Разработка и исследование систем управления режимами рубок ухода за лесом

УДК

630*2(075.8)+630*8765

DOI:

Аннотация

В процессе формировании лесных насаждений основная роль принадлежит рубкам ухода за лесом, которые позволяют получить насаждения заданного качества, повысить продуктивность и устойчивость лесных насаждений. Предложена целевая функция повышения продуктивности сосновых древостоев, максимизирующая выход стволовой древесины с 1 га за год лесовыращивания со снижением возраста технической спелости насаждений. Оптимизация периодичности и интенсивности рубок ухода за лесом позволит на практике проводить своевременные рубки, не допуская перегущенности насаждений, и формировать древостои с оптимальной площадью питания каждого дерева. Управление рубками ухода должно осуществляться с выполнением принципа системности, когда каждое разреживание рассматривается в комплексной взаимосвязи с последующими рубками ухода, как неотъемлемой составляющей части всего инерционного распределенного по времени процесса. Получены математические модели хода роста древостоев с рубками ухода и контрольных древостоев без рубок и их реакций на уходы. Представлены параметры динамики хода роста нормальных одновозрастных неразреживаемых древостоев сосны обыкновенной без рубок, различных классов бонитета. Разработаны алгоритм и программа оптимизации возрастов и интенсивностей изреживаний. Проведены исследования показателей эффективности компьютерной поддержки управления режимами рубок ухода за лесом, получены численные оценки критериев оптимальности разреживаний для лесовыращивания сосновых древостоев. Определены оптимальная интенсивнось и периодичность изреживаний, а также оптимальные площади питания отдельных деревьев, густоты древостоев в целом в зависимости от класса бонитета и возраста. Показана общепринятая закономерность при проведении рубок ухода: интенсивность изреживаний при проведении осветлений и прочисток является максимальной, далее, в возрасте прореживаний, происходит снижение этого показателя, максимально снижается интенсивность изреживаний к возрасту проведения проходных рубок, когда производится уход за приростом. Показана научно-практическая основа реализации многокритериального управления режимами рубок ухода за лесом.

Сведения об авторах

© В.С. Петровский, д-р техн. наук, проф.

В.В. Малышев, канд. с.-х. наук, доц.

Воронежская государственная лесотехническая академия, ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, Россия, 394087; е-mail: appvglta@bk.ru

Ключевые слова

закономерности хода роста древостоев, рубки ухода, математическое моделирование, режимы и критерии разреживаний, программное обеспечение, возраст технической спелости насаждений, эффективность оптимизации разреживаний, продуктивность древостоев, многокрит

Литература

1. Лозовой А.Д. Лесная вспомогательная книжка: лесотаксационный справочник работнику лесного хозяйства ЦЧР России. 3-е изд. Воронеж: М-во образования РФ, администрация Воронежской обл., Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2004. 390 с.

2. Малышев В.В., Петровский В.С., Попов В.К. Математическое моделирование и оптимизация выращивания лесных культур сосны. Воронеж: Воронеж. гос. ун-т, 2004. 211 с.

3. Мелехов И.С. Лесоводство: учеб. для вузов. М.: Агропромиздат, 1989. 302 с.

4. Петровский В.С. Автоматическая оптимизация раскроя древесных стволов. М.: Лесн. пром-сть, 1970. 183 с.

5. Петровский В.С., Малышев В.В., Мурзинов Ю.В. Автоматизированное проектирование режимов и выбора машин для проведения рубок ухода за лесом. М.: ФЛИНТА. Наука, 2012. 216 с.

6. Сеннов С.Н. Уход за лесом (экологические основы). М.: Лесн. пром-сть, 1984. 128 с.

Ссылка на английскую версию:

Development and Research of Management Systems for Thinning Operations Modes for the Forest

Development and Research of Management Systems
for Thinning Operations Modes for the Forest

V.S. Petrovsky, Doctor of Engineering, Professor

V.V. Malyshev, Candidate of Agriculture, Associate Professor

Voronezh State Forestry Engineering Academy, Timiryazeva, 8, Voronezh, 394087, Russia; e-mail: appvglta@bk.ru

In the process of forest plantations formation the main role belongs to the thinning operations for the forest, which provides planting with intended quality, increases the productivity and stability of forest plantations. It is proposed the target function of increasing the productivity of pine stands that maximizes the yield of stem wood from 1 hectare per year tree planting with the lowering of the age of technical ripeness of plantations. Optimization of the frequency and intensity of thinning operations for the forest will allow to conduct the forehanded cutting, not admit the over-dense plantations and shape stands with optimal growing space of each tree. Management of thinning operations should be carried out with the implementation of the principle of consistency when each exhausting is considered in complex interconnection with the further thinning operation, as an integral part of all inertial time-phased process. Mathematical models of the progress of forest growth with thinning operation and control of forest stands, without cutting and their reactions to the goings have been received. The dynamics parameters of growth course of normal even-aged stands of Scots pine without cuttings, various growth classes are introduced. Algorithm and program of optimization ages and intensity of the felling have been developed. Studies of the efficiency indexes of management computer support of thinning operation regimes have been carried out, numeric evaluations of optimality criteria of pine stands exhausting and forest growing have been resumed. The optimal intensity and frequency of harvesting, and optimal growing space of individual trees, trees density, depending on growth class and age have been defined. A common regularity during thinning operations has been shown: the intensity of thinning-out at admitting light and liberation is the maximum, then by thinning this indicator is decreased, and maximally is reduced the intensity of thinning-out to the age
of accretion cutting, when you are caring for growth. The scientific and practical basis for implementation of multi-objective management of thinning operations modes for the forest has been illustrated.

Keywords: regularity of forests growth, thinning operations, mathematical modeling, modes and criteria of thinning, software, technical final age of plantations, the efficiency of thinning optimization, the productivity of forests, multiobjective management.

REFERENCES

1. Lozovoy A.D. Lesnaya vspomogatel'naya knizhka: lesotaksatsionnyy spravochnik [Forest Auxiliary Book: Forest Inventory Guide]. Voronezh, 2004, vol. 3. 390 p.

2. Malyshev V.V., Petrovskiy V.S., Popov V.K. Matematicheskoe modelirovanie i optimizatsiya vyrashchivaniya lesnykh kul'tur sosny [Mathematical Simulation and Optimization of Cultivation of Forest Pine Croppers]. Voronezh, 2004. 211 p.

3. Melekhov I.S. Lesovodstvo [Forestry]. Moscow, 1989. 302 p.

4. Petrovskiy V.S. Avtomaticheskaya optimizatsiya raskroya drevesnykh stvolov [Self-Optimization of the Tree Trunks Sawing]. Moscow, 1970. 183 p.

5. Petrovskiy V.S., Malyshev V.V., Murzinov J.V. Avtomatizirovannoe proektirovanie rezhimov i vybora mashin dlya provedeniya rubok ukhoda za lesom [Automated Design of Modes and Selection of Machines for Thinning Operations for the Forest]. Moscow, 2012. 216 p.

6. Sennov S.N. Ukhod za lesom [Forest Care]. Moscow, 1984. 128 p.