В связи с введением цифровых систем учета состояния лесного фонда, количественных и качественных характеристик лесов и операций с древесиной задача повышения точности таксации лесных данных становится особенно актуальной. Целью исследования стала разработка универсальной системы многофакторных математических моделей для прогнозирования сортиментной и товарной структуры сосны с обеспечением свойства аддитивности сортиментов. Полученная расчетная матрица может служить нормативной базой для паспортизации и материальной оценки сосновых насаждений лесостепной зоны Центрально-Черноземного региона России.
лесной фонд, инвентаризация, таксация, сортимент, сосна, хлыст
Введение. В связи с введением новых цифровых систем учета состояния лесного фонда, количественных и качественных характеристик лесов и операций с древесиной (Федеральная государственная информационная система лесного комплекса ФГИС ЛК, Государственная инвентаризация лесов ГИЛ) задача повышения точности таксации лесных данных при заготовке древесины и оценке причиненного ущерба становится особенно актуальной.
Цель исследования - совершенствование системы сортиментных и товарных нормативов для лесостепной зоны Центрально-Черноземного района европейской части Российской Федерации [1].
Материалы и методы исследования. Объектами исследования явились сосновые насаждения ООО «Грибановский лесхоз» (Воронежская область), насаждения сосны обыкновенной ТОГАУ «Серповский лесхоз» (Гавриловский район, Тамбовская область), насаждения сосны обыкновенной на землях лесного фонда Добровского и Донского лесничеств (Липецкая область).
В качестве исходных данных для выполнения НИР использовали результаты исследования диапазона диаметров толстомерных сортиментов до востребованных в лесохозяйственной практике ЦЧР для древостоев сосны обыкновенной ЦЧР; данные региональных особенностей формирования насаждений, их структуры и товарности; ранее разработанные нормативы для таксации лесной продукции для лесов центральных и южных районов Европейской части РСФСР (Центрально-Черноземного региона (ЦЧР) [1,3].
На основе перечетных ведомостей отвода лесосек проведен подеревный глазомерный учет выхода сортиментов из деревьев древостоя. При этом были изучены заготовленные (срубленные) деревья в натуре, что позволило провести учет целевых сортиментов, получающихся из немногих вырубаемых деревьев древостоя. Сортиментная структура древостоев получается суммированием результатов всех ступеней толщины по одноименному сортименту, а запас дровяной древесины определяется как сумма её из деловых и дровяных стволов по ступеням толщины. Товарная структура древостоев вычисляется через запасы ступеней толщины для мелкотоварной древесины. Полученные данные отражают региональные особенности формирования насаждений (санитарное состояние, рубки ухода, природно-климатические условия, тип леса и др.) [2,4,7].
Материалом для многофакторного математического моделирования сортиментной структуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) методом нелинейной регрессии послужили сортиментные таблицы сосны обыкновенной, охватывающие 8 разрядов высот (Iб-Vа) и ступени толщины 8-80 см с шагом 4 см. Для каждой ступени учитывали объём ствола в коре, выход деловой древесины по категориям крупности (крупная, средняя-1, средняя-2, мелкая), качественные сортименты (пиловочник, шпальник, строительные брёвна, балансы, рудстойка), технологическое сырьё, дрова и отходы. Абсолютные объёмы аппроксимировали моделью Шумахера-Холла; структуру сортиментов – долевыми моделями Хёрля, где p – доля сортимента от итогового объёма деловой древесины. На основе полученных уравнений таблицы уплотнены и расширены до шага 2 см в диапазоне 6 - 108 см (8 разрядов × 52 ступени).
Результаты исследования. При анализе существующих нормативных документов для таксации лесной продукции выявлено, что особую роль при определении выхода товарной древесины как из отдельных деревьев, так и для древостоев в целом, играют нормативы таксации сортиментной и товарной структуры древостоев [1]. В этой связи, проведена проверка их соответствия требованиям действующих ГОСТов на круглые лесоматериалы хвойных пород.
Таксация лесной продукции и лесосек в РФ регулируется следующими нормативными документами: 1) Лесным кодексом (ст. 23.3, 23.4, 69.1) [3]; 2) Приказом Минприроды России от 17.10.2022 N 688 "Об утверждении Порядка отвода и таксации лесосек и о..." [5]; 3) Приказом Минприроды России от 01.12.2020 № 993 "Об утверждении Правил заготовки древесины..."[6].
