Ранги и редукционные числа. Ранг среднего дерева.

Относительные ступени толщины. А.В. Тюрин и его вклад в теорию строения древостоев. Ранг дерева отражает место дерева в ряду распределения и устанавливается в % как накопленная их сумма. Среднее по диаметру дерево находится на 58 месте по % числа стволов, начиная с самой тонкой ступени толщины. Эта закономерность используется в практике для определения среднего диаметра древостоя по перечетной ведомости. Необходимо суммировать % числа деревьев от тонких ступеней толщины к толстым, пока не наберется 58%. Из отечественных ученых наибольший вклад в изучение закономерностей строения насаждений внесли профессоры Третьяков и Тюрин. Тюрин предложил перейти от абсолютных ступеней толщины в см к относительным, которые выражаются в десятых долях от среднего диаметра, это редукционное число по диаметру. Тюрин назвал их естественными ступенями толщины. Если последовательно суммировать число деревьев по естественным ступеням толщины и по полученным данным построить график, то мы получим кривую, которая называется огива. Тюрин изучил изменение по естественным ступеням толщины не только диаметра, но и других показателей: h, V, G. он установил, что % распределение числа деревьев по естественным ступеням толщины не зависит от древесной породы, класса бонитета, полноты, и лишь в некоторой степени зависит от возраста и проведенных рубок ухода. Это дает возможность сравнивать значение показателей в разных древостоях, независимо от древесной породы, бонитета и устанавливать зависимость между таксационными показателями. По данным Тюрина можно сделать следующие выводы: 1) если диаметр средний принять за 1, то редукционное число самых тонких его деревьев =0,5*dср, а самых толстых=1,7*dср. 2) дерево среднее по диаметру в древостое является средним и по другим таксационным показателям. Эта закономерность используется для определения средних таксационных показателей по способу среднего модельного дерева. 3) редукционные числа, ряды распределения, огивы по площади сечения и объему близки между собой. Это показывает, что между ними имеется прямолинейная зависимость, она характеризуется коэффициентом корреляции 0,98. 4) между диаметром и высотой по естественным ступеням толщины наблюдается следующая зависимость: если высоту среднюю принять за 1, то пределы высот будут изменяться от 0,8 до 1,15. 5) относительный сбег и полнодревесность стволов, которые характеризуются коэффициентами формами и видовыми числами уменьшаются от низших ступеней толщины к высшим. Изменение видовых чисел по естественным ступеням толщины выражается линейным уравнением. 6) если последовательно суммировать число стволов по естественным ступеням толщины, начиная с самой тонкой и по полученным данным построить график, то мы получим кривую, которая называется огивой. Такие огивы могут быть построены и по запасам и по сумма площадей сечений. Располагая такими графиками, можно получить зависимость между диаметром деревьев и их местом (рангом) по числу стволов в сумме площадей сечений и запаса. Тюрин, используя эти закономерности, составил специальную таблицу распределения числа деревьев для насаждений с разным средним диаметром. Аналогичные таблицы распределения составлены Тюриным по суммам площадей сечений и запасам. По ним, не имея данных перечета, а зная лишь средний диаметр, можно распределить общее число деревьев, общий запас, общую сумму площадей сечений по ступеням толщины. Эти таблицы служат основой для составления товарных таблиц, в которых приводится распределение запаса по сортиментам. Полученные закономерности в строении насаждений явились основой для разработки различных методов учета леса.

13. Анализ хода роста древесного ствола.

исследование, проводимое для выявления изменений таксационных показателей дерева во времени. В зависимости от цели анализа древесного ствола выполняют с различной точностью и подробностью. Чаще всего анализ древесного ствола заключается в определении основных таксационных показателей насаждения - диаметра, высоты и объема в 10, 20, 30 и т. д. лет, т. е. в динамике. Для анализа древесного ствола выбирают типичное для древостоя, в зависимости от цели исследования, самое толстое или среднее дерево или несколько таких деревьев. Сначала отобранные деревья описывают на корню. В описании указывают класс развития (класс Крафта), форму кроны и размеры ее проекции, степень очищенности от сучьев, расстояние до ближайших деревьев, их породу, диаметр на высоте 1,3 м и высоту, характеризуют окружающую среду (почва, напочвенный покров, подрост, подлесок). У анализируемых деревьев устанавливают местоположение шейки корня; на высоте 1,3 м и у шейки корня отмечают северную и южную стороны света. Спиливать эти деревья следует как можно ближе к шейке корня. У спиленного дерева измеряют расстояние от основания ствола до первого мертвого и первого живого сучков, а также до начала кроны. Ствол очищают от сучьев, обязательно сохраняя его вершину, и размечают на отрезки. Длина первого от шейки корня отрезка должна быть равна 2,6 м (двойное расстояние от шейки корня до высоты 1,3 м), последующих - 2м (рис. 1). В середине каждого отрезка перпендикулярно оси ствола выпиливают кружки древесины: у толстомерных деревьев толщиной 3-4 см, у тонкомерных - 1-2 см. Последний кружок выпиливают у основания вершины. В местах выпиливания кружков отмечают северную и южную стороны света. На стороне кружка, обращенной к вершине, проставляют номер пробной площади, модельного дерева и кружка. Сторона кружка, обращенная к основанию ствола, используется для подсчета годичных колец и измерения диаметра. Сначала пересчитывают кольца на кружке, отпиленном у шейки корня; счет на нем ведут от сердцевины к периферии. Каждые 10 или 5 слоев отделяют, обводя карандашом замкнутый круг по всему годичному слою. Последний, периферийный, отсчет чаще всего оказывается неполным. На остальных кружках счет годичных слоев ведут от периферии к сердцевине: сначала от периферии отсчитывают неполные 10 или 5 колец, которые получились при подсчете на нижнем кружке, затем ведут счет по 10 или 5 годичным кольцам. Разница между числом годичных колец у шейки корня и числом их на том или ином сечении составляет возраст, в котором дерево достигло высоты сечения. По этим данным строится кривая хода роста анализируемого ствола в высоту (рис. 2). Для этого по оси абсцисс откладывают возрасты, а по оси ординат - соответствующие им высоты. Полученный ряд точек соединяют плавной линией. При помощи этого графика находят высоты в 10, 20,30 и далее лет.

