CC BY
8
НЛТУ
ы КРАЖИ
»mutet*
Науковий bIch и к НЛТУУкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua
https://doi.org/10.15421/40270506
Article received 22.06.2017 р. Article accepted 29.06.2017 р.
УДК 630* [5+228](477-25)
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
[^1 Correspondence author O. M. Lesnik [email protected]
О. М. Лестк, О. А. Прс
Нацюнальний утверситет бюресурав i природокористування Украши, м. Кшв, Украта
ПОР1ВНЯННЯ РОЗРОБЛЕНИХ НОРМАТИВ1В ОБ'ЕМУ ТА РОЗМ1РНО-ЯК1СНО1 СТРУКТУРИ ДЕРЕВ Г1РКОКАШТАНА ЗВИЧАЙНОГО В ЗЕЛЕНИХ НАСАДЖЕННЯХ М1СТА КИЕВА З НАЯВНИМИ АНАЛОГАМИ
Дерева, яю зростають у зелених насадженнях тста, зазнають негативного впливу урбанiзованого середовища, що безпо-середньо впливае на !х рют, розвиток, а також кiлькiснi та якiснi показники. У робота виконано порiвняння значень видових чисел, а також розроблених математичних моделей об'ему та розмiрно-якiсно! структури дерев гiркокаштана звичайного з вiдповiдними даними для дерев кленiв (ясенелистого та срiблястого). Розробленi та поршнюваш нормативи належать до ка-тегорп безрозрядних, входами до яких е дiаметр на висотi грудей, висота дерева та висота розгалуження стовбура дерева. П^вняння розроблених нормативiв об'ему та розмiрно-якiсно! структури дерев пркокаштана в зелених насадженнях Киева з чинними аналогами показало значнi розходження у вiдповiдних показниках, що свiдчить про актуальнiсть виконано1 робо-ти. Адекваттсть моделi частки об'ему стовбура дерева доолдним даним вiдповiдно дорiвнюе 0,87. Обчислене значення кри-терш Фшера (1,20) менше вiд критичного значення (2,69). Обчислеш значення систематично! помилки та середньоквадра-тичного вiдхилення не перевищують допустимих у люовш таксацп меж i вiдповiдно становлять 0,15% та 0,96%. Розроблеш нормативи вдаовщають основним вимогам щодо точност лiсотаксацiйних нормативiв i можуть використовуватися для об-л1ку деревини, яку заготовляють пiд час реконструктивних робгт у зелених насадженнях.
Ключовi слова: видове число дерева; об'ем дерева; длова деревина; дрова; вдаоди.
Вступ. Матерiальна оцiнка заготовлено! деревини е невiд'eмною складовою частиною системи облшу лшо-сировинних ресурсiв, водночас, нормативи, яш застосо-вуються для И виконання, повиннi ввдповвдати об'екту таксацп та надавати достовiрну iнформацiю тд час !х використання. У сучасних умовах облж заготовлено! деревини мае супроводжуватися визначенням об'емно! та розмiрно-якiсно! структури для подальшого здiйснення !! матерiально! оцiнки та формування поточного та перспективного планування виробничо! дiяль-ностi пiдприемства.
Питання розмiрно-якiсно! та сортиментно! структури дерев дослщжувало багато учених: М. П. Анучш (Anuchin, 1982), К. £. Нiкiтiн (Nikitin, 1984), П. I. Лаки-да (Lakyda, 1990, 2013), А. А. Строчинський (Strochynskyi, 1990, 2007, 2009, 2013), О. А. Прс (Girs, 2009, 2013), С. М. Кашпор (Kashpor, 2013), В. В. Миро-нюк (Myroniuk, 2006, 2007, 2009, 2013), В. А. Свинчук (Svynchuk, 2009) та iн.
Одним iз основних етапiв люотаксацшних досль джень е перевiрка розроблених математичних моделей щодо !хньо! точносп та ввдповщносп об'екту досль дження, а також порiвняння отриманих результапв з наявними аналогами.
Мета до^дження. Порiвняння розроблених нор-мативiв об'ему та розмiрно-якiсно! структури дерев пр-кокаштана звичайного з чинними аналогами.
Матерiали та методика дослвдження. Пiд час роз-роблення нормативiв об'ему та розмiрно-якiсно! структури використано обмiр 94 дерев пркокаштана звичайного в зелених насадженнях Киева.
Об'ем дерев моделюеться в два етапи: спочатку опра-цьовуеться математична модель об'ему дерева з вико-ристанням видових чисел дерев (/д), а тсля цього виз-начаеться спiввiдношення об'емiв стовбура та гiлок крони.