Оценку нормативов для таксации лесной продукции Центрально-Черноземной части России на соответствие действующим ГОСТам на круглые лесоматериалы проводили с использованием ГОСТ 9463-2025 «Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия» [2]. В стандарте установлены технические условия на круглые лесоматериалы хвойных пород, приведена четырехсортная классификация круглых лесоматериалов в зависимости от размеров, количества и наличия основных сортообразующих пороков, установлена классификация по назначению лесоматериалов хвойных пород. Все круглые лесоматериалы (за исключением хлыстов) в соответствии с ГОСТ 9463-2025 подразделяют в зависимости: от древесной породы; установленного назначения; крупности; качества древесины на сорта.
При моделировании сортиментной структуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) методом нелинейной регрессии базовые модели объёма показали высокую точность: коэффициент детерминации для общего объёма ствола, итога деловой древесины и отходов (рис. 1) составил 0,97-0,999 (p < 0,001). Долевые модели в пересчёте на абсолютные объёмы воспроизводят табличные данные с R² = 0,80-0,99 для пиловочника, шпальника, крупной деловой древесины, строительных брёвен и рудстойки; для средних категорий деловой древесины точность ниже (0,3-0,7), что связано с зависимостью предельной ступени толщины сортимента от разряда высот (рис. 2). Установлено, что ряд сортиментов (средние и мелкая деловая, балансы, рудстойка, строительные брёвна) присутствует лишь в ограниченном интервале диаметров, поэтому в модель введена верхняя граница ступени толщины.
Показано также, что коэффициент детерминации, рассчитанный в пространстве долей, неустойчив к единичным выбросам и может многократно занижать оценку качества модели: после верификации исходных данных и расчёта R² в абсолютных объёмах внутри интервала существования сортимента для пиловочника значение возросло с 0,05 до 0,97. Это указывает на необходимость валидации сортиментных моделей именно в кубометрах, а не в долях.
Рисунок 1- Модели на основе уравнения Шумахера-Холла для общего объема ствола, итого деловой древесины и отходов (точки - исходные табличные данные, сплошные линии – расчетные значения, полученные в ходе моделирования)
Рисунок 2 - Долевые модели на основе уравнения Хёрля для сортиментной структуры сосны. Линии отображают прогнозные значения, ограниченные верхней границей
(точки - исходные табличные данные, сплошные линии – расчетные значения, полученные в ходе моделирования)
Выводы или заключение. Разработанные нормативы таксации сортиментной структуры на соответствие их требованиям действующих ГОСТов будут являться основой для повышения точности оценки товарности насаждени. Результаты НИОКР могут использоваться уполномоченными в области лесных отношений органами исполнительной власти субъектов южных районов России, а также заготовительными предприятиями лесопромышленного комплекса при использовании древесного сырья.
1. Вариводина, И. Н. О необходимости разработки новых нормативов оценки сортиментной и товарной структуры древостоев, полученных на основе исследований региональных особенностей формирования насаждений, их строения и товарности / И. Н. Вариводина, А. Н. Орнатский, А. А.Вариводина // Леса России: сборник материалов XI Всероссийской научно-технической конференции, Санкт-Петербург, Россия, 2026. – URL: www.spbftu.ru/lesarf2026/. EDN: https://elibrary.ru/IRATCF
2. Желдак, В. И. Методика закладки и использования учетно-тренировочных пробных площадей при освоении лесоводственных мероприятий ухода за лесом / В. И. Желдак, Э. В. Дорощенкова. – Пушкино : ВНИИЛМ, 2024. – 34 с. – 1 CD-ROM. – Загл. с титул. экрана. EDN: https://elibrary.ru/BQQEEE
3. Приказ Минприроды России от 17.10.2022 N 688 "Об утверждении Порядка отвода и таксации лесосек …". – URL: https://docs.cntd.ru/document/352246458.
4. Приказ Минприроды России от 01.12.2020 № 993 "Об утверждении Правил заготовки древесины...". – URL: https://docs.cntd.ru/document/573123735.
5. Сортиментные таблицы для лесов центральных и южных районов Европейской части РСФСР, Москва, 1987.
