Биологическая продуктивность модальных древостоев пихты сибирской

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА


Биологическая продуктивность модальных древостоев пихты сибирской в условиях 
КГБУ «Манское лесничество» Красноярского края


Самохвалов И.В.
2018























МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет науки и технологий
имени академика М.Ф. Решетнева»
(СибГУ)


ИНСТИТУТ электронно-дистанционного обучения
НАПРАВЛЕНИЕ 35.03.01 Лесное дело
НАПРАВЛЕННОСТЬ Лесовосстановление, лесоводство и лесоустройство
КАФЕДРА лесной таксации, лесоустройства и геодезии





ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Вид ВКР:         бакалаврская работа__________________________________
Тема ВКР: Биологическая продуктивность модальных древостоев пихты сибирской в условиях КГБУ «Манское лесничество» Красноярского края




Студент                                         

Руководитель                                


Ответственный за 
нормоконтроль                     



Допускается к защите
Зав. кафедрой                      

«________» ______________2018 г.

                         / И.В. Самохвалов /

                          / С.М. Сультсон /



                           /Т.В. Батвенкина/




                            / С.Л. Шевелев  /




	Красноярск 2018 г.	

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет науки и технологий
имени академика М.Ф. Решетнева»
(СибГУ)
	
	УТВЕРЖДАЮ
	Зав. кафедрой _________________
	«____»_________________20___г.


ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы (ВКР)

Студенту Самохвалову Ивану Владимировичу группы 3501-41____________
направления (специальности)_ 35.03.01 Лесное дело____________________
направленность (профиль, специализация, магистерская программа)________
___Лесовосстановление, лесоводство и лесоустройство ______________________________________________________________
1. Вид ВКР: бакалаврская работа_____________________________________
                   бакалаврская работа/дипломный проект/магистерская диссертация
2. Тема ВКР:_ Биологическая продуктивность модальных древостоев пихты в условиях КГБУ «Манское лесничество» Красноярского края
__________________________________________________________________
3. Срок сдачи студентом первого варианта ВКР__28.04.2018 г.___________
4. Срок сдачи студентом окончательного варианта ВКР _15.05.2018 г.		
5. Исходные данные  материалы лесоустройства					
6. Содержание (перечень вопросов подлежащих разработке в ВКР)_______
_____1 Состояние вопроса									
	2 Программа и методика исследований						
	3 Характеристика района исследований						
	4 Экспериментальные исследования						
          Заключение										
          Список использованных источников						
_______________________________________________________________
7. Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей при необходимости) презентация Power Point						
_________________________________________________________________

Дата выдачи задания _______    ________________20 ___г.
Подпись руководителя ВКР ___________________ /___________________/
Задание принял к исполнению дата _____  ______________20___г.
Подпись студента ____________________
    Реферат
    
    Выпускная квалификационная работа содержит 70 страниц текста, иллюстраций 4, таблиц 15, источников литературы 23, приложений 1
    
    ПИХТА СИБИРСКАЯ, БОНИТЕТ, ХОД РОСТА, ГРУППА ВОЗРАСТА, ТИП ЛЕСА, ЗАПАС ДРЕВОСТОЯ, ПРИРОСТ, ФИТОМАССА, УГЛЕРОД,  ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ.
    
    Целью работы являлось изучение биологической продуктивности  модальных древостоев пихты сибирской, произрастающих в условиях Манского лесничества Красноярского края на основе разработанной таблицы хода роста, отражающей динамику таксационных показателей насаждений. 
    Метод исследования основывался на общепринятой методике составления таблиц хода роста на основе классов возраста и бонитета древостоя, предложенной Н.В. Третьяковым. Биологическая продуктивность древостоев определялась по конверсионно-объемному методу с применением конверсионных коэффициентов рекомендованных в работах                          Замолодчикова Д.Г., Уткина А.И. для определения объема фитомассы и ее фракционного состава с пересчетом на депонированный углерод.
    В результате исследования на основе изучения динамики таксационных показателей для лесорастительных условий Манского лесничества составлены таблицы хода роста древостоев пихты третьего класса бонитета и биологической продуктивности, отражающей динамику фракционного состава фитомассы и запаса углерода в них. 
    
