, в 7-12 лет 80-83%, в 20 лет 90%, в 30 лет и далее 100%.

3. Тонкие растения (до 60% количества растений в раннем возрасте) в любом возрасте, начиная с 5-7 лет, имеют мало шансов (менее 7%) сформировать крупные деревья, а самые тонкие (30% всех растений) их почти не имеют (ретроспективная вероятность формирования из них крупного дерева 2,7%).

4.Ранняя диагностика размеров деревьев у ели сибирской по отношению к их размерам в 70-78 лет в культурах возможна при следующих надежностях прогноза:

- «мелкие» деревья (объем ствола ниже среднего) диагностируются в 5-7 лет по диаметру стволика менее 80% от среднего с надежностью прогноза 93-97%;

Таким образом, ранговый закон роста Е.Л.Маслакова для крупных в 7-10 лет растений ели имеет надежность в 70-75%; для мелких растений надежность закона возрастает до 93-95%, причем отнесение к рангу «мелких» возможно уже в 5-7 лет. В этих ранних возрастах уже возможен прогноз будущих размеров стволов к возрасту спелости.