Для наглядного отображения изменения размеров ствола с возрастом строят график его продольного сечения (рис. 3). Затем для каждого периода жизненного цикла дерева определяют объем ствола, средний прирост и текущей прирост, видовые числа. Объем ствола определяют как сумму объемов отрезков и объема вершины. Объем отрезков находят по их срединному диаметру, приведенному в таблицах объемов цилиндров. Объем вершины находят по таблицам объемов вершин деревьев, а ее длину для каждого возрастного периода определяют по графику продольного сечения ствола. Все показатели сводят в итоговую таблицу данных анализа ствол

15. Средние высота и диаметр и методы их нахождения. Для характеристики толщины деревьев, образующих отдельный древостой, определяют их средний диаметр. При этом различают:

а) средний диаметр D_g, соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении;

б) средний арифметический диаметр D, получаемый как частное от деления суммы диаметров всех деревьев, образующих древостой, на их число

в) диаметр срединного дерева d_M, вычисляемый путем распределения деревьев в ряд постепенного изменения диаметров начиная с наибольшего или наименьшего и нахождением в этом ряду срединного дерева по формуле (n+1):/ 2;

г) диаметр, определяемый соответственно средним площадям сечений по ступеням толщины d_gM. Его находят таким же путем, как d_M, но значения в каждой ступени толщины определяются из средней площади сечения: S_g/2; д)

д) диаметры (d₊ и d_-) модельных деревьев Гогенадля, вычисляемые по формулам d₊ = d+s и d- = d- s, где s среднее квадратическое отклонение от среднего диаметра d.

Из всех приведенных средних наибольшее научное и практическое значение имеет средний диаметр d_g, соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении. Для его определения, прежде всего, необходимо произвести перечет деревьев, дающий распределение деревьев по ступеням толщины.

Соответственно этому распределению и площадям сечений отдельных ступеней толщины находят сумму поперечных сечений всех деревьев, входящих в насаждение, по следующей формуле:

å g = g₁n₁ + g₂n₂ + g₃n₃ +... g_nn_n,

где g₁, g₂, g₃,... g_n — площади сечений деревьев отдельных ступеней толщины; n₁, n₂, n₃, n_n — число деревьев в отдельных ступенях толщины.

Разделив сумму площадей поперечных сечений всех деревьев на общее их число N, получим площадь сечения g, которую имеет дерево средней толщины:

.

d =

Диаметр, вычисленный по этой формуле, и будет средним диаметром насаждения. Среднюю высоту можно найти и как среднеарифметическую величину. Но это будет чисто статистическая величина. Она не характеризует среднее дерево по диаметру и запасу.

 

Аналогично среднему диаметру можем найти высоту срединного дерева (h_w), высоту средних ступеней толщины (h_{g m}) и т.д. В этом ряду наименьшее значение будет иметь средняя арифметическая высота, а наибольшей будет высота, вычисленная по формуле Лорея.

При отводе и таксации лесосек с использованием разрядных таблиц среднюю высоту для нахождения разряда высот определяют, измеряя 9 деревьев: 3 из центральной ступени толщины и по 3 из соседних. Варьирование высот в приспевающих и спелых древостоях составляет 6-8%. Следовательно, измеряя 12-15 деревьев мы определим H_ср с точностью около 2%, а при 9 замерах 2-3%.

В разновозрастных, многоярусных древостоях H_ср находят для каждого яруса. В смешанном древостое измерения делают для каждой породы. Опытный таксатор после ежегодно проводимых тренировок среднюю высоту определяет глазомерно..

Средняя высота, определяемая как по формуле Лорея так и по графику высот, как таксационный показатель имеет недостаток, заключающийся в том, что на ее величину оказывает влияние вырубка части деревьев при уходе за лесом.