    Содержание

Введение..............................................................................................................
5
1 Состояние вопроса.........................................................................................
6
   1.1 Актуальность изучения биологической продуктивности лесов ……..
6
   1.2 Биоэкологические особенности пихты сибирской…..………………...
10
   1.3 Рост и развитее древостоев пихты……………………………………...
15
   1.4 Комплексное использование пихты сибирской….……………………
18
2 Программа и методика исследований...........................................................
20
   2.1 Программа исследований.………………................................................
20
   2.2 Методика сбора экспериментальных данных........................................
20
   2.3 Методика обработки экспериментальных данных…………………….
21
   2.4 Методика определения биологической продуктивности древостоев..
23
3 Характеристика района исследований.........................................................
25
   3.1 Местоположение и структура лесничества……………………............
25
   3.2 Природные условия……………………………………………………...
27
   3.3 Распределение лесов по целевому назначению………………………..
29
   3.4 Характеристика лесных и нелесных земель лесного фонда………….
29
4 Экспериментальные исследования................................................................
32
   4.1 Динамика основных таксационных показателей древостоев пихты....
32
   4.2 Анализ изменения запаса древостоев пихты сибирской……………...
41
   4.3 Биологическая продуктивность модальных древостоев пихты……....
47
   4.4 Показатели эффективности работы…………………………………….
51
Заключение..........................................................................................................
55
Список использованных источников................................................................
56
Приложение А Экспериментальные данные………………………………...
59

    
    Введение
    
    Биологическая продуктивность является одной из основных видовых характеристик той или иной древесной породы, и ее повышение составляет основную задачу лесного хозяйства. Реализация положений Киотского протокола в нашей стране рассматривается не только с точки зрения необходимости выполнения взятых обязательств по сокращению выбросов углеродсодержащих газов и по увеличению углерододепонирующей способности наших лесов, но и как средство оздоровления окружающей среды в тесной взаимосвязи с оздоровлением всей экономики [17]. В рамках концепции устойчивого развития и предотвращения изменения климата особую значимость приобретают не только данные о биопродуктивности лесов в статике, но и количественное описание ее изменений во времени и пространстве [11].
    Биологическую продуктивность древостоев целесообразно изучать на дифференцированных уровнях (региональном, местном). Детальная характеристика процессов накопления фитомассы, для наиболее распространённых древостоев в определенных условиях произрастания отражает локальные особенности лесных экосистем и позволяет своевременно отследить процессы изменения в них. 
    Целью данной работы являлось составление таблицы хода роста модальных древостоев пихты на бонитетной основе с последующей трансформацией полученной таблицы, в таблицу биологической продуктивности – лесотаксационного норматива, описывающего динамику фракционного состава фитомассы данных экосистем. Таблица биологической продуктивности модальных древостоев пихты позволяет перейти к расчетам запаса углерода сконцентрированного в данных насаждениях. 
    