Дослвдивши морфологiчнi особливостi дерев прко-каштана звичайного в зелених насадженнях Киева (Les-тк, 2016а), а також взявши до уваги результати досль джень iнших вчених (Мугопшк, 2006), було прийнято рiшення використовувати при математичному моделю-ваннi об'ему показник видового числа дерева (/д), а не стовбура, осшльки однозначно визначити центральну вiсь стовбура i встановити його повнодеревнiсть е не-можливим:
f =
Vd g ■ h
(1)
де: Vd - об'ем дерева, м ; g - площа поперечного перерь
1нформащя про aBTopiB:
Леснiк Олександр Миколайович, астрант, мапстр. Email: [email protected] ripe Олександр Анатолiйович, д-р с.-г. наук, професор. Email: [email protected]
Цитування за ДСТУ: Леснт О. М., Прс О. А. Пор1вняння розроблених норматив1в об'ему та розм1рно-яккно'|' структури дерев пркокаштана звичайного в зелених насадженнях мкта Киева з наявними аналогами. Науковий вкник НЛТУ Украши. 2017. Вип. 27(5). С. 34-37.
Citation APA: Lesnik, O. M., & Glrs, O. A. (2017). Comparison of the developed object standards and size-quality structure of Aesculus Hippocastanum in green stands of Kyiv city with existing analogues. Scientific Bulletin of UNFU, 27(5), 34-37. https://doi.org/10.15421/40270506
зу дерева на висоп 1,3 м, м ; h - висота дерева, м.
Об'ем дерева визначено за класичною формулою ль сово! таксацп
V = ghfд. (2)
Внаслвдок проведеного аналiзу отримано таку мате-матичну модель видових чисел дерев (Lesnik, 2016Ь):
-165,059
fd =-
(3)
d - 375,648
де d - дiаметр дерева на висоп 1,3 м, см
Математичш моделi розробляють на основi бази на-
уково-дослвдно1 шформаци, яка метить таку шформа-
цiю про модельш (облiковi) дерева: дiаметр стовбура на
висоп 1,3 м (й^з), висота дерева (h), висота стовбура до
розгалуження гiлок 0гр), частка об'ему стовбура (Рст),
об'ем дерева (¥д).
Внаслвдок проведеного математичного моделюван-
ня отримано так1 аналiтичнi моделi для визначення
(Lesnik, 2016Ь):
• частки об'ему стовбура дерева
„ „ 169,68 130,17 1520,42 10674,4 Рст = 54,33---—+ Л +-----^ ; (4)
h„
hp2
d
d 2
' загального об'ему дерева
= ^.h. -165,Q59 .10-4; 4 d - 375,648
(5)
' об'ему стовбура
Vd ( „„ 169,68 130,17 1520,42 10674,4 Vcm = —. 54,33---— +-+-----; (6)
100 I hp hp2 d d2 1'w
r<p
• об'ему крони
^кр = ^д - ^ст . (6)
Моделювання розмiрно-якiсноl структури деревного запасу включае в себе дослiдження виходу дшово1 дере-вини, дров, вдаздв (РЯл, Рдров , Pвiдх ) вщ загального об'ему стовбура, а також розподiлу дшово1 деревини за категорiями крупностi - груба, середня, дабна (Ргрб,
Рсрд, Рдрб) у вiдносних величинах.
Ра результатами багатоварiантного пошуку встанов-лено параметри математичних моделей розмiрно-якiс-но! структури стовбурiв дерев (Lesnik, 2017):
„ 96,58523- d + 894,2961, (7)
d + 22,75856 = 1,97105. d + 632,2306 дх = d + 37,21172
-^дров = 100 — Рдт —Рвгдх •
Ргрб =
(8) (9)
Розподiл дшово1 деревини за категорiями крупностi описуеться такими математичними залежностями:
0, d < 28; -1534 + 96-d -1,41-й2, 28 < d < 40; (10) 100, d > 40;
0, й < 16; 100 - Ргрб - Рдрб, 16 < й < 36; (11)
0, й > 36;
100, й < 12; 353,56 - 27,131 - й + 0,499 - й2,12 < й < 20; (12) 0, й > 20;
P =
1 срд
Рдрб =
Детальнiше методику проведених дослвджень описано у попередшх публiкацiях (Lesnik, 2016, 2017).
Результата дослвдження. У зв'язку з тим, що для гiркокаштана звичайного ввдсутт нормативи розмiрно-як1сно1 структури, то було прийнято рiшення викорис-тати для порiвняння нормативи для клешв ясенелистого та срiблястого (Strochynskyi, 2007, 2013), як видiв, як1 мають багато спiльного у фiзiологiчних особливостях та використовуються з аналопчною метою на вироб-ництвi. Необхiднiсть розроблення саме безрозрядних нормативiв об'ему та розмiрно-якiсноl структури дерев гiркокаштана обгрунтовано на основi даних табл. 1, в якш наведено розподiл модельних дерев за розрядами висот зпдно з чинними нормативами (№кйш, 1984).
