- •Глава 8
- •8.2 Таблицы объемов стволов х1х –начала хх века Объёмные таблицы типа Баварских
- •Массовые таблицы по разрядам высот
- •8.3 Совремённые таблицы объёмов стволов Объемные таблицы Союзлеспрома
- •Безразрядные или многоразрядные таблицы
- •Общая оценка массовых таблиц
- •Объем сучьев и технической зелени.
- •8.4 Определение запаса древостоев в практике лесного хозяйства
Массовые таблицы по разрядам высот
Таблицы типа баварских получили исключительное применение в лесном хозяйстве западноевропейских стран. Огромные масштабы русского дореволюционного, а также советского и современного лесного хозяйства требовали упрощения техники таксации леса на корню и вместе с тем обеспечения необходимой ее точности. Ввиду этого в России и в СССР широкое применение получили объемные таблицы по разрядам высот.
Первыми таблицами этого типа были опубликованные в 1886 г. «Русские временные массовые таблицы», которые использовались на протяжении сорокапятилетнего периода и были заменены только в 1931 г. У строителей есть выражение: «Ничего нет более постоянного, чем временные сооружения». К названным таблицам это тоже подходит – «временные» применялись более 45 лет.
Количество разрядов в этих таблицах было небольшим. Для стволов дуба принято четыре разряда высот, а для остальных пород – по три разряда. Объемы давались для средней формы стволов.
Таблицы объемов дополнены данными сбега стволов, на основе чего были составлены простейшие сортиментные таблицы, позволяющие проводить материальную и денежную оценку леса на корню с использованием таксовых цен. Именно этими таблицами пользовались купцы, скупая лес у помещиков, о чем было рассказано в главе 2.
Суть разрядов высот состоит в том, что разряд определяется по соотношению диаметра и высоты по специально разработанной таблице. Число разрядов высот зависит от диапазона высот и диаметров конкретной породы. Древостои, имеющие большие высоты, имеют, как правило, и более высокий разряд высот (рисунок 8.1). В то же время судить о разряде высот только по средней высоте нельзя.
Рисунок 8.1 – Схема распределения насаждений по разрядам высот
При одинаковой высоте деревьев одной породы могут иметь разные диаметры даже в одном типе леса и при одинаковом классе бонитета в зависимости от условий выращивания древостоев: густые, редкие. Аналогично при одинаковом диаметре древостои могут иметь разные высоты в зависимости от возраста и условий произрастания, что видно на рисунке 8.2.
На рисунке 8.2 три дерева, расположенные слева, имеют одинаковую высоту, но разные диаметры и будут принадлежать к разным разрядам высот. Дерево сосны, имеющие высоту 24 м и диаметр 28 см будет относится ко II разряду высот, а дерево такой же высоты с диаметром 20 см будет уже I разряда высот.
Правые 3 дерева имеют одинаковые диаметры, но разные высоты. Дерево с диаметром 24 см и высотой 28 м относится к Ia разряду высот, а дерево этого же диаметра с высотой 20 м соответствует уже IV разряду высот.
Образец таблицы для определения разрядов высот приведен в таблице 8.2.
Способ применения таблиц несложен. Для каждой пароды на таксируемом участке путем замеров ряда высот из средних ступеней толщины определяем разряд высот. После чего для каждой ступени подбираем в таблице соответствующего разряда средний объем ствола. Умножая средний объем на число стволов по перечету, получаем объем ступени, затем суммируя объемы всех ступеней, определяем объем всех стволов, включенных в перечет по формуле:
V = v1n1 + v2n2 + .... + vnnn
Рисунок 8.2 – Соотношение диаметров и высот в разных насаждениях
Таблица 8.2 – Фрагмент таблицы для установления разряда высот древостоев по ели (по В.К. Захарову)
Диаметр на высоте груди, см |
Высота (м) по разрядам | |||||
Iа |
I |
II |
III |
IV |
V | |
20 |
26,0 – 24,1 |
24,0 – 22,1 |
22,0 – 20,1 |
20,0 – 18,1 |
18,0 – 16,1 |
16,0 – 14,0 |
24 |
28,0 – 26,1 |
26,0 – 24,1 |
24,0 – 22,1 |
22,0 – 20,1 |
20,0 – 18,1 |
18,0 – 16,0 |
28 |
31,0 – 29,1 |
29,0 – 29,6 |
26,5 – 24,1 |
24,0 – 22,1 |
22,0 – 20,1 |
20,0 – 18,0 |
32 |
32,0 – 30,1 |
30,0 – 28,1 |
28,0 – 26,1 |
26,0 – 23,6 |
23,5 – 21,1 |
21,0 – 19,0 |
36 |
34,0 – 32,1 |
32,0 – 29,6 |
29,5 – 27,1 |
27,0 – 24,6 |
24,5 – 22,1 |
22,0 – 20,0 |
40 |
35,0 – 33,1 |
33,0 – 30,6 |
30,5 – 28,1 |
28,0 – 25,6 |
25,5 – 23,1 |
23,0 – 21,0 |
.
