3.3 Анализ хода роста древесного ствола

Цель работы - оценить особенности роста ствола дерева в прошлом, освоить технику и основные этапы этой работы.

3.3.1 Полевые работы

Модельные деревья для анализа хода роста подбираются в соответствии с поставленной целью, из той категории деревьев в насаждении, рост которых следует изучить. Это могут быть средние для древостоя деревья или учетные (случайно выбранные), подбираемые с целью оценки роста древостоя в целом. Аналогично можно оценить рост и иных групп деревьев (например, по классам роста, категориям деревьев, при рубках ухода и др.). Во многих случаях техника работ близка. Здесь излагается наиболее детальный вариант анализа (полный), хотя во многих случаях можно ограничиться сокращенным вариантом анализа - ростом по высоте и диаметру. Рекомендуется быть внимательным во время полевых работ, выполняя их последовательно и аккуратно, памятуя о том, что никакими ухищрениями в камеральный период не исправить должным образом допущенных ошибок.

До рубки на стволе отмечают мелом высоту груди (1,3 м от корневой шейки), продольной чертой обозначают направление севера или юга; измеряют толщину дерева на высоте груди в коре по направлениям восток-запад и север-юг, а также поперечники кроны по этим же направлениям. Определяют размещение соседних с моделью деревьев, для чего изображают их местоположение на плане с указанием породы, диаметра и проекции крон. Далее подготавливают рабочее место, и спиливают модельное дерево, соблюдая правила техники безопасности при валке леса. После рубки на стволе отмечают бессучковую часть, начало живой кроны, обрубают сучья и складывают в кучу для обмера. Затем измеряют общую длину, длину бессучковой части, протяжение кроны, прирост по высоте за 5 лет или 10 лет, отмечают на стволе середины секций, основание вершинки и переносят на отметки продольную черту. Особо отмечают 0,1; 0,25; 0,5 и 0,75 высоты ствола. На этих местах мерной вилкой измеряют диаметры в коре, которые используют для вычисления коэффициентов формы.

Закончив разметку ствола, приступают к распиловке и выпиливанию спилов (кружков) Первый спил берут на нулевом срезе (на пне), все последующие - на серединах секций, на 1.3 м и у основания вершинки. К вершинке относят верхнюю часть ствола, оставшуюся после отметки последней полной секции, ее конца.

На каждом спиле, на его рабочей стороне, стрелкой указывается направление стран света. С противоположенной стороны спил маркируют, т.е. пишут: в числителе номер пробы и через черту номер модели, а в знаменателе - высоту взятия образца.

3.3.2 Камеральные работы

На рабочей стороне среза (в месте стрелки) строго через сердцевину прочерчивают две перпендикулярные линии, определяющие север-юг и восток-запад. Рекомендуется в этих местах производить зачистку для лучшего распознавания годичных колец. Далее приступают в подсчету годичных слоев и разметки возрастных периодов роста. На нулевом спиле подсчет слоев ведут от центра (сердцевины) к периферии. Определяют возраст дерева. Счет ведут по радиусам, отмечая на каждом 10-летние или 5-летние (если возраст дерева менее 40 лет) периоды. На всех других спилах разметку ведут от периферии к центру. При этом вначале отмечают первый неполный период (т.е. число годичных слоев последнего периода), а далее подсчитывают слои строго по периодам. Например, при возрасте дерева 86 лет в начале от периферии откладывают 6 лет, отмечая тем самым 80 лет, а дальше 70,60,50,40 и т.д. В иных случаях величину, меньшую 1/2 периода, прибавляют к принятой величине периода, т.е. последний период будет большим. В центре на других срезах, кроме нулевого, будет оставаться также неполный период, что связано с выпадением годичных слоев по мере движения вверх по стволу.

На подготовленных спилах измеряют диаметры по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Из двух измерений выводят средние значения и округляют до 0,1 см. Первым на всех срезах измеряется диаметр в коре, все последующие - без коры. Измерения и запись результатов производят отдельно по каждому спилу, начиная с нулевого. Вначале указывают диаметр в коре, далее без коры, который имело дерево в конечном возрасте. Затем записывают диаметры по соответствующим периодам. В нашем примере: возраст 86 лет, последовательные полные периоды будут 80,70,60, 50,40,30,20,10 лет.

