Взятые с выравненных графиков объемы одного ствола ступени перемножают на число стволов соответствующих ступеней толщины и результаты суммируют. Использование относительных объемов стволов по Дворецкому повышает почти в 1,5 раза точность результатов по сравнению с вычислением запаса древостоя непосредственно по данным модельных или учетных деревьев. Это объясняется тем, что из-за тесной корреляции Vств и d1,3 стволов значительно понижается изменчивость их относительных объемов, получаемых из этих сильно варьирующих признаков деревьев.

Рис. 8.3. Прямая объемов стволов

Достоинствами графических способов определения запаса древостоя являются свобода выбора моделей, возможность контроля удачности взятия моделей, наглядность и простота работ. Недостаток заключается в некоторой неопределенности и субъективизме построения графиков.

Наиболее точные объективные результаты достигаются при применении аналитического способа, при котором вид кривой, параметры уравнений связи и все расчеты выполняются на ПК.

8.5. Определение запаса древостоев по таблицам объемов стволов

В лесохозяйственной практике при определении запаса древостоев перечислительным способом широко используют таблицы объемов стволов, составленные для этих объектов. Они содержат данные средних объемов, сгруппированных по ступеням толщины в пределах разрядов высот и средних q2 древостоев. Иногда их неправомочно именуют массовыми таблицами.

210

Для вычисления запаса древостоя по этим таблицам сначала определяют нужный разряд высот, из которого берут Vств для каждой ступени толщины и перемножают их на число деревьев в них. Полученные запасы стволов ступеней суммируют и находят запас всего таксируемого древостоя.

При оценке запаса древостоя находят также применение таблицы объемов по диаметрам и высотам при средней форме стволов, составленные для разнородной совокупности деревьев. Они получили распространение в России и являются основными в западноевропейских странах.

Существуют различные таблицы объемов стволов древостоя по методике их построения. Рассмотрим этот вопрос в историческом плане, в соответствии с развитием теории и практики таксации леса.

Русские временные массовые таблицы. Впервые мысль о необхо-

димости составления таблиц объемов стволов для таксации отдельного древостоя была высказана в 1871 г. Лесным Обществом в Петербурге. В 1886 г. были опубликованы и введены в действие Русские временные массовые таблицы (РВМТ), применявшиеся в нашей стране до 1926 г.

План построения таблиц был принят оригинальный:

а) объемы стволов без вершины даны для диаметров от 2 вершков (около 9 см) и более. Предусмотрены разряды высот по соотношению d1,3 и h стволов: по сосне, ели, березе, ольхе – 3; дубу – 4 разряда;

б) таблицы содержат данные абсолютного действительного сбега стволов по ступеням толщины. На их основе составлены сортиментные таблицы с разбивкой деловой древесины на крупную, среднюю и мелкую по диаметрам в верхнем сечении.

Для пользования таблицами следовало установить средние высоты трех центральных ступеней толщины и определить разряд таблиц.

Методика составления РВМТ не была опубликована. После анализа оказалось, что при одинаковых d1,3 и h объемы стволов в них в 90 % случаев совпадали с баварскими таблицами, но они были значительно проще последних. Так, для сосны приведено объемов: в первых таблицах – 34, баварских – 540.

Проверка вскрыла и существенные недостатки этих таблиц:

а) искусственный характер соотношений d1,3 и h стволов, не отвечающий действительной природе леса;

б) недостаточность числа принятых разрядов высот для характеристики насаждений лучших и худших условий местопроизрастания. Как известно, ошибка в один разряд высот приводит к погрешности в запасе древостоя около ± 10 %. В натуре же в южных лесах расхождения в сто-

211

рону систематического преуменьшения запасов по таблицам достигали

– 20…30 %.

