Атрощенко_Лесная таксация_doc. Курс лекций Раздел Введение. Таксационные изменения, приборы и инструменты 1 Предмет, задачи и объекты лесной таксации
 Скачать 3.69 Mb.
|
|
МАССОВЫЕ ТАБЛИЦЫ ОБЪЕМА И СБЕГА ДРЕВЕСНЫХ СТВОЛОВ Массовые таблицы объемов стволов представляют собой средние объемы стволов древесных пород потрем таксационным показателями 1) диаметру на высоте 1,3 м 2) высоте ствола и 3) его форме или полнодревесно- сти. Такие таблицы составляют по материалам обмера большого числа деревьев. При этом объемы их вычисляют по секционным стереометрическим формулам весь материал обмеров группируют по однородным категориям. Полученные средние величины сглаживают графически или аналитически и представляют результаты о принятых форм таблиц. Таблицы объемов древесных стволов могут быть подразделены наследующие виды. Массовые таблицы типа баварских. Баварские массовые таблицы появились в 1846 г. и были первыми повремени их составления. Исходным материалом послужили данные обмера в лесах Баварии (Германии) свыше 40 тысяч стволов разных пород. Собранный материал был подвергнут статистической обработке с вычислением средних величин и последующим их графическим сглаживанием. Группировка опытных материалов в процессе их обработки проводилась по породами возрастным категориям средневозрастные до лет, приспевающие 61 – 90 лети спелые свыше 90 лет. Первоначально были разработаны таблицы средних видовых чисел по указанной группировке, при помощи которых объемы стволов вычислялись по формуле v = gНf. Измерив d 1,3 и Н, искомый объем ствола легко найти в соответствующей таблице на пересечении диаметра и высоты. Количество высота следовательно, и объемов стволов для отдельных диаметров составляет 30, что дает широкие возможности подбора объемов пои Н. Баварские таблицы долгое время были единственными, они нашли практическое применение и за пределами Баварии, например в царской Рос- сии. При таксации совокупности деревьев на площади однородных участков леса нет необходимости измерять высоту каждого дерева. Учитывая закономерное соотношение в этом случае между d и Н, на основе замеров высот по ступеням толщины строят кривую высот, сглаженную надлежащим образом, по которой и берутся высоты по ступеням толщины, что предельно упрощает применение таблиц этого типа. Использовав данные перечета деревьев по породами ступеням толщины и построив такую кривую высот, вычисляют запас данной совокупности последующей форме: С тупени толщины, см В ысоты, м Ч исло стволов, шт. О бъем одного стволам ОБЪЕМ ВСЕХ СТВОЛОВ, М 3 Массовые таблицы типа баварских могут найти применение для так- сации совокупности отдельных деревьев (понятие, введенное профессором Н. В. Третьяковым), обладающих каким-либо однородным качественным признаком, например отобранные и заклейменные стволы сосны для заготовки авиасортиментов, стволы березы, дающие фанерные кряжи и т. п. Такие деревья, как правило, выборочно отбираются на значительной площади, они территориально разъединены, зачастую произрастают в разнообразных условиях внутренней и внешней среды. В процессе роста такие деревья не влияли друг на друга, поэтому не наблюдалось закономерных соотношений между d и Н, характерных для совокупности деревьев, растущих в составе насаждений. В этом случае перечет деревьев следует проводить не только по ступеням толщины, но и по классам высот 2 – 3 м (табл. 20). Общегерманские массовые таблицы опубликованы в 1876 г. По методам построения и результатам применения они близки к баварским таблицам. Материалом для построения таблиц послужили обмеры более 60 тысяч древесных стволов в разных областях Германии. Таблица Перечет стволов для заготовки авиасортиментов (по Н. В. Третьякову) Порода сосна Классы высот Ступень толщены, см 17 20 23 26 Всего стволов, шт Запас, м 3 28 8 7 11 14 40 24,8 32 10 13 18 17 58 47,8 36 5 14 18 23 60 56,7 40 6 10 9 12 37 48,6 44 – – 9 4 13 21,1 Всего 29 44 65 70 208 199,0 Для стволов средней формы объемы даны в двух вариантах объем всего дерева (Baumholz) и объем крупной древесины (Derbholz), включающей объем ствола толщиной до 7 см в верхнем срезе. По разности этих объемов можно определить кубатуру