CC BY
20
УДК 630*521:630*181.64
Хвойные бореальной зоны. 2020. Т. XXXVIII, № 3-4. С. 123-135
ФОРМА ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ДЕРЕВЬЕВ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД
ПРЕДГОРНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОГО САЯНА
А. К. Соян, А. А. Вайс, П. Д. Барлекова
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
При вычислении запаса стволовой древесины отдельного дерева и всего насаждения важное значение имеет площадь поперечного сечения. Целью работы являлась оценка влияния стороны света и диаметра на высоте груди ствола на форму поперечного сечения, её площадь и запас насаждения в целом. Измерение диаметров выполнялось на территории Бирюсинского участкового лесничества Емельяновского лесничества Красноярского края. Объектом исследования являлись древесные породы: сосна, ель, пихта, осина.
По статистическим показателям диаметров деревьев можно констатировать несущественное различие среднего диаметра по сторонам света.
Изменчивость диаметра деревьев оказалась очень большой для всех древесных пород, поскольку коэффициент изменчивости менялся от 36,0 до 50,4 %.
Все деревья по форме площади поперечного сечения ствола соответствовали трём группам: круговая, эллипсовидная и неправильная. Круговая форма в большей степени характерна для деревьев ели, затем пихты, сосны и осины. Эллипсовидная форма в большей степени соответствует осине затем пихте, сосне и ели. Неправильная форма характерна для сосны. Деревья пихты и осины имеют примерно одинаковый процент деревьев иной формы.
На основании проведенных исследований были предложены рекомендации по измерению диаметров на высоте груди. При таксации леса рекомендуется в древостоях со средним диаметром до 20 см проводить один замер диаметра, в древостоях со средним диаметром от 20 до 30 см - два взаимно-перпендикулярных замера. В случае диаметра более 30 см рекомендуется производить два замера по максимальному и минимальному диаметру. При научных исследованиях следует проводить больше замеров диаметра в насаждениях с неблагоприятными условиями произрастания (IV класс бонитета) и низкой полнотой.
Ключевые слова: древесная порода, форма поперечного сечения, площадь поперечного сечения, рекомендация измерения деревьев.
Conifers of the boreal area. 2020, Vol. XXXVIII, No. 3-4, P. 123-135
CROSS-SECTIONAL SHAPE OF TREES OF THE MAIN FOREST-FORMING ROCKS OF THE FOOTHILL PART THE EASTERN SAYAN
A. K. Soyan, A. A. Vais, P. D. Barlekova
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsk^ rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
When calculating the stock of stem wood of an individual tree and the entire plant, the cross-sectional area is important. The aim of the work was to assess the influence of the light side and the diameter at the height of the trunk chest on the cross-section shape, its area and the stock of plantings as a whole. The diameters were measured on the territory of the biryusinsky district forest area of the yemelyanovsky forest area of the Krasnoyarsk territory. The object of research was wood species: pine, spruce, fir, aspen.
According to statistical indicators of tree diameters, it is possible to state an insignificant difference in the average diameter in the cardinal directions.
The variability in the diameter of trees was very large for all tree species, since the coefficient of variability varied from 36.0 to 50.4%.
All trees in the shape of the cross-sectional area of the trunk corresponded to three groups: circular, elliptical and irregular. The circular shape is more typical for spruce trees, then fir, pine and aspen. The ellipsoid shape is more consistent with aspen, fir, pine, and spruce. The irregular shape is characteristic of pine. Fir and aspen trees have about the same percentage of trees of a different shape.
On the basis of these investigations, recommendations were proposed for the measurement of diameters at breast height. When taxing forests, it is recommended to make one diameter measurement in stands with an average diameter of up to 20 cm, and two mutually perpendicular measurements in stands with an average diameter of 20 to 30 cm. If the
diameter is more than 30 cm, it is recommended to make two measurements for the maximum and minimum diameter. In scientific research, more diameter measurements should be carried out in plantings with unfavorable growing conditions (IV class ofbonitet) and low completeness.
Keywords: tree species, cross-sectional shape, cross-sectional area, tree measurement recommendation.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования формы поперечного сечения деревьев обусловлена необходимостью рационального использования древесного ресурса путем исключения неучтенных объемов древесины при неправильной оценке формы ствола дерева. Если на территории Европейской части России такие исследования проведены и описаны ещё в классическом учебнике по лесной таксации М. М. Орлова [1], но в насаждениях Сибири такие исследования производились фрагментарно и единично. Климатические условия также меняются, что не может в той или степени влиять на форму стволов деревьев.
При вычислении запаса ствола стволовой древесины отдельного дерева и всего насаждения важное значение имеет площадь поперечного сечения. Самым распространенным методом вычисления площади является сравнение ее с правильными геометрическими фигурами (кругом или эллипсом). Но этот способ имеет определенную погрешность, особенно при установлении площадей деревьев, форма которых существенно отличается от правильных геометрических фигур. Состояние вопроса указывает на наличие различных способов определения площади поперечного сечения дерева.
Форма поперечных сечений древесных стволов в высшей степени изменчива и зависит от следующих факторов [1-3]:
- древесной породы; так, у ели и пихты она наиболее правильна и близка к кругу;
- возраста дерева, а именно в молодом возрасте форма сечений более округлая, чем в старом;
- части дерева, в которой взято сечение, и особенностей коры; так, в средней части ствола, свободной от сучьев, форма сечений всегда правильнее, внизу же и в области кроны более или менее теряет эту правильность;
- тех условий, при которых данное дерево выросло, потому что совершенно различны последствия свободного стояния и роста в насаждении.
Эти условия определяют, имеет дерево прямой ствол и равномерное развитие кроны во все стороны, или же наклонное положение и одностороннее отклонение, нормальный рост или повреждения, морозобоины и тому подобное.