    1 Состояние вопроса
    
    1.1 Актуальность изучения биологической продуктивности лесов 
    
    Изучение количественных и качественных характеристик фитомассы древостоев является составной частью исследований биологической продуктивности как в биогеоценотическом, так и в ресурсоведческих аспектах. Биологическая продуктивность количественно оценивается по её результату – главным образом по годичной биологической продукции сухого  органического вещества (в т/га·год, г/м2·год) или энергии (Дж/м2, ккал/га).
    Биологическая продуктивность – фундаментальное свойство биосферы, означающее способность живого вещества воспроизводить биомассу и образовывать тем самым биотический покров [4]. 
    Под биологической массой растений понимается общее количество живого органического вещества в надземной и подземной сферах растительных сообществ [11]. 
    Изучение биологической продуктивности – сравнительно молодое направление экологической науки. Исследования по изучения биологической продуктивности начались в 30 – 40 годах прошлого столетия и в настоящее время приобрели широкий размах  в связи с возрастающей экологической и биосферной ролью леса как элемента ландшафта и увеличивающейся потребностью в использовании его «невесомых» и «весомых»         полезностей [13]. 
    Более интенсивно данное направление получило развитие в конце 60-х годов прошлого столетия в связи с Международной биологической программой [17]. Основной целью этой программы явилось понимание продукционных процессов в биотических сообществах и экосистемах, вследствие стремительного роста населения земного шара и недостатка продуктов питания, однако в 90-е годы изучение биологической продуктивности было поддержано Международной Геосферно-Биосферной Программой (International Geosphere-Biosphere Programme, IGBP; Global change report…, 1986; Baker, 1988) в связи с глобальным изменением климата [17]. 
    В настоящее время исследования биопродуктивности и накопления фитомассы, как отправной точки для изучения депонирования углерода в лесных экосистемах, ведется как отдельными учеными, так и в рамках многочисленных национальных и международных проектов. 
    Первые работы в направлении изучения фитомассы и ее годичного прироста под общим названием «Древесина, масса листвы и прирост» за период с 1929 по 1953 годы выполнил швейцарский ученый Х. Бургер [18].
    В отечественных работах ресурсоведческий аспект оценки всей фитомассы лесов, получил развитие в 1930 – 1950 годах и позднее был резюмирован как лесное ресурсоведение и ориентирован на полное использование фитомассы [5].
    В последующие периоды при наличии существенного прогресса в методическом плане и возрастающих возможностях компьютерной обработки материалов исследований последовал процесс накопления сведений о биологической продуктивности лесов по природно-климатическим зонам, древесным породам, типам леса и другим критериям. Однако имеющиеся научные работы чрезвычайно разнообразны как по целевому, так и по методическому подходам и зачастую несопоставимы [22].
    В работах Позднякова Л.К, Протопопова В.В., Горбатенко В.М. выделяют два основных направления в изучении биологической продуктивности лесов: биогеоценотическое, связанное с познанием биологического круговорота веществ и энергии в лесном биогеоценозе, и ресурсоведческое, предполагающее оценку лесной фитомассы с точки зрения ее утилизации [5]. 
    Уткин А.И., Ильюшенко А.Ф. уделяют внимание не только соотношениям фракций, но и характеристикам состояния (плотности и влажности) фитомассы, оценивая возможность использования лесотаксационных методов и материалов лесоинвентаризации в ориентировочных расчетах биопродуктивности [18].
    Большой вклад в изучение биологической продуктивности внесли отечественные исследователи: Н.И. Базилевич, Л.Е. Родин, А.И. Уткин, В.А.Усольцев и другие [4,17,18,19,20]. 
    Сегодня фитомасса лесов рассматривается как их основная характеристика, определяющая ход ростовых процессов в лесных экосистемах и используемая в целях экологического мониторинга, устойчивого ведения лесного хозяйства, моделирования продуктивности лесов с учетом глобальных изменений, изучения структуры и биоразнообразия лесного покрова, оценки углерододепонирующей емкости лесов.
