Расчет размера главного пользования

Для определения размера главного пользования лесоустройство проводит расчеты, на основании которых устанавливается расчетная (оптимальная) лесосека.

Расчет размера главного пользования древесиной проводится согласно «Методике определения расчетной лесосеки по рубкам главного пользования в лесах государственного значения СССР», утвержденной Гослесхозом СССР 26.02.87 г. № 4 [8].

 

Расчет лесососек при сплошных рубках

Лесосеки рассчитываются по площади и по запасу. Вначале устанавливают средний запас на 1 га эксплуатационного фонда (m_экс.). Для этого запасы спелых и перестойных древостоев делят на их площадь. Точность определения – 1 м³.

При обосновании размера пользования древесиной исчисляются лесосеки равномерного пользования, первая и вторая возрастные, по спелости, интегральная и по среднему приросту по следующим формулам:

1. Равномерного пользования (по обороту рубки):

где L_s, L_m – лесосеки по площади и по запасу соответственно; m_экс – эксплуатационный запас (запас на 1 га спелых и перестойных насаждений):

где М_сп и М_пер – запасы спелых и перестойных насаждений; S_сп, S_пер – их площади.

2. По спелости:

3. Первая возрастная:

4. Вторая возрастная

5. Интегральная (при продолжительности класса возраста 10 лет):

По данной формуле проводят расчет для пород с тремя классами возраста (береза, ольха черная, липа). Если у расчетной породы только один класс возраста, то данная формула имеет следующий вид:

6. По среднему приросту

где S _общ - общая лесопокрытая площадь хозсекции; S _мол, S _ср, S _пр, S _сп, S _пер - площади молодняков, средневозрастных (самого старшего класса), приспевающих, спелых и перестойных древостоев соответственно; k-продолжительность класса возраста; m _экс. - эксплуатационный запас (запас спелых и перестойных древостоев) на 1 га; - площади средневозрастных насаждений, отстоящие на 1, 2 и 3 класса возраста от спелых (например, при возрасте рубки в VII классе это будут V, IV и III классы возраста соответственно); u - оборот рубки; Z ₁... Z _n-средние приросты (изменение запаса) древостоев по классам возраста в хозсекциях (см. раздел 2.2 и табл. 3.1).

При исчислении второй возрастной лесосеки в хозяйствах, имеющих в средневозрастной группе до трех классов возраста, в расчет включается только старший класс средневозрастных. При наличии четырех и более классов возраста - два старших класса, а знаменатель увеличивают до четырех классов возраста.

В хозяйствах с 10-летними классами возраста в случае, если к средневозрастным относятся четыре и более класса, их площадь, за исключением двух старших классов возраста, суммируется и умножается на коэффициент 0,4.

При отнесении к средневозрастным двух классов возраста в расчет включают площадь молодняков, которая умножается на коэффициент 0,4 (для 10-летних классов). Площади классов средневозрастных насаждений умножаются на коэффициенты 1,2 и 2. При отнесении к средневозрастным только одного класса возраста, его площадь умножается на коэффициент 1,2. В этом случае в расчет включаются также площадь молодняков, которая умножается на коэффициент 0,4, а слагаемое 2·S_ср¹ исключается из формулы.

При исчислении лесосеки равномерного пользования продолжительность оборота рубки принимается в соответствии с рекомендациями лесоустройства [15].

При наличии в хозсекции древостоев, требующих срочной рубки, рассчитывается лесосека по состоянию. Она определяется делением площади и запасов таких насаждений на продолжительность периода, в течение которого их необходимо вырубить (обычно 5- 10 лет).

Исчисленные годичные лесосеки округляются по площади до 0,01 га, а по запасу - до 10 м³. В тексте записки приводятся расчеты всех лесосек по площади и запасу.

При лесоустроительном проектировании лесосеки рассчитываются на период, равный продолжительности оборота рубки, и с использованием оптимизационных методов выбирается расчетная лесосека.

