Мытищинский филиал мгту им. Н. Э. Баумана

Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана

Кафедра лесоводства и подсочки леса

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

По дисциплине:

ЗОНАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

На темы:

Вычисление статистических показателей малой выборки по диаметру

Расчёт размера ежегодного пользования лесом в московской области

Дисперсионный анализ двухфакторного комплекса

Расчёт коэффициента корреляции для динамики напочвенного покрова

Выполнил: Шишков А.В., ЛДМ-14

Руководитель: д. с.-х. н., профессор Обыдёнников В.И.

Москва 2016

Вычисление статистических показателей малой выборки по диаметру

Исходные данные

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

№ п/п	Диаметр, см
Выборка 1	Выборка 2

 

Вычисление статистических показателей для выборки 1

Вычисление статистических показателей для выборки 1, приведено в таблице 2.

Таблица 2 – Вычисление статистических показателей для выборки 1

№ п/п	Диаметр, см ()
		4,8	23,04
		1,8	3,24
		– 0,2	0,04
		– 0,2	0,04
		– 3,2	10,24
		– 1,2	1,44
		– 2,2	4,84
		0,8	0,64
		2,8	7,84
		– 0,2	0,04
		2,8	7,84
		1,8	3,24
		0,8	0,64
		– 3,2	10,24
		– 5,2	27,04
Всего		–	100,4

 

Сначала вычисляется среднее значение диаметра по формуле (1).

		(1)
где	– варианты выборки 1; – сумма вариант.

Для выборки 1 среднее значение диаметра:

Далее от каждого диаметра вычитают средний арифметический диаметр (таблица 1, столбец 3), возводят эту разность в квадрат (таблица 1, столбец 4), досчитывают сумму квадратов отклонений, а затем вычисляют остальные статистические показатели.

Среднее квадратичное отклонение

Среднее квадратичное отклонение определяется по формуле (2).

		(2)
где	– варианты; – сумма численностей малой выборки без единицы.

 

Для выборки 1 среднее квадратичное отклонение:

Коэффициент изменчивости

Коэффициент изменчивости определяется по формуле (3).

(3)

Для выборки 1 коэффициент изменчивости:

Основная ошибка среднего значения

Основная ошибка среднего значения определяется по формуле (4).

(4)

 

Для выборки 1 основная ошибка среднего значения:

Точность опыта

Точность опыта определяется по формуле (5).

(5)

Для выборки 1 точность опыта:

Достоверность среднего значения

Достоверность среднего значения определяется по формуле (6).

(6)

Для выборки 1 достоверность среднего значения:

Среднее значение достоверно, так как .

Вычисление средних показателей для выборки 2

Вычисление статистических показателей для выборки 2, приведено в таблице 3.

Таблица 3 – Вычисление статистических показателей для выборки 2

№ п/п	Диаметр, см ()
		– 1
		– 2
		– 4
		– 2
		– 3
		– 1
		– 3
Всего		–

Остальные статистические показатели для выборки 2 определяются по формулам (1), (2), (3), (4), (5) и (6).

Статистические показатели для выборки 2

Расчёт размера ежегодного пользования лесом в Московской области

Местонахождение и площадь

Лесной участок, предоставленный в постоянное (бессрочное) пользование для осуществления научно-исследовательской деятельности,

расположен в северо-восточной части Московской области на территории Щёлковского муниципального района, городских округов Королёв и Фрязино.

Территория лесного участка довольно компактна. Её протяженность составляет 53 км с севера на юг, 25 км с запада на восток.

Границы лесного участка:

– на севере – земли Владимирской области Киржачского муниципального района;

– на юге – земли Балашихинского городского округа и Ногинского муниципального района;

– на северо-западе и западе – земли Пушкинского муниципального района и г. Ивантеевка.

Возраст рубки

Возрастом рубки называют тот минимальный возраст насаждений, начиная с которого они считаются спелыми и могут назначаться в рубку спелых и перестойных насаждений в ближайшем ревизионном периоде.

