Физико-географическая характеристика района исследования

Тема работы: «Тенденции и периодичности роста деревьев сосны по высоте».
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Изучение хода роста сосны.
1.1. Ход роста деревьев сосны по высоте.
1.2. Принципы построения бонитетных шкал для сосняков Северного Кавказа
Глава 2. Физико-географическая характеристика района исследования. Глава 3. Продуктивность  и ход роста сосновых лесов заповедника.
3.1 Возрастная структура и подрост изучаемых сосняков.
3.2. Жизненное состояние  горных сосняков.
3.3. Зависимость хода роста деревьев сосны по высотно-экологическому профилю.
3.4.Характеристика фитомассы сосняков.
3.5.Рекреационная нагрузка на сосняки заповедника.
Выводы и предложения.
Литература




Введение
Исследования роста древостоев горных сосняков представляют большую ценность и для теории и для практики лесного хозяйства. Результаты этих исследований являются информационной основой, которая определяет уровень лесохозяйственных, лесоинвентаризационных и лесоучетных работ.
При решении задач по устройству и оценке лесов необходимо иметь полноценные, научно-обоснованные нормативы и таблицы, позволяющие производить точный учет лесов на больших горных площадях. Произрастающие в горах лесные культуры имеют ряд особенностей в росте и продуктивности. Отличаются реальные запасы, суммы площадей сечений, число стволов и другие показатели при наиболее часто встречающемся составе и смешении разных пород. Лесорастительные условия в районе исследований достаточно благоприятны для произрастания сосновых насаждений. Этим фактом обусловлены значительные объемы заготовки семян для создания лесокультурных насаждений и  искусственных насаждений из сосны, произрастающей на территории Архыского отдела Тебердинского заповедника. Еще в 1909 году на территории современного п.Архыз немец-предприниматель построил небольшой семенной завод, занимался заготовкой семян сосны Сосновского ,которую поставлял для озеленения в страны Европы. Где сосна Архыза до сих пор общепринято считается высокопродуктивной.

Основная цель работы заключается в изучении динамики основных таксационных показателей  древостоев сосны в наиболее распространенных типах леса  Кызгычского лесничества, выявление на этой основе особенностей роста лесных культур и составление для них эскизов таблиц хода роста.
Поставленная цель достигалась решением следующих задач:
1.Изучение зависимости основных таксационных показателей древостоев (диаметр, высота и запас) от возраста по материалам лесоустройства.
2.Составление таблицы возрастной динамики таксационных показателей сосновых культур для сосняков Архызского отдела Тебердинского заповедника на материале лесоустройства Кызгычского участкового лесничества. 
3.Проведение анализа составленных таблиц и хода роста культур.
4.Определение рекреационного воздействия на ход роста сосновых древостоев.
Использованные методы. Особенности роста древостоев можно изучать на основе материалов массовой таксации . Этот подход требует меньших временных и материальных затрат на составление нормативов и в то же время обеспечивает достаточную точность при оценке особенностей роста древостоев, в том числе искусственных. Выравнивание таксационных показателей культур (средних диаметра и высоты, запаса) в зависимости от возраста проводились графо-аналитическим способом. Корреляционный и регрессионный анализы выполнялись на персональном компьютере с использованием прикладных программ Microsoft Office Excel и STATGRAPHICS Plus for Windows.
Из большого количества методов составления таблиц хода роста (далее – ТХР) нами предпочтение отдано методу ЦНИИЛХ, основой которого являются графические построения. С их помощью определялась принадлежность насаждений к одному естественному ряду роста и развития.
Естественным рядом считается совокупность древостоев различных возрастов, имеющих одинаковые экологические и биологические условия произрастания, роста и т.д. [2].
Классификационной основой при изучении возрастной динамики выбран тип леса. В пределах исследуемых типов леса естественный ряд формировался из древостоев, у которых отклонение высот от выровненной средней составляло не более 10%, а отклонение диаметров - не более 15%.
Многие исследователи  при описании зависимостей средней высоты и среднего диаметра древостоев от их возраста предпочтение отдают уравнению Корсуня. При выравнивании наших экспериментальных данных лучшие результаты обеспечили другие теоретические функции. Выбор наилучшей функции проводился по значениям коэффициента детерминации и ошибок уравнения. Выбирались уравнения с наибольшими значениями R2 и меньшими значениями ошибок.
