Правильные тела вращения имеют заранее известные их величины. Некоторые исследователи предлагают принять за основу классов

формы диаметр на 0,1 длины ствола. А.И. Тарашкевич (1936) предложил на основе замеров диаметров на четвертях высот ствола вычислить коэффициенты сбежистости (KС) и описать характер их сбега: при KС ≤ 0,20 – стволы малосбежистые; KС = 0,21…0,30 – среднесбежистые; КС = 0,31…0,40 – сбежистые; KС ≥ 0,41 – сильносбежистые.

Однако последующие исследования показали, что классы формы стволов изменяются для основных древесных пород в определенных границах (q2/1 = 0,79…0,80; q3/1 = 0,46…0,50; q3/2 = 0,58…0,62). Следова-

тельно, они недостаточно характеризуют образующую стволов.

На фактическую форму продольного сечения или образующую ствола значительно влияют древесная порода, возраст леса, лесорастительные условия, полнота древостоев и ряд других природных факторов. Поэтому было предложено использовать для характеристики формы ствола показатели сбега древесного ствола.

2.3. Сбег древесного ствола и его показатели

Толщина ствола, или его диаметр, в разных частях неодинакова. Она уменьшается по направлению от комля к вершине (рис. 2.3). Указанное изменение величины диаметра называется сбегом ствола.

Различают категории сбега ствола: действительный и средний. Обе из них могут быть представлены абсолютной (в см) и относительной (в долях и процентах) величинами.

Действительный сбег ствола – это разность диаметров двух сечений ствола, отстоящих друг от друга на принятое расстояние замера

(1-2 м или 0,1 h).

Действительный абсолютный сбег может быть выражен в виде значений диаметров, показанных через определенные протяжения по стволу (например, в карточке таксации модельного дерева, в таблицах сбега и объемов древесных пород и др.). Этот вид сбега характеризует форму ствола, дает возможность вычислить значения диаметров для любого его сечения интерполяцией или графическим построением образующей ствола.

Действительный абсолютный сбег может быть представлен также как разность диаметров измеренных сечений. Данный вид сбега описывает лишь быстроту уменьшения диаметра по стволу, но не может передать его форму, так как при одинаковых разностях диаметров тело вращения может иметь самые различные формы. Даже у одной и той же группы тел вращения с одинаковой высотой, но разными основаниями

36

анализируемый признак нередко оказывается тождественным, что свидетельствует о том, что он не может надежно характеризовать даже углы наклона образующих ствола.

Действительный сбег является относительным, если диаметры, взятые на всех абсолютных сечениях ствола, выражены в процентах или долях от диаметра на 1,3 м или на 0,1 высоты. Описываемый сбег характеризует форму ствола, по нему можно построить график образующей ствола.

Показатели действительного сбега используются при определении объема ствола и его частей, камеральном расчете выхода сортиментов из стволов, расчетах прироста древесины на срубленных деревьях.

Средний сбег ствола – это уменьшение диаметра в среднем на единицу длины ствола в 1 м или в определенную долю его протяженности.

Средний абсолютный сбег определяется по формулам:

	для всего ствола	Sср		d н	dв ;		(2.16)
					l
	для комлевых сортиментов	Sср		d1,0		dв ,	(2.17)
				l		1,0

где dн – диаметр нижнего сечения ствола или сортимента; dв – диаметр верхнего сечения ствола или сортимента;

d1,0 – диаметр на высоте 1,0 м ствола;

l – общая длина ствола или сортимента.

Он не характеризует ни форму ствола, ни особенности его образующей. Так, средний сбег может быть одинаковым при различных формах тел вращения. В то же время его величина различна для предметов одной группы формы с однородным основанием, отличающихся лишь высотами.

Рис. 2.3. Схема сортиментов с разным сбегом

По размеру среднего абсолютного сбега стволы подразделяются на следующие категории (рис. 2.3):

Scp ≤1,0 см/м – малосбежистые;

Scp = 1,1…2,0 см/м – среднесбежистые; Scp = 2,1…3,0 см/м – сбежистые;

Scp ≥ 3,1 см/м – сильносбежистые.

37

В таксации леса рассматриваемый показатель применяется для характеристики круглых лесоматериалов с целью определения выхода пилопродукции. Для этих целей при измерениях пиловочный сортимент по верхнему диаметру подразделяют на периферическую (зона сбега) и цилиндрическую части. Более подробно эти вопросы рассматриваются в дальнейшем п. 3.2.

Вопрос о величине среднего сбега лесоматериалов детально изучался проф. Н.П. Анучиным (1936). По его исследованиям, данный показатель находится в прямой зависимости от толщины бревна:

Sср 0,39 0,021 D,

(2.18)

где D – диаметр нижнего торца бревна.

Относительный средний сбег – это отношение диаметров, взятых на различных относительных сечениях ствола, к диаметру на определенной его высоте – 1,3 м или 0,1 h. При этом диаметры ствола берутся на четвертях его высоты или же на десятых ее долях.

Отношения диаметров на четвертях высоты к диаметру на высоте 1,3 м получили название коэффициентов формы ствола (рис. 2.2):

нулевой -

q

0

d0

;

первый - q

d1/ 4

;

d1,3

1

d1,3

второй -

q

2

d1/ 2

;

третий - q

d3 / 4

.

(2.19)

d1,3

3

d1,3

Впрактику таксации леса они были введены А. Шиффелем (1899) при составлении таблиц объемов стволов.

Коэффициенты формы в отдельности не передают образующую ствола и лишь в общих чертах характеризуют приближение к формам правильных тел вращения и сбежистость ствола. Их значения с увеличением длины ствола и диаметра на высоте 1,3 м снижаются даже у правильных тел вращения. Поэтому по этим показателям в отдельности представляется возможным судить о форме стволов лишь при одинаковых высотах и диаметрах последних. Однако в полном их наборе коэффициенты формы описывают образующую древесного ствола. На этом их свойстве основана методика составления таблиц сбега стволов породы.

Впрактике таксации леса находит широкое применение второй ко-

эффициент формы q2 стволов. Он является входным признаком в объемные и сортиментные таблицы, таблицы видовых чисел деревьев, некоторые таблицы сумм площадей сечений и запасов нормальных насаж-

38

дений пород, а также используется в формулах оценки запаса и прироста леса, видового числа древостоев.

Для правильных тел вращения описываемый показатель зависит от их высоты и передается уравнением

q2 1

2 2r

						r
		1
							,	(2.20)
			1,3
	1
				h

где r - показатель степени, характеризующей форму кривой.

Средние значения q2 в коре для основных древесных пород после кульминации роста в высоту составляют: сосна, береза, липа – 0,66; дуб, ясень – 0,68; пихта, осина, ольха черная – 0,70. Для пород, толщина коры которых изменяется пропорционально диаметрам, значения q2 в коре и без коры приблизительно равны между собой. Для сосны, кедра, лиственницы и некоторых других пород характерно значительное утолщение коры в нижней четверти ствола. В этих случаях коэффициенты формы q2 стволов без коры оказываются на 8-15 % больше, чем в коре.

В разнородных совокупностях деревьев значения q2 систематически падают с увеличением диаметра и высоты стволов. Коэффициенты корреляции между q2, d1,3, и h деревьев здесь составляют r = -0,60…-0,74. Так, по проф. В.К. Захарову (1931), для ели значения q2 составляют: 0,730 при h = 6 м; 0,698 при h = 18 м; и 0,625 при h = 30 м. По исследованиям Д.И. Товстолеса (1931), для сосны показатели q2 стволов следу-

ющие: 0,654 при d1,3 = 8 см; 0,639 при d1,3 = 48 см; 0,630 при d1,3 = 80 см.

Вто же время в пределах древостоя в различных ступенях толщины

ивысоты средние значения q2 оказываются приблизительно равными. Коэффициенты корреляции между анализируемыми признаками снижаются до r = -0,27…-0,39. Это значительно облегчает лесоучетные работы в лесу.

Обширные исследования закономерностей изменения коэффициентов формы сосны и дуба, проведенные проф. Ф.П. Моисеенко (1964),

показали, что четкая зависимость q2 от высоты деревьев отмечается в древостоях лишь при средних высотах до 8-10 м. При больших высотах

q2 деревьев в ступенях толщины близок к средней величине коэффициента формы древостоя. В древостоях деревья по значениям q2 распределяются в виде кривой нормального распределения вероятностей.

На величину среднего q2 древостоев влияют порода, лесорастительный район, лесорастительные условия насаждений, полнота и возраст

39

леса. Она повышается по породам с ухудшением условий местопроизрастания, возрастанием полноты и увеличением возраста леса. Так, по данным М.С. Богдашина (1934), по сосне ленточных боров Сибири в возрасте леса 80…100 лет средний q2 составляет 0,59, а в более старших возрастах – 0,65. По исследованиям П.М. Верхунова (1970), в сосняках Приангарья показатели q2 следующие: в 61…120 лет – 0,67; 181…240 лет – 0,70; старше 320 лет – 0,74.

Между вторым и другими коэффициентами формы стволов существуют определенные зависимости, обычно передаваемые уравнениями прямых линий.

Относительный средний сбег, выраженный в долях диаметров на десятых частях высоты, более четко характеризует как форму тела вращения, так и образующую ствола. На это обратил внимание еще в 1908 году немецкий исследователь Фрике. В дальнейшем указанный прием в лесной таксации широко распространили Гогенадль, Продан, Дитмар, назвав получаемые показатели числами сбега. Проф. В.К. Захаров (1955) продолжил изучение формы древесных стволов отмеченным способом делением ствола также на части, равные 0,1 высоты, и принятием диаметров на 0,1 h за 100 %. Полученные им средние значения относительного сбега стволов по древесным породам приводятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Относительный средний сбег древесных пород по В.К. Захарову

Порода				Относительная высота ствола
	0	0,2	0,3		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Дуб	169	92	84		76	67	56	41	26	12
Береза	186	90	82		75	66	56	42	26	12
Ясень	162	91	84		77	70	60	46	30	13
Сосна	141	92	84		78	72	65	55	43	25
Ель	166	95	89		83	76	67	56	42	23
Осина	148	94	87		82	75	66	54	36	21
Ольха черная	170	92	86		80	73	63	52	35	17
Изменчивость, %	10,4	3,6	4,5		5,6	6,3	8,6	12,3	19,7	26,2

Обобщив результаты своих работ, Захаров выдвинул гипотезу о единстве средней формы отдельных древесных пород. По его мнению, влияние условий местопроизрастания при одинаковых возрастах четко выражается лишь в разной величине диаметров и высот деревьев данной породы, однако при этом сохраняется стабильность формы стволов. Следовательно, появляется возможность создания нормативов учета леса вне связи с лесорастительными условиями роста насаждений.

Однако, как показали последующие исследования разных авторов, это положение в природе не подтверждается. Лишь для нижней половины стволов можно с определенным приближением вести речь о ста-

40