При составлении курсового проекта продолжительность расчетного периода принимается в два класса возраста, т. е. 40 лет для хвойных и твердолиственных семенного происхождения и 20 лет - для остальных пород [4]. Результаты расчетов сводятся в табл. 3.5.

Порядок заполнения таблицы 3.5 на примере расчетов для осиновой хозсекции (см. табл. 3.1) при возрасте рубки 41 год следующий:

1. По данным табл. 3.1 заполняется первая строка (распределение в настоящее время).

2. По приведенным формулам рассчитываются размеры 5 лесосек и вносится в гр. 2 пункт а). Умножают полученные величины на 10 лет и заносят в гр.3 пункт а).

3. При курсовом проектировании предполагается, что все вырубки восстанавливаются естественным или искусственным путем в течение класса возраста, что необходимо отметить в текстовой части пояснительной записки. Такое упрощение вводится для облегчения расчетов и анализа лесосек. Поэтому площадь I класса возраста через 10 лет (гр.4, строка а) равна размеру рубки в течение класса возраста (гр.3, строка а).

4. Начиная с перестойных древостоев старших классов возраста суммируют площади эксплуатационного фонда до тех пор, пока их величина не превысит вырубаемую за класс возраста (10 лет). Например: 11,7+34,7+28,7=75,1 (в настоящее время) больше 67 га за 10 лет для интегральной лесосеки (пункт 5а).

5. Из полученной суммы вычитают вырубаемую за 10 лет площадь древостоев и остаток записывают в класс возраста на один выше, чем он был у последней суммируемой площади, так как через 10 лет площади всех насаждений перейдут в более старший класс. Например: 75,1 га-67 га=8,1 га - в VI класс возраста (п. 5а). Площади остальных классов воз-

Таблица 3.5

Анализ лесосек

Показатели	Годичная лесосека	Площадь рубки за 10 лет, га	Распределение площадей древостоев по классам возраста, га	Площади спелых и перестойных насаждений через лет, га	Возможная годичная лесосека через период, лет
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII и вы-ше	Итого:
		га	Изме-нение, %%	га	Изме-нение, %%
Хозсекция: Осиновая мелколесосечная крупнотоварная
Распределение площадей насаждений в настоящее время
	30,3	17,7	9,1	131,8	11,7	34,7	28,7	-	264,0
Распределение площадей насаждений: а) через 10 лет; б) через 20 лет, если рубки принять в размере лесосеки:
1. Равномерного пользования (по обороту рубки)	а)	5,28	52,8	52,8	30,3	17,7	9,1	131,8	11,7	10,6		264,0	154,1		5,28	-
б)	5,28	52,8	52,8	52,8	30,3	17,7	9,1	101,3			264,0		110,4			5,28	-
2.Первой возрастной	а)	10,34	103,4	103,4	30,3	17,7	9,1	103,5				264,0	103,5		5,63	-46
б)	5,63	56,3	56,3	103,4	30,3	17,7	9,1	47,2	-	-	264,0		56,3			3,70	-64
3.Второй возрастной	а)	7,20	72,0	72,0	30,3	17,7	9,1	131,8	3,1			264,0	134,9		5,39	-25
б)	5,39	53,9	53,9	72,0	30,3	17,7	9,1	81,0			264,0		90,1			4,60	-36
4.Интеграль-ной	а)	6,70	67,0	67,0	30,3	17,7	9,1	131,8	8,1			264,0	139,9		5,89	-12
б)	5,89	58,9	58,9	67,0	30,3	17,7	9,1	81,0			264,0		90,1			4,61	-31
5. По среднему приросту	а)	5,56	55,6	55,6	30,3	17,7	9,1	131,8	11,7	7,8		264,0	151,3
Средний прирост	4,6	4,9	6,7	5,4	6,1	4,6	3,1		264,0
Общий прирост	255,8	148,5	118,6	49,1	804,0	53,8	24,2					6,13	-10
б)	6,13	61,3	61,3	55,6	30,3	17,7	9,1	90,0			264,0		99,1
Общий прирост	282,0	272,4	203,0	95,6	55,5	414,0								5,58	0,4

 

раста передвигаются на 1 класс старше. Если сумма спелых и перестойных древостоев в настоящее время меньше размера рубки за класс возраста, то к ним прибавляется площадь приспевающих, которые к концу расчетного периода перейдут в спелые и т.д.