 

16. Форма, происхождение и класс бонитета насаждения. Подрост,подлесок, тип леса и их учет при лесоустройстве. Молодое поколение деревьев, которое может со временем достигнуть высоты верхнего яруса насаждений, но в данный момент имеет среднюю высоту, составляющую менее половины средней высоты верхнего яруса таксируемого насаждения, принято называть подростом. Подлеском называют совокупность кустарниковых и древесных пород, не достигающих верхнего яруса насаждения.

Будущий лес развивается именно из подроста. При этом подростом считаются только те деревья, которые в будущем достигнут верхнего яруса. В отдельных случаях (в бедных условиях места произрастания) отдельные породы, являющиеся в лесах Беларуси главными (дуб, ель), не могут быть подростом, а являются подлеском. На бедных сухих почвах они не способны достичь первого яруса. Эту особенность формирования леса студенты-лесоводы Гомельского университета в одном из своих эстрадных выступлений сформулировали так: «Лес растёт совсем не просто, не из подлеска, а с подроста».

При составлении таксационного описания наряду с характеристикой основного древостоя нужно дать хозяйственную оценку подросту. Это необходимо для правильного выбора способов рубки леса, способов последующего восстановления леса на вырубках и выявления перспектив дальнейшего хозяйственного использования занимаемой этим насаждением площади.

Для оценки естественного возобновления составлена специальная шкала. Учет подроста под пологом леса и на лесосеках может быть осуществлен глазомерно или путем закладки учетных площадок.При возрасте самосева и подроста от 1 до 5 лет можно закладывать учетные площадки размером 1´1 или 2´2 м, при возрасте 6-10 лет — размером от 3´3 до 4´4 м, при возрасте 11-15 лет — не менее 5´5 м. Учетные площадки должны быть распределены равномерно по всему изучаемому участку; число их должно быть от 15 до 20 шт.

На площадках следует подсчитать все всходы и подрост с разделением по породам, возрасту, высоте и состоянию.

Количество всходов и подроста на 1 га N определяют по следующей формуле:

 

N = 10000 ^. n / S, (9.10)

 

где n — число всходов и подроста на учетных площадках;

S — площадь учетных площадок, м².

Имеющийся на лесосеке или под пологом леса подрост часто неоднороден. Например, в одном случае он представлен 3000 деревьев дуба (на 1га) семенного происхождения, а в другом случае 3000 деревьями порослевой осины, зараженной гнилью. С хозяйственной точки зрения эти две породы нельзя считать равноценными. Поэтому при оценке возобновления леса необходимо учитывать состав древесных пород, образующих подрост.

Возраст подроста определяют по числу годичных побегов и путем подсчета годичных слоев у отдельных срубленных экземпляров.

По состояниюподрост разделяют на благонадежный, здоровый, который сможет заменить старый лес, и неблагонадежный — отставший в росте, имеющий механические повреждения, зараженный вредителями.

Оценка успешности лесовозобновления может быть осуществлена по специальным таблицам, которые разрабатываются в установленном порядке и передаются таксатору для использования.

Обследование естественного возобновления проводится на не покрытых лесом землях, находящихся в стадии возобновления, а также под пологом насаждений различных возрастных групп. Эти материалы используются для оценки лесовосстановительных процессов и проектирования способов лесовосстановления.

Не покрытые лесом земли, имеющие удовлетворительное возобновление (полнота 0.4 или не менее 3-х шт. на 1га), таксируются насаждениями. При этом учитывается подрост хвойных и твердолиственных пород старше 2-х лет, а у мягколиственных пород старше 1 года.

При описании подлеска указываются основные виды кустарников и степень их густоты: густой – более 5 тыс. кустов или деревцев на 1га, средней густоты – 2-5 тыс. шт. и редкий – до 2 тыс. шт.

Показатели подроста и подлеска учитываются при лесоинвентаризации и отражаются в таксационных описаниях.

Tип леса и тип условий местопроизрастания. Тип леса - участки, однородные по составу древесных пород и по другим ярусам растительности, по фауне, по комплексу лесорастительных условий, по восстановительным процессам, то есть при одинаковых экономических условиях, требующих одних и тех же лесохозяйственных мероприятий. По типологии Сукачева тип леса определяется по преобладающей древесной породе и по преобладающему представителю живого напочвенного покрова, который является индикатором условий местопроизрастания. Для характеристики типов условий местопроизрастания применяют классификацию Погребняка. ТУМы - участки леса с однородными природно-климатическими факторами. Например, в классификации Погребняка применяются 2 фактора: богатство и влажность почвы, полнота насаждения -показатель, который характеризует плотность стояния деревьев в древостое или степень использования деревьями древостоя занимаемого ими пространства. Для определения полноты древостоя необходимо использовать сумму площадей сечений и степень сомкнутости крон древесного полога. Полнота, которая определяется через сумму площадей сечений, называется таксационной, а через степень сомкнутости крон -лесоводственной. В таксации различают относительную и абсолютную полноту. Абсолютная полнота выражается в кв.м/га - сумма площадей сечений на 1,3 м всех деревьев элемента леса и яруса или как общая площадь горизонтальных проекций крон, образующих полог древостоя.