Ранги і редукційні числа за діаметром. Графік зміни редукційних чисел

Графічна зміна в деревостані редукційних чисел діаметрів зі зміною рангів відображається кривою, яка отримала назву "огіва" Гальтона. Ана­літично огіва відображається рівнянням параболи третього порядку:

у = а + bх + сх² + dх³. (6.34)

Найтонше дерево початкового ступеня товщини в деревостані еле­менту лісу має ранґ 0, а найтовстіше дерево кінцевого ступеня - 100.

Знаючи редукційні числа діаметрів і ранґи меж ступенів товщини, можна побудувати огіву. Для побудови огіви на осі абсцис позначають ранґи, а на осі ординат - відповідні їм редукційні числа. Нанесені на гра­фік точки з'єднують і отримують плавну огіву.

Редукційне число R_T - це відношення будь-якого таксаційного пока­зника Т_n до його середнього показника Т_сер.

R_T = , (6.36)

де Т_n - діаметр, висота, площа, об'єм та інше;

Т_сер. - середній діаметр, висота, площа, об'єм та інше.

При обчисленнях редукційних чисел за діаметрами R_d величина його для найтонших дерев деревостану початкового ступеня товщини дорівнює 0,4, а для найтовстіших (максимального ступеня) - 1,7-1,8 (для молодняків - 2,0-2,5).

Ранг дереваR - це розташування дерева у ряду нагромадженого відсоткового розподілу загальної кількості дерев за ступенями товщини в по­рядку їх поступового збільшення. Місце середнього дерева за діаметром, тобто ранг дерева, у ряду розподілу міститься в ступені товщини з найбі­льшою кількістю дерев або поряд із ним. За кількістю нагромаджених дерев від найтоншого ступеня ряду розподілу воно розташоване на 60 %, якщо прийняти загальну кількість дерев за 100 % (у молодняках 65-75%).

58. природні ступені товщини. Комулята кількості дерев.

Німецький вчений В. Вейзе встановив, що середнє за товщиною де­рево деревостану посідає строго визначене місце, кількість дерев, тонших за середній діаметр, становить 57,5% від їх загальної кількості, а товсті­ших - 42,5%. Австрійський лісівник А. Шиффель встановив, що незалеж­но від абсолютної величини середнього діаметра певному рангу дерева відповідають певні редукційні числа (це відношення абсолютного зна­чення таксаційного показника дерев до їх середнього значення). Знаючи ці дані, можна знайти значення цих показників для будь-яких дерев, які по­сідають різні місця в деревостані, без даних натурних вимірювань.Наприклад, у смерековому деревостані з D_сер. = 40 см. Потрібно знай­ти діаметр дерева, яке знаходиться від найтоншого дерева в насадженні на 30%. Тоді d₃₀ = D_сер.· R_d = 40·0,840 = 33,6 см, тому що R_d редукційне число за таблицею редукційних чисел за діаметром (R_d) смерекових насаджень, складеною Шиффелем, дорівнює 0,840.Тюрін А.В. для виявлення закономірностей у будові деревостанів поділяв дерева не за процентним відношенням кількості стовбурів, а за ступенями товщини, які виражалися в десятих долях середнього діаметра деревостану. Такі ступені товщини, які є загальними для всіх насаджень і не залежать від конкретних діаметрів, Тюрін назвав природними ступе­нями товщини. Приймаючи значення таксаційного показника за одини­цю, він простежив зміну за природними ступенями не тільки діаметрів, але й інших таксаційних показників деревостанів, і встановив, що відсот­ковий розподіл дерев за природними ступенями не залежить від породи, класу бонітету і повноти, а лише деякою мірою залежить від віку і більшою - від характеру доглядових рубань, які порушують закономірності у будові деревостану.