    Проблема содержания и динамики углерода в наземных и водных экосистемах взывает общий интерес в последние 15 – 20 лет в связи с увеличением в атмосфере количества углекислого газа и ожидаемым глобальным изменением климата. Поскольку растительность лесных экосистем содержит более 75 % углерода, аккумулированного в наземной растительности, то становится очевидной та важная роль, которую отводят лесам исследователи глобальных изменений [20]. 
    В последнее годы разрабатываются модели ожидаемых пространственных и временных трансформаций бореальных лесов и их воздействия на изменение лесных экосистем и атмосферы [22]. 
    После принятия Конвенции ООН по климату в 1992 году определился целый ряд национальных и международных экологических программ и начались формированные расчеты углеродного баланса на основе сводок данных о фитомассе лесов, что давало существенно завышенные     результаты [4].
    На сегодняшний день единственно приемлемым признается метод совмещения переводных коэффициентов (отношений массы той или иной фракции или запаса углерода в ней к запасу стволовой древесины в коре) с банками лесоустроительных данных [6,7]. Коэффициенты дифференцированы по породам, возрастным группам и учитывают таксационную характеристику насаждения [6].
    Массовые сведения о запасах углерода в растительности, почвах и болотах лесного фонда России содержаться в монографии В.А. Алексеева и Р.А. Бердси [1]. Коллективная монография выполнена в результате совместных работ по российско-американскому проекту 23-81 «Бюджет углерода в бореальных лесах». В работе описаны методы определения конверсионных коэффициентов для пересчета данных о запасе древесины в фитомассу и углерод древостоев и нижних ярусов леса. Сведения о запасе углерода лесных экосистем и болот даны по административным территориям и природным экорегионам страны, в том числе по Красноярскому краю.  
    Исследованию структуры надземной фитомассы насаждений посвящены многочисленные работы В.А. Усольцева [17]. Автором опубликована монография, включившая в себя сводку данных о фракционной структуре (стволы, листва, ветви, корни, нижний ярус) фитомассы и соответствующих таксационных показателей лесных насаждений Северной Евразии.
    После вступления в действие протокола Киото в России (2005 г.) возникла важная задача численного определения биосферной роли лесов, в частности, в рамках полного углеродного бюджета. В лесотаксационных сводках мира при характеристике лесных ресурсов отдельных государств содержатся оценки запасов и объемов лесопользования в единицах биомассы и его углеродного эквивалента [18]. Решение этой задачи требует знания динамики компонентов биологической продуктивности лесных экосистем, которые лесоустройством традиционно не определялись, в частности, возрастная динамика фракций фитомассы и оценки пулов углерода [6,7]. 
    Совмещение информации о фитомассе и годичной продукции насаждений с материалами инвентаризации, получаемой при государственных учетах лесов (ГУЛ), в настоящее время остается наиболее простым и доступным методом расчета запаса углерода в лесах России на федеральном, крупнорегиональном, зональном, биомном уровня, а также по субъектам РФ. Такое совмещение осуществляется через средние для возрастных групп запасы насаждений и конверсионные коэффициенты.
    Одним из результатов работы отечественных исследователей является электронная база данных «Продуктивность экосистем Северной Евразии», находящаяся в свободном доступе на сайте http://www.biodat.ru/db/prod/index.htm. База данных содержит информацию о фитомассе и продуктивности каждого типа зональных и интразональных экосистем [20].
    На официальном сайте «Леса и лесное хозяйство России» в разделе «Данные и анализ» - «Фитомасса и чистая первичная продукция» приведены  результаты оценки запасов фитомассы и чистой первичной прибыли (ЧПП) лесов России, составленные по данным государственного учета лесов России 2003 года и применении методов и моделей, разработанных Лесной программой ИИАСА. Данные представлены по административным регионам (субъектам Российской Федерации), по преобладающим породам, фракциям и группам возраста. Столь детальная пространственно распределенная оценка фитомассы и ЧПП экосистем лесов России представлена           впервые [18]. В тоже время приведенные данные требуют периодического изменения и уточнения в связи с изменением состояния лесного фонда России.
    
