Задание II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСА И ПРИРОСТА ДРЕВОСТОЯ МЕТОДОМ МОДЕЛЬНЫХ ДЕРЕВЬЕВ
Нахождение запаса древостоя методом модельных деревьев производят в том случае, когда необходимо точно вычислить запас или когда нет массовых таблиц для данной породы, и также тогда, когда нужно определить прирост насаждения или его сортиментную структуру. Способы взятия моделей, описянные в учебнике, применимы в простых насаждениях, состоящих из деревьев одного возрастного поколения. При таксации сложных и разновозрастных насаждений их необходимо делить на однородные части — ярусы, а в пределах ярусов — по породам и отдельным возрастным поколениям (по терминологии проф. Н.В. Третьякова — на элементы леса). Перечет деревьев в этом случае ведется также по возрастным поколениям. Каждое поколение рассматривают как отдельное насаждение, для которого выполняют расчет моделей и разделение их на классы. На срубленных модельных деревьях измеряют длину (высоту) ствола, диаметры на серединах двухметровых отрезков в коре и без коры, приросты по диаметру на этих же сечениях за последние 5 или 10 лет. Путем подсчета числа годичных слоев у основания ствола определяют возраст дерева. В зависимости от размеров ствола и качества древесины размечают ствол на сортименты с последующим определением их объема. С правилами выбора и валки модельных деревьев и техникой их обмера студенты детально знакомятся во время учебной практики в лесу. На практических занятиях необходимо усвоить способы расчета таксационных показателей на примере простого насаждения.
Пример выполнения задания
Исходные материалы: 1. Данные перечета деревьев на пробной площади с измеренными высотами (приложение). 2. Данные срубленных модельных деревьев. 3. Справочная литература (ЛВК, Справочник таксатора). 4. Счетные приборы. 5.Бланки перечетной ведомости и модельных деревьев.
Порядок выполнения работы: Существует несколько способов таксации леса по моделям. Студенты на практических занятиях ведут расчеты по трем способам: 1) по способу средней модели; 2) по способу ступенчатого представительства; 3) по кривой и прямой объемов.
1. Способ средней модели: Дерево, у которого диаметр на высоте 1,3 м от основания, высота и видовое число равны среднему диаметру, средней высоте и видовому числу всех деревьев таксируемого насаждения, называют средней моделью насаждения. Расчет среднего диаметра и средней высоты выполняют аналогично расчетам, приведенным в задании I. Модель с размерами, строго соответствующими рассчитанным средним величинам, называют расчетной моделью. Отыскать в насаждении дерево, размеры которого точно совпадают с расчетными, невозможно. Поэтому выбирают деревья, размеры которых отклоняются от расчетных в пределах: по диаметру не более + 0,5 см, а по высоте не более ±1,0 м. Так как объем срубленной модели отклоняется от объема расчетной модели, в формулу, определяющую запас насаждения M=VсрN, необходимо внести поправку: если у срубленной модели объем окажется большим, чем у расчетной, необходимо уменьшить величину N, т.е. число деревьев в насаждении, а если меньше — увеличить. Изменение числа деревьев достигается путем замены в формуле величины N выражением ΣG:g, где g—площадь сечения срубленной модели, a ΣG—площадь сечения таксируемого насаждения. Видовое число, характеризующее форму ствола, установить до срубки модели очень сложно. Поэтому в качестве модели выбирают такое дерево, у которого длина кроны, в некоторой мере являющаяся показателем формы ствола, по глазомерной оценке соответствовала средней длине крон у деревьев данного насаждения. Обращают также внимание на характер сбега ствола. После расчета средних данных из приложения подбирают три модельных дерева для сосны и одну модель для ели. В соответствующие графы (7, 8 и 9) табл. 25 заносят данные об объеме в коре, диаметре на высоте 1,3 м и высотах, взятых моделей, а по табл. 1 ЛВК находят площади поперечных сечений в м2 по диаметрам взятых моделей. Запас по породам определяют по формуле
где М — запас; V — сумма объемов моделей V1, V2, V3; ΣG — сумма площадей сечений всех деревьев данной породы на пробной площади; γ —сумма площадей сечений моделей γ1, γ2, γ3. В нашем случае для определения запаса сосны на пробной площади необходимо данные графы 4 (18,236) разделить на данные прафы 7 (сумму площадей сечения трех моделей — 0,1631) и умножить на данные графы 9 (сумму объемов этих моделей—1,8481), т. е. М = (18,236 / 0,1631) * 1,8481 = 206,6176.