59. Закономірні взаємозв'язки між основними таксаційними
показниками дерев у деревостанах У цілому можна зробити такі висновки:1. Якщо прийняти середній діаметр деревостану d_сер. за 1.0, то редукційне число R_d найтонших його дерев дорівнює половині середньогодіаметра 0,5 d_сер., а найтовстіших - 1,7 d_сер. (для молодняків - 2-2,5 d_сер.). Таким чином, уся кількість стовбурів, за даними Тюріна, вкладається в рам­ки 13 природних ступенів товщини. Знаючи абсолютну величину серед­нього діаметра деревостану і загальну кількість стовбурів з використанням таблиць розподілу кількості дерев за ступенями товщини можна скласти перелік дерев за абсолютними ступенями товщини.2. Якщо послідовно додавати кількість стовбурів за природними
ступенями товщини, починаючи з найтоншого, і за отриманими даними
побудувати графік, то отримуємо криву, яка називається огівою. Вона показує залежність між діаметром дерев і їх місцем (тобто рангом) у насадженні за кількістю стовбурів, сумою площ перерізу і запасом. Якщо усі
стовбури деревостану розподілити у ряд у порядку зростання їх товщини,
то середнє за діаметром дерево буде міститися на 58 місці за відсотком кількості стовбурів, починаючи від найтоншого стовбура.

3. Дерево, яке має середній діаметр, має, відповідно, і середню
висоту, середню площу перерізу, середній об'єм і т. д., тобто середнє за
діаметром дерево в деревостані є також і середнім за іншими таксаційними показниками. Ця залежність використовується для визначення середніх
таксаційних показників деревостану (метод середньої моделі).

4. Редукційні числа за площами перерізу і за об'ємом, так само як і ряди розподілу та огіви, дуже близькі. За площею перерізу найтонші де­рева деревостану становлять 0,25, а за об'ємом - 0,22 від середнього дере­ва, а найтовстіші за цими показниками - 2,89. Це означає, що об'єм найтоншого дерева становить 22% об'єму середнього дерева, а об'єм найтовстішого дерева більший за об'єм середнього у 2,89 рази. Площа перерізу й об'єм найтоншого дерева у 12 разів менші, ніж найтовстішого.

Розподіл сум площ перерізів і запасів деревостанів у відсотках за природними ступенями характеризується кривою нормального розподілу. Найбільший відсоток (18,1%) припадає на середній ступінь, а участь крайніх ступенів дуже мала (0,1-0,3%).

5. Між діаметром і висотою за природними ступенями товщини спостерігається визначене співвідношення. Якщо середню висоту дерево­стану прийняти за 1,0, то мінімальна висота становитиме 0,80, а максима­льна - 1,15. У молодих деревостанах ці межі дещо більші, у старих менші. Знаючи абсолютну середню висоту деревостану і використовуючи віднос­ні висоти дерев, можна легко обчислити абсолютні висоти ступенів тов­щини шляхом множення середньої висоти на відносні висоти.

6. Відносний збіг і повнодеревність стовбурів зменшується від тонких ступенів товщини до товстих. Зміна видових чисел за природними ступенями товщини виражається лінійним рівнянням.

Викладені основні закономірності будови деревостанів є теоретич­ною базою для визначення головного таксаційного показника деревостану - запасу. Складено спеціальні таблиці розподілу кількості дерев, сум площ поперечних перерізів і запасу для деревостанів із різними середніми діа­метрами. За ними, не маючи даних суцільного переліку, на основі серед­нього діаметра деревостану можна розподілити загальний запас за окре­мими ступенями товщини. Подібні таблиці є основою для складання това­рних таблиць, в яких наводиться розподіл запасу за сортиментами.

Наведені закономірності будови деревостанів характеризують чисті одновікові деревостани. Вони дозволяють мати уявлення про межі змін середніх значень окремих таксаційних показників деревостану і його окремих частин, полегшують вивчення лісу і служать основою для розробки раціональних методів його обліку. Закономірності будови насаджень є теоретичною основою визначення важливого таксаційного показника – запасу.

 

60. Визначення приросту насаджень ускладнюється тим, що основна частина насадження, яка залишається для подальшого росту, внаслідок росту збільшує запас, а частина дерев поступово відмирає, зменшуючи за­пас насадження. Тому приріст - це величина додатна, а зміна запасу наса­дження може бути величиною від'ємною, особливо для перестійних наса­джень.Діючою класифікацією передбачені такі види приростів і змін запа­сів. Загальний середній приріст за запасом - це збільшення загальної продуктивності деревостану в середньому за рік його життя, визначається діленням суми запасів ростучої частини деревостану, відпаду і проміжно­го користування на вік насадження за формулою:

Z_M^с.заг. = = (7.1)

де Z_M^с.заг. - загальний середній приріст за запасом; M_A - запас ростучої частини деревостану; М_в - запас відпаду та проміжного користування; А – вік. Загальний поточний приріст за запасом - це збільшення загальної продуктивності деревостану або запасу деревостану за рік або за деякий період n років.Поточний приріст деревостанів на постійних пробних площах мето­дом повторних замірів визначається за формулами:

= M_A – M_A-1 + M₁^в, = M_A – M_A-n + M_n^в, = , (7.5)

де - річний поточний приріст; - періодичний поточний приріст;

- середній періодичний поточний приріст.Такі обчислення за наведеними формулами потребують визначення величини відпаду і проміжного користування, крім того, здійснення робіт на постійних пробних площах трудомістке і вимагає тривалого часу для здійснення спостережень. Тому в лісогосподарській практиці поточний приріст визначається за даними одноразових обмірів дерев на тимчасових пробних площах з використанням таких формул:

= M_A – m_A-1, = M_A – m_A-n, = , (7.8)

де m_A-1 і m_A-n - початкові запаси у віці А-1 і А-n років тієї самої кількос­ті дерев, які становлять ростучу частину насадження у час визначення приросту, тому він не враховує приросту дерев відпаду.

61.Поточна зміна запасу - це величина, на яку змінюється запас деревостану без урахування запасу відпаду за останній рік або за період n років. Розрізняють такі види поточної зміни запасів:

річна зміна запасу ∆ = M_A – M_A-1, (7.9)

періодична зміна запасу ∆ = M_A – M_A-n, (7.10)

середньоперіодична зміна запасу ∆ = . (7.11)

Річна поточна зміна запасу в межах періоду п є усередненою вели­чиною і в старшому віці може бути від'ємною, що свідчить про зменшен­ня запасу деревостану внаслідок великого відпаду дерев. У ці періоди життя деревостану співвідношення між кількістю деревини, яка нарощу­ється залишеними на пні деревами і масою відмерлих за цей час дерев, становить від'ємну величину.У зв'язку з цим слід зазначити, що поточний приріст і поточна зміна запасу величини нерівнозначні, різниця між ними дорівнює відпаду, їх ототожнення призводить до помилок у вирішенні практичних завдань, на­приклад при встановленні віку стиглості.

Багато способів визначення приростів передбачає першочергове встановлення відсотка приросту з наступним перерахуванням його в абсо­лютні величини за формулою:

Z_M = .

62.Поточний приріст повторними обмірами обчислюється як різниця між другим і першим обмірами, до якої додають запас відпаду та запас вибраних дерев за період між цими обмірами (7.5).

Точність визначення приросту становить 7-8%. Спосіб трудомісткий, вимагає постійних спостережень, застосовується при науково-дослідних спостереженнях для вивчення ходу росту деревостанів.

Поточний приріст шляхом одноразових обмірів на тимчасових пробних площах визначається після рубання 10-20 модельних дерев, для яких визначають поточний приріст за об'ємом. При рубанні моделей для кожного ступеня товщини приріст деревостану обчислюється за форму­лою:

 

Z = ∑Z₁ + ∑Z₂ +…+ ∑Z_n , (7.15)

 

де ∑Z₁, ∑Z₂ і т.д. - сума поточних приростів модельних дерев

кожного ступеня товщини;

∑G₁, ∑G₂ і т.д. - сума площ перерізів дерев кожного ступеня товщини;

∑g₁, ∑g₂ і т.д. - сума площ перерізів модельних дерев для

кожного ступеня товщини.

Поточний приріст деревостану за модельними деревами визначаєть­ся також графічним способом, застосовуючи принцип визначення запасу деревостану за способом кривої об'ємів Шпейделя або прямої об'ємів Копецького. На графіку на осі ординат відкладаються величини поточних приростів зрубаних модельних дерев і здійснюється вирівнювання цих значень проведенням кривої або прямої. Вирівняні величини приростів за об'ємом, отримані для ступенівтовщини за графіком, множать на кількість дерев у ступені й отримують приріст за запасом кожного ступеня товщини та цілого деревостану.

Точність визначення поточного приросту на тимчасових пробних площах при рубанні 15 моделей становить ±10%, при цьому величина відпаду залишається неврахованою. Спосіб трудомісткий, має обмежене застосування у практиці, рекомендується для науково-дослідних робіт і для порівняльної оцінки простіших методів визначення поточного приросту. Спосіб неспроможний давати такої ж точності, як повторні переліки на постійних пробних площах.