При хозяйственных таксационных работах нет возможности принимать во внимание все перечисленные обстоятельства, влияющие на форму поперечного сечения дерева. С другой стороны, практика, имея дело в огромном большинстве случаев со значительным числом деревьев, выросших в насаждениях, встречается преимущественно со сравнительно правильными сечениями и поэтому может пользоваться более простыми способами для определения этих сечений. Эти простые способы основываются на сопоставлении поперечных сечений правильным фигурам - эллипсу и
кругу. Такое сравнение, вполне допустимо, так как многочисленные исследования показали [1], что поперечные сечения деревьев в большинстве случаев весьма близко подходят к форме эллипса, большая ось которого соответствует наибольшему поперечнику дерева, лежащему в направлении, обусловливаемом положением ствола и действующим на него ветрам.
В условиях Средней Сибири форму поперечных сечений изучал А. И. Бондарев [4]. На одной из пробных площадей он методом случайной выборки отобрал 53 дерева лиственницы, которые использовались в качестве модельных. При натурных исследованиях измерялись диаметры на высоте груди в двух взаимно перпендикулярных направлениях, ориентированных по сторонам света (С-Ю и 3-В), а так же устанавливались минимальный и максимальный диаметры. После разделения моделей, проекции спилов переносились на миллиметровую бумагу. За истинную принималась площадь проекции среза [4]. Автор предложил свою классификацию форм поперечных сечений стволов. Округлая форма характеризуется примерно одинаковым значением максимального и минимального диаметров. Она наиболее часто встречается и в наибольшей степени характерна для деревьев с небольшим средним диаметром (до 10 см). Эллипсовидная форма - когда максимальный диаметр на 10 % или более превышает минимальный. Яйцевидная форма - разновидность предыдущей, точка пересечения осей эллипса смещена от геометрического центра фигуры. Неправильная форма - при наличии на срезе ствола значительных выпуклостей и впадин, появление которых обусловлено воздействием экзогенных факторов [4].
Применительно к соснякам Среднеобских боров, характерной чертой которых является высокая густота, установлено [5; 6], что в древостоях перегущенных (р = 1,2-1,5) и низкогустотных (р = 0,5-0,6) древостоях преобладают деревья с круговой формой, а в сред-негустотных насаждениях (р = 0,7-1,0) растения эллипсовидного вида. Это объясняется тем, что в перегущенных древостоях поступает равномерный рассеянный свет, а в редких насаждениях достаточно светового воздействия по контуру ствола. Все это способствует формированию деревьев преимущественно с круговой формой ствола [7; 8]. При исследовании влияния качества условия местопроизрастания на форму поперечного сечения ствола установлены следующие закономерности. Вне зависимости от качества условий произрастания число деревьев круглой формы увеличивается по категориям крупности [9; 10].
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью работы являлась оценка влияния стороны света и диаметра ствола на форму поперечного сечения деревьев на высоте груди, а также её площадь и объем деревьев.
Измерение диаметров выполнялось на территории Бирюсинского участкового лесничества Емельянов-ского лесничества Красноярского края. Объектом исследования являлись древесные породы: сосна, ель, пихта, осина.
Согласно лесорастительному районированию Красноярского края, разработанному лабораторией геоботаники Институтом леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО РАН, территория исследования в Восточно-Саянском горно-таежном районе сосново-кедовых-пихтовых лесов.
Район горный. Для него характерно преобладание пихтовых насаждений. Характер лесной растительности зависти в основном от почвенных условий и микроклимата, создаваемого на теневых и световых склонах. Пихтовые насаждения занимают в основном пологие северные склоны, а в самых верхних частях слонов лиственные насаждения образуют первый ярус. На южных склонах преобладают сосновые насаждения. Продолжительность вегетационного периода 153 дня. В целом климат местности резко континентальный. Почвы отличаются большим разнообразием. Преобладающими являются подзолистые, лесные почвы, которые занимают нижние и средние части пологих северных склонов.
Основными целевыми породами в условиях лесничества являются: сосна, ель, пихта. Все остальные мягколиственные породы - береза, осина, ива древовидная и ива кустарниковая подлежат замене на более ценные хвойные насаждения, произрастающие здесь ранее и являющиеся коренными породами для данных типов условий местопроизрастания.
Таблица 1
Таксационная характеристика насаиадений
Выдел Состав Возраст, лет Высота, м Диаметр, см Бонитет Тип леса Полнота Запас, м3/га Обозначение
Кв23, в15 8С2Б 120 24 30 III С спос 0,7 270 Сосна 1
Кв23, в14 6С2Е 1П1Б 55 11 12 IV С лшзм 0,6 100 Сосна 2
Кв25, в12 4Е4П 1С1Л 140 27 32 II Е змк 0,6 290 Ель 1
Кв25, в16 4Е4П 2К+Л 110 24 28 III Е крт 0,6 230 Ель 2
Кв37, в1 7П1К 2Б 70 16 20 III П крт 0,5 120 Пихта 1
Кв37, в31 ЗПЗЕ 1К1Л2Б 90 20 22 II П крт 0,7 270 Пихта 2
Кв22, в29 80с2П +С 95 25 30 II Ос осрт 0,7 260 Осина
Таксационные характеристики насаждений, в которых производились исследования, имели средние (модальные) показатели, характерные для древостоев данного района (табл. 1).
Измерения деревьев проводились в лесных участках (выделах) по таксационным визирам механическим методом (каждое третье дерево).
Как известно из курса лесной таксации основными формулами поперечного сечениями являются круг и эллипс (рис. 1-3). Деревья с контуром в значительной степени различающимся по сторонам света можно классифицировать как деревья неправильной форме (рис. 3).
Для вычисления площади поперечного сечения деревьев на высоте 1,3 м использовали формы круга и эллипса как наиболее часто применимые [1].
Формула круга:
= 71 Чз (1)
40000"
где з — площадь поперечного сечения на высоте
! м, м2; д^з - диаме' Формула эллипса:
1,3 м, м- диаметр дерево на высоте 1,3 м, см.