    1.2 Биоэкологические особенности пихты сибирской
    
    Пихта сибирская (Abies sibirica Ltd.) относится к роду однодомных вечнозелёных деревьев рода Abies семейства Pinaceae – сосновых. Данная порода распространена на северо-востоке европейской части России, на Урале, в Западной и Восточной Сибири и является основной породой темнохвойной тайги [12].
    Пихта - дерево первой величины, предельная высота её 37 м, наибольший диаметр на высоте груди 70 см. Стволы прямые с небольшим сбегом. Крона узкопирамидальная (даже у старых деревьев), низкоопущенная, иногда начинающаяся у самой поверхности земли. Ветвление – неправильное мутовчатое. Почки шаровидные, зеленовато-бурые, засмолённые. Хвоя плоская, сверху тёмно-зелёная, снизу более светлая. Кора у пихты тонкая, гладкая, непрочная, с многочисленными желваками, наполненными ароматической смолой. У старых деревьев (от 140 до 160 лет), кора в нижней части ствола становится грубой и трещиноватой. Предельный возраст пихты – 300 лет [19], по другим данным – 250 лет [22]. В границах обширного ареала рода пихты возраст её естественной спелости изменяется в широких пределах, и зависит так же, как и других древесных пород, от конкретных лесорастительных условий. 
    По данным Фалалеева Э. Н. [19] в левобережье бассейна нижнего течения р. Подкаменной Тунгуски пихта менее долговечна и только в редких случаях доживает до возраста, превышающего 150 лет. На Алтае и Кузнецком Алатау наибольший возраст пихты редко превышает 180 лет, в то же время в Саянах, Забайкалье и на восточной окраине Западно - Сибирской низменности довольно часто встречаются экземпляры пихты в возрасте 200 и более лет. Объясняется это природными особенностями этих районов. В условиях более сухого континентального климата пихта отличается долговечностью, так как в меньшей степени поражается гнилями [5]. 
    В границах одного географического района предельный возраст пихты изменяется в широких пределах в зависимости от почвенно-грунтовых условий. Древостои пихты, произрастающие в поймах рек, доживают до 160 или 180 лет. В то же время на повышенных местоположениях встречаются экземпляры в возрасте от 220 до 240 лет [19]. 
    При размножении пихта имеет одну особенность, кроме семенного размножения, эта порода способна размножаться вегетативно. От нижних ветвей, скрытых под моховым покровом или толстым слоем лесной подстилки, пихта способна давать отводки. У поваленных ветром деревьев пихты часть корней может оставаться не повреждёнными, дерево при этом гибнет не сразу, а прижатые к земле ветви иногда успевают укорениться и из них со временем образуются прямые стволики [13]. 
    По данным Крылова Г.В. благоприятными климатическими и почвенно-грунтовыми условиями для вегетативного размножения пихты является юго-восточная часть Западной Сибири [13]. При этом успешность вегетативного размножения пихты находится в зависимости от степени сомкнутости крон древостоя. Так, в густых насаждениях ввиду лучшего очищения от сучьев пихта даёт отводки значительно реже, чем в редкостойных. 
    Экземпляры пихты вегетативного происхождения недолговечны и не достигают значительных размеров, так как очень рано поражаются гнилями и отмирают [19]. 
    Начало плодоношения у пихты совпадает с периодом большого роста. При свободном стоянии деревьев это соответствует возрасту от 20 до 25 лет. Единично, в условиях лучшего светового режима, встречаются плодоносящие деревья пихты в возрасте от 15 до 18 лет. В насаждениях пихта начинает плодоносить значительно позже, примерно с возраста от 40 до 50 лет, и сохраняет эту способность до глубокой старости. По данным Фалалеева Э.Н. [19] в лесах бассейна р. Чулыма было срублено модельное дерево пихты в возрасте 214 лет, на котором было обнаружено 72 шишки.
    Пихта цветёт весной, чаще всего в мае, опыление происходит при помощи ветра. Шишки созревают в год цветения и рассыпаются осенью. Плодоносит пихта обильно, но не ежегодно. Периодичность обильного плодоношения составляет в среднем три года. Урожайность пихты, как и у других древесных пород, тесно связана с погодными условиями.  
    По данным ряда авторов, урожайность деревьев тесно связана с возрастом и диаметром деревьев и закономерно повышается с их увеличением. Исключение составляют самые старые, крупных размеров перестойные деревья, интенсивность плодоношения которых несколько снижается [12]. 