Бонитетные таблицы проф. М.М. Орлова объемов стволов. При-

ступая к составлению более современных таблиц объемов стволов, Орлов счел необходимым исходить из следующих теоретических принципов:

а) следует обеспечить достаточную точность создаваемых таблиц при сохранении основных достоинств РВМТ;

б) классификация насаждений по классам бонитета является основой лесоустройства. По этим же категориям должны быть составлены и объемные таблицы стволов;

в) величина Нср древостоя в данном возрасте характеризует класс бонитета и для стволов господствующей части она изменяется незначительно, в пределах ± 10 %. Поэтому в рамках класса возраста для каждого бонитета можно ограничиться построением одной кривой соотношения d1,3 и h стволов;

г) построение таблиц объемов можно упростить, взяв лишь две группы возраста: спелые и средневозрастные древостои (для семенных

– в 100 и 60 лет; порослевых – в 60 и 30 лет);

д) показатели f и q2 стволов зависят от полноты древостоя и степени развитости крон деревьев. Поэтому таблицы для выделенных групп возраста по каждому классу бонитета следует составить по трем значениям среднего q2 и дополнить их таблицами сбега стволов;

е) классификация по бонитетам является общей для насаждений данной породы, и объемные таблицы, построенные по ним, имеют всеобщее значение. Они могут применяться во всех районах произрастания таксируемой породы.

На основе этих принципов в 1912 году проф. М.М. Орлов и проф. Б.А. Шустов составили таблицы объема и сбега стволов древостоев сосны для классов формы ствола q2 = 0,71; 0,66 и 0,62 и классов бонитета с Iа по Vа.

Все модельные деревья были группированы по классам бонитета тех насаждений, откуда брались пробные площади, и был применен массо- во-графический метод обработки с вычислением hср и Vср по ступеням толщины.

Позднее Орловым таблицы объемов стволов были составлены по ели, дубу, березе, осине и липе. Они действовали в нашей стране до

1932 года.

Однако выявился существенный методический недостаток анализируемых таблиц. Оказалось, что они предназначены лишь для таксации

212

сомкнутых насаждений. При определении же бонитета для древостоев других полнот по Нср и Аср фактические объемы стволов сильно расходились с табличными. Следовательно, в пределах классов бонитета соотношения между d1,3 и h деревьев зависят не только от возраста, но и от полноты древостоя, а последние не учитываются таблицами Орлова.

Поэтому проф. Н.В. Третьяков внес предложение пользоваться бонитетными таблицами объемов как разрядными. Для этого в любом таксируемом насаждении, не обращая внимание на его класс бонитета, в трех центральных ступенях толщины измеряют средние высоты и по соотношению d1,3 и h определяют разряд таблиц, фигурирующий в данном случае под названием класс бонитета.

Некоторыми авторами в последующем были составлены с различными усовершенствованиями местные бонитетные таблицы объемов стволов (Шустов, Захаров, Милованович и др.).

В то же время технические работники продолжали пользоваться таблицами объемов стволов Крюденера.

Получился разнобой в таксации запаса леса в стране. В вопрос вынужден был вмешаться СТО СССР, который поставил задачу упорядочить учет лесных ресурсов.

Массовые таблицы Союзлеспрома. Лесное Управление в 1928 го-

ду созвало совещание специалистов таксации леса, которое высказалось за составление новых таблиц объемов стволов по классам бонитета. Однако впоследствии этими таблицами пользовались как разрядными. Было признано целесообразным обеспечить точность перечислительной таксации запаса растущего леса ± 10 %, а в наиболее интенсивных хозяйствах ± 5 %.

Составление всеобщих таблиц объема и сбега стволов было поручено: по сосне – проф. Д.И. Товстолесу; ели – проф. В.К. Захарову; дубу – проф. Б.А. Шустову; осине и березе – проф. А.В. Тюрину.

Материалом для составления таблиц послужили обмеры модельных деревьев на пробных площадях, заложенных лесоустроительными партиями. Таблицы были опубликованы в 1931 году как единые по стране. Находят они применение в практике лесоучетных работ до настоящего времени.

Методика составления таблиц для разных пород оказалась различной. Основные ее положения сводятся к следующему.