При описании большинства зависимостей лучшие результаты обеспечили уравнения полиноминальной регрессии вида. Известно, что эти уравнения (полиномы 2 или 3 порядков) не эффективны при прогнозировании роста древостоев. Однако они успешно применяются при выравнивании и интерполяции данных в рамках собранного экспериментального материала.

 

Глава 1. Изученность проблемы хода роста сосны.
    Рост древесных растений, как организмов автотрофных, в первую очередь зависит от состояния абиотической среды и благоприятности ее условий для процесса фотосинтеза. Растения умеренных широт характеризуются периодичностью ростовой активности, имеющей место лишь в течении части года. Сезонная периодичность в деятельности меристемы растений выработалась в процессе эволюции как реакция на смену погодных условий в течении года и повлекла за собой изменения в строении древесины, выразившиеся в образовании годичных слоев.
    Годичная слоистость еще отсутствует в древесине палеозойских и триасовых хвойных, появляется у них начиная с юры, а с мезозоя у хвойных уже наблюдается четкая дифференциация годичных слоев на раннюю и позднюю древесину [Вихров, 1959]. Годичные кольца древесных растений, возникнув в процессе эволюции как реакция на изменения климата, характеризуются значительной климатически обусловленной изменчивостью. При этом у примитивных древесин голосеменных под жестким генетическим контролем находится прирост поздней части древесины — филогенетически наиболее молодого и прогрессивного признака. И, напротив, у наиболее прогрессивных кольцесосудистых растений на всем протяжении онтогенеза остается постоянным прирост ранней, тоже филогенетически наиболее прогрессивной части древесины [Косиченко, 1999].
Пожалуй, первым исследователем, обратившим внимание на изменчивость годичных колец в зависимости от климатических факторов был Леонардо да Винчи. В «Трактате о живописи», составленном из записей Леонардо да Винчи в XVI веке [по изданию 1955г.] содержится следующий отрывок: «Круги древесных ветвей показывают число их лет и то, какие были более влажными и более сухими смотря по большей или меньшей их толщине.

И так показывают они страны света, смотря по тому, куда они обращены, потому что более толстые обращены более к северу, чем к югу и, таким образом, центр дерева по этой причине ближе к его южной, чем к северной коре. И хотя это живописи ни к чему, все же я об этом напишу, дабы опустить возможно меньше из того, что известно мне о деревьях.».
Одними из первых серьезных исследований о влияния климатических факторов на рост хвойных пород были работы Д.И. Менделеева выполненные в начале прошлого века [по изданию 1954г.]. Занимаясь вопросами оптимизации объемов вырубки древесины для нужд железоплавильной промышленности, Менделеев провел исследования пространственных закономерностей роста хвойных пород, используя для этого спилы, собранные в разных географических точках. Проблему влияние абиотических факторов на прирост он излагает следующим образом: «На севере сумма света, получаемого ежегодно деревом в течении растительного периода, уменьшается, а потому можно ждать и уменьшаемого прироста. Когда представим себе десятину равномерно сплошного леса данной породы на разных широтах, то невольно рождается сравнение между актинометром, принимающим солнечный свет, и лесом, с тем существенным различием, что на физическом приборе отметится момент, а тут вся сумма моментов выражается в приросте. Сложность дела очевидна уже по одному тому, что прирост зависит от породы, от влажности, от почвы, от перемен погоды и особенно от осадков (дождей) во время роста и просто от индивидуальностей, свойственных органическим особям. Тем не менее возбужденный интерес заставил меня начать собирание данных, сюда относящихся.». В своей работе Менделеев ссылается на более раннюю публикацию - работу русского профессора Ф.Н. Шведова [1892, по изданию 1972г.], которая считается одной из первых дендроклиматических работ не только в России, но и во всем мире. Он отмечает влияние на ширину годичного кольца таких факторов как гидрографические особенности местности, возраст дерев, радиус исследуемого слоя (геометрические эффекты возраста), эксцентричность слоя, радиус слоя последнего года (подразумевая эффекты разного бонитета насаждений). Исследования Шведова выполнялись на спилах акции, колебания ширины годичных колец которой от года к году зависят от «...количества питательного вещества, всасываемого из почвы корнями и отлагающегося в форме клеток между корою и стволом дерева в течении растительного сезона. А так как процесс всасывания обусловливается существенно влажностью почвы, и следовательно количеством атмосферных осадков, то отсюда следует, что перемежаемость толщины годичных слоев подсказывает существование некоторого порядка в чередовании сухих и влажных годов, и что этот порядок может быть раскрыт обстоятельным изучением годичных слоев многолетних растений.»