63. Спрощені способи визначення відсотка поточного приросту базу­ються на вимірюванні радіального приросту на висоті 1,3 м у ростучих дерев, а перехід до відсотка об'ємного приросту здійснюється коректу­ванням відсотка приросту за діаметром на деякий коефіцієнт К з допов­ненням даних, що дозволяють враховувати приріст за висотою або видо­вою висотою.

Для ростучих модельних дерев відсоток об'ємного приросту визна­чається за формулою Боргреве, Турського або Шнейдера:

Р_М = , (7.16)

де К - коефіцієнт, який визначається як середнє значення для моде­лей

за допоміжною таблицею на основі енергії росту у висоту і

протяжності крони;

i - середня ширина річного кільця в 1 см радіуса стовбура на ви­соті

1,3 м, яка визначається за допомогою приростного бурава у 10-15

модельних дерев;

d - діаметри моделей на висоті грудей без кори.

За формулами Турського або Шнейдера обчислюється середньоарифметичне значення Р_V, яке приймають як відсоток приросту за запасом для деревостану.

Спосіб В.Джурджу передбачає попереднє визначення відсотка пото­чного приросту Р_M, а за ним - абсолютного поточного приросту деревостану за формулами:

Р_М = + P_HF, (7.18)

де ∑Z_r - сума річних приростів за радіусом на висоті 1,3 м, яка

ви­значається на кернах деревини, що взяті приростним бура­ном

у 10-15 ростучих дерев;

∑d_1,3 - сума діаметрів моделей у корі;

K_d і K_M - коефіцієнти для переходу від діаметра і запасу у корі до діаметра

і запасу без кори;

P_HF - відсоток приросту за видовою висотою, що залежить від породи,

віку і класу бонітету, визначається за таблицями;

М - запас деревостану.

Спрощені способи прості, не вимагають закладання пробних площ і рубання модельних дерев, але при правильному підборі 10-20 модельних дерев забезпечують точність у межах 10-12 %.

64. За таблицями для таксації поточного приросту насаджень його визначення є просте і не вимагає трудомістких вимірів та розрахунків.Таблиці відсотків поточного приросту за запасом складені для основних лісотвірних порід проф. В.В. Антанайтісом. Входами до цих таблиць є порода, походження, бонітет, вік, середній діаметр і середня ширина річних шарів. Для користування таблицями обмірами 25-30 дерев визначається середній діаметр у корі і середня ширина річного шару, також визначається вік і клас бонітету. За даними таблиць визначається відсоток поточного приросту; помноживши його на запас, отримують абсолютну величину поточного приросту в метрах кубічних. Точність визначення приросту за запасом коливається у межах 12-15%.Проф. Н.М. Науменко склав більш прості та зручні для використання таблиці поточного приросту залежно від породи, віку, класу бонітету і повноти. Складені таблиці придатніші для хвойних порід, а для листяних потребують уточнення. За оцінкою автора, помилки для окремих наса­джень можуть становити ± 25%.

65.Таблиці ходу росту насаджень - це система кількісних показників, розташованих у послідовності за віком для кожного класу бонітету, які дають уявлення про кількісну характеристику деревостанів, що належать до однієї лінії росту та розвитку.Дерева, які утворюють насадження, у таблицях ходу росту поділені на дві частини: ті, що залишаються, і ті, що вибираються.Для дерев, що утворюють основну частину насадження, у таблицях ходу росту для віку з градацією через 10 років наведені середні висоти у метрах, середні діаметри на висоті грудей у сантиметрах, кількість стовбурів у штуках на 1 га, сума площ перерізів у квадратних метрах, видові числа, запас стовбурної деревини у кубометрах та зміна запасу. Для час­тини насадження, що вирубується, наводиться кількість стовбурів, сума площ перерізів, запас стовбурної деревини та сума запасів.

Таблиці ходу росту показують історію росту і розвитку насаджень різних деревних порід різної продуктивності. Порівнюючи дані цих таб­лиць, можна прогнозувати, як буде виглядати те чи інше насадження у пе­вному віці.