1. Модельные деревья подбирались в спелых древостоях (сосны – 100…200 лет; ели, дуба – 66…182 года; березы, осины – 41…90 лет). Группировка их была проведена по классам бонитета, а по осине и березе – разрядам высот. В пределах класса бонитета (разряда высот) даль-

213

нейшее объединение материала осуществлено по трем классам среднего q2, а в их пределах – по ступеням толщины с вычислением средних высот для каждой ступени. В таблицах приняты следующие значения средних q2:

Порода		Средний q2 по классам
	1		2		3
Сосна	0,59		0,65		0,71
Ель	0,60		0,70		0,80
Дуб	0,58		0,68		0,78
Береза	0,57		0,66		0,75
Осина	0,70		-		-

2. Выравнивание высот стволов по определившимся группам древостоев авторами работ проводилось также различными способами:

а) Товстолес использовал уравнение:

g1,3 h a0 a1 g1,3 ;

б) Захаров применил формулу роста Вебера:

						1
H		H		1				;
	d		max
					p	a b

в) Шустов построил единый график соотношений d1,3 и h всех срубленных моделей. На полученном точечном поле рассеивания он провел плавные кривые, ограничивающие сверху наибольшие, снизу – наименьшие высоты. За основу была принята кривая III класса бонитета и ступень толщины 36 см. Для остальных разрядов высот между кривыми был установлен интервал 3 м;

г) Тюрин предложил использовать соотношения редукционных чисел Rd и Rh в виде максимальных, минимальных и средних их значений в древостоях. Из таблиц хода роста для различных возрастов выписывались значения средних высот и диаметров древостоев, и по соотношениям редукционных чисел строились графики высот.

3. В пределах I – III классов бонитета осины кривые высот строились для трех возрастных групп деревьев (в 85, 65 и 45 лет), а для IV класса бонитета – для двух групп (в 85 и 45 лет), обозначенные классами высот. По березе и другим породам было принято одно соотношение d1,3 и h на класс бонитета.

Анализируя полученные значения h по ступеням толщины, Тюрин обнаружил, что кривые высот для молодых древостоев высших бонитетов совпадают с линиями регрессии более старых древостоев низших

214

классов бонитета. В результате он принял по осине и березе всего лишь 6 разрядов высот. Основанием для такого объединения послужила выдвигаемая автором гипотеза о том, что насаждения разных бонитетов и возрастов при равных Нср и Dср, согласно учению о строению насаждений, будут иметь и одинаковые соотношения между d1,3 и h стволов.

4. Переход к объемам стволов в таблицах осуществлен двоякий:

а) построение таблиц сбега по 2-метровым отрубкам и вычисление их объемов;

б) нахождение ср.f в ступенях толщины по разрядам высот с применением формулы Шиффеля к выравненным значениям q2 и h стволов:

f 0,66 q2		0,32	0,140 ,
2		q2 h

азатем Vств = g1,3∙h∙f.

5.В таблицах значения q2 стволов сосны, ели и дуба приняты раз-

личные для разных ступеней толщины, а для березы и осины – единые для породы, независимо от d1,3 и h стволов.

Таблицы Союзлеспрома внесли значительный порядок в таксацию леса на корню. Однако они не лишены ряда недостатков:

а) отсутствует единая методика составления таблиц по отдельным породам;

б) соотношения d1,3 и h стволов в таблицах, кроме данных проф. Тюрина, установлены для совокупностей отдельных деревьев, а не для древостоев;

в) отмечено механическое использование данных других исследований, без их натурной проверки (видовые числа, определенные по формуле Шиффеля, формула Вебера роста по высоте для ели).

Предельная погрешность таблиц Союзлеспрома составляет ± 10 %; средняя погрешность равна ± 5 %.

Таблицы объемов стволов проф. Н.В. Третьякова по разрядам высот. Эти нормативы начали составляться с 1930 года для различных пород и районов страны. Разряд высот характеризуется соотношением Нср и Dср древостоя независимо от других его таксационных признаков.

Таблицы предназначены для таксации совокупностей отдельных древостоев элементов леса, различающихся по полнотам, классам бонитета и возрасту, но относящихся к одному разряду Нср, Dср и полнодревесности q2 стволов.

Единицей наблюдения выступает древостой элемента леса. Для каждой комбинации разрядов выводится стандартный древостой, средний по всем таксационным показателям и отражающий все закономерности строения данной совокупности элементов леса. Табличный объем в

215

этом древостое, показанный для каждой ступени толщины, является средним для всех деревьев данной ступени, а не характеризует лишь деревья, имеющие диаметр середины ступени. При составлении таблиц учитывается характер варьирования таксационных показателей деревьев

впределах древостоя.

Воснове таблиц объемов стволов по разрядам Нср и Dср лежат ранее упомянутые закономерности проф. А.В. Тюрина и проф. Н.В. Третьякова в древостоях совокупностей элементов (поколений) леса.

Методика составления данных таблиц в настоящее время принята за основу при построении современных объемных таблиц совокупностей древостоев. Она сводится к следующим основным положениям.

1. Закладываются пробные площади с перечетом по элементам леса и рубкой в каждой из них не менее 50 учетных деревьев или со сплошной рубкой всех деревьев древостоя. Древостои пробных площадей должны:

а) отразить все многообразие соотношений Нср и Dср насаждений изучаемого района;

б) содержать закономерности распределения стволов по ступеням толщины леса;

в) описать редукционные числа высот деревьев в древостоях.

2. Устанавливается шкала разрядов средних высот для совокупностей элементов леса. Для этого строят график (рис. 8.4), на котором

h ср, м
30																	rh1
28																	rh2
26
24																	rh3
22																	rh4
20																	rh5
18																	rh6
16																	rh7
14																	rh8
12
10
8
6
4
2
4	8	12	16	20	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	64	68	d, см
			Рис. 8.4. Шкала разрядов высот древостоев

216

по оси абсцисс откладываются Dср, а по оси ординат – Нср древостоев заложенных пробных площадей. Для этих целей дополнительно привлекаются данные таксационных описаний выделов лесоустройства изучаемого района. По полученному полю рассеивания точек, исходя из наибольших значений Нср, устанавливают кривую высот высшего разряда таблиц при данных Dср древостоев. Средние высоты последующих разрядов принимают на 10…12 % меньше, чтобы разность между Нср смежных разрядов была 1,5…2 м, и так далее до последнего, низшего разряда.

Таким образом, устанавливают число разрядов и их средние высоты при данных Dср древостоев.

3. Все пробные площади распределяют по полученным разрядам высот, а в пределах них – по принятым классам полнодревесности q3/1 или

q2/1. Отметим, что Н.В. Третьяковым и П.В. Горским все таблицы построены при среднем значении q2/1 и являются местными.

По всем элементам леса, вошедшим в данный разряд таблиц, в совокупности вычисляют среднеарифметические высоты деревьев в ступенях толщины и строят общую выравнивающую кривую высот: по оси абсцисс откладывают ступени толщины, а по оси ординат – hср этих ступеней. Ход изменения высот по ступеням толщины проверяют по закономерностям строения древостоев и аналитически по тем или иным уравнениям регрессии d1,3 и h деревьев в них.

4.Выравнивают видовые числа по ступеням толщины каждого разряда высот и полнодревесности по подобранным уравнениям связи между d1,3 и f стволов.

5.Вычисляют объемы стволов каждой ступени толщины по разря-

дам высот и полнодревесности в коре: Vств = g1,3∙h∙f.

Полученные эмпирические объемы стволов подвергаются дальнейшему выравниванию по прямой объемов стволов Копецкого.

6.Выравнивают проценты коры Рк по ступеням толщины в разрядах высот и полнодревесности по графику зависимости Рк от d1,3 и получают

Vств без коры.

7. Проверку составленных таблиц объемов стволов осуществляют по принципу Михалека. Для этого строят единый график, на котором по каждому разряду высот и полнодревесности по оси ординат откладывают логарифмы полученных объемов. В составленных таблицах стрела прогиба линий объемов не должна превышать 1,5…2 %, а сами линии должны быть параллельными и равноудаленными друг от друга.

Кроме того, таблицы проверяют на пробных площадях с высокой степенью точности таксации их запасов. Допускается ошибка в запасе

217