    В настоящее время существует обширный объем публикаций по проблеме влияния климатических факторов на рост хвойных пород в условиях европейской тайги.
    Одна из наиболее ранних из рассматриваемых работ является итогом многолетних исследований изменчивости радиального прироста ели в Северной Швеции [Eklund, 1957]. Автор приходит к выводу, что изменчивость годичного слоя у ели обусловлена главным образом изменчивостью его ранней части. Обнаружено сильное положительное влияние на величину прироста такого показателя, как числом/дней с температурой более 16°С (коэффициент корреляции равен +0,72).
На то, что решающее влияние на колебания прироста у ели в Финляндии оказывает сумма эффективных температур вегетационного сезона, указывает [Hettonen, 1984]. Здесь же приводятся ссылки на работы ряда авторов, получавших противоречащие данному выводу результаты. Так для прироста ели в Северной Швеции наиболее важна температура первой половины лета [Eklund, 1957]. Jonsson [1969] сообщал, что температуры вегетационного сезона имеют незначительное влияние на колебания прироста ели. В то же время Hettonen отмечает, что температуры второй половины лета прошлого года оказывают отрицательное влияние на прирост ели. Как замечает автор, негативное влияние теплого лета прошлого года на прирост ели наблюдали также Wallen [1917], Eklund [1957], Jonsson [1969], Feliksik [1977], Elkstein и Anial [1981].
    Подробное исследование изменчивости ели вдоль географического градиента сравнительно недавно было проведено на территории Финляндии [Makinen, Nojd, Mielikainen, 2000]. Были получены хронологии из пяти районов: от центральной Финляндии до арктической границы распространения еловых лесов. Кросс - корреляциооный анализ показал, что вариации прироста в хронологиях сильно связаны с температурами лета в год отложения прироста. Наиболее четко проявилось положительное влияние высоких среднемесячных температур июня. Сила ассоциации между радиальным приростом и температурами июня возрастала с юга па север. С индексами прироста также негативно коррелировали высокие температуры февраля. Наблюдалась и значительная негативная корреляция с температурами лета прошлого года, причем ее сила падала по мере продвижения на север.
    Изучение роста сосны на сухих песчаных и влажных торфяных почвах проводилось на границе между Швецией и Норвегией [Linderholm, 2001]. Для роста сосны наиболее важной оказалась повышенная температура вегетационного периода (май-август). На росте сосны на сухой песчаной почве также положительно сказывалось обильное увлажнение в начале вегетационного периода (осадки февраля —мая).
    Рост сосны во влажных типах условий местопроизрастания на территории Швеции изучался также в географическом аспекте [Linderholm, Moberg, Grudd, 2002]. В большинстве болотных сосняков влияние температур было положительным и значительным в течении весны и лета. Сосны из центральной и северной Швеции отрицательно реагировали на осадки одного из летних месяцев, также как и на осадки одного из зимних месяцев. В южной Швеции осадки мая и июня сказывались на росте сосны положительно.
    Значительное количество информации о влиянии климатических факторов на рост сосны в условиях Финляндии дало сопоставление региональных хронологий из зон северной, средней и южной тайги [Lindholm, Lehtonen, Kolstrom, Merilainen, Eronen, Timonen, 2000]. . Изменчивость климатического происхождения в хронологиях сосны отличалась в географическом градиенте. В северной части тайги на рост оказывали положительное влияние преимущественно высокие температуры июля, в восточной и южной Финляндии — обильные осадки июня. Не было обнаружено единой синхронизирующей климатической переменной для всех хронологий: хотя высокие температуры ускоряют рост на севере, но они тормозят его на юге; осадки июня положительно сказываются на росте сосны из южных регионов, но в то же время осадки июля отрицательно сказываются на росте сосны в северных регионах. Следовательно, периоды, когда условия роста благоприятны для сосны северных регионов, оказываются неблагоприятны для сосны южных регионов, и наоборот.