Закончив обмер диаметров на нулевом спиле, переходят к следующему и заполняют очередную строчку специального бланка, обмеряя таким же приемом диаметры. В первой колонке бланка анализа дробью в знаменателе (под высотой сечения) записывают число годичных слоев на соответствующем спиле. Последний обмер выполняется на срезе, который является основанием вершинки. Полученные первичные данные о числе годичных слоев и диаметрах по периодам позволяют определить все основные таксационные показатели ствола в настоящем и прошлом.

Рост по диаметру. Определяется средними значениями диаметров, полученных на высоте груди по всем возрастным периодам.

Рост по высоте. Может быть установлен методом графической или аналитической интерполяции. Сущность его состоит в следующем. Определяют тот возраст, в котором дерево достигло высоты сечений, для этого из общего возраста (в нашем примере 86 лет) вычитают число лет, установленное на соответствующих сечениях.

Высоту по периодам можно определить графически. Для этого строят график, на котором по оси ординат откладывают высоту, а по оси абсцисс – возраст в котором дерево достигло этой высоты. Полученные точки соединяют прямыми отрезками. С графика для каждого периода снимают высоту и записывают ее в последнюю колонку бланка анализа ствола. Записью конечного возраста и высоты ствола заканчивается анализ хода роста по высоте.

Рост по объему. Вычисления начинают с определения объема секций, используя для этого диаметры на середине каждой из них. Затруднение возникает лишь при установлении объема вершинок по периодам. Для определения их длины следует использовать высоту ствола в соответствующем возрасте. Обмеры диаметров на серединах секций помогут определить диаметр основания вершинки. Длина вершинки в настоящее время определяется по сделанным ранее замерам. Например, общая высота была 16,6 м, последний срез основания вершинки, т.е. в конце последней секции взят на 16 м (при 2-метровых секциях), следовательно, вершинка равна 0,6м. В другие периоды определяем аналогично. К примеру, в 40 лет высота 14,5 м, следовательно, вершинка равна 0.5 м, или в 30 лет высота 11,0 м, следовательно, ближайший четный 10 м, тогда вершинка будет 1 м. Диаметры вершинок определяют интерполированием.

Если объемы вершинок выражаются пятым знаком после запятой (т.е. стотысячными м³), то их можно не указывать или округлять до четвертого знака.

Последовательно суммируя объемы отдельных секций и вершинки, получают объемы ствола в настоящее время в коре и без коры, а для остальных возрастных периодов - только без коры. Эти объемы и будут характеризовать накопление массы древесного ствола по периодам за всю жизнь дерева.

Для показателей диаметра на высоте груди, высоты ствола и объема рассчитывают абсолютный текущий (среднепериодический) и средний приросты. Значение текущего прироста относится к середине периода, поэтому его записывают между соседними периодами. Для объема определяют процент прироста по формуле Пресслера, пользоваться которой удобнее в таком виде:

P_V= 100

Коэффициент формы q₂ определяют как отношение диаметра на середине ствола к диаметру на высоте груди

q₂ = d₂/d_1,3

d₂ - диаметр на половине ствола определяют методом интерполирования.

Видовое число для ствола без коры определяется по известной формуле:

f = Vc/Vц = Vc/g_1,3h,

где V_c - объем ствола в соответствующем возрасте;

g_1,3 - площадь сечения на высоте груди;

h - высота ствола.

На основе этих расчетов составляется сводная таблица хода роста ствола и делается заключение о динамике роста ствола дерева с возрастом.

Ход роста ствола дерева и прирост по высоте, диаметру и объему целесообразно изобразить на графиках, выполняемых на миллиметровой бумаге. На всех графиках по оси абсцисс откладывается возраст, а по оси ординат - значение таксационного показателя. Полученные точки соединяют отрезками прямой.