Таблица 25 Определение запаса древостоя на пробной площади 0,5 га I. По средней модели
2. Способ ступенчатого представительства: Этот способ позволяет не только найти общий запас насаждения, но и дифференцировать его по отдельным сортиментам, а также определить прирост насаждения. При нахождении таксационных показателей по этому способу подбирают по одной модели для каждой ступени толщины преобладающей породы. Для каждой модели из приложения 2Б заносят в карточку данные о диаметрах, высотах, объемах деловой древесины, дров и отходов, а также укаывают общий объем моделей в коре. По данным диаметров модельных деревьев определяют сумму площадей сечений ступени (ЛВК, табл. 5) и заносят в графу 14. Площади сечения и объемы показывают с точностью до 0,0001. Для каждой ступени толщины находят уточненное число деревьев по формуле n = (ΣGст) / gм, гдe n - уточноенное число деревьев (до 0,1); ΣGст - сумма площадей сечений деревьев данной ступени, м2; gм - площадь сечения взятой модели, м2. Уточненное число деревьев находят для деловых и дровяных деревьев. Например, в ступени 16 уточненное число для деловых деревьев равно
Продолжение таблицы 25 II. По моделям, взятым по ступеням толщины
0,362: 0,0194 = 18,7, а для дровяных 0,040: 0,0194 = 2,1. Результаты этих вычислений заносят в графу 19: в числителе для деревьев, а в знаменателе – для дровяных. Если для ступени толщины взято больше одной модели, то суммируют их площади сечения, объемы в коре и без коры всего дерева и его частей. Последовательно умножая объем деловой, дровяной древесины и отходов на уточненное число деревьев, получают данные по этим показателям для ступени толщины. При вычислении объема дровяной древесины следует учесть, что она получается как сортимент от деловых деревьев (записывается в графу 20 — числитель) и полностью от дровяных деревьев (записывается в этой же графе — знаменатель). Так, в ступени 16 деловая древесина определится как сортимент от деловых деревьев — 0,0024х18,7=0,0449 и от дровяных деревьев —0,1763х2,1=0,3702. Объем дровяного дерева принимается равным объему модельного дерева в коре (данные графы 18). После расчета по всем ступеням толщины подсчитывают итоги по графам 20—23. Во избежание ошибок в конечном результате следует по каждой ступени данные графы 20, 21 (числитель) и 22 сложить и сравнить с произведением чисел в графах 18 и 19 (числитель). Например, для ступени 16 — 2,7564+0,0449+0,4956=3,2969 и произведение 0,1763х18,7=3,2969. Подобные расчеты для контроля необходимо произвести и по итоговым данным вышеуказанных граф. Эту часть работы выполняют для преобладающей породы. Средний возраст определяют по формуле Аcр = (А1g1 + А2g2 + А3g3 + … + Аngn) / (ΣG) где А1, А2, А3 и т.д. — возрасты моделей, характеризующих первую, вторую и т.д. ступени толщины; g1, g2, g3 и т.д. — суммы площадей сечений деревьев второй и т.д. ступеней толщины; ΣG —сумма площадей сечений всех деревьев данной породы на пробе. В нашем примере Аcр=69 г. При таксации насаждений указывают его возраст и класс возраста. Возраст насаждения указывают в числителе, а класс возраста — в знаменателе. При этом пользуются следующими придержками (таблица 24).
Прирост древостоя методом модельных деревьев определяют следующим образом: На временных пробных площадях можно определить среднепериодическое и среднее изменение запаса древостоя (ΔМср.пер. и Δсрм). Исходными данными для определения прироста основной части насаждения являются данные перечета деревьев по ступени толщины и данные о приросте моделей (приложение 2Б). Для нахождения приростов основной части насаждения необходимо перемножить в пределах ступеней толщины значения граф 26 и 27 на уточненное число Деловых деревьев (графа 19). Так, для ступени 16 Δсрм = 0,0025х18,7 = 0,0468, а ΔМср.пер = 0,0022х18,7 = 0,0411. Суммируя значения этих граф, получают соответствующие приросты на основной части насаждения на пробной площади. Величину прироста преобладающей породы необходимо привести к площади насаждения на 1 га. Пример таксации насаждений по модельным деревьям приведен в табл. 25.