    В подзоне северной тайги России на рост сосны также оказывает положительное влияние температура июня и остальных летних месяцев, теснота связи с приростом примерно одинакова для условий года формирования прироста и для условий прошлого года [Феклистов, Евдокимов, Барзут, 1997; Феклистов, 1997].
В районах, близких к заповеднику «Кивач» был проведен ряд дендрохрон о логических исследований в древостоях сосны. Одно из них не имело четкой дендроклиматческой направленности, основное внимание в нем было уделено цикличности в изменчивости прироста [Синькевич, 1996]. В то же время автором приводятся результаты расчета коэффициентов корреляции между приростом и средними температурами месяцев вегетационного сезона (май - август) и показано отсутствие связи с летними температурами. В то же время в работе С.П. Гриппа [2000] о связи прироста с меофакторами судят на материале единичного дерева [Гриппа, 2000] указывая на наличие связи со среднелетними температурами. По мнению автора на территории Восточной Фенноскандии нет универсального климатического фактора, который вызвал бы достаточно сильный ответный сигнал в древесно-кольцевых хронологиях [Гриппа, 1999]. Недостатком методики Гриппы на наш взгляд является ориентация на выборочный отбор образцов древесины с индивидуальных деревьев с максимальным диаметром ствола или из экстремальных местообитаний, а также невнимание к анализу связей прироста с метеоусловиями прошлого вегетационного сезона.
    Представляют определенный интерес исследования Е. В. Дмитриевой [1975] проводившиеся на северо- западе Карельского перешейка и в южной Карелии. Автором предложен метод относительных значений прироста, при котором относительная ширина кольца (по отношению к приросту прошлого года) оценивается в баллах( 4 балла, чем больше отклонение, тем выше балл), аналогично оцениваются метеопоказатели. Анализ ведется либо по числовым значениям, либо по диаграмме, где положительные отклонения располагают горизонтально, отрицательные - вертикально. Метод дает возможность наглядно и легко проследить реакцию прироста деревьев различного возраста и из разных местообитаний на изменение метеорологических факторов и выявить причины изменения прироста.
    Автором проанализирована динамика прироста у 74 деревьев сосны и ели. Сделан вывод, что хотя район исследования и расположен в области достаточного увлажнения, основным фактором, вызывающим значительные колебания прироста, является фактор влаги - наибольшее значение имеет количество осадков периода вегетации и их распределение в течении этого периода. Колебания температуры в период вегетации имеют второстепенное значение и действуют косвенно, способствуя большему или меньшему испарению, а, следовательно увеличивается и прирост (1882,1936,1953)
Только крайнее напряжение климатических факторов (длительные крайне пониженные температуры в зимний период 1856, 1917, 1940, 1942, 1956 годы), исключительно низкое количество осадков в период вегетации вызывает единую реакцию прироста на всех местообитаниях (1853 , 1858, 1868, 1889, 1896, 1933, 1951, 1964, 1972...)- Смена крайне засушливой части вегетационного периода крайне дождливой и наоборот вызывает падение прироста у большинства модельных деревьев (1855, 1856, 1861,1873, 1881, 1883, 1948, 1955 г.г.). В целом автор заключает, что одно и то же колебание температуры и осадков не только часто, но и в большинстве случаев вызывает различную реакцию прироста на различных местообитаниях. И только крайнее напряжение климатических факторов вызывает единую реакцию у деревьев всех местообитаний. Все же отметим, что оправданный в 70гг, при неизмеримо меньшей доступности электронно-вычислительной техники подход сейчас имеет ограниченную ценность. Результаты, полученные с его помощью слабо сопоставимы с данными корреляционного анализа, но экофизиологическая составляющая исследования на наш взгляд заслуживает повторной реализации с помощью более современных технических возможностей.