с!, с!*,
Яи=3.142.^ + ^. (2)
где з - площадь поперечного сечения на высоте 1,3 м, м2; с/, - диаметр максимального поперечного сечения деревьев см; А - диаметр минимального поперечного сечения деревьев см.
Расчет площадей поперечного сечения выполнялся для каждого измеренного поперечного сечения по радиусу. Площадь поперечного сечения эллипса оценивалось по двум сторонам света и в итоге вычислялось четыре площади поперечного сечения по формуле круга и две площади поперечного сечения по формуле эллипса.
В качестве контроля использовалась формула круга, определяемая по средним диаметрам и четырём сторонам света:
й?сю + d3B + <^Юз-св + ^юв-сз
40000
(3)
где
Рк =
(4)
контрольная площадь поперечного сечения
на высоте 1,3м, м ; dcю - диаметр в направлении северо-юг, см; dзв - диаметр в направлении западо-восток, см; dюз_cв - диаметр в направлении юго-запад : северо-восток, см; dюв_cз - диаметр в направлении юго-восток: северо-запад, см;
Для определения степени отклонения площадей поперечного сечения использовалась формула
где Р% - отклонение в процентах площади сечения, %; gi - площадь поперечного сечения исходного направления м2; gK - контрольная площадь поперечного сечения м2.
Всего обмерено 566 деревьев. Обработка материала выполнялась с помощью электронной таблицы Excel на ПЭВМ.
РЕЗУЛЬТАТЫ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Используя данные полевых исследований, вычислены статистические показатели диаметров по сторонам света на высоте 1,3 метра (табл. 2).
Можно констатировать не существенное различие среднего диаметра по сторонам света. Так для сосны разница не превысила 0,1 см; ели 0,5 см; пихты 0,2 см; и только для осины разница в одном направлении ЮЗ-СВ оказалось существенной, и составила более 1 см (табл. 2).
Таблица 2
Основные статистические показатели диаметров по сторонам света
Статистические Средний диаметр по сторонам света, см
показатели СЮ ЗВ ЮЗ-СВ ЮВ-СЗ
Сосна 1
Среднее х±тх, см 25,2+0,91 25,6+0,95 25,4+0,94 25,5+0,94
Минимум, см 7,4 7 7,2 7,2
Максимум, см 49,6 52,1 50,1 51,6
Коэффициент варьирования, % 36,0 37,0 37,1 37,0
Точность опыта, % 3,6 3,7 3,7 3,7
Сосна 2
Среднее х±тх, см 19,1+0,72 19,3+0,76 19,3+0,73 18,9+0,73
Минимум, см 5,3 5,4 5,3 5,1
Максимум, см 37,3 38,8 37,5 38
Коэффициент варьирования, % 37,6 39,3 38,0 38,9
Точность опыта, % 3,8 3,9 3,8 3,9
Ель 1
Среднее х±тх, см 25,4+1,55 24,9+1,52 25,0+1,50 25,2+1,55
Минимум, см 2,5 2,3 2,2 2,5
Максимум, см 48,2 51 48 54,1
Коэффициент варьирования, % 48,8 48,7 48,1 49,3
Точность опыта, % 6,1 6,1 6,0 6,2
Ель 2
Среднее х±тх, см 20,3+1,16 20,3+1,14 20,5+1,16 20,4+1,15
Минимум, см 7 7,2 7 7,3
Максимум, см 40,7 38,1 38,6 41,1
Коэффициент варьирования, % 40,5 39,7 40,2 39,9
Точность опыта, % 5,7 5,6 5,7 5,6
Окончание таблицы 2
Статистические Средний диаметр по сторонам света, см
показатели СЮ ЗВ ЮЗ-СВ ЮВ-СЗ
Пихта 1
Среднее х±тх, см 17,2+0,78 17,2+0,78 17,3+0,81 17,0+0,73
Минимум, см 5,5 5,4 5,6 5,5
Максимум, см 46,5 45,1 50 43
Коэффициент варьирования, % 45,5 45,4 46,9 43,0
Точность опыта, % 4,5 4,5 4,7 4,3
Пихта 2
Среднее х±тх, см 17,8+0,89 17,7+0,88 17,6+0,88 17,8+0,90
Минимум, см 2,5 2,6 2,6 2,5
Максимум, см 39,5 37,2 36,3 40,4
Коэффициент варьирования, % 50,2 49,9 49,9 50,4
Точность опыта, % 5,0 5,0 5,0 5,0
Осина
Среднее х±тх, см 34,0+2,20 33,6+2,16 32,9+2,13 34,0+2,15
Минимум, см 13,5 12,3 12,6 13
Максимум, см 80,9 80,3 78,9 79,6
Коэффициент варьирования, % 45,7 45,4 45,8 44,8
Точность опыта, % 6,5 6,4 6,5 6,3
Изменчивость диаметра деревьев оказалось очень большой для всех древесных пород, поскольку коэффициент изменчивости менялся от 36,0 до 50,4 %. Объем исходных данных оказался достаточным для получения достоверных результатов. Точность опыта менялась от 3,6 до 6,5 %, т. е. не превысила 10 %.
Диаметр деревьев не в полной мере отражает их различия по сторонам света, поскольку представляет собой накопленный прирост. Поэтому с целью более точной оценки определялись абсолютные отклонения по формуле
где А - абсолютное отклонение по двум сторонам, см; - средний диаметр по первой стороне, см;
й?г+1 - средний диаметр по второй стороне, см.
Статистики абсолютного отклонений по сторонам света представлены в табл. 3.
В результате анализа табличных данных установлено, что максимальное абсолютное отклонение у всех древесных пород, кроме осины в направлении СЮ: ЗВ, что в абсолютных единицах составило у сосны от 3,3 до 4,8 см; пихты - от 4,2 до 4,3 см; у осины наибольшее абсолютное отклонение составило 4,7 см.