Положительным для таблиц является простота. Однако их применение в практике выявило значительные недостатки, приводящие в отдельных случаях к недопустимым погрешностям, в особенности при таксации древостоев высокой продуктивности, для которых таблицы давали систематические преуменьшения, достигавшие, например, для сосны, 30 %.
Причины этих погрешностей:
1) недостаточное число разрядов высот;
2) искусственный характер построения кривых высот, не отвечающий соотношениям d и Н в природе;
3) для стволов дуба, наоборот, наблюдались для отдельных ступеней толщины преувеличения объемов, связанные с погрешностью установления их повышенной средней формы.
Отмеченные недостатки привели в 1928 г. к решению о необходимости замены русских временных массовых таблиц более совершенными, однако с сохранением основных преимуществ этого типа таблиц.
В начале XX века в России и в первые годы становления СССР у нас применялись объёмные таблицы по классам бонитета. Их составителем был М.М.Орлов и другие ученые.
Отличительными признаками таблиц по бонитетам является то, что соотношения между d и Н в таблицах построены на основе классов бонитетов. Число разрядов высот в них установлено по числу классов основных бонитетов.
Деление на классы бонитета является основой классификации лесов при таксации и лесоустройстве и характеризует условия местопроизрастания по внешним признакам: средней высоте насаждения в определенном возрасте. Такая классификация проводится на основании специальной общебонитировочной шкалы по средним высотам и возрастам древостоев.
Первые таблицы, составленные по бонитетам, были опубликованы в 1912 г. М.М. Орловым и Б.А. Шустовым для стволов сосны. Выбор той или иной таблицы рекомендовалось устанавливать по средней высоте и возрасту насаждений, т.е. в пределах бонитета предусматривалась одна кривая соотношений d и Н для таксации спелых насаждений.
Высота насаждения при прочих равных условиях является функцией двух переменных величин: возраста и условий местопроизрастания. Следовательно, при таксации древостоев приспевающих и средневозрастных насаждений по таким признакам возникают погрешности, избежать которые можно двумя путями.
Первый путь – составить для каждого бонитета два или три класса высот. При этом значительно бы увеличивалось число разрядов высот, что лишало таблиц этого типа основного их преимущества – простоты построения и легкости пользования. Второй путь – во всех случаях подбирать соответствующий разряд таблиц по соотношению диаметров и высот, а не по высоте и возрасту и, следовательно, заменить название таблиц – по разрядам высот, а не по бонитетам. Такое изменение структуры и названия таблиц в настоящее время считается общепринятым.
Влияние возраста не учитывается ни формулой объема отдельного ствола V=gHf, ни формулой запаса всех деревьев таксируемой совокупности V=GHf, где G — сумма площадей сечений всех деревьев таксируемой совокупности.
Составленные М.М. Орловым в разные периоды таблицы объемов стволов по бонитетам как для сосны, так и для других пород не были свободны от ряда методических и технических недостатков, послуживших материалом для критической их оценки в лесотаксационной литературе, после чего они подвергались переработке и исправлениям с сохранением, однако, основной структуры их построения. В силу перечисленных недостатков данные таблицы не получили широкого применения в практике.
Наряду с описанными таблицами, но с уточнением и усовершенствованием методики разными авторами был составлен ряд местных и общих таблиц по бонитетам. Так, Б.А. Шустов составил такого типа таблицы для лесов Украины; для лесов Белоруссии в 1928 г. В.К. Захаров составил таблицы объемов и сбега стволов восьми древесных пород, в которых были устранены основные недостатки применявшихся русских временных массовых таблиц.
В силу перечисленных и иных причин объёмные таблицы по бонитетам не соответствовали научно-обоснованным требованиям к точности таких нормативных материалов. Их главный недостаток, когда при одинаковых диаметрах могли быть разные высоты, а при одинаковых высотах могли быть разные диаметры, не мог быть устранён никаким образом. Это приводило к большим ошибкам в определении объёма. В силу изложенного таблицы по бонитетам в конце 20-х годов было решено заменить на объёмные таблицы по разрядам высот.
Таблицы объемов стволов по коэффициентам формы
Первыми по времени составления и разработке методики таблицы этого вида были разработаны в Австрии А. Шиффелем для сосны, ели, пихты и лиственницы (1899 – 1908 гг.). Объемы стволов приводятся здесь на основе трех измерений: d1,3, H и f. Для составления таблиц использован относительно небольшой по численности материал, собранный в лесах Австрии; для ели обмерено по однометровым секциям 2529 стволов, для сосны – 1181, для лиственницы – 818 и пихты – 703.
По коэффициентам формы принята градация через 0,02, что приводит к разнице двух смежных объемов при одинаковых d и Н в размере 3 – 4 %, следовательно, величина в 0,01 коэффициента формы q2 оказывает влияние на 1,5 – 2 % на объем. Образец таблиц А. Шиффеля для ели высотой 22 м показан в таблице 8.3.
Весь материал в таблицах А. Шиффеля размещен по высотам для данной породы. Даны три объема: ствола, крупной древесины и дерева. Разность объемов дерева и ствола дает объем сучьев. В таблицах приводится также краткая характеристика сбега ствола на 1/4 H, 1/2 H, и 3/4 H. Класс полноты и формы, а также протяженность кроны рассматриваются как сопутствующие признаки.
Таблица 8.3 – Образец таблицы А. Шиффеля по q2
Коэф- фици- ент формы |
Класс полнодре-весности и форма |
Протя- женность кроны, % от Н |
Диаметр на высоте 1,3 м |
Объем, м3 |
Диаметр, см | |||||
ство-ла |
крупной древе-сины |
дере-ва |
1/4 Н |
1/2 Н |
3/4 Н | |||||
0,82 |
IV |
34 |
16 |
0,268 |
0,261 |
0,304 |
15,1 |
13,1 |
9,0 | |
|
|
|
18 |
0,340 |
0,336 |
0,385 |
17,0 |
14,8 |
10,1 | |
|
|
|
20 |
0,419 |
0,413 |
0,475 |
18,8 |
16,4 |
11,2 | |
|
|
|
22 |
0,507 |
0,501 |
0,574 |
20,7 |
18,0 |
12,3 |
Применение таблиц А. Шиффеля требует непосредственного измерения трех величин: d1,3, Н и q2. Трудность измерения q2 на стоящих деревьях явилась препятствием для применения таблиц А. Шиффеля на практике. Несмотря на их бесспорные теоретические преимущества, таблицы могут быть использованы лишь при проведении научно-исследовательских работ.
Метод А. Шиффеля был использован Маасом (Швеция), который составил в 1908 г. таблицы по коэффициентам формы q2 для стволов сосны и ели по более крупным градациям коэффициента формы q2, а именно: 0,60; 0,65; 0,70; 0,75 и 0,80 (таблица 8.4).
Опытный материал был представлен на основании обмера 1869 деревьев. При переиздании в 1911 г. таблицы для сосны и ели объединили, так как было установлено ничтожное влияние породы на объем при одинаковых d1,3, H и q2.
Чтобы иметь возможность использовать таблицы в производстве, на основе измерений диаметра ствола на высоте 6 м была составлена вспомогательная таблица для установления q2 на стоящем дереве. Для этой цели сконструировали особую мерную вилку, укрепленную на шесте длиной 6 м, причем вилкой измеряли также высоту дерева и диаметр на высоте 1,3 м.
На основе взаимосвязи между диаметрами на высотах 1,3 м, 1/2 Н и высотой в таблице приводится q2
Таблица 8.4 – Образец таблиц объемов стволов по А. Маасу.Класс
формы q2 = 0,70
Диаметр на высоте 1,3м, см |
Объем, м3, при высоте, м | |||||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
и т.д. | |
12 |
0,051 |
0,056 |
0.061 |
0,066 |
0,071 |
0,076 |
0,081 |
|
13 |
0,060 |
0,065 |
0,071 |
0,077 |
0,083 |
0,089 |
0,095 |
|
14 |
0,069 |
0,076 |
0,083 |
0,089 |
0,096 |
0,103 |
0,110 |
|
15 |
0,080 |
0,087 |
0,095 |
0,103 |
0,110 |
0,118 |
0,125 |
|
и т.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
. Для таксируемого древостоя допускался единый средний q2, по которому и таксировались все стволы данного насаждения. Наконец, рекомендовалось брать для высот до 21 м объем и сбег из класса q2 = 0,70, а при больших высотах из класса 0,65.
Как отмечает В.К. Захаров, таблицы Мааса нашли применение на практике в начале XIX века в скандинавских странах. Большая сложность при пользовании данными таблицами существенно ограничили их практическое применение. В нашей стране эти таблицы не использовались, несмотря на то, что таблицы, где учтена форма ствола,являются наиболее точными. . Не имеют распространения эти таблицы и в зарубежных странах.