3. Определение общего запаса древостоя по кривой и прямой объемов (табл. 26): При этих двух способах модели берут без предварительного вычисления их размеров. При отборе нужно стремиться к тому, чтобы модели характеризовали все части таксируемого насаждения. Объемы срубленных моделей определяют так же, как и в предыдущих способах, по сложной формуле срединных сечений. При практических работах студенты получают данные о модельных деревьях из приложения 2Б. В табл. 26 заносят данные D, q, H и V 14—15 модельных деревьев, равномерно распределенных для всех ступеней толщины насаждения. По данным диаметра моделей находят их площадь сечения на высоте 1,3 м и записывают в графу 3. Данные о количестве деревьев на пробной площади (для сосны) заносят в графу 7. При определении запаса по методу кривой объемов строят график (рис. 9, а): по оси абсцисс откладывают ступени толщины, а по оси ординат — объемы.
Рис. 9. График кривой (а) и прямой (б) объемов
По данным модельных деревьев строят зависимость между диаметрами моделей и их объемами. При этом необходимо стремиться к точному нахождению значений диаметров и объемов. Ряд точек соединяют сначала ломаной линией, которую затем заменяют плавной кривой. Для облегчения выравнивания ломаной линии рекомендуется на том же графике построить кривую объемов, взятых из объемных таблиц. Для ординат, соответствующих определенным ступеням, определяют объемы деревьев и вносят их значения в графу 8. Умножив эти объемы на число деревьев (графа 7), находят запасы по ступеням толщины, затем запас насаждения в целом. При определении запаса по методу прямой объемов исходят из того, что Hf (видовая высота) в пределах однородного насаждения является постоянной величиной и поэтому объемы стволов пропорциональны площадям их сечений. Эта закономерность подтверждается при построении графиков. Для построения графика (рис. 9, б) на оси абсцисс наносят площади сечений (в масштабе на 1 см 1000 см2), а на оси ординат — объемы. По данным площадей сечения модельных деревьев (графа 3) и соответствующим объемам (графа 5) получают ряд точек, который выравнивают графически по прямой линии. Наибольшее отклонение от прямой линии будет в самых тонких ступенях толщины, так как видовая высота у ник на 6—12% меньше, чем у остальных деревьев. Против площадей сечений, соответствующих определенным ступеням толщины (графа 10), с ординаты снимают выравненное значение объемов стволов и заносят в графу 11. Умножая полученные объемы на число деревьев в ступени толщины, находят запас по ступеням (графа 12), а суммируя их — запас насаждения. Кривые и прямые объемы необходимо строить отдельно для каждой породы, участвующей в составе насаждения, а также для каждого яруса. На практических занятиях студенты выполняют эту работу только для преобладающей породы. Сопоставление запасов, определенных разными способами. Точность способов таксации по моделям зависит главным образом от числа срубаемых моделей. Число деревьев на пробной площади заметного влияния на точность таксации не оказывает. В нашем случае ошибки в определении запаса древостоя составили 0,5—1,4%. В данном случае на величину ошибки заметное влияние оказали правильность подбора моделей и точность выравнивания по способу кривой и прямой объемов. По данным проф. Н.П.Анучина, ошибка в определении запаса при одной модели составляет ±12,7%, при 5 моделях ±5,7%, при 15 моделях ±3,4%. Данные о таксации запаса по преобладающей породе различными способами заносят в табл. 27. После выполнения задания 13 следует дать сводку основных таксационных показателей (табл. 28). При таксации насаждений средний диаметр, высоту, класс возраста и бонитет определяют по преобладающей породе. Способы их определения даны в задании 12. Здесь же дополнительно остановимся на определении класса товарности насаждения. Класс товарности устанавливают по проценту выхода деловой древесины от общего запаса и по соотношению деловых и дровяных стволов. Установлено три класса товарности. При отнесении насаждений к тому или иному классу руководствуются данными, приведенными в табл. 29.
Таблица 29. Классы товарности по выходу деловой древесины и проценту деловых деревьев
Согласно Лесоустроительной инструкции класс товарности устанавливают для каждого элемента леса. При визуальной таксации процент выхода деловой древесины от общего запаса установить трудно, поэтому в качестве ориентира используют соотношение между числом деловых и дровяных стволов в насаждении. В нашем примере для сосны общий запас на пробной площади равен 205,5 м3, а деловой древесины 178 м3. Выход деловой древесины — 89%, класс товарности — I. Поскольку примесь ели незначительна и отсутствуют дровяные стволы, класс товарности для ели устанавливаем I.
Таблица 27 Сопоставление запасов, определенных разными способами
Таблица 28 Таксационна характеристика насаждения
|
