Методы таксации деревьев и их совокупностей Определение объема ствола отдельного дерева
Среди множества формул объема ствола есть две простые:
а) определение объема ствола как параболоида
V = [ (Πd20 ) /4 ] 0,5Н = 0,785 d20 0,5Н (1),
где d0 - диаметр на высоте пня;
Н - высота дерева.
б) определение объема ствола по срединному сечению
V = 0,785 d21/2 Н (2),
где d1/2 - диаметр на половине высоты дерева ;
Н - высота дерева.
Эти формулы приблизительные, так как стволы имеют довольно разную форму (разные контуры образующей поверхности). Различия в форме ствола определяют по т. наз. коэффициентам формы ствола. Их четыре: q0 , q 1 , q2 , q3
Высоты ствола
|
0 (на пне) |
1/4 |
1/2 |
3/4 |
Диаметры, на высотах
|
Д0 |
Д1/4 |
Д1/2 |
Д3/4 |
Коэффициенты формы ствола |
q0 |
q 1 |
q2 |
q3 |
расчеты q0 - q3: диаметры делим на диаметр на 1,3 м |
Д0 /Д1,3
|
Д1/4 / Д1,3
|
Д1/2 / Д1,3
|
Д3/4 / Д1,3
|
Наиболее важным является q2 = Д1/2 / Д1,3, так как было обнаружено, что он наиболее тесно коррелирует с видовым числом ствола f, необходимым для точного определения объема стволов и запаса древесины. . Средние значения q2 для основных пород: сосны - 0,65; ели, пихты, осины – 0,70; березы – 0,66, но в реальных древостоях их значения изменяются от 0,55 до 0,80. Поэтому нужно обязательно определять q2 для определения видового числа по формуле Б.А.Шустова:
f = 0,6 q2 + 1,04 / (q2 Н) (3)
Значения видового числа f колеблются в зависимости от высоты и густоты древостоя в пределах 0,36-0,58. Примерные средние значения составляют 0,40-0,50. Ошибка определения f по этой формуле ± 3,0% и мы будем использовать ее в поле в расчетах объема ствола по формуле 4 :
V = 0,785 Д21,3 Н f (4)
Средние значения Д и Н в древостое важны для определения объема среднего дерева древостоя и как их найти - пойдет речь далее.
Сумма площадей сечения стволов на 1 га (Σg или абсолютная полнота).
Диаметр среднего дерева древостоя (Д ср.)
Чтобы найти общий объем стволов на единице площади (1 га) или запас древостоя для оценки ресурсов древесины в типичном месте выдела закладывают пробную площадь (ПП), где должно быть около 200 деревьев. В средневозрастных древостоях ее размер примерно 0,20 га (40×50 м). Далее отыскивают дерево, среднее по всем таксационным показателям – расчетному диаметру, высоте, форме ствола и срубают его. Затем измеряют ствол и определяют его объем, далее умножают этот объем на число деревьев на ПП и получают искомый запас древесины в насаждении.
Вначале определяют сумму площадей сечений стволов на 1 га (Σg), которая называется также абсолютной полнотой, а затем диаметр среднего дерева древостоя (Д ср.)
При этом делают т.наз. перечет деревьев по ступеням (классам, градациям) диаметра – т. е. учитывают диаметр с округлением до 4 см (в молодняках до 2 см).
Результаты перечета показаны в таблице.
Таблица 5.1
Определение суммы площадей сечения стволов на 1 га (Σg) и диаметра среднего дерева древостоя (Д ср.)
Входящие в ступень диаметры, см |
Ступень диаметра |
Число деревьев, шт. |
Площадь сечения (g), м2 |
|||||||
1 дере ва |
всех деревьев ступени |
|||||||||
мин. |
макс. |
cредний диаметр, |
№ сту пени |
живых |
сухих |
живых |
сухих |
|||
см |
м |
|||||||||
2,1 |
6 |
4 |
0,04 |
1 |
14 |
30 |
0,0013 |
0,018 |
0,038 |
|
6,1 |
10 |
8 |
0,08 |
2 |
25 |
16 |
0,0050 |
0,126 |
0,080 |
|
10,1 |
14 |
12 |
0,12 |
3 |
35 |
7 |
0,0113 |
0,396 |
0,079 |
|
14,1 |
18 |
16 |
0,16 |
4 |
45 |
|
0,0201 |
0,904 |
|
|
и так далее |
20 |
0,2 |
5 |
35 |
|
0,0314 |
1,099 |
|
||
|
|
24 |
0,24 |
6 |
25 |
|
0,0452 |
1,130 |
|
|
|
|
28 |
0,28 |
7 |
15 |
|
0,0615 |
0,923 |
|
|
|
|
32 |
0,32 |
8 |
10 |
|
0,0804 |
0,804 |
|
|
Итого на пробной площади 0,20 га |
204 |
53 |
|
5,40 |
0,197 |
|||||
Итого в переводе на 1 га |
1020 |
265 |
|
27,0 |
0,36 |
|||||
Среднее |
|
|
|
0,0265 |
|
|||||
Диаметр среднего по площади сечения дерева |
|
|
|
0,207 м (20,7 см) |
|
Определение диаметра среднего по площади сечения дерева древостоя:
1. Определяем Σg по ступеням и «итого» на пробе: 5,40 м кв.
2. Рассчитываем среднюю площадь сечения дерева, разделив «итого Σg» на число деревьев: 5,40 / 204 = 0,0265 м кв.
3. Определяем диаметр этого сечения: √0,0265 / 0,785 = 0,207 м
Данный таксационный показатель для простоты сокращенно называют «средним диаметром».
Однако правильным является сокращение «диаметр среднего дерева», который рассчитывают через среднюю площадь сечения, так как нужно дерево со средним объемом ствола, и в формуле объема ствола стоит квадрат диаметра (площадь сечения ствола). Значит, нужна средняя площадь этого сечения, и уже только из нее рассчитывают диаметр.
Если же мы попробуем глазомерно (или даже расчетным путем) определить Дср как простой средний показатель из перечета по диаметрам, то получим Дср ≈ 16 см (диаметр модального класса № 4 с наибольшей частотой) и это будет весьма существенная ошибка - до – 20% ! (см. рисунок).
Поэтому при глазамерном определении Дср нужно всегда помнить об этом сдвиге.
Дср определяет стоимость древесины как ресурса через количество мелкой и крупной деловой древесины. Чем больше Дср, тем больше крупных сортиментов будет получено.
Определение средней высоты (Нср) деревьев в древостое
Нср определяют несколькими способами. Наиболее точный – это выполнение работ по перечету, расчет Σg, Дср. и поиск деревьев со средней площадью сечения (средних деревьев древостоя), измерение высоты у 3-5 таких деревьев и расчет по ним среднего значения высоты.
Вторым по точности является способ определения средней высоты также по 3-5 деревьям, но средние деревья особенно не ищут, а берут деревья из модальных ступеней (ступеней с наибольшей частотой). При этом Σg и Дср может быть определено глазомерно; такой способ применяют для определения класса бонитета.
Третий способ нужен для точного определения запаса на ПП. Для этого измеряют высоты у 15-20 деревьев всех ступеней толщины и строят диаграмму зависимости Н от Д (рисунок)
Рис. График высот
по таким графикам построены Таблицы объемов стволов по разрядам высот и линии там идут как серия кривых выше этой линии (1 и 2 разряды) и ниже ее (4 и 5 разряды), а сама линия дана как столбец таблицы объемов.