    Плодоношение пихты даже в пределах одного района не остаётся одинаковым и зависит от типа леса и производительности насаждений [13]. 
    Пихта сибирская является породой требовательной к богатству почвы. Лучшие условия для роста пихты – глубокие, свежие, суглинистые почвы; здесь она обычно вытесняет ель. На сырых местах рост её заметно ухудшается, избегает заболоченных участков. На почвах с близким уровнем вечной мерзлоты пихта не встречается [12]. 
    По данным Шумилова Л.В. древостои пихты, произрастающие в Забайкалье и на Средне-Сибирском плоскогорье, избирают сравнительно тёплые местообитания, где вечная мерзлота или отсутствует совсем, или залегает на большой глубине. Небольшие участки пихтовых древостоев отмечены здесь на южных склонах с лёгкими по механическому составу почвами или в поймах рек [15]. 
    Пихта, растущая в поймах рек, хорошо переносит временное затопление во время паводка, а подрост её на песчаных и галечных косах и островах не гибнет даже после пребывания под водой в течение нескольких дней. В горных районах пихта встречается на мелких щебенистых почвах и даже на каменистых россыпях, однако верхнюю границу леса пихта не образует [12].
    Пихта – самая теневыносливая древесная порода в лесах Сибири. Об этом свидетельствует её густое освоение, слабое очищение от сучьев и успешное возобновление под пологом даже в густых насаждениях. Биологические особенности пихты обусловливают продолжительный процесс лесовосстановления и, следовательно, растянутый во времени процесс формирования пихтового насаждения.  Пихта не требовательна к теплу, о чём свидетельствует обширный ареал её естественного распространения, местами доходящий до Полярного круга [12].
    Пихта считается ветровальной породой, но в том случае, если произрастает на участках с близким залеганием грунтовых вод или на глинистых почвах, что способствует формированию поверхностной корневой системы. На глубоких почвах формируется хорошо развитая стержневая корневая система. В этом случае пихта является ветроустойчивой         породой [19].
    Чувствительной пихта оказывается к воздействию пирогенного фактора. В этом отношении она менее устойчива, чем ель. Из-за тонкой коры пихта часто отмирает даже при беглых пожарах (особенно молодые деревья, которые могут погибнуть от теплового излучения, не получив даже ожогов). Деревья старшего возраста получают серьёзные повреждения в виде пожарных подсушин, которые иногда захватывают до половины окружности ствола и поднимаются вверх до высоты от одного до двух метров [13].  
    Достаточно устойчивой пихта оказывается к повреждениям, наносимым насекомыми. Исследования Лонщакова С.С. и других [19] показали, что пихты, кроны которых объедены гусеницами сибирского шелкопряда на        40 %, успешно восстанавливают хвою за один – два вегетационных периода. Даже полное уничтожение ассимиляционного аппарата не всегда сопровождается гибелью деревьев. При слабом заселении их стволовыми вредителями восстановление хвои идёт путём образования новых побегов из верхушечных и частично спящих почек. 
    Пихта отличается повышенной фаутностью. Древесина пихты очень часто поражается гнилями, поскольку в древесине этой породы нет смоляных ходов. Основными возбудителями гнилей у пихты являются дереворазрушающие грибы: корневая губка (Fomes annosus Fr.), опёнок (Armillaria mellea Quel.), трутовик Гартига (Phellinus Hartigii Bond.). 
    Заражённость пихтовых насаждений гнилями, в зависимости от географического района, может изменяться от 30 до 60 %. В условиях сравнительно влажного климата (Алтай, Кузнецкий Алатау) с более продолжительным вегетационным периодом пихта сильнее поражается гнилями, чем в лесах лежащих севернее [19]. Гнили понижают механическую устойчивость деревьев против ветра и способствуют образованию бурелома. У заражённых деревьев замедляется рост, что в итоге приносит ущерб лесному хозяйству за счет снижения прироста древесины. Стволовые гнили снижают выход деловой древесины. 
    Среди других пороков древесины пихты встречаются следующие: сучковатость, рак, пасынок, многовершинность, трещины, водослой, искривление ствола, крень, засмолок, кап [19]. 
    Среди энтомовредителей для древостоев пихты характерны сибирский шелкопряд (Dendrolimus superans), пихтовый усач (Monochamus urussovi).
    