Минимальный диаметр у различных древесных пород разный, но при этом для лесных участков одной породы направления минимальных отклонений совпадали: у сосны минимальное отклонение от 0,7 до 1,0 см; у ели от 0,7 до 0,9 см; у пихты от 0,5 до 0,7 см; у осины 0,9 см.
Для конкретного определения формы поперечного сечения применялись следующие условия: круг - чтобы разница противоположных измерений не превы-
шала 0,5 см. У эллипсовидной формы в двух противоположных направлениях разница больше 0,6 см. Неправильная форма поперечного сечения устанавливалась по явным и значительным различиям в диаметрах по сторонам света.
В результате составлена таблица формы поперечного сечения деревьев различных древесных пород (табл. 4).
Круговая форма в большей степени характерна для деревьев ели, затем пихты, сосны и осины. Эллипсовидная форма соответствует осине, затем пихте, сосне и ели. Неправильная форма характерна для деревьев сосны, а деревья пихты и осины имеют примерно одинаковый процент деревьев иной формы.
Отклонения показывают, что у всех древесных пород разница площадей поперечного сечения вычисленных по одному измерению и двум измерениям эллипса для отдельных деревьев могут составлять значительные отклонения: сосна свыше 50 %, ель до 30 %, пихта выше 20 %, осина до 15 %. Поперечное сечение, установленное по одному измерению, может вполне корректно отражать действительную площадь поперечного сечения. Если дерево имеет визуально неправильную форму, то необходимы дополнительные измерения диаметра поперечного сечения. В связи с тем, что при оценке параметров насаждений используют сумму площадей поперечного сечения деревьев, выполнены аналогичные расчеты для суммарных оценок, которые представлены в табл. 4. Отклонения сумм площадей поперечного сечения не превысили 4 % по всем древесных пород. Это можно считать приемлемым для оценки суммарных и средних показателей насаждений.
Таблица 3
Основные статистические показатели абсолютных отклонений диаметров по сторонам света
Статистические показатели СЮ-ЗВ СЮ-ЮЗ- св СЮ-ЮВ- сз ЗВ-ЮЗ- св ЗВ-ЮВ-СЗ ЮЗ-СВ-ЮВ-СЗ СЮ-ЗВ СЮ-ЮЗ- св СЮ-ЮВ- сз ЗВ-ЮЗ- св ЗВ-ЮВ- сз ЮЗ-СВ-ЮВ-СЗ
Сосна 1
Среднее х±тх 0,8+0,8 0,8+0,11 1,0+0,19 0,8+0,11 1,0+0,19 0,9+0,17 3,3+0,24 3,1+0,51 3,9+0,85 3,2+0,48 4,0+0,83 3,7+0,73
Минимум 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Максимум 3,6 9,3 16,7 8,8 16,8 16,8 11,0 38,1 71,6 36,6 72,4 72,4
Коэффициент варьирования, % 95,9 152,6 203,1 140,6 195,1 192,9 76,0 163,3 216,5 149,6 206,4 198,3
Точность опыта, % 9,6 15,3 20,3 14,1 19,5 19,3 7,6 16,3 21,6 15,0 20,6 19,8
Сосна 2
Среднее х±тх 0,9+0,07 0,6+0,05 0,7+0,06 0,8+0,07 0,7+0,06 0,8+0,06 4,8+0,37 3,1+0,27 4,2+0,40 4,3+0,32 3,6+0,29 4,4+0,34
Минимум 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Максимум 5,5 2,5 3,3 5,5 5,3 2,8 24,4 12 23,4 19,6 18,9 17,2
Коэффициент варьирования, % 87,7 92,5 92,9 87,1 101,6 78,3 78,5 90,6 96,3 74,8 81,7 77,9
Точность опыта, % 8,8 9,3 9,3 8,7 10,2 7,8 7,9 9,1 9,6 7,5 8,2 7,8
Ель 1
Среднее х±тх 1,3+0,17 0,8+0,12 1,0+0,13 0,9+0,13 0,7+0,11 1,0+0,16 4,7+0,53 3,2+0,35 3,8+0,43 3,4+0,36 2,8+0,35 3,9+0,45
Минимум 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Максимум 6,5 5,3 6,1 6 3,4 7,6 20 12,3 18 14,8 13,5 16,3
Коэффициент варьирования, % 106,8 116,2 107,9 125,9 122,7 133,3 90,4 89,5 91,3 87,0 103,8 93,2
Точность опыта, % 13,4 14,5 13,5 15,7 15,3 16,7 11,3 11,2 11,4 10,9 13,0 11,7
Ель 2
Среднее х±тх 0,8+0,10 0,5+0,09 0,7+0,09 0,7+0,12 0,5+0,07 0,7+0,11 4,0+0,39 2,6+0,43 3,4+0,42 3,2+0,56 2,5+0,33 3,7+3,11
Минимум 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Максимум 2,9 3,8 2,9 6 3 4,9 10,5 15,3 11,7 26,6 10,9 17,1
Коэффициент варьирования, % 87,1 128,4 100,7 136,6 110,4 110,5 70,7 116,0 87,0 124,9 91,8 89,2
Точность опыта, % 12,3 18,2 14,2 19,3 15,6 15,6 10,0 16,4 12,3 17,7 13,0 12,6
Окончание табл. 3
Статистические СЮ-ЗВ СЮ-ЮЗ- СЮ-ЮВ- ЗВ-ЮЗ- ЗВ-ЮВ- ЮЗ-СВ- СЮ-ЗВ СЮ-ЮЗ- СЮ-ЮВ- ЗВ-ЮЗ- ЗВ-ЮВ- ЮЗ-СВ-
показатели св сз св сз ЮВ-СЗ св сз СВ сз ЮВ-СЗ
Пихта 1