Табл. 1. Розподш кiлькостi дерев за розрядами висот дерев
До^дний Розряд висот Не потрапили в Разом
матерiал 1 2 3 4 5 розрядт шкали
Кшьюсть дерев - - - 1 3 90 94
Як видно з табл. 1, майже 96 % модельних дерев знаходяться за межами розрядних шкал. Це можна по-яснити тим, що дерева яш зростають на ввдкритому просторi в умовах урбанiзованого середовища, за ста-лих значень дiаметра досягають значно меншо1 висоти, шж у лiсових насадженнях. Цю особливють вiдзначено як у власних дослвдженнях (Lesnik, 2016), так i шших науковцiв (Myroniuk, 2006). Отже, на основi наведених вище даних, остаточно було тдтверджено правильнiсть прийнятого ршення, щодо розроблення безрозрядних нормативiв об'ему та розмiрно-якiсноl структури.
Для порiвняння розроблених нормативiв об'ему з чинними виконано порiвняльний аналiз видових чисел. Розраховаш за математичною моделлю значення видових чисел дерев пркокаштана звичайного порiвняли iз значеннями, покладеними у нормативи об'ему та сорти-ментно1 структури дерев кленiв (ясенелистого та срiб-лястого) забудовано1 частини мют (Strochynskyi, 2007, 2013; Муготик, 2006, 2007, 2013). 1хню графiчну ^с-трацiю наведено на рис. 1. Як видно з цього рисунку, розроблена математична модель видового числа дерев пркокаштана ютотно вiдрiзняеться вщ застосо-вано1 при моделюванш кленiв.
16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 Д1аметр дерева на виссш 1.3 м, см
Рис. 1. Гра(фчна шюстращя моделей видового числа
У табл. 2 виконано порiвняння модельних значень (Lesnik, 2016) та основних складових частин об'ему дерев пркокаштана звичайного з вщповвдними !м норма-тивними значеннями для дерев клешв (ясенелистого та срiблястого) (Strochynskyi, 2007, 2013, Муготик, 2006, 2007, 2013) за стало1 висоти розгалуження дерев (2 м), та середшх висот модельних дерев пркокаштана зви-чайного.
З ще1 таблицi видно, що розходження мiж об'емами дерев загалом та за основними !х складниками е ютот-ними. Так, порiвняно з кленом, об'ем дерев пркокаштана звичайного за сталих значень дiаметра та висоти де-
рев меншi в середньому на 4-6 %, об'ем крон - на 922 %, при цьому об'ем стовбурiв на 10-15 % перевищуе аналопчний показник для дерев клена.
Табл. 2. Порiвняння розроблених математичних моделей об'ему дерева та його складових частин з нормативними даними
Дiаметр, см 16 24 32 40 48 56 64
Висота, м 7,0 9,6 12,0 14,3 16,4 18,5 20,6
Пркокаштан звичайний
Об'ем дерева, м3 0,065 0,204 0,463 0,882 1,499 2,358 3,505
Об'ем стовбура, мз 0,036 0,095 0,181 0,294 0,436 0,608 0,813
Об'ем крони, мз 0,029 0,108 0,282 0,588 1,063 1,750 2,693
Клени (ясенелистий, срiблястий)
Об'ем дерева, мз 0,068 0,213 0,484 0,921 1,570 2,481 3,714
Об'ем стовбура, мз 0,033 0,081 0,153 0,254 0,387 0,560 0,778
Об'ем крони, мз 0,035 0,132 0,331 0,668 1,183 1,921 2,936
Вiдхилення
Об'ем дерева, % -4,7 -4,5 -4,4 -4,5 -4,7 -5,2 -5,9
Об'ем стовбура, % 7,6 15,2 15,5 13,8 11,2 8,0 4,3
Об'ем крони, % -20,0 -21,9 -17,2 -13,6 -11,2 -9,8 -9,0
1 п
m =
ni=1
(13)
де: Si - величина вщхилення i-го спостереження у вщ-сотках; n - юльшсть спостережень.
,(S - m)2
(14)
Для визначення точностi розроблено! математично! моделi частки об'ему стовбура дерев пркокаштана зви-чайного (4), розраховано значения !! систематично! (m) та середньоквадратично! помилок (с):
24 28 32 36 40 44 48 52 Д1аметр дерева на впсо'п 1.3 м, см
Рис. 2. Залежтсть частки об'ему стовбурш за розмiрно-якiсни-ми категоршми
Як видно з рис. 2, розходження об'емiв у розмiрно-як1сних категорiях розроблених моделей для пркокаш-тана звичайного та порiвнювальних нормативiв для клешв ясенелистого та срiблястого е неютотними. Це можна пояснити як фiзiологiчними особливостями да-них деревних видiв (вiдсутнiсть центрального стовбура дерева на всю висоту дерева), так i спшьшстю територп об'ектiв дослвдження.
На рис. 3 графiчно проiлюстровано порiвняльний розподiл об'ему стовбурiв за розмiрно-якiсними катего-р1ями крупност!
Розраховаш вiдхилення систематично! помилки та середньоквадратичного вiдхилення вiдповiдно станов-лять 0,15 % та 0,96 %, тобто е незначущими.
Також проведено перевiрку адекватностi (в