– В эксплуатационных и лесохозяйственных хозчастях возрасты рубки устанавливают на основе количественной и технической спелости, в защитных и лесопарковых частях – на основе естественной и технической спелости.

– Количественную спелость устанавливают как возраст насаждения, в котором наблюдается максимальный средний прирост древесины. Техническую спелость устанавливают по наивысшему значению среднего прироста массы древесины сортиментов, на выращивание которой направлено хозяйство.

– Количественная и техническая спелости леса могут быть определены как по спелой и перестойной части насаждений, т.е. без учета древесины выбираемой при промежуточном пользовании, так и по общей производительности, включающей всю получаемую в хозяйстве древесину от рубок спелых и перестойных насаждений и рубок ухода.

Насаждения класса возраста, соответствующего установленному возрасту рубки и следующего за ним класса, относят к спелым. Насаждения более высоких классов - к перестойным. Насаждения класса, предшествующего установленному возрасту рубки — приспевающим. Насаждения первых двух классов — к молоднякам. Остальные — к средневозрастным. При возрасте рубки в IV классе к молоднякам относят насаждения только первого класса возраста.

Спелые и перестойные насаждения составляют эксплуатационный фонд хозяйства.

Выводы

Для того, чтобы учесть тип вырубки (безлесный этап) в жизни леса, необходимо установить возможное время возникновения этого этапа (длительность), причины возникновения этого этапа и вероятность возникновения этого этапа.

Для формализации этого этапа при расчете пользования лесом следует найти метод его формализации и подобрать соответствующий коэффициент. Например, часто при проведении рубок с использованием агрегатной техники ЛП-157, ЛП-19 и др. На месте ельника свежего, ельника черничника образуются в зависимости от степени минерализации почвы то ли ситниковый, то ли ситниково-вейниковый или другой тип вырубки. Формирование того или иного типа вырубки, в этом случае, зависит от характера и степени повреждения почвы, от плотности верхнего слоя почвы и сохранности подроста.

Нахождение такого показателя, который корректирует ежегодный размер рубок спелых и перестойных насаждений с учетом безлесного этапа (типа вырубки) позволит более аргументированно объяснить такой подход.

 

Показатель силы влияния

Сила влияния того или иного фактора определяется отношением частной дисперсии к общей дисперсии, то есть она определяется по доле, которую составляет дисперсия данного фактора в общей дисперсий всего комплекса.

Показатель силы влияния определяется по формуле (10).

		(10)
где	– дисперсия одного из изучаемых влияний; – общая для всех влияний дисперсия по всему комплексу.

Вычисление показатели силы влияния возрастной структуры и широтной зональности на количество подроста ели в таежных ельниках для исследуемого объекта:

1) Влияние первого фактора (широтной зональности)

2) Влияние второго фактора (типа возрастной структуры)

3) Влияние сочетания градаций обоих факторов (широтной зональности с различной структурой древостоя)

4) Суммарное действие организованных факторов (влияние типа возрастной структуры древостоя при различной широтной зональности на разнообразие количества подроста)

Проверка: .

5) Суммарное действие неорганизованных (случайных) факторов

6) Общее суммарное действие всех факторов

Проверка: .

После вычисления дисперсий одного из изучаемых влияний и показателей их силы приступают к оценке характеристики силы влияний в двухфакторном дисперсионном комплексе (таблица 5).

Таблица 5 – Характеристика силы влияния

Влияющие факторы	Дисперсия	Показатель силы влияния
Доля общей дисперсии	%
	1,11	0,14
	4,14	0,54
	0,36	0,05
	5,61	0,73
	2,12	0,27
	7,73	1,00

Разложение общего влияния на компоненты дает возможность охарактеризовать действие изучаемых факторов с биологической точки зрения. Такую характеристику дают в определенной последовательности. Сначала оценивают суммарное влияние организованных и неорганизованных факторов, затем влияние сочетания градаций и, наконец, частные влияния первого и второго факторов.

Суммарное действие организованных факторов в исследуемом комплексе характеризуется долей влияния 73%. Это означает, что широтная зональность и тип возрастной структуры еловых древостоев в значительной степени определили количество подроста на единице площади.

