Moskva, Russian Federation
Moskva, Russian Federation
Moskva, Russian Federation
The main historical stages in the development of forest inventory standards for evaluating the timber assort-ment structure of forest stands in the Kostroma region have been examined. A review of modern domestic and interna-tional literature indicates that the most relevant method for timber assortment assessment is the use of stem taper equations. These equations account for regional characteristics in the formation of trunks of primary forest-forming species and reliably predict changes in diameter along the height of the tree, enabling a qualitative evaluation of the material structure and yield of timber assortments. Scot’s pine (Pinus sylvestris L.) is one of the principal forest-forming species in the Kostroma region and a source of valuable timber assortments. The precision of their estimation significantly affects the economic efficiency of forest management in the region. An analysis of the methods currently used in forest management practices for timber assortment and material assessment of tree trunks in the Kostroma region reveals a lack of regional standards that meet modern requirements. Therefore, the objective of this study is to assess the material structure of Scots pine trunks in the Kostroma region using stem taper equations and to develop new forest inventory standards based on the resulting model. Using data from the analysis of pine trunks grown in the Kostroma region, the yield of merchantable wood (categorized by size), firewood, and waste was calculated through numerical integration of the stem taper equation. To evaluate the quality of the modeling, widely accepted metrics were employed: Root Mean Square Error (RMSE), Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Mean Absolute Error (MAE), Mean Bias Error (MBE), and the Coefficient of Determination (R²). A methodology for modeling the material structure of pine tree trunks was proposed, based on the stem taper equation. Using this model, tables for the material assessment of pine trunks in the Kostroma region were developed. A comparison of the results with current forest in-ventory standards demonstrated that the application of the stem taper model improves the accuracy of accounting for high-quality large-diameter merchantable wood by up to 30%. Additionally, adjustments were made to the estimated yields of medium and small merchantable wood, firewood, and waste. These refinements will enable more rational utilization of pine trunks and enhance the profitability of forest management in the region. The proposed methodolo-gy, combined with modern digital technologies, will streamline the material assessment of forest resources and reduce the financial and time costs associated with its implementation.
Scots pine (Pinus sylvestris L.), timber assortment tables, product specification, pine stands, stem taper, Kostroma re-gion, material assessment tables
Введение
Костромская область занимает второе место по площади в Центральном федеральном округе Российской Федерации, а лесистость региона по данным Федерального агентства лесного хозяйства составляет 74,1 %. К главным лесообразующим породам относится сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), круглая древесина и продукты переработки которой пользуются значительным спросом на рынке. Экономика региона на протяжении длительного времени неразрывно связана с ведением лесного хозяйства и лесопромышленным комплексом [1], повышение эффективности которых требует проведения научных исследований и внедрения разработок.
Леса Костромской области являются источником высококачественной древесины. Еще в середине XIX века в пойме реки Унжа, в окрестностях города Макарьева, были выделены корабельные рощи, а сосновые леса взяты под надзор Лесным ведомством. Помимо нужд флота высокотоварная древесина требовалась во многих отраслях хозяйства – от строительства зданий и железных дорог до изготовления предметов быта, искусства и музыкальных инструментов, а отходы деревообработки шли на дрова [2].
Возросшие в XIX веке объемы заготовки древесины требовали её учёта, качество и точность методов которого в Костромской области изменялись с развитием лесной науки. Необходимы были нормативы, применение которых позволяло оценивать запас спелого леса на корню и проводить анализ его сортиментной структуры. Первые упоминания о сортиментных таблицах для лесов региона относятся к материалам для оценки земель Костромской губернии, опубликованным в 1908 году [3]. Входом в таблицы являлись порода и возраст, а запас древесины подразделялся на строевую и дровяную части, выраженные в процентах. Нормативы были составлены для хвойных пород (сосна и ель), а с увеличением возраста древостоев в них прослеживаются несогласованность в изменении процента выхода строевой древесины. Соотношения между строевой и дровяной древесиной в таблицах не могли считаться достаточно обоснованными и использовались в качестве придержек при оценивании сортиментной структуры древостоев.
В период с 1908 по 1917 годы А.А. Крюденером были составлены и опубликованы массовые таблицы и таблицы сбега для основных лесообразующих пород европейской части России [4-6], территорией применения которых была и Костромская губерния. Входом в таблицы были такие показатели, как древесная порода, лесорастительная область, тип местообитания, тип деревьев. А.А. Крюденером впервые в нашей стране был создан наиболее полный набор таксационных нормативов для подеревного отпуска леса.
В 1914 году опубликованы таблицы сортиментов древесины для казенных лесных дач Костромской губернии [7]. В них впервые объём строевого леса был подразделён на категории крупности, применяемые и в настоящее время: крупная, средняя и мелкая древесина. Входом в таблицы являлись разряд массовых таблиц, порода и диаметр на высоте груди [8]. В 1925 году таблицы сортиментов были дополнены, переизданы и утверждены на расширенном техническом совещании при Костромском гублесотделе [9].
Н.П. Анучиным разработаны таблицы материальной оценки лесосек для основных лесообразующих пород, входом в которые являлись разряд высот, диаметр на высоте 1,3 м и высота. Рассчитаны объёмы стволов в коре и без нее, выход крупной (от 25 см в верхнем отрезе), средней (от 14 до 24 см) и мелкой (до 13 см) древесины, а также дров и отходов. Непосредственно сортиментные таблицы Н.П. Анучина включали сведения о выходе из деловых стволов основных лесообразующих пород таких пиломатериалов установленного образца, как пиловочник, шпальник, строительное бревно, балансы, рудничные стойки, а также технологического
сырья, дров и отходов.
Анализ развития и применяемых в практике ведения лесного хозяйства методов сортиментной и материальной оценки стволов в Костромской области показывает, что отсутствуют региональные нормативы, отвечающие современным требованиям. Поэтому цель исследования – анализ материальной структуры стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) Костромской области с использованием уравнения образующей и разработка на базе полученной модели новых лесотаксационных нормативов для материальной оценки