6. По новому распределению площадей через 10 лет определяют площадь эксплуатационного фонда (гр.13) и рассчитывается возможная годичная лесосека через 10 лет по соответствующим формулам. В нашем примере для интегральной лесосеки это будет 139,9 га и [0,4·(67,0+30,3)+1,2·17,7+2,8·9,1+3,6·(131,8+8,1)]·0,01=5,89 га соответственно (п. 5а).

7. Умножая величину полученной лесосеки на 10 лет, получают размер рубки за период 11-20 лет (гр.3, строка 5б). Заполнение строки б) по каждой лесосеке выполняется в соответствии с пунктами 3-7 пояснений. При исчислении возможной лесосеки по приросту через 10 и 20 лет принимаются следующие положения: а) запас на 1 га спелых и перестойных древостоев остается неизменным; б) средний прирост на 1 га (табл. 3.1) во всех классах возраста остается постоянным за весь анализируемый период. Умножая приросты на площади соответствующих классов возраста через 10 и 20 лет, определяют лесосеку по запасу. Если для какого-либо класса возраста нет площадей, запасов и средних приростов, то примерное значение среднего прироста можно получить графическим путем. Для этого на ось абсцисс наносят классы возраста (I, II, и т. д.), а на ось ординат – средний прирост. Точки соединяют кривой линией и недостающие значения приростов снимают с графика.

Обоснование и выбор расчетной лесосеки

Расчетная лесосека устанавливается на основании анализа исчисленных лесосек. Она должна обеспечивать непрерывное неистощительное и рациональное пользование лесом, относительную его равномерность не менее 30 лет, получение за оборот рубки максимального количества древесины необходимого качества. Расчетная лесосека должна способствовать улучшению породного состава и возрастной структуры древостоев, сохранению и усилению защитных, водоохранных и других свойств леса. Оптимальная лесосека не должна приводить ни к истощению площадей эксплуатационного фонда, ни к накоплению спелых и перестойных насаждений.

По данным табл. 3.5 в тексте записки необходимо проанализировать изменение размера пользования по каждой лесосеке за анализируемый период, влияние исчисленных лесосек на динамику запасов эксплуатационного фонда и на распределение древостоев по классам возраста.

На основании проведенного анализа обосновывается размер расчетной (оптимальной) лесосеки.

Для этого необходимо учитывать следующие условия:

1. Расчетная лесосека не должна значительно изменяться в продолжение анализируемого периода (30 лет). В идеале она должна быть равномерной или несколько возрастать. В качестве ориентира здесь может служить величина лесосеки по обороту, обеспечивающая непрерывное и постоянное пользование при сплошнолесосечных рубках.

2. Размер рубки не должен приводить к сокращению или к накоплению площадей спелых и перестойных древостоев. В настоящее время часто в качестве норматива площадей эксплуатационного фонда используют величину, на 50% превышающую площадь в одном классе возраста при равномерном ее распределении. Это позволяет хозяйству более свободно маневрировать лесными ресурсами в зависимости от конъюнктуры рынка и создает страховой фонд на случай стихийных бедствий, повреждения лесов энтомовредителями и т.д. В нашем примере норма будет равна 264/5·1,5=79,2 га, где 5-номер класса возраста рубки.

3. Расчетная лесосека в перспективе должна выравнивать распределение древостоев по классам возраста. При отсутствии спелых и значительном количестве приспевающих древостоев расчетная лесосека может устанавливаться исходя из ожидаемого перехода приспевающих древостоев последнего пятилетия в категорию спелых.

В случае, когда всем требованиям отвечают одновременно несколько лесосек, то за расчетную принимается наибольшая по площади.

Текстовый анализ можно провести в следующем порядке.

1. Перечисляются названия лесосек, которые значительно увеличиваются (или уменьшаются) через 10 и 20 лет, приводятся проценты этих изменений и заключение по ним. Например: лесосека по спелости значительно возрастает через 10 лет (на 85%), а через 20 лет существенно уменьшается. Первая и вторая возрастные лесосеки также значительно уменьшаются как через 10 (на 46 и 25% соответственно), так и через 20 лет (на 64 и 36%) и, поэтому, не могут быть приняты в качестве расчетной лесосеки. Интегральная лесосека существенно (на 31%) снижается через 20 лет и также не отвечает требованиям, предъявляемым к оптимальной лесосеке. Несущественно изменяется лишь лесосека по среднему приросту (уменьшается на 10% через 10 лет, а через 20 - увеличивается только на 0,4%), и не изменяется лесосека равномерного пользования.

2. Рассчитывается норматив площадей эксплуатационных насаждений при условии их равномерного распределения (N₁) на основании теории нормального леса и норма площадей эксплуатационного фонда N₂ (т. е. увеличенный на 50% первый норматив N₁ - см. пункт 2 условий, приведенных выше):

,

где S – площадь хозсекции, га; n – номер класса возраста рубки (5 - для осиновых древостоев). Для рассматриваемого примера N₁ = 264/5=52,8 га, N₂ = 52,8·1,5=79,2 га. Таким образом, к концу анализируемого периода (через 20 лет – см. табл. 4.3) площади спелых и перестойных насаждений должны находится в интервале 52,8…79,2 га. В этом случае лесосека не приводит ни к накоплению, ни к истощению площадей эксплуатационного фонда. Для рассматриваемого примера, лесосека по спелости существенно уменьшает площади спелых насаждений (до 9,1 а). К значительному накоплению эксплуатационных древостоев (до 110,4 га) приводит лесосека равномерного пользования. Для осиновых древостоев такая возрастная структура недопустима, поскольку уже после 40 лет деревья в значительной степени подвержены поражению различными стволовыми гнилями и грибами-патогенами. Поэтому лесосека равномерного пользования также не может быть принята в качестве расчетной. К небольшому накоплению спелых и перестойных насаждений приведет применение второй возрастной лесосеки, интегральной и по среднему приросту (до 90,1; 90,1 и 99,1 га соответственно). Не накапливает и не истощает площади насаждений эксплуатационного фонда только первая возрастная лесосека, однако, она существенно снижается через 10 и 20 лет.

3. При равномерном распределении площадь каждого класса возраста должна составлять 52,8 га (N₁). Выравнивание возрастной структуры насаждений хозсекции обеспечивает (в силу своего определения) лесосека равномерного пользования. Однако она способствует недопустимому накоплению перестойных древостоев. Из остальных в лучшей степени способствуют выравниванию распределения древостоев по классам возраста лесосека по среднему приросту (площадь рубки за первое и второе десятилетие 55,6 и 61,3 га соответственно) и интегральная (67,0 и 58,9 га). Однако интегральная лесосека на третье десятилетие, как уже отмечалось, значительно снижается (до 46,1 га за 10 лет).

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что в лучшей степени отвечает требованиям, предъявляемым к расчетной лесосеке, лесосека по среднему приросту. По сравнению с другими она несущественно изменятся на протяжении тридцатилетнего периода, в меньшей степени обуславливает накопление перестойных древостоев и одновременно лучше способствует выравниванию возрастной структуры древостоев хозсекции по классам возраста.

Таким образом, в качестве расчетной лесосеки принимается лесосека по среднему приросту, которая составляет по площади 5,56 га и по запасу 1318 м³.