Данные об особенностях сезонного роста сосны обыкновенной в условиях южной Карелии приводятся И.Т. Кищенко [2000]. У сосны рост вегетативных органов дерева в разных экологических условиях происходит в определенной последовательности. В начале -середине мая начинается рост побегов, спустя 10-28 суток появляется хвоя и начинается деление клеток камбия ствола. Кульминация прироста побегов и ветвей наблюдается в середине июня, стволов в конце июня — начале июля, и хвои - в конце августа- начале сентября. Рост сосны обыкновенной в основном связан с сезонной динамикой температуры воздуха. Рост терминальных побегов в южной Карелии начинается при среднесуточной температуре воздуха +4,8 - +5,5°С, стволов на высоте 1,3 м- при +10,5 - +12,0°С. Рост побегов начинается начинается при оттаивании почвы на глубину 20-30см, стволов - при прогревании до +6 - +9°С. Кульминация прироста стволов наблюдается при температуре +13°С. Интенсивность ростовых процессов в условиях Карелии усиливается с увеличением количества суммарной солнечной радиации и понижением относительной влажности воздуха. Снижение количества атмосферных осадков в летний период на избыточно-увлажненных почвах способствует возрастанию продолжительности роста деревьев, на умеренно-увлажненных — ее уменьшению.
   В ставшей классической монографии Т.Т. Битвинскаса [1974] приводятся, в том числе, и данные о влиянии конкретных метеофакторов на изменчивость прироста сосны в разных типах леса. При дендроклиматическом анализе автором определяется синхронность в реакции индексов прироста и метеопоказателей. Так сходство кривой индексов радиального прироста сосны в свежем типе условий местопроизрастания и температур гидрологического года составляет 76 %, тогда как показатель сходства изменчивости индексов радиального прироста с данными средних годовых температур равен всего лишь 58%. Сходство распределения осадков за гидрологический год с изменчивостью индексов прироста по диаметру составляет только 30%. Связь радиального прироста древесины со средними летними температурами также отрицательна (43%). Как отмечает автор, связь средних температур в июне с радиальным приростом высока в северных областях Европы, а в условиях Литвы она характеризуется значениями коэффициента синхронности 46%, т.е. не обнаруживается. В заболоченных сосняках связь с температурами за гидрологический год также наблюдается, но сладе чем в свежем типе условий местопроизрастания (63%).
Хотя автор прямо и не делает вывода о положительном влиянии высоких зимних температур на прирост сосны в условиях Литвы, но факт наличия связи прироста с температурами гидрологического года и отсутствия с летними температурами косвенно подтверждают этот вывод. Однако в то же время отмечается, что в 1940-42гг. отрицательное воздействие на прирост оказали морозы. Абсолютные минимумы составляли до - 33,3°С, особенно опасны были низкие температуры потому что чередовались с оттепелями. Отрицательная реакция прироста в данные годы наблюдается как у сосны, так и у ели.
    Дендроклиматические исследования роста сосны в разных типах леса в условиях Литвы показали, что положительная корреляция наблюдается с температурами воздуха января, марта, апреля, сентября и года, а также суммой осадков июня и года [Vitas, 1998].
    В условиях Литвы [Кайрюкштис, Юодвалькис, 1972] свыше 15 лет изучалась динамика сезонного формирования кольца и роста в высоту у различно развитых деревьев. Биометрическими исследованиями в отдельные годы охватывалось в отдельные годы по 20-25 хорошо развитых деревьев ели, осины, березы, ясеня, ольхи черной и ольхи серой. Выяснено, что у ели формирование годичного кольца начинается раньше или почти одновременно с началом роста в высоту. Прирост в высоту заканчивается на 20-25 дней раньше, чем прирост по диаметру. В ритме роста в высоту у хорошо развитых елей рано распускающейся формы отмечаются три максимума: к 10 июня, в третьей декаде июня и в конце июля. Позднораспускающиеся ели имеют более равномерный сезонный рост. Сезонный прирост ели по диаметру быстро достигает максимума, в отличии от более равномерного прироста у других пород. Пульсация и ритмичность прироста сопряжена с пульсацией и ритмичностью освоения среды — первичным процессом нетто ассимиляции. Поэтому для точной фиксации происшествий в окружающей среде дерева по его годичному кольцу, прежде всего, как подчеркивают авторы, следует учесть закономерности отложения самого прироста в определенные месяцы вегетационного периода. Значительная доля прироста годичного кольца в весенне-летние месяцы май - июнь 64% (май-23%, июнь-41%, июль-20%,
   В Польше на прирост сосны положительно влияние оказывают высокие температуры зимних месяцев и обильные осадки летнего периода [Zielski, 1996; Wilczynski, Krapiec, Szychowska-Krapiec, Zielski, 2001]. Аналогичные результаты отмечались для Швеции [Linderson, 1992 по Zielski, 1996] и Германии [Luhtre, 1992 по Zielski, 1996].