Неорганизованные (случайные) факторы составляют лишь 27%.

Влияние сочетания градаций настолько мало, что не имеет практического значения. Следовательно, в исследуемом комплексе действие второго фактора (типа возрастной структуры) не зависит от того, при какой градации первого фактора (широтной зональности) он действовал. Дисперсия по сочетанию градаций относится к факториальной и характеризует определенную частную закономерность в совместном действии организованных факторов.

Разложение факториальной дисперсии на ее компоненты показывает, что 74% суммарного влияния организованных факторов (, и ) приходится на действие возрастной структуры, 20% – на действие широтной зональности и лишь 6% – на их сочетание (таблица 6).

Достоверность силы влияния

Достоверность влияния при анализе двухфакторных комплексов определяется по критерию Фишера, формула (11).

		(11)
где	– варианса i -го влияния; – варианса суммарного действия неорганизованных z (случайных) факторов по всему комплексу; – стандартное значение критерия Фишера.

Базой для оценки достоверности каждого вида факториальных влияний служит случайная варианса , с которой сравнивается каждая факториальная варианса: , , , (таблица 6).

Вариансы i -го влияния в таблице 6 вычисляются по формуле (12).

		(12)
где	– дисперсия i -го влияния; – число степеней свободы i -го влияния.

При определении достоверности влияния принято, что число степеней свободы , а . Для каждой градации влияния взято из таблицы стандартных значений таблицы Фишера по числу степеней свободы и , для трех уровней значимости.

При влияние считается достоверным, что позволяет установленную закономерность распространить на реальную совокупность. Если , то влияние считается недостоверным.

Таблица 6 – Вычисление показателей достоверности влияния в двухфакторном равномерном дисперсионном комплексе

Влияющий фактор	Дисперсия	Степень свободы	Вариансы	Достоверность влияний
			для уровней значимости, %
		0,1
	1,11		1,11	8,6			4,5	8,5	16,1
	4,14		4,14	31,8			4,5	8,5	16,1
	0,36		0,36	2,8			4,5	8,5	16,1
	5,61		1,87	14,4			3,5	5,3	9,0
	2,12		0,13	–	–	–	–	–	–
	7,73		0,41	–	–	–	–	–	–

Примечание – , , ,

Недостоверность влияния для сочетания градаций факторов АВ не дает возможности прогнозировать степень такого сочетания в генеральной совокупности.

Для того чтобы признать достоверность действия одного из двух или обоих изучаемых факторов в двухфакторном комплексе, достаточно достоверности хотя бы одного из трех показателей.

В данном эксперименте влияние возрастной структуры и широтной зональности на количество елового подроста в таежных ельниках достоверно. Эта закономерность была ранее установлена путем наблюдений в лесах Европейского Севера. Дисперсионный анализ позволил выявить силу и долю влияния отдельных факторов на формирование подроста ели с определенной достоверностью и вероятностью безошибочного заключения.

Результаты двухфакторного дисперсионного комплекса можно представить в виде таблицы 7.

 

Таблица 7 – Результаты дисперсионного анализа двухфакторного комплекса

Показатель	Влияющие факторы
Дисперсия	1,11	4,14	0,36	5,61	2,12	7,73
Показатель силы влияния	0,14	0,54	0,05	0,73	0,27	1,00
Показатель достоверности	8,6	31,8	2,8	14,4	–	–
Стандартное значение при различных уровнях значимости,%		4,5	4,5	4,5	3,2	–	–
	8,5	8,5	8,5	5,2	–	–
0,1	16,1	16,1	16,1	9,0	–	–

Примечания:

1. Фактор – широтная зональность: – северная подзона; – средняя подзона.

2. Фактор – тип возрастной структуры: – одновозрастные ельники; –разновозрастные ельники.

3. Результативный признак – количество елового подроста в древостоях на 1 га (тыс. шт.).

 

Выводы

Смена багульникового покрова вейниковым, сильно зависит от того воздействует ли на этот процесс пал. Чем выше степень повреждения багульникового покрова огнём, тем сильнее на паловой вырубке распространяется вейник.

Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана