- •Введение
- •1 Таксационные измерения и инструменты
- •1.1 Материально-техническая база лесоустройства
- •1.2 Таксационные показатели и единицы измерений
- •1.3 Лесотаксационные приборы и инструменты
- •2 Таксация отдельного дерева
- •2.1 Таксация ствола срубленного дерева
- •2.1.1 Подбор, разделка и обмер модельных (учетных) деревьев
- •2.1.2 Обработка карточки модельного дерева
- •2.2 Особенности таксации ствола растущего дерева
- •3 Определение прироста древесного ствола
- •3.1 Прирост ствола срубленного дерева
- •3.2 Таксация прироста ствола растущего дерева
- •3.3 Анализ хода роста древесного ствола
- •3.3.1 Полевые работы
- •3.3.2 Камеральные работы
- •4 Таксация лесной продукции
- •4.1 Таксация объема круглых лесных материалов
- •4.2 Таксация дров
- •5 Таксация насаждений Перечислительные способы
- •5.1 Полевые работы
- •5. 2 Определение запаса древостоя по средним модельным деревьям (на примере основного элемента леса)
- •5.2.1 Вычисление суммы площадей сечения
- •5.2.2 Вычисление среднего диаметра и средней высоты древостоя
- •5.2.3 Подбор средних модельных деревьев и вычисление запаса
- •5.3 Определение запаса, выхода сортиментов и текущего прироста по средним модельным деревьям для ступеней толщины
- •5.3.1 Подбор и таксация модельных деревьев
- •5.3.2 Расчет запаса, выхода сортиментов и текущего прироста древостоя элемента леса
- •5.4 Определение запаса, выхода сортиментов и текущего прироста с подбором моделей по классам толщины
- •5.5 Определение запаса и текущего прироста элемента леса с использованием способа прямолинейного выравнивания
- •5.6 Определение запаса и текущего прироста насаждений без рубки модельных деревьев (по г.М.Козленко)
- •5.7 Определение запаса древостоя по объемным и разрядным таблицам
- •5.8 Общая таксационная характеристика насаждения
- •5.9 Таксация фитомассы насаждений
- •6 Строение древостоя элемента леса
- •6.1 Построение полигона распределения деревьев по диаметру
- •6.2 Расчет статистических характеристик ряда распределения деревьев и выравнивающих частот
- •6.3 Распределение по естественным ступеням толщины
- •6.4 Составление фрагмента товарной таблицы
- •7 Ход роста насаждений
- •7.1 Подбор и закладка пробных площадей
- •7.2 Проверка принадлежности насаждений к одному естественному ряду
- •7.3 Методика моделирования роста насаждений
- •7.4 Расчет отпада и общей производительности насаждений
- •8 Таксация лесосечного фонда
- •8.1 Определение разряда высот
- •8. 2 Материально-денежная оценка лесосеки
- •8.3 Особенности таксации лесосек способом круговых реласкопических площадок
- •8.4 Определение среднего объема хлыста
- •Литература
- •Содержание
- •Таксация леса (Практикум)
7.2 Проверка принадлежности насаждений к одному естественному ряду
На этом этапе работы контролируется, в первую очередь, достоверность исходных таксационных данных. При этом следует проверить правильность вычисления основных таксационных показателей для насаждений каждой пробной площади исходя из формулы
M = ghfN,
где М - запас насаждения, м3 на 1 га; g - площадь сечения среднего дерева, м2;
h - средняя высота, м;
f- среднее видовое число;
N - число деревьев, шт./га.
Площадь сечения среднего дерева определяется через сумму площадей сечений всех деревьев (G, м2) и число деревьев по формуле: g = G/N
Средний диаметр вычисляется по формуле круга или по таблице площадей круга. Видовую высоту (HF) вычисляют по формуле: HF = M/G.
Принадлежность насаждений к одному естественному ряду проверяется по методике ЦНИИЛХ. Проверку начинают с построения графиков зависимости вида:
AT = aА+b;
HT = aH+b,
где А - возраст насаждений, лет;
Т- таксационный показатель;
Н - средняя высота;
а, в - коэффициенты.
Из приведенных уравнений общего вида следует, что произведения таксационного показателя на возраст или среднюю высоту выражаются соответственно в зависимости от возраста или высоты прямыми линиями.
Необходимо построить на миллиметровой бумаге формата А4 графики, выражающие зависимости: АД от А, АН от А и HF от Н (рис. 9,10,11).
Рисунок 9 - Зависимость произведения АД от возраста (А)
Рисунок 10 - Зависимость произведения АН от возраста (А)
Рисунок 11 - Зависимость видовой высоты от средней высоты древостоя
При этом по оси абсцисс откладывают возраст (или, в последнем случае, - высоту), а по оси ординат - соответствующие произведения. По полученным точкам, используя приемы статистики, проводится линия связи (прямая). При этом надо иметь в виду, что, прямолинейная зависимость наблюдается лишь в возрасте, когда насаждение достигает высоты около 14 м. поэтому в молодом возрасте линии связи могут выражаться кривой, которую проводят плавно как продолжение прямой в соответствии с фактическим расположением точек.
С полученных графиков снимают выравненные значения АД, АН и HF применительно к значениям возраста или высоты насаждений и вычисляют отклонения фактических данных от выравненных сначала в абсолютных показателях, а затем в %. принимая за истинные (100%) выравненные значения.
На основании проверки принадлежности насаждений к одному «естественному ряду» решают вопрос о пригодности собранного материала для составления таблицы хода роста насаждений. Те пробные площади, для которых хотя бы по одному признаку отклонения фактических данных от выравненных превышают ± 15% по диаметру, + 10% по высоте и ± 8% по видовой высоте, подлежат исключению из дальнейших расчетов.
7.3 Методика моделирования роста насаждений
Исходные данные, характеризующие насаждения разного возраста в статике, относятся к конкретным реальным объектам. Задача моделирования роста насаждений сводится к сглаживанию возможных отклонений в росте от наиболее вероятной «средней» линии, отражающей динамику того или иного таксационного показателя с возрастом. Таким образом, полученная линия будет характеризовать рост не конкретного, а абстрактного насаждения, отражающего с известной степенью точности изучаемую категорию насаждений, В этом суть моделирования роста насаждений. Степень совершенства полученной модели определяется многими факторами. Значительную роль при этом играет методика дальнейшей обработки исходных данных. Следует считать общепризнанным начинать обработку исходных данных с графических построений.
Графики выполняют на миллиметровой бумаге формата А4 в карандаше тонкими линиями с использованием лекал.
Для уяснения закономерностей изменения таксационных показателей с возрастом надо построить следующие графики (рис. 12-16);
изменение числа стволов;
изменение средней высоты;
изменение среднего диаметра;
изменение сумм площадей сечений;
изменение видовой высоты (в зависимости от Нср);
изменение текущего прироста по запасу.
При сглаживании (выравнивании) таксационных показателей необходимо руководствоваться приемами вариационной статистики. Однако нельзя слепо им следовать, если обнаруживается, что линия связи противоречит известным в лесной таксации закономерностям. К примеру, с увеличением возраста средняя высота увеличивается сначала медленно, затем прирост повышается и, начиная с некоторого возраста, затухает, практически стабилизируется. Могут быть случаи, когда фактические данные (в возрасте спелости) показывают пониженные высоты. Это. скорее, ошибка в исходном материале (обсчет, ошибка в выборе объекта и др.), нежели закономерность. Всегда надо критически отнестись к оценке возможных отклонений, попытаться объяснить наблюдаемое явление, лишь после этого приступать к дальнейшей обработке исходного материала.
Рисунок 12 - Изменение числа стволов с возрастом
Последующая обработка исходных данных (сглаживание таксационных показателей) может быть произведена различными способами: графическим, графо-аналитическим или аналитическим. Выбор того или иного способа определяется многими факторами. Например, графический способ сглаживания целесообразно применять в случае недостатка исходных материалов (мало пробных площадей), для ускорения работы (при отсутствии вычислительной техники), при построении моделей, не претендующих на высокую точность. Иногда же прибегают к этому способу при затруднении подбора удовлетворительной математической модели.
Рисунок 13 - Изменение средней высоты древостоя с возрастом
|
Рисунок 14 - Изменение среднего диаметра древостоя с возрастом
|
Рисунок 15 - Изменение суммы площадей сечений с возрастом
|
Рисунок 16 - Изменение текущего прироста запаса с возрастом
|
В настоящее время в лесотаксационной литературе для моделирования динамики таксационных показателей предложено множество математических функций. Приведенный перечень (см. пример - табл. 25) является далеко не полным. При выборе типа уравнения следует руководствоваться рядом соображений. Математическая модель должна отражать изучаемое явление, его биологическую природу. Например, логарифмическая кривая в применении к изменению высоты древостоя с возрастом предпочтительнее параболической, так как при увеличении возраста (на этапе старения древостоя) она отражает затухание прироста по высоте. Желательно, чтобы кривая проходила через начало координат, следовательно, отражала бы рост с момента формирования насаждения.
Математическая модель должна быть по возможности простой, доступной для реализации с учетом наличия счетной техники. Математическая модель должна отражать фактические (исходные) данные с требуемой точностью.
Для аналитического выражения динамики таксационных показателей с возрастом могут быть применены различные способы расчета конкретных уравнений:
способ наименьших квадратов;
способ координат точек;
способ наименьшей средней ошибки и др.
В общем надо сказать, что первый способ является наиболее точным, но в то же время наиболее трудоемким. Его применение оправдано при наличии массового исходного материала и возможности обработки данных на ЭВМ.
При составлении таблиц хода роста насаждений подлежат сглаживанию следующие таксационные показатели: средняя высота, средний диаметр, сумма площадей сечений, текущий прирост, видовая высота. При этом первые четыре показателя сглаживают в зависимости от возраста, последний - в зависимости от высоты насаждений.
С графиков (в случае графического сглаживания) или по уравнениям (при аналитическом сглаживании) снимают или рассчитывают значения таксационных показателей (H, Д, G, ZM, HF) применительно к принятым возрастам (по 5- или 10-летиям).
Все другие таксационные показатели, представляемые в таблицах хода роста насаждений, получают расчетным путем через сглаженные показатели. Число деревьев (N) вычисляют через сглаженные суммы площадей сечений (G) и площадь сечения среднего дерева (g), определяемую через средний диаметр (Д).
N = G/g. Запас насаждения (М) вычисляют по формуле:
М = GHF,
где G, HF - соответственно выравненные суммы площадей сечений и видовая высота.
Видовое число (F) определяют из соотношения HF/H или F=M/GH.