сучьев и мелкой древесины. Для стволов дуба в таблицах приводятся объемы средней формы стволов при q 2 = 0,70; при таксации сбежистых (q 2 = 0,60) и полнодревесных (q 2 – 0,80) стволов нужно увеличивать или уменьшать средние объемы на 6 Объемы стволов по германским таблицам в сопоставлении с баварскими дают некоторое преувеличение (от 2 до 8%); это объясняется тем, что модельные деревья, использованные для составления таблиц, отбирались в качестве средних моделей и оказались лучшей формы, чем использованные для составления баварских, взятых в порядке сплошных рубок. Порядок пользования германскими таблицами аналогичен описанному для таблиц баварских (табл. Таблица Образец общегерманских таблиц объемов стволов пои Н. Порода сосна Объемы, м, крупной древесины при диаметре на высоте м, см Высота, м 23 24 25 26 27 28 29 16 0,317 0,347 0,380 0,409 0,442 0,479 0,522 17 0,334 0,366 0,400 0,430 0,465 0,504 0,550 18 0,350 0,384 0,419 0,451 0,489 0,529 0,577 Общегерманские таблицы предусматривали две области роста северную и южную Германию, а также возрастные группы деревьев долети выше 80 лет Удельные массовые таблицы А. Крюденера, были составлены в период гг. в России удельным лесничим А. Крюденером на основании большого фактического материала, собранного в лесах бывшего Удельного ведомства. При этом было обмерено свыше 108 тысяч модельных деревьев разных пород Методика составления этих таблиц предусматривала влияние на объем и сбег стволов (помимо обычных таксационных показателей) лесорасти- тельных факторов области роста условий местопроизрастания, характеризуемых типами леса возрастных категорий и типов деревьев по форме. Типы леса, дающие близкие по таксационным показателям объемы и сбег стволов, объединялись в группы. Для сосны было выделено пять групп, для ели и березы – четыре, для остальных пород этот показатель не учитывался. По утверждению проф. ММ. Орлова, деление на группы типов леса приближается к классификации по бонитетам. Для сосны также предусматривались три возрастные категории от до 90, от 95 дои от 125 до 150 лет. В целях индивидуализации формы стволов в таблицах А. Крюденера были приняты следующие типы деревьев) деревья полнодревесные, выросшие в сомкнутых насаждениях) деревья средней полнодревесности; 3) сильно сбежистые, выросшие в изреженных насаждениях. Необходимо отметить, что приведенная группировка материалов не была достаточна для всех пород. По мере накопления и обработки этих материалов было установлено незначительное влияние отдельных показателей. Особенностью этих таблиц является наличие данных по сбегу стволов по секциям 1,4 м, а также толщины коры на разных высотах. Все измерения приведены в старых русских мерах аршинах, вершках, футах. Весь материал опубликован в 20 томах. Порядок пользования таблицами такой же, как и ба- варскими. А. Крюденер рекомендовал для таксируемого участка строить кривую соотношений d и Н, используя при этом свои таблицы по схеме таблиц типа баварских. Таблицы А. Крюденера, составленные в русских мерах, не могли получить широкого производственного использования, особенно с введением метрической системы измерения в лесном хозяйстве. Таблицы имеют ряд недостатков) отсутствует единство методики сбора и обработки материала) собранный обширный основной материал не был опубликован, также не получили должного освещения и способы его обработки) введение возрастных категорий, а также областей роста не является обоснованными необходимым) форма древесных стволов была установлена по приложенным фотографиям, а непутем объективных критериев, обоснованных измерениями диаметров и высот. Несмотря на отмеченные методические недостатки, таблицы А. Крюденера содержат богатый материал по характеристике объема и сбега древесных пород, который может быть использован при переводе на метрические меры не только для производственных задач, но и для научно- исследовательских целей. На основе материалов своих таблиц А. Крюденер составил таблицы объемов бревен различных пород, причем таблицы объемов еловых бревен, составленные на основе обмера 26 тысяч бревен, в настоящее время, переведены на метрические меры и утверждены в качестве