За областю застосування розрізняють загальні та місцеві таблиці хо­ду росту, зона дії яких визначається терторією, на якій здійснено збір до­слідного матеріалу для побудови таблиць. Такі таблиці дають характерис­тику особливостей росту насаджень цього регіону.За ступенем інформативності розрізняють скорочені таблиці, які на­зивають ескізом таблиць ходу росту і в яких наводиться характеристика тільки основної частини насадження, тобто тієї частини, яка залишається для подальшого росту.За способом класифікації насаджень таблиці ходу росту складають на бонітетній і типологічній основі.Таблиці ходу росту є основою для характеристики росту, приросту і продуктивності насаджень, застосовуються для вирішення наукових і практичних завдань при здійсненні лісовпорядкувальних робіт і при ве­денні лісового господарства. Вони служать еталоном при таксації наявних насаджень для визначення відносних повнот і запасів, а таблиці ходу росту модальних, тобто найрозповсюдженіших насаджень, використовуються для обґрунтування віку стиглості насаджень і встановлення віку головного рубання.Таблиці ходу росту насаджень, у яких застосовувалися різні режими вирощування, використовуються для призначення відповідних лісогосподарських заходів та оцінки ефективності їх здійснення.

66. Методи складання таблиць ходу росту практично однакові, спостерігається лише різниця у методах підбору основних об'єктів досліджень.Наявні основні методи складання таблиць ходу росту полягають у такому: Метод повторних спостережень за динамікою росту і розвитку
насаджень на постійних пробних площах передбачає закладання пробних
площ у насадженнях з моменту їх виникнення і наступного встановлення
таксаційних показників через кожні 5 років. Отримані дані спостережень
на пробних площах служать матеріалом для дослідження динаміки зміни
таксаційних показників у різні вікові періоди життя насаджень і наступного складання таблиць ходу росту і розвитку насаджень у відповідних лісорослинних умовах.Метод надійний і точний. Потребує значного періоду спостережень, які тривають десятиріччями. Упродовж такого тривалого часу забезпечити постійні спостереження та збереження об'єктів надзвичайно складно, а складання технічних нормативів для лісового господарства не можна роз­тягувати на такий довгий період. Внаслідок цих причин, таблиць ходу ро­сту, складених за таким методом, практично немає або вони обмежені тільки невеликими періодами життя насаджень. Лісова таксація засновує вивчення динаміки росту і розвитку насаджень на методах хоч і менш то­чних, але таких, які дозволяють значно швидше скласти таблиці.

67. Аналітичний метод. Особливістю методу є те, що пошук різних за віком насаджень для закладання пробних площ здійснюється не тільки за подібністю лісорослинних умов і режимів вирощування, але й за даними здійснених аналізів модельних дерев. Для цього у найстаршому та найбільш високоповнотному насадженні (вказівному), яке належить до типу лісу або класу бонітету, що досліджується, закладають пробну площу. На пробній площі методом переліково-вимірювальної таксації визначають таксаційні показники: се­редню висоту, середній діаметр, кількість стовбурів, суму площ перерізів та ін. При виборі моделей для аналізу стовбура переважно беруть дерева І класу розвитку, тобто найбільші. Ці дерева, у більшості випадків, у минулому не затримувались у рості, не відчували пригнічення крупніших дерев, тому мали нормальний хід росту, який залежав тільки від лісорослинних умов. На пробі зрубують 3-5 модельних дерев і здійснюють їх повний аналіз. За даними аналізів встановлюють хід росту моделей за таксаційними показниками. Внаслідок такої особливості метод називають аналітичним.

Вибір вказівних насаджень є найважливішим етапом робіт при застосуванні аналітичного методу складання таблиць ходу росту. Наса­дження, які відібрані, за умовами росту повинні бути середніми для класу бонітету, що досліджується.Перевага цього методу полягає в об'єктивному виборі насаджень, які належать до одного природного ряду, та можливості у стислі терміни зі­брати дослідні матеріали для складання таблиць ходу росту.

Недоліком можна вважати відсутність впевненості у правильному виборі вказівного насадження, що може потім вплинути на точність вибо­ру інших об'єктів молодшого віку. Типологічний метод складання таблиць ходу росту передбачає
спочатку встановлення найрозповсюдженіших типів лісу для району, що
досліджується. На підставі ґрунтово-кліматичних умов та найтиповішого
трав'яного вкриття для кожного з виділених типів лісу закладають кілька
пробних площ, які будуть характеризувати насадження різного віку.Правильно підібрані пробні площі будуть еталоном для насаджень різного віку, які належать до одного природного ряду росту і розвитку.Перевагою цього методу є одноразовість обмірів насаджень, які мо­жна здійснити протягом літнього періоду. Однак ця перевага є одночасно і недоліком, тому що одноразовий обмір не завжди гарантує вибір наса­дження, яке належить до одного типу росту і розвитку.