   В Польше было проведено и дендроклиматическое изучение роста географических провиниенций сосны из разных районов Европы, на основе географических культур, заложенных в 1912 году [Oleksyn, Tjoelker, Reich, 1998]. Выяснено, что высокие температуры зимних месяцев (декабрь — март) благоприятны для роста всех провиниенций, в то же время характер отклика несколько и отличается вдоль географического градиента, на основании чего авторы проводят группирование популяций сосны.
   На росте сосны в прибалтийском регионе Польши положительно сказываются осадки мая-июля, отрицательно - температуры июня текущего года и ноября прошлого года, положительное влияние оказывают температуры марта [Zielski, Koprowski, 2001]. Похожие результаты были получены в исследовании в Бескидах, где прирост ели сопоставлялся с приростами ряда хвойных интродуцентов [Feliksik, Wilczynski, 2001]. Наблюдалась значимая положительная корреляция прироста ели с осадками июня и июля, положительная с температурами февраля, марта, апреля.
   Дендроклиматическое изучение роста сосны в условиях Словакии [Dursky, Pavlickova, 1998] показало факт положительного влияния на рост высокой температуры зимних месяцев, в особенности февраля. Наблюдалась и положительная реакция прироста на обильные осадки в феврале.
   Результаты обширных исследований влияния климатических факторов на рост хвойных пород в условиях европейской тайги проведены А, А. Молчановым [1976]. Им охвачены такие регионы, как Мурманская. Архангельская, Ленинградская области, Карелия, Вологодская, Ярославская, Ивановская, Новгородская, Смоленская, Московская, Рязанская, Тульская
области и др. Для изучения ширины годичных колец выбирались наиболее толстые с развитой кроной деревья, растущие в сравнительно свободных условиях роста в насаждении, на свежих незаболоченных почвах без временного избыточного увлажнения. Результаты исследования позволили сделать вывод, что изменения ширины годичного кольца тесно связаны с термическими условиями и количеством выпадающих осадков. В условиях севера наибольшее влияние на прирост годичного кольца оказывает температура воздуха. Здесь осадки в некоторых случаях могут подавлять прирост деревьев по диаметру. По мере перехода к таежной зоне и из северной подзоны в южную сначала оказывает влияние на рост температура воздуха, затем повышается и влияние атмосферных осадков. В подзоне хвойно- широколиственных лесов лесостепи влияние осадков возрастает. В северной лесостепи осадки влияют на ширину годичного кольца больше, чем температуры воздуха, а в южной подзоне они занимают доминирующее положение.

1.1 Ход роста деревьев сосны по высоте.
Ученые лесоводы давно изучают ход роста в высоту, и эти исследования в большинстве своём зависят от руководящей идеи, или рабочей гипотезы, которую выдвигают авторы для познания закономерностей онтогенеза. Работ по исследованию роста деревьев и древостоев, как уже отмечалось выше, очень большое количество, но их можно разбить по решаемым авторами задачам:
1. - классификация деревьев по типу роста (или онтогенеза) и создание моделей роста древесных растений;
2. - составление таблиц хода роста (местных и всеобщих) и на их основе - бонитетных шкал;
3. - исследования изменчивости хода роста в зависимости от каких-либо факторов;
   4. - изучение географической изменчивости роста и продуктивности;
   5. - анализ роста для целей индикации состояния окружающей среды.