Среднее х±тх 0,7+0,06 0,5+0,07 0,7+0,10 0,7+0,06 0,6+0,08 0,8+0,13 4,3+0,38 2,8+0,30 3,5+0,31 3,8+0,32 3,3+0,33 4,2+0,38
Минимум 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Максимум 3,4 4 8,3 4,9 7Д 12 17,5 19,4 17,9 15,5 18,8 24
Коэффициент варьирования, % 93,1 142,6 149,3 102,9 146,1 162,4 89,5 111,5 90,7 85,5 100,7 91,8
Точность опыта, % 9,3 14,3 14,9 10,3 14,6 16,2 9,0 11,1 9,1 8,5 10,1 9,2
Пихта 2
Среднее х±тх 0,8+0,07 0,6+0,06 0,6+0,06 0,5+0,05 0,6+0,07 0,7+0,07 4,2+0,39 3,0+0,28 3,1+0,33 2,8+0,26 3,0+0,29 3,4+0,32
Минимум 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Максимум 3,5 3,2 2,8 2,5 3,7 4Д 22,9 14,2 21,3 12,4 14,4 13,0
Коэффициент варьирования, % 102,4 112,9 107,5 103,3 130,2 119,0 94,5 96,0 106,4 95,1 98,7 95,2
Точность опыта, % 10,2 11,3 10,8 10,3 13,0 11,9 9,4 9,6 10,6 9,5 9,9 9,5
Осина
Среднее х±тх 1,4+0,20 1,7+0,20 0,9+0,11 1,2+0,17 1,1+0,17 1,5+0,15 4,0+0,41 4,7+0,41 2,7+0,27 3,5+0,35 3,3+0,33 4,7+0,47
Минимум 0,1 0 0 0 0 0 0,2 0 0 0 0 0
Максимум 7,2 7,2 3,5 5,5 4,3 6 11,9 11,8 6,9 12,7 12,14 14,3
Коэффициент варьирования, % 103,5 85,7 89,9 105,0 97,8 84,2 72,5 61,8 70,3 82,9 83,9 76,0
Точность опыта, % 14,6 12,1 12,7 14,8 13,8 11,9 10,2 8,7 9,9 11,7 11,9 10,7
О 0,2500 О
£ 0,2000 & %
% ^ 0,1500 и Щ
0,1000
о к
и и д а
Й 5 |и
о
0,0500 0,0000
♦ СЮ
■ зв А юз-св х ЮВ-СЗ
20
40
60
Диаметр высоте 1.3 м, см а)сосна 1
Диаметр высоте 1.3 м. см б)сосна 2
в) ель 1
Диаметр высоте ] г)ель 2
д) пихта 1
Диаметр высоте :
ж)пихта 2
Диаметр высоте :
з) осина
Рис. 4. Связь площади поперечного сечения и диаметра на высоте 1,3 метра различных древесных пород
Таблица 4
Процент деревьев различной формы поперечного сечения (процент от числа деревьев в выборке)
Форма поперечного сечения
Порода круг эллипс неправильная
% деревьев в выборке
Сосна 1 56 27 17
Сосна 2 46 31 23
Ель 1 70 24 6
Ель 2 68 30 8
Пихта 1 52 40 8
Пихта 2 61 30 9
Осина 42 50 8
Для выявления визуальных различий в площадях поперечного сечения были построены диаграммы и получены выравнивающие линии для зависимости площадей поперечного сечения по направлениям света от диаметра дерева на высоте 1,3 м (рис. 5).
Модели, отражающие связи g = 3) имели
степенной вид и представлены в табл. 5. Модели характеризуются очень высокой степенью адекватности (табл. 6). У линий определенного направления могут наблюдаться значительные расхождения. Например: сосна 1 между север - юг, юг - восток: север - запад; у сосны 2 между юг - восток: север - запад, запад -восток; ель 1 запад - восток, север - юг; ель 2 юг -восток: север - запад, юг - запад: север - восток; пихта 1 юг - восток: север - запад, юг - запад: север -восток; пихта 2 различия незначительные и у осины юг - запад на север - восток и север - юг (рис. 4).
Для того чтобы выявить эти различия более точно вычислялись объемы деревьев по ступеням толщины с учетом максимального различия по площадям поперечного сечения. При расчетах использовалось старое видовое число по М. Е. Ткаченко [1] для определенного условного разряда высоты. Все данные были сведены в табл. 7.
Таблица 5
Сумма площадей поперечного сечения и отклонения по различным сторонам света
Древесные деревья 8п а-2 &з &4 а-1-2 а-з-4 8к 8э1 8Э2
Сосна 1 5,64 5,84 5,77 5,77 5,74 5,76 5,75 5,73 5,76
Сосна 2 3,26 3,35 3,32 3,21 3,31 3,26 3,28 3,30 3,26
Ель 1 4,00 3,85 3,84 3,94 3,92 3,89 3,90 3,92 3,89
Ель 2 1,87 1,87 1,90 1,89 1,87 1,89 1,88 1,87 1,89
Пихта 1 2,79 2,78 2,86 2,68 2,78 2,76 2,77 2,78 2,76
Пихта 2 3,10 3,07 3,04 3,11 3,08 3,08 3,08 3,08 3,07
Осина 5,48 5,32 5,11 5,42 5,40 5,26 5,33 5,39 5,26
Древесные деревья 08л Og¡2 Oga 0&4 0&1-2 О&3.4 Ogэl Ogэ2
Сосна 1 -1,8 1,6 0,4 0,5 -0,2 0,3 -0,2 0,2
Сосна 2 -0,7 2,1 1Д -2,2 0,6 -0,6 0,5 -0,7
Ель 1 2,5 -1,4 -1,6 1,0 0,4 -0,4 0,3 -0,5
Ель 2 -0,4 -0,6 1,1 0,2 -0,6 0,6 -0,6 0,5
Пихта 1 0,5 0,3 ЗД -3,4 0,4 -0,3 0,3 -0,5
Пихта 2 0,7 -0,4 -1,1 1,1 0,1 -0,1 0,0 -0,1
Осина 2,8 -0,1 ^1,0 1,7 1,3 -1,2 1,2 -1,3
Примечание, g¡ - площадь поперечного сечения, м2; gк - площадь поперечного сечения контроля, м2; gэ - площадь поперечного сечения эллипса, м2; Og¡ - отклонения от контроля, %.
Таблица 6
Параметры модели вида = а- 3
Направления Коэффициенты уравнения Коэффициент
по сторонам света а б детерминации, К2
Сосна 1
Север - Юг 7Е-5 2,025 0,99
Запад - Восток 8Е-5 1,979 0,99
Юг-Запад: Север-Восток 9Е-5 1,957 0,99
Юг-Восток: Север-Запад 9Е-5 1,959 0,98
Окончание таблицы 6
Направления Коэффициенты уравнения Коэффициент
по сторонам света а б детерминации, К2
Сосна 2
Север - Юг 8Е-5 2,011 0,99
Запад - Восток 9Е-5 1,957 0,99
Юго-Запад: Север-Восток 8Е-5 2,006 0,99
Юг-Восток: Север-Запад 9Е-5 1,976 0,99
Ель 1
Север - Юг 8Е-5 2,016 0,99
Запад - Восток 8Е-5 1,976 0,99
Юго-Запад: Север-Восток 8Е-5 1,984 0,99
Юго-Восток: Север-Запад 8Е-5 2,011 0,99
Ель 2
Север- Юг 9Е-5 1,965 0,99
Запад - Восток 8Е-5 2,012 0,99
Юго-Запад: Север-Восток 9Е-5 1,967 0,99
Юг-Восток: Север-Запад 7Е-5 2,028 0,99
Пихта 1
Север - Юг 8Е-5 1,990 0,99
Запад - Восток 8Е-5 1,990 0,99
Юго-Запад: Север-Восток 9Е-5 1,949 0,99
Юг-Восток: Север-Запад 7Е-5 2,035 0,99
Пихта 2
Север - Юг 8Е-5 1,990 0,99
Запад - Восток 8Е-5 2,001 0,99
Юго-Запад: Север-Восток 8Е-5 2,000 0,99
Юг-Восток: Север-Запад 8Е-5 1,1993 0,99
Осина
Север - Юг 8Е-5 1,988 0,99
Запад - Восток 8Е-5 1,979 0,99
Юго-Запад: Север-Восток 9Е-5 1,988 0,99
Юг-Восток: Север-Запад 7Е-5 2,020 0,99
Таблица 7
Объем отдельных деревьев различных древесных пород по ступеням толщины
<^1,3, СМ Ятт, СМ2 Ятах, СМ2 / Н - 6 разряд, м Утт, М3 ^тах, М3 %
Сосна 1
8 0,0047 0,0053 0,493 11,1 0,026 0,029 -12,2
12 0,0107 0,0117 0,471 13,5 0,068 0,074 -8,6
16 0,0192 0,0205 0,464 15,5 0,138 0,147 -6,5
20 0,0302 0,0317 0,46 17,2 0,239 0,251 -4,9
24 0,0437 0,0453 0,457 18,5 0,369 0,383 -3,6
28 0,0597 0,0612 0,456 19,6 0,534 0,547 -2,5
32 0,0782 0,0795 0,455 20,4 0,726 0,738 -1,6
36 0,0993 0,1001 0,454 21 0,947 0,954 -0,8
40 0,1230 0,1230 0,454 21,4 1,195 1,195 0,0
44 0,1491 0,1482 0,453 21,7 1,466 1,457 0,6
48 0,1779 0,1758 0,453 21,8 1,757 1,736 1,2
52 0,2092 0,2056 0,453 21,9 2,075 2,039 1,7
Сосна 2
8 0,0053 0,0055 0,493 11,1 0,029 0,030 ^1,0
12 0,0117 0,0122 0,471 13,5 0,074 0,078 ^1,8
Продолжение таблицы 7
<^1,3, СМ Япшъ СМ2 gm¡Dí, СМ2 / Н - 6 разряд, м ^пй, М3 ^шах, М3 %
16 0,0205 0,0216 0,464 15,5 0,147 0,155 -5,4
20 0,0317 0,0336 0,46 17,2 0,251 0,266 -5,9
24 0,0453 0,0481 0,457 18,5 0,383 0,407 -6,2
28 0,0613 0,0653 0,456 19,6 0,548 0,583 -6,5
32 0,0796 0,0850 0,455 20,4 0,739 0,789 -6,8
36 0,1002 0,1073 0,454 21 0,955 1,023 -7,0
40 0,1232 0,1321 0,454 21,4 1,196 1,283 -7,3
44 0,1484 0,1595 0,453 21,7 1,459 1,568 -7,5
48 0,1760 0,1894 0,453 21,8 1,738 1,870 -7,6
52 0,2058 0,2219 0,453 21,9 2,042 2,201 -7,8
Ель 1
8 0,0049 0,0053 0,493 6,7 0,016 0,017 -8,7
12 0,0109 0,0120 0,471 9,3 0,048 0,053 -10,5
16 0,0192 0,0214 0,464 11,8 0,105 0,117 -11,8
20 0,0298 0,0336 0,46 14,2 0,195 0,219 -12,8
24 0,0427 0,0485 0,457 16,2 0,316 0,359 -13,6
28 0,0579 0,0662 0,456 18 0,476 0,544 -14,3
32 0,0754 0,0867 0,455 19,5 0,669 0,769 -14,9
36 0,0952 0,1099 0,454 20,7 0,895 1,033 -15,5
40 0,1172 0,1359 0,454 21,7 1,155 1,339 -15,9
44 0,1415 0,1647 0,453 22,5 1,443 1,679 -16,4
48 0,1681 0,1963 0,453 23,1 1,759 2,054 -16,8
52 0,1969 0,2307 0,453 23,6 2,105 2,466 -17,2
Ель 2
8 0,0048 0,0054 0,493 6,7 0,016 0,018 -12,8
12 0,0108 0,0119 0,471 9,3 0,047 0,052 -9,9
16 0,0194 0,0209 0,464 11,8 0,106 0,115 -8,0
20 0,0305 0,0325 0,46 14,2 0,199 0,212 -6,5
24 0,0441 0,0465 0,457 16,2 0,327 0,344 -5,2
28 0,0603 0,0629 0,456 18 0,495 0,516 -4,2
32 0,0791 0,0818 0,455 19,5 0,702 0,726 -3,4
36 0,1005 0,1031 0,454 20,7 0,944 0,969 -2,6
40 0,1244 0,1268 0,454 21,7 1,226 1,249 -1,9
44 0,1510 0,1529 0,453 22,5 1,539 1,559 -1,3
48 0,1801 0,1814 0,453 23,1 1,885 1,899 -0,7
52 0,2118 0,2123 0,453 23,6 2,265 2,270 -0,2
Пихта 1
8 0,0052 0,0048 0,493 7,5 0,019 0,018 7,0
12 0,0114 0,0110 0,471 10,5 0,057 0,054 3,7
16 0,0200 0,0198 0,464 13,5 0,125 0,124 1,3
20 0,0309 0,0311 0,46 16,3 0,232 0,233 -0,6
24 0,0442 0,0451 0,457 18,6 0,375 0,383 -2,2
28 0,0596 0,0617 0,456 20,5 0,557 0,577 -3,5
32 0,0774 0,0810 0,455 22,1 0,778 0,815 -4,1
36 0,0973 0,1030 0,454 23,3 1,030 1,089 -5,8
40 0,1195 0,1276 0,454 24,1 1,308 1,396 -6,7
44 0,1439 0,1549 0,453 24,2 1,578 1,698 -7,6
48 0,1705 0,1849 0,453 24,3 1,877 2,035 -8,4
52 0,1993 0,2176 0,453 24,4 2,203 2,405 -9,2
Пихта 2
8 0,0051 0,0051 0,493 7,5 0,019 0,019 -1,7
Окончание таблицы 7
£?1)3, СМ gmm, СМ2 gmax, СМ2 / Н - 6 разряд, м ^min, М3 ^max, М3 %
12 0,0113 0,0116 0,471 10,5 0,056 0,057 -2,1
16 0,0201 0,0206 0,464 13,5 0,126 0,129 -2,3
20 0,0314 0,0322 0,46 16,3 0,235 0,241 -2,5
24 0,0452 0,0464 0,457 18,6 0,384 0,394 -2,6
28 0,0614 0,0631 0,456 20,5 0,574 0,590 -2,8
32 0,0802 0,0825 0,455 22,1 0,806 0,829 -2,9
36 0,1014 0,1044 0,454 23,3 1,072 1,104 -3,0
40 0,1251 0,1289 0,454 24,1 1,368 1,410 -зд
44 0,1512 0,1560 0,453 24,2 1,658 1,710 -3,2
48 0,1799 0,1857 0,453 24,3 1,980 2,044 -3,2
52 0,2110 0,2180 0,453 24,4 2,332 2,409 -3,3
Осина
12 0,0112 0,0126 0,471 14,2 0,075 0,084 -12,4
16 0,0198 0,0223 0,464 17,4 0,160 0,180 -12,4
20 0,0309 0,0347 0,46 20,3 0,289 0,324 -12,4
24 0,0444 0,0499 0,457 22,6 0,459 0,516 -12,4
28 0,0604 0,0678 0,456 24,4 0,672 0,755 -12,4
32 0,0787 0,0885 0,455 25,8 0,924 1,039 -12,3
36 0,0995 0,1118 0,454 26,7 1,206 1,355 -12,3
40 0,1227 0,1379 0,454 27,4 1,527 1,715 -12,3
44 0,1483 0,1666 0,453 27,8 1,868 2,098 -12,3
48 0,1764 0,1981 0,453 28,1 2,245 2,522 -12,3
52 0,2068 0,2323 0,453 28,3 2,651 2,978 -12,3
Примечание: г/1>3 - ступень толщины, см; g^ - минимальная площадь поперечного сечения дерева, см2; gmax - максимальная площадь поперечного сечения дерева, см2; / - старое видовое число; Н - средняя высота, м; Vmin - минимальный объем дерева, м3; Ктах - максимальный объем дерева, м3.
Сравнение объемов показало, что диапазон различия по объему был следующим: сосна 1 от -12,2 до +1,7 %; сосна 2 от -7,8 до -4,0 %; ель 1 от -8,7 до -17,2 %; ель 2 от -0,2 до -12,8 %; пихта 1 от -9,2 до + 7,0 %; пихта 2 от -3,3 до -1,7 %; осина от -12,3 до 12,4 %.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По статистическим показателям диаметров деревьев можно констатировать несущественное различие среднего диаметра по сторонам света. Поскольку для сосны разница не превысила 0,1 см; ели 0,5 см; пихты 0,2 см; и только для осины разница в одном направлении ЮЗ-СВ оказалось существенной, и составило более 1 см.
Изменчивость диаметра деревьев оказалась очень большой для всех древесных пород, поскольку коэффициент изменчивости менялся от 36,0 до 50,4 %. Объем исходных данных оказался достаточным для получения достоверных результатом, поскольку точность опыта от 3,6 до 6,5 %, то есть не превысила 10 %.
В ходе исследований все деревья по форме площади поперечного сечения ствола соответствовали трём группам: круговая, эллипсовидная и неправильная. Круговая форма в большей степени характерна для деревьев ели, затем пихты, сосны и осины. Эллипсо-
видная форма в большей степени соответствует осине затем пихте, сосне и ели. Неправильная форма характерна для сосны. Деревья пихты и осины имеют примерно одинаковый процент стволов иной формы.
В отклонениях площадей поперечного сечения наблюдаются значительные отличия: сосна свыше 50 %, ель до 30 %, пихта выше 20 %, осина до 15 %, а по сумме площадей поперечного сечения отклонение не превышает 4 % по всем древесным породам. Это можно считать приемлемым для оценки суммарных и средних показателей насаждений.
Сравнение объемов показало, что диапазон различия по площади сечения был следующим: сосна 1 от -12,2 до +1,7 %; сосна 2 от -7,8 до -4,0 %; ель 1 от -8,7 до -17,2 %; ель 2 от -0,2 до -12,8 %; пихта 1 от -9,2 до + 7,0 %; пихта 2 от -3,3 до -1,7 %; осина от -12,3 до 12,4 %.
На основании проведенных исследований были предложены рекомендации по измерению диаметров на высоте груди. При таксации леса рекомендуется в древостоях со средним диаметром до 20 см проводить один замер диаметра, в древостоях со средним диаметром от 20 до 30 см - два взаимно-перпендикулярных замера. В случае диаметра более 30 см рекомендуется производить два замера по максимальному и минимальному диаметру. При научных исследованиях рекомендуется проводить больше
замеров диаметра в насаждениях с неблагоприятными условиями произрастания (IV класс бонитета) и низкой полнотой.
Таким образом, определение площади поперечного сечения по одному измерению может привести к отклонению объемов отдельных деревьев различных древесных пород до 20 %. Поэтому рекомендуется при оценке лесного фонда в случаях необходимости повышенной точности производить измерения диаметров деревьев не менее чем в двух направлениях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Орлов М. М. Лесная таксация. 3-е изд. Л. : Лесное хоз-во и лесн. пром-сть, 1929. 532 с.
2. Тюрин А. В. Таксация леса. М. : Гослестехиз-дат, 1945. 376 с.
3. Анучин Н. П. Лесная таксация : учеб. для вузов. 5-е изд., доп. М. : Лесн. пром-сть, 1982. 552 с.
4. Бондарев А. И. Форма поперечных сечений стволов в редкостойных лесах севера Сибири // Лесная таксация и лесоустройство. Красноярск, 1993. № 2. С. 45-49.
5. Вайс А. А. Форма поперечного сечения деревьев сосны обыкновенной (Pinus sibirica L.) с учетом полноты в условиях южной части Средней Сибири // Успехи современного естествознания. 2013. № 12. С. 130.
6. Дрейман Н. С., Габдрахманова В. Р. Форма поперечного сечения деревьев сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) в среднеобских борах // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки. 2012. Т. 1. С. 186-187.
7. Вайс А. А., Деревянных Д. Н., Горошко А. А. Форма поперечного сечения стволов деревьев на высоте 1,3 метра в сосновых насаждениях предгорной части Восточного Саяна // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, №3(31). С. 49-60.
8. Вайс A.A. Влияние качества условий произрастания на форму поперечного сечения деревьев сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) II Успехи современного естествознания. 2013. № 7. С. 174-175.
9. Вайс А. А. Форма поперечного сечения деревьев ели сибирской в смешанных насаждениях равнинных и горных условиях Средней Сибири // Известия Оренбург, гос. аграр. ун-та. 2017. № 2 (64). С. 60-63.
10. Горошко А. А., Вайс А. А., Красиков И. И. Форма поперечного сечения деревьев на высоте груди в сосновых насаждениях заповедника «Столбы» // Хвойные бореальной зоны. 2015. Т. 33, № 1-2. С. 13-18.
REFERENCES
1. Orlov М. М. Forest taxation. 3rd ed. Leningrad, Forest management and forest management, prom-st, 1929, 532 p.
2. Tyurin A. V. Forest taxation. Moscow, Goslestech-izdat, 1945, 376 p.
3. Anuchin N. P. Forest taxation: study, for universities. 5th ed., add. Moscow, Lesn. prom-st, 1982, 552 p.
4. Bondarev A. I. Form of cross-sections of trunks in rare-coniferous forests of Northern Siberia // Forest taxation and forest management. Krasnoyarsk, 1993, No. 2, P. 45-19.
5. Vais A. A. Form of cross-section of scots pine trees (Pinus sibirica L.) taking into account completeness in the conditions of the southern part of Central Siberia // Advances in modern natural science. 2013, No. 12, P. 130.
6. Dreiman N. S., Gabdrakhmanova V. R. Cross-sectional Shape of Scots pine trees (Pinus silvestris L.) in the middle Ob forests // Young scientists in solving actual problems of science. 2012, Vol. 1, P. 186-187.
7. Vais A. A., Derevyannykh D. N., Goroshko A. A. Form of cross-section of tree trunks at a height of 1.3 meters in pine plantations of the foothill part of the Eastern Sayan//Forest Engineering journal. 2018, Vol. 8, No. 3 (31), P. 49-60.
8. Vais A. A. Influence of the quality of growing conditions on the cross-section shape of Scots pine trees (Pinus silvestris L.) // Advances in modern natural science. 2013, No. 7, P. 174-175.
9. Vais A. A. Form of cross section of Siberian spruce trees in mixed plantings in flat and mountainous conditions of Central Siberia // Proceedings of the Orenburg state agrarian University. 2017, No. 2 (64), P. 60-63.
10. Goroshko A. A., Vais A. A., Krasikov I. I. Form of cross-section of trees at chest height in pine plantations of the reserve "Stolby" // Coniferous boreal zone. 2015, Vol. 33, No. 1-2, P. 13-18.
О Соян А. К., Вайс А. А., Барлекова П. Д., 2020
Поступила в редакцию 18.09.2019 Принята к печати 05.10.2020