ГОСТ 2708 – Профессор А. В. Тюрин в своей работе К познанию объемов и форм деревьев важнейших древесных пород России провел анализ таблиц А. Крюденера и установил связи между отдельными таксационными показателями стволов древесных пород, выразив их рядом эмпирических формул. Массовые таблицы по разрядам высот. Таблицы типа баварских получили исключительное применение в лесном хозяйстве западноевропейских стран. Огромные масштабы русского дореволюционного, а также современного лесного хозяйства требовали упрощения техники таксации леса на корню и вместе стем обеспечения необходимой ее точности. Ввиду этого широкое применение получили объемные таблицы по разрядам высот (сортиментные таблицы). Первыми таблицами этого типа были опубликованные в 1886 г. Русские временные массовые таблицы, которые использовались на протяжении сорокалетнего периода и были отменены только в 1928 г. Для стволов дуба было принято четыре разряда высота для остальных пород – потри разряда. Объемы давались для средней формы древесных стволов. Таблицы объема дополнены данными сбега стволов, на основе чего были составлены простейшие сортиментные таблицы, позволяющие проводить материальную и денежную оценку леса на корню с использованием так- совых цен. Способ применения таблиц несложен. Для каждой породы на такси- руемом участке путем замеров ряда высот центральных ступеней толщины определяли разряд высот, после чего для каждой ступени подбирали в таблице соответствующего разряда средний объем ствола. Умножая средний объем на число стволов по перечету, получали объем ступени, затем суммируя объемы всех ступеней, определяли запас древостоя 2 1 Положительным для таблиц является их простота. Однако применение таблиц в практике выявило значительные их недостатки, приводящие в отдельных случаях к недопустимым погрешностям, в особенности при такса- ции древостоев высокой продуктивности, для которых таблицы давали систематические преуменьшения, достигавшие, например, для сосны, Причины этих погрешностей 1) недостаточное число разрядов высот) искусственный характер построения кривых высот, не отвечающий соотношениями в природе 3) для стволов дуба, наоборот, наблюдались для отдельных ступеней толщины преувеличения объемов, связанные с погрешностью установления их повышенной средней формы Отмеченные недостатки привели в 1928 г. к необходимости замены русских временных массовых таблиц более совершенными, однако с сохранением основных преимуществ этого типа таблиц. Отличительными признаками таблиц по бонитетам является то, что соотношения между d и Н в таблицах построены на основе характера для данной породы в насаждениях различных классов бонитетов и возрастов, число разрядов высот в них установлено по числу классов основных боните- тов. Первые таблицы, составленные по бонитетам, были опубликованы в г. профессором ММ. Орловым и профессором Б. А. Шустовым для стволов сосны. Выбор той или иной таблицы рекомендовалось устанавливать по средней высоте и возрасту насаждений, те. в пределах бонитета предусматривалась одна кривая соотношений d и Н для таксации спелых насаж- дений). Составленные проф. ММ. Орловым в разные периоды таблицы объемов стволов по бонитетам как для сосны, таки для других пород небыли свободны отряда методических и технических недостатков, послуживших материалом для критической их оценки в лесотаксационной литературе, после чего они подвергались переработке. Наряду с описанными таблицами, нос уточнением и усовершенствованием методики разными авторами был составлен ряд местных и общих таблиц по бонитетам. Так, профессор Б. А. Шустов составил такого типа таблицы для лесов Украины для лесов Белоруссии в 1928 г. профессор В. К. Захаров составил таблицы объемов и сбега стволов восьми древесных пород, в которых были устранены основные недостатки применявшихся русских временных массовых таблиц. В белорусских таблицах объемы основных пород даны для стволов трех классов формы (по Различные таблицы по учету запасов леса на корню, применявшиеся в отдельных республиках и областях бывшего СССР, не могли унифицировать методы учета древесины на корню. Ввиду этого в 1928 г. постановлением правительства было возложено на Управление лесами Наркомзема РСФСР составление единых массовых таблиц объема и сбега древесных стволов для основных пород, которые обеспечили бы высокую точность учета леса на корню. Подлежащие составлению единые таблицы по бонитетам должны предусматривать три категории формы древесных пород сбежистую, среднюю и полнодревесную, выраженные через коэффициенты формы q 2 . Число разрядов высот принимается по числу бонитетов. Таблицы объемов должны быть дополнены данными о сбеге стволов, процентами объема коры и сучьев. Составление всеобщих таблиц объема и сбега было поручено по сосне профессору Д. П. Товстолесу, поели профессору В. К. Захарову, по дубу профессору Б. А. Шустову и по березе и осине профессору А. В. Тюрину. Для составления таблиц были использованы обмеры модельных деревьев, проведенные при лесоустройстве сосны 2716, ели 4838, дуба березы 998, осины 478. Массовые таблицы для сосны, ели, дуба, березы и осины по классам бонитета были опубликованы в 1931 г. Союзлеспромом СССР вместе с подробным описанием методики их составления каждым автором переданы для применения в производство. В лесотаксационной литературе они называются таблицами Союзлеспрома и находят применение до настоящего времени, несмотря на некоторые их недостатки. Так, В. И. Левин утверждает, что в таблицах проф. Д. И. Товстолеса соотношение высот и диаметров по ступеням толщины не соответствует фактическому их соотношению в таежных сосняках Архангельской, Вологодской областей и Коми АССР (1949 г.). В 1932 г. Закавказским научно-исследовательским лесопромышленным институтом были изданы массовые и сортиментные таблицы по классам бонитетов для бука, дуба, граба, ясеня, ольхи, пихты, ели и сосны, предназначенные для использования в лесах Закавказья. По структуре и методам составления эти таблицы повторяют таблицы белорусские и Союзлеспрома. Особенностью закавказских таблиц является наличие крупномерных стволов бука, ели, пихты, достигающих диаметра до 150 см, высоты стволов дом с объемами до 40 – 50 м 3 отдельных стволов. В Советском Союзе таксация леса на корню производилась в большинстве случаев по массовым таблицам по разрядам высот, дополненным данными о сбеге стволов. Таблицы объемов стволов по коэффициентам формы. Первыми повремени составления и разработке методики были таблицы А. Шиффеля для сосны, ели, пихты и лиственницы (1899–1908 гг.). Объемы стволов приводятся на основе трех измерений d 1,3 , H и f. Для их составления был использован относительно небольшой по численности материал, собранный в лесах Австрии для ели обмерено по однометровым секциям 2529 стволов, для сосны – 1181, для лиственницы – 818 и пихты – По коэффициентам формы принята градация через 0,02, что приводит к разнице двух смежных объемов при одинаковых d ив размере следовательно, 0,01% коэффициента формы оказывает влияние на на объем. Образец таблиц А. Шиффеля для ели высотой 22 м показан в табл. 21. Весь материал в таблицах А. Шиффеля распределен по высотам для данной породы. Даны три объема ствола, крупной древесины и дерева. Разность объемов дерева и ствола дает объем сучьев. В таблицах приводится также краткая характеристика сбега ствола на l / 4 H, l / 2 H, и. Класс полноты и формы, а также протяженность кроны рассматриваются как сопутствующие показатели. Применение таблиц А. Шиффеля требует непосредственного измерения трех величин d 1,3 , H и q 2 . Трудность измерения настоящих деревьях явилась препятствием для применения таблиц А. Шиффеля на практике. Несмотря на их бесспорные теоретические преимущества, таблицы могут быть использованы лишь при проведении научно-исследовательских работ. Метод А. Шиффеля был использован Маасом (Швеция, который составил в 1908 г. таблицы по коэффициентам формы q 2 для стволов сосны и ели поболее крупным градациям коэффициента формы q 2 , а именно 0,60; 0,65; 0,70; 0,75 и Опытный материал был представлен на основании обмера 1869 деревьев. При переиздании в 1911 г. таблицы для сосны и ели объединили, так как было установлено незначительное влияние породы на объем ствола при одинаковых d 1,3 , H и Таблица Образец таблицы А. Шиффеля по Объем, м 3 Диаметр, см Ко эф фи ц и ен т ф о р мы q 2 Кл асс полно- древесно ст и и форма Протяженность кроны от Н Д и ам ет р на вы со тем ствола крупной д рев еси н ы дерева Н Н Н 16 0,268 0,261 0,304 15,1 13,1 9,0 18 0,340 0,336 0,385 17,0 14,8 10,1 20 0,419 0,413 0,475 18,8 16,4 11,2 22 0,507 0,501 0,574 20,7 18,0 Чтобы иметь возможность использовать таблицы в производстве, на основе измерений диаметра ствола на высоте 6 м была составлена вспомогательная таблица для установления q 2 настоящем дереве. Для этой цели использовали особую мерную вилку, укрепленную нашесте длиной 6 м, причем вилкой измеряли также высоту дерева и диаметр на высоте 1,3 м. На основе взаимосвязи между диаметрами на высотах 1,3 м, 1 / 2 Н и высотой в таблице приводится q 2 . Для таксируемого древостоя допускался единый средний, по которому и таксировались все стволы данного насаждения. Наконец, рекомендовалось брать для высот дом объем и сбег из класса q 2 = 0,70, а при больших высотах из класса 0,65. Таблицы Мааса нашли широкое применение на практике. Точность таблиц была исследована В. К. Захаров в отношении стволов, объем которых устанавливали по метровым секциям. Расхождение с табличными данными составило лишь 0,5%, для отдельных групп деревьев от 1 до Таблицы А. А. Мааса помещены в лесной вспомогательной книжке профессора ММ. Орлова, образец их показан в табл. Кафедра лесной таксации и лесоустройства БТИ провела исследование сравнительной точности таблиц А. Шиффеля и А. Мааса для 1798 стволов ели, срубленных в качестве моделей при лесоустройстве в насаждениях разных бонитетов в европейской части СССР. Объемы стволов разных диаметров и высот были предварительно вычислены по метровым секциям, суммарный их объем принят за 100%. Результаты приводятся в табл. 23. Коэффициент варьирования объемов по таблицам Шиффеля и Мааса невысокий (округленно Таблица Образец таблиц объемов стволов по А. Маасу 0 Класс формы 92 = 0,70 Объем, м, при высоте, м Диаметр на высоте 1,3 м, см 8 9 10 11 12 13 и т. д 0,051 0,056 0,061 0,066 0,071 0,076 0,081 13 0,060 0,065 0,071 0,077 0,083 0,089 0,095 14 0,069 0,076 0,083 0,089 0,096 0,103 0,110 15 0,080 0,087 0,095 0,103 0,110 0,118 и т. д. Таблица Сравнительная точность определения объемов стволов по таблицам А. Шиффеля и А. Мааса По таблицам Мааса Бонитет Число стволов ± m σ ± m σ w P II 209 98,9 + 0,26 3,75 + 0,184 3,79 0,26 III 640 99,6 + 0,16 4,15 + 0,113 4,17 0,16 IV 919 100,0 + 0,14 4,15 + 0,099 4,15 0,14 V 30 100,7 + 0,23 4,04 + 0,16 4,02 Всего 99,8 + 0,2 4,11 + 0,110 4,10 По таблицам Шиффеля Бонитет Число стволов ± m σ ± m σ w P II 209 101,5 + 0,32 4,68 + 0,226 4,62 0,32 III 640 101,8 + 0,17 4,22 + 0,120 4,14 0,16 IV 919 101,8 + 0,13 4,05 + 0,092 3,9 0,13 V 30 102,0 + 0,25 4,40 + 0,176 4,32 Всего 101,8 + 0,22 4,35 + 0,155 4,29 Из приведенных данных видно, что таблицы А. Мааса и А. Шиффеля практически равноценны, и точность их соответствует точности вычислений по сложным формулам при таксации срубленных стволов. Эти данные не подтверждают, в частности, оценки, которую дал проф. Н. В. Третьяков таблицам Мааса. Он советовал применять их с некоторой предосторожностью, отдавая предпочтение таблицам А. Шиффеля и А. Крюденера. В целях более широкого использования таблиц по коэффициентам формы при научно-исследовательских работах, а также при разрешении отдельных производственных вопросов профессорым В. К. Захаровым разработана таблица определения q 2 настоящих деревьях сосны на основе трех измерений диаметров на высоте 1,3 им, а также высоты дерева. Высотам принята как отвечающая длине наиболее ходового размера пиловочных бревен. Для составления таблиц использовано 2202 моделей, взятых в сосновых насаждениях всех бонитетов от I до Va. При обработке материалов установлена высокая корреляционная связь между d 1,3 и приданной высоте, коэффициенты корреляции между ними для основных высот составили r = 0,825 ± 0,019, коэффициенты варьирования и q 6,5 одинаковы ив среднем составили 5%. Изменение q 2 в пределах одинаковой высоты носит линейный характер и связано с одновременным изменением В табл. 24 приводится значение q 2 поданным измерения q 6,5 и высоты дерева. |