   В свое время было затрачены огромные усилия на составление различных таблиц хода роста, как местных, так и более общих. У исследователей процессов роста в разное время возникал соблазн найти и описать, формализовать и объявить какие-то всеобщие законы роста. Например, В.В. Загреев (1974, 1978) (а до него Зейде, 1968) попытался проанализировать все существующие таблицы хода роста сосняков на Евразийском пространстве, составленные в разное время и в разных странах. Он составлял типовые ряды изменения высот и при этом использовал для сравнения различных таблиц хода роста индексы высот, в основание которых была положена высота в 100-летнем возрасте. Оказалось, что типовые ряды изменения индексов высот с возрастом представляют собой систему пересекающихся в 100-летнем возрасте линий хода роста. Поэтому он считает более целесообразной таблицу типов роста, в основание которых положены значения высот в более высоком возрасте, например, в 160 лет. Но здесь возникает вопрос, как быть с древостоями, возраст которых насчитывает 300 и более лет? Загреев нашел некоторые общие свойства системы типовых рядов роста: чем медленней растет порода (чем хуже почвенно-климатические условия), тем дальше от начала координат находится первая точка перегиба кривой роста и тем позже наступает кульминация его первой производной. Автором проделана большая работа в попытке стандартизации и типизации существующих таблиц хода роста, и он пришел к выводу:
«...Стандартизированные таблицы имеют большое число возможных в природе линий хода роста и устанавливаются по числу встречающихся сочетаний классов и типов роста. Общее число сочетаний классов и типов высот равно 80. Эти таблицы имеюют всеобщее значение и заменяют собой сотни таблиц хода роста, по которым, зная класс и тип роста, легко установить (восстановить, прогнозировать, контролировать) весь ход роста сосновых насаждений по любому таксационному показателю для любого района страны».
Дальнейшая практика показала сложность и неприменимость предложенных стандартизированных таблиц. Из последних работ с критикой этого подхода можно отметить статью Г.С. Разина и М.В. Рогозина (2010). Авторы на основе исследования чистых ельников Пермского края составили 15 таблиц (моделей) роста и развития древостоев с различной начальной густотой и формулируют интегральный всеобщий закон динамики простых древостоев, чистых и смешанных. Суть его в том, что чем больше начальная густота древостоя, тем хуже он растет и развивается и имеет худшие значения всех таксационных показателей, включая полноту, запас и общую производительность, устойчивость и долговечность - по сравнению с древостоями с меньшой первичной густотой. Далее авторы обвиняют в догматизме лесную науку по причине использования таблиц хода роста нормальных насаждений, поскольку такие древостой если и бывают в природе, то сравнительно быстро выходят из этого состояния в результате естественного изреживания. Данная работа вызвала оживленный отклик и критические замечания, приводить которые здесь нецелесообразно. Более важным для нас представляется то, что авторы решающее значение придают фактору первоначальной густоты, который, по их мнению, определяет в дальнейшем весь ход онтогенеза в последующие годы. И действительно, по мнению В. Пятнюнаса и др.(1988) при ценозообразовании влияние на прирост в высоту факторов взаимодействия деревьев при разной первоначальной густоте различно. Авторы отмечают несколько моментов, когда прирост в высоту резко меняется, и он зависит как раз от момента смыкания корневых систем, и в дальнейшем, в момент смыкания крон, взаимовлияние оказывается более значимым для прироста в высоту, чем климатические факторы. Если учитывать то, что деревья в естественных древостоях размещены биогруппами, то факторы конкуренции или взаимовлияния будут проявляться неравномерно в пространстве и во времени, создавая какие-то циклы в поведении осевого прироста.
     На основании всего вышеизложенного можно отметить настоятельную необходимость классификации и упорядочении накопленных знаний о ходе роста и развития древостоев в общую теорию, которая не противоречила бы имеющимся фактам и позволяла с высокой степенью точности прогнозировать все таксационные показатели, из которых наиболее важным является высота. Для целей нашего исследования более важны работы по описанию детального хода роста деревьев, и особенно - его изменчивости. Как раз такого рода работ крайне мало. Отметим некоторые из них.
     Детальное изучение хода роста молодых деревьев сосны за 13-летний период проделано в работе М. Грошевого (1928). Он отмечает наличие отклонений от нормального (или усредненного) роста деревьев в высоту и связывает это не только с климатическими условиями того вегетационного периода, за который измерялся прирост, но с погодой предшествующего года, когда происходило заложение почек. Отмечается причинность и других факторов, а именно, как генетических, так и приобретенных под воздействием внешних условий за все предыдущие годы.
     Г.Л. Кравченко (1972) выделил 4 основных типа онтогенеза сосны в зависимости от величины освещенности (сосна является светолюбивой породой): минимальной, оптимальной, средней между оптимальной и минимальной и максимальной степенью освещенности, т.е. отдельно стоящими деревьями. Рост и развитие всего имеющегося разнообразия деревьев сосны он попытался привязать к этим типам онтогенеза. В изменении величины линейного прироста по длине ствола он предложил 6 форм: возрастающий, падающий, постоянный, вогнутый, выпуклый, колпакообразный. Эти формы он также увязал с типами онтогенеза. В последующей практике эти идеи не получили дальнейшего развития в силу искусственности классификации и недоучета других факторов в ходе развития древостоя.
     М.М. Котов и др. (1977) в результате изучения относительных темпов роста в высоту 365 модельных деревьев сосны, взятых в Поволжье из древостоев IV класса возраста, I-III классов бонитета, выделили 10 типов относительного темпа роста. На предложенной авторами схеме типов деревьев по темпам роста просматривается скрытая цикличность прироста. Но возраст моделей не превышает 80 лет, и в силу этого обстоятельства большие циклы не обнаруживаются.
     В.И. Чистый (1991) в Белоруссии исследовал динамику роста сосновых молодняков как естественного, так и искусственного происхождения в возрасте 45 лет. 
     При анализе прироста по высоте использовалась модель нелинейной регрессии:
f(t,pl,p2,p3,p4)=pi*f2*exp(-p3*f4)	(1.3)
где t - возраст; pi.. ,р4 - параметры.




10 20 ло w so 60 JO 80 '	Jo 2.0 30 40 50 во io 80
Рис. 1. Типы деревьев сосны по характеру роста в высоту (Котов и др., 1977), штриховая линия — средняя высота совокупности моделей из одного древостоя; сплошная — изменение высоты разных типов деревьев с возрастом относительно средней; 1, 2, 3... -номера типов деревьев

Из опытных данных прироста вычиталась модель нелинейной регрессии, а остатки анализировались методом спектрального анализа. Автором выделена 13-летняя циклическая компонента в приросте в высоту, но циклы не совпадают по фазе. Причина подобного несоответствия автором не указана. Автор объясняет различие в приростах в основном уровнем грунтовых вод и троф- ностью условий произрастания. В этом, по его мнению, заключаются причины различий в достижении возраста кульминации прироста.
     Ю.П. Демаков (2000) подробно останавливался на проблеме изучения хода роста на примере таблиц хода роста так называемых "нормальных" древостоев в высоту сосняков, использовав данные различных исследователей (Загреев; 1978, Верхунов, 1979) и собственные данные, и предполагает, что рост нельзя рассматривать ни как полностью детерминированный, ни как
полностью стохастический процесс. К росту, по его мнению, следует подходить как к процессу виртуальных (возможных) перемещений системы, протекающему, исходя из имеющихся связей, причинно-следственных отношений, определенных вариаций параметров среды и ряда биологических ограничений. В связи с этим он предлагает два подхода к построению модели роста. Первый - математическая модель хода роста представляет цепочку последовательно усложняющихся с каждым последующим этапом роста уравнений. По существу, предлагается использовать два уравнения для описания процесса роста отдельного дерева в высоту на основе функции Митчерлиха; первый этап роста - от 0 до 80 лет, второй этап - от 80 до 270 лет. Он базируется на теории подобия, согласно которой качественно подобными признаются процессы, описываемые одинаковыми математическими функциями, отличающимися только численными значениями содержащихся в них констант и размерных величин. В случае подобия все константы, характеризующие один этап роста, могут быть получены путем умножения однородных с ними констант, характеризующих другой этап роста, на некоторые постоянные числа, вычисляемые эмпирически и называемые коэффициентами подобия. Это во многом упрощает, по его мнению, задачу моделирования и дает более высокую степень приближения расчетных и эмпирических данных.
  Второй подход - автор условно называет волновым. При этом математическая модель процесса может быть пред.......................