CC BY
17СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ОСОБЕННОСТИ ОБЪЁМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОСНЫ
ОБЫКНОВЕННОЙ СРЕДНЕТАЁЖНЫХ РАЙОНОВ РФ
1 2 Заварзин В.В. , Корсаков П.А.
1Заварзин Виктор Владимирович - научный руководитель, кандидат сельскохозяйственных наук; 2Корсаков Павел Андреевич - магистрант, кафедра лесоустройства и лесоуправления, факультет лесного хозяйства, Мытищинский филиал
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Национальный исследовательский университет, г. Москва
Аннотация: проанализированы основные этапы составления объёмных (массовых) таблиц, рассмотрены их преимущества и недостатки, на основе обмеров модельных деревьев при проведении ГИЛ в среднетаёжном районе РФ были составлены таблицы, характеризующие максимальное и минимальное и среднее значения объёмов стволов сосны по 1-му и 2-му разрядам высот, рассмотрены особенности, влияющие на объёмные характеристики стволов сосны обыкновенной, средние объёмы стволов сосны выравнены по экспоненциальной кривой, результаты выравнивания показаны в табличном и графическом виде.
Ключевые слова: объёмы стволов сосны обыкновенной, разряды высот, сравнение с сортиментными таблицами Н.П. Анучина.
При определении объемов, деревья сравнительно близких размеров принято объединять в ступени толщины, и классы. Для таких относительно однородных категорий выводятся средние показатели, характеризующие размеры, форму и объемы входящих в них деревьев.
Ряды числовых величин, составленные по определенной системе, показывающие средние объемы деревьев отдельных древесных пород различной толщины, высоты и формы, называются массовыми или объемными таблицами.
Старейшими массовыми таблицами являются «Erfahrungsta bellen», опубликованные в 1804 г. одним из основоположников научного лесоустройства немецким лесоводом Гартигом.
Эти таблицы показывают надземные массы (объемы) буковых деревьев. За истекший период во многих странах мира опубликовано множество массовых таблиц, имеющих разную конструкцию. За это время накопился большой опыт по их составлению и применению в практике лесного хозяйства.
Объемные таблицы делятся на общие и местные. Если в основу таблиц положены материалы, собранные в лесах определенного района, такие таблицы называют местными.
Таблицы, построенные на материалах, полученных с обширной лесной территории, именуют общими объемными таблицами.
Проф. М. Продан в своем курсе «Holzmesslehre» отмечает, что многие исследования показали, что объемные таблицы, составленные для крупных районов, дают вполне удовлетворительные результаты.
При определении объема отдельных деревьев с помощью объемных таблиц ошибка достигает 10—15%. При определении запаса всего насаждения ошибки в среднем составляют +6% и при экстремальных формах достигают ± 10%.
С середины XIX в. и по 1888 г. в дореволюционной России применялись объемные таблицы, опубликованные в 1846 г. баварским казенным лесным управлением. Составление этих таблиц было крупным вкладом в таксационную технику. Они основаны на большом фактическом материале и построены для своего времени по весьма совершенной методике.
Баварские объемные таблицы по своей конструкции не отвечали практике русского лесного хозяйства. Поэтому 100 лет назад выявилась необходимость составления объемных таблиц на основе материалов, собранных в русских лесах. При этом требовались таблицы возможно простые по своей конструкции, пригодные для применения в малоизученных и лишь частично известных русских лесах.
В 1886 г. казенным лесным управлением были изданы массовые таблицы, которые, несмотря на длительное время их составления и обсуждения в печати, были названы временными объемными таблицами.
В отличие от западноевропейских русские объемные таблицы содержат данные о сбеге древесных стволов. В них указаны диаметры и объемы двухаршинных отрубков, на которые может быть разделен ствол. По ним можно найти размеры и вычислить объемы отдельных сортиментов, заготовляемых из деревьев разных размеров. Таким образом, на основании русских объемных таблиц можно составить сортиментные таблицы, дающие не только общие объемы стволов, но и распределение их на части, находящие различное применение в народном хозяйстве.
По своей конструкции русские временные объемные таблицы значительно проще баварских, в которых для одного диаметра деревьев дается до 30 высот. Русские временные объемные таблицы благодаря своей исключительной простоте получили широкое распространение в практике лесного хозяйства.
Русские временные объемные таблицы — пройденный этап развития таксационной техники, однако идея составления таблиц по разрядам высот легла в основу составления современных объемных таблиц. В них также даются разряды высот, но вместо трех или четырех разрядов имеются семь и даже больше. Таблицы сбега, разработанные в дополнение к русским временным объемным таблицам, оказались весьма полезным таксационным пособием и являются неотъемлемой частью современных таблиц.
В 1904—1913 гг. удельным ведомством России, владевшим наиболее ценными лесами, велись работы по составлению новых объемных таблиц. Было срублено и обмерено свыше 108 тыс. деревьев. Масштабы работ превосходили все, что было сделано в этой области в зарубежных странах.
Удельные объемные таблицы не получили широкого применения на практике, но так как они построены на основе большого количества фактических данных, их используют в таксационных исследованиях в качестве контрольных материалов при изучении форм и размеров деревьев.
Длительный опыт применения объемных таблиц показал, что лучшими являются таблицы, составленные на основании данных о высоте, диаметре и полнодревесности ствола, характеризуемой коэффициентами формы. Такие таблицы дают близкие к действительным объемам деревьев [2].
В 1931 году под руководством профессора М.М. Орлова были составлены таблицы «Союзлеспрома» для основных лесообразующих пород по разрядам высот.
На основе данные ГИЛ для среднетаёжных районов РФ, а именно Тверской, Костромской, Ярославской и др. областей были рассмотрены объём, высота и диаметр на уровни груди модельных деревьев сосны обыкновенной. По этим экспериментальным данным мы создали таблицы характеристик объёмов стволов сосны обыкновенной (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика экспериментальных данных объёмов стволов сосны
по разрядам высот
Ступень толщины Разряды высот
1 разряд 2 разряд
Ушах Ушт Vср. №тв. Ушах Ушт Vср. N0x3.
20 0,44 0,36 0,4 3 0,38 0,28 0,34 4
24 0,7 0,45 0,6 11 0,72 0,4 0,52 24
28 1,07 0,51 0,8 22 0,93 0,51 0,72 39
32 1,36 0,73 1 23 1,57 0,64 0,91 29
36 1,89 1,02 1,4 24 1,53 1 1,19 23
40 2,11 1,35 1,7 16 1,8 1,05 1,37 8
44 2,14 1,44 1,9 5 2,34 1,34 1,74 3
48 2,65 2,23 2,5 3 2,72 2,12 2,4 3
X 107 133
В таблице 1 указаны характеристики экспериментальных данных объёмов стволов, а именно максимум и минимум объёма ствола по каждой ступени толщины. Из таблиц видно сильное различие между объёмами стволов в некоторых ступенях толщины, соответственно и в их форме, а именно 1 разряд 36 и 40 ступень толщины, 2 разряд 32 и 44 ступень толщины. Решение этой задачи возможно увеличением числа наблюдений в данных ступенях толщины. Так же это свидетельствует о различной форме стволов.
На графике 1 приведены экспериментальные данные средних объёмов стволов сосны обыкновенной в сравнении с данными сортиментных таблиц составленных Н.П. Анучиным.
3
Экспер. Данные 1 разряд
По данным Сорт. Табл. Н.П. Анучина
Рис. 1. Сравнительный график распределения объёмов стволов сосны по 1 разряду
Из графика 1 видно, что в более тонких ступенях толщины расхождение значительное, нежели чем в центральных (не более 3%).
Сравнение экспериментальных данных с данными сорт. Табл. Н.П. Анучина приведено в табл. 2.
Таблица 2. Сравнение экспериментальных данных с данными сортиментных таблиц
Н.П. Анучина
1 разряд
Объём м3 Диамет э на 1,3 м
20 24 28 32 36 40 44 48
По данным Сортиментных табл. Н.П. Анучина 0,33 0,51 0,73 0,99 1,29 1,62 1,99 2,39
Экспер. данные 0,4 0,58 0,82 1,02 1,36 1,69 1,93 2,5
Расхождение в м3 -0,07 -0,07 -0,09 -0,03 -0,07 -0,07 0,06 -0,11
Расхождение в % -21,21 -13,73 -12,33 -3,03 -5,43 -4,32 3,02 -4,60
Сравнительный график распределения объёмов стволов сосны по 2 разряду приведен в графике 2 на рис. 2.
3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
Рис. 2. Сравнительный график распределения объёмов стволов сосны по 2 разряду
Из сравнительного графика 2 по второму разряду видно, что с увеличением толщины расхождение в объёмах уменьшается. Различие расхождения в ступени толщины «48» на 10% (Табл.3) можно объяснить недостаточным числом моделей.
Сравнение экспериментальных данных с данными сортиментных табл. Н.П. Анучина приведено в таблице 3.
Таблица 3. Сравнение экспериментальных данных с данными сортиментных таблиц
Н.П. Анучина
2 разряд
Объём м3 Диамет р на 1,3м
20 24 28 32 36 40 44 48
По данным Сортиментных таблиц Н.П. Анучина 0,3 0,47 0,67 0,91 1,18 1,48 1,82 2,18
Экспер. данные 0,34 0,52 0,72 0,91 1,19 1,37 1,74 2,4
Расхождение в м3 -0,04 -0,05 -0,05 0,00 -0,01 0,11 0,08 -0,22
Расхождение в % -13,33 -10,64 -7,46 0,00 -0,85 7,43 4,40 -10,09
Выравнивание значений объёмов стволов сосны по данным экспоненциального распределения 1 и 2 разрядов приведены в графике 3 на рис. 3.
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
20
24
28
32
36
40
44
48
Экспер. Данные 1 разряд
Экспер. Данные 2 разряд
Экспоненциальная (Экспер. Данные 1 разряд)
Рис. 3. Выравнивание значений объёмов стволов сосны по данным экспоненциального
распределения
В графике 3 приведено выравнивание объёмов стволов сосны 1 и 2 разряда высот по экспоненциальной кривой, которая построена на основе экспериментальных данных. Эти выравнивания следует признать успешными т.к. R2 близок к 1 и превышает 0,98. Выводы
Сравнение объёмов стволов сосны обыкновенной по 1 и 2 разрядам с данными приводимыми в сортиментных таблицах Н.П. Анучиным показало что, большое различие в низших ступенях толщины и незначительное различие в центральных ступенях толщины. Наблюдаемые различия в ступени толщины «48» для второго разряда следует объяснить небольшим числом модельных деревьев.
Проведённое нами выравнивание объёмов стволов сосны первого и второго разрядам высот по экспоненциальной кривой, следует признать достаточно успешным так как R2 близко к 1, и превышает 0,98.
Список литературы
1. Леса России. 2007. Министерство природных ресурсов РФ Федер. агентство лесного хоз-ва. М.: ЭкоСервис, 2007.
2. Анучин Н.П. Лесная таксация: учебник для вузов / Н.П. Анучин; Министерство природных ресурсов РФ. Федер. агентство лесн. хоз-ва. М.: ВНИИЛМ, 2004.