    1.3 Рост и развитие древостоев пихты
    
    Одной из важнейших задач лесной науки является разработка таблиц хода роста древостоев, которые отражают процесс его естественного развития. Прогнозирование роста насаждений и визуализация данной информации в табличной форме предназначено для определения спелостей древостоев с целью организации рационального и оптимального лесопользования [10].
    Ученые предлагают таблицы хода роста условно разделять на четыре группы [2,8].
    Таблицы хода роста нормальных насаждений – составляются по классам бонитета и могут служить нормативами полноты и запаса древостоев, количества стволов деревьев в эталонном насаждении; 
    Таблицы хода роста модальных насаждений составляются при анализе массовых материалов глазомерной таксации, обработанных с использованием матико-статистическими методов. Данные таблицы характеризуют фактическое состояние лесного фонда, могут применяться для решения вопросов, связанных с состоянием лесного фонда. 
    Таблицы хода роста древостоев различной густоты рассчитываются как по типам леса, так и по классам бонитета. Наиболее полно отражают фактический рост и продуктивность встречающихся древостоев. Характеризуют рост нормальных, модальных и оптимальных насаждений, могут применяться при проектировании рубок ухода.
    Таблицы хода роста оптимальных насаждений составляются как по типам леса, так и по классам бонитета. Могут использоваться для определения целей хозяйства и решения целого ряда практических вопросов: установление возрастов рубки, спелостей леса и других показателей [2,8]. 
    На территории Сибири вопросам, связанным с изучением закономерностей роста древостоев пихты посвящены работы                       Э.Н. Фалалеева [19], В.С Полякова, А.Г. Крылова [2] и других исследователей. Авторами составлены таблицы для пихтовых и пихтово-еловых древостоев, произрастающих на территории Западного Саяна, Восточного Саяна, Чулымо-Кетского, Ангарского, Красноярско-Ачинско-Канского и других районов произрастания пихты. Таблицы разработаны на основе типа леса и классов бонитета. Однако условия произрастания существенно разнятся, в связи, с чем необходимы исследования, дополняющие и отражающие особенности роста в более узких масштабах местообитаний древостоев пихты. В естественных насаждениях чистые пихтовые древостои - большая редкость, чаще всего пихта произрастает в качестве примеси к ели и кедру, а также к другим породам. Практически никогда не встречается в сообществах с сосной обыкновенной. Часто выступает в качестве второго яруса в старых осинниках, с перспективой выхода в первый ярус при выпадении осины.
    Известно, что в молодом возрасте пихта растёт медленно; высоты один метр она достигает не ранее 20 лет. Однако экземпляры пихты, развивающиеся под густым материнским пологом, имеют высоту один метр лишь в возрасте от 50 до 60 лет. В дальнейшем пихта при благоприятной световой обстановке заметно усиливает прирост по высоте, который остаётся довольно значительным до глубокой старости (от 200 до 220 лет). При этом ранее угнетённые деревья пихты могут к возрасту от 80 до 100 лет перегнать экземпляры, нормально развивавшиеся в молодости.
    Пихтовые леса характеризуются большой разновозрастностью. В них встречаются все переходы от самосева и подроста до самых старых перестойных деревьев. При естественном отмирании последних их  место занимают молодые, развившиеся из подроста, который всегда имеется в том или ином количестве под пологом насаждений. Лесообразовательный процесс в пихтарниках совершается непрерывно, однако интенсивность его в отдельные промежутки времени неодинакова, так как зависит от целого ряда постоянно изменяющихся факторов. Отсюда весь внешний облик пихтовых лесов тоже постоянно меняется: на одних этапах развития в насаждениях по числу стволов преобладают сравнительно молодые деревья в возрасте до 50 – 60 лет, на других – более старые – до 80 – 120 лет. При этом изменяются таксационные показатели древостоя, что в свою очередь сказывается на других компонентах насаждения. Таким образом, следует, что в своём развитии пихтовые насаждения проходят определённые этапы или стадии развития [19].
    Однако существующие способы таксации пихтовых древостоев базируются на закономерностях, разработанных применительно к одновозрастным насаждениям, которые, как известно, имеют сравнительно простое строение. Разновозрастный древостой, как самостоятельный объект таксации, ещё не получил всеобщего признания. Тем не менее, в широкой производственной практике пихтовые леса, отличающиеся большой сложностью возрастного строения, таксируются в целом, без расчленения на ярусы и поколения. При определении таксационных показателей пользуются нормами и придержками, найденными на основании закономерностей, свойственных одновозрастным насаждениям, хотя известно, что варьирование толщины, высоты и возраста деревьев в них меньше, чем в разновозрастных. Поэтому точность определения показателей, найденных без учёта особенностей таксируемых объектов, не будет удовлетворять запросам практики [10]. Отсюда становится очевидным необходимость выяснения закономерностей роста, развития и строения пихтовых насаждений с учётом определённых лесорастительных условий.
    
    1.4 Комплексное использование пихты сибирской
    
    Древостои пихты являются источником многих видов лесных ресурсов. 
    Древесина пихты по своим физико-механическим свойствам несколько уступает другим хвойным породам. Однако она находит широкое применение при выработке целлюлозы, бумаги и искусственного волокна [12]. 
    Стволы пихты отличаются малым сбегом, и при продольной распиловке выход пиломатериалов из брёвен одинаковой толщины получается выше, чем у других древесных пород. Древесина пихты лишена смоляных ходов, не имеет запаха и применяется для изготовления тары под пищевые продукты.
    Большое количество лесоматериалов из пихты используется в строительстве и, особенно в каменноугольной промышленности для крепления горных выработок. Это объясняется тем, что древесина пихты обладает очень ценным свойством: перед разрушением начинает потрескивать, предупреждая об опасности обвала.
    Из веток пихты, называемых «лапками», получается пихтовое масло, основным компонентом которого является борнилацетат. Пихтовое масло является сырьём для производства синтетической камфары. Также пихтовое масло может быть получено из коры пихты [12,19]. 
    В коре пихты имеются особые вместилища, содержащие ароматическую смолу – пихтовый бальзам, который находит широкое применение в оптической промышленности и обладает целебными свойствами.
    Хвоя и кора пихты обладает исключительными фитонцидными свойствами. Препараты, приготовленные из них, с успехом используются для лечения многих тяжёлых заболеваний. 
    Семена пихты сибирской содержат масло, пригодное для выработки высококачественных лаков [12].
    Таким образом, анализ литературных данных показал, что пихтовые леса Сибири, несмотря на широкое распространение и большое хозяйственное значение, остаются ещё слабо изученными. Природные особенности их довольно подробно освещены в ряде научных исследований многих авторов, однако в связи с многообразием лесорастительных условий Сибири вопросы закономерностей роста и развития древостоев пихты, региональные особенности накопления фитомассы и запаса углерода в них раскрыты не достаточно. 
    
    
    2 Программа и методика исследований
    
    2.1 Программа исследований
    
    В основе исследования по изучению биологической продуктивности модальных древостоев пихты сибирской, произрастающих на территории КГБУ «Манское лесничество» Красноярского края, были положены следующие задачи:
    1) подбор объекта исследования по материалам лесоустройства;
    2) формирование выборочной совокупности и математический анализ данных;
    3) построение таблицы хода роста модальных древостоев пихты сибирской;
    4) определение биологической продуктивности модальных древостоев пихты сибирской с помощью конверсионного метода;
    5) обсуждение полученных результатов и формирование выводов.
    
    2.2 Методика сбора экспериментальных данных
    
    При изучении динамики основных таксационных показателей был использован метод, базирующийся на материалах массовой глазомерной таксации, впервые предложенный Н.В. Третьяковым [16].
    Сбор экспериментального материала для проведения документального исследования осуществлялся по материалам лесоустройства 1999 года. Из таксационных описаний подбирались древостои, наиболее часто встречающиеся на исследуемой территории (модальные древостои). В качестве объекта исследования выбраны древостои пихты сибирской третьего класса бонитета. 
    Анализ таксационных показателей проводился на протяжении всего возрастного ряда встречающегося на исследуемой территории, то есть с первого по девятый классы возраста. Для каждого выдела в пределах класса возраста фиксировались следующие показатели: класс бонитета, состав древостоя, возраст, средний диаметр, средняя высота, полнота, запас на 1 га, тип леса. Для обеспечения достаточности выборочной совокупности в пределах одного класса возраста подбиралось от 30 до 40 таксационных выделов. Такой объем выборки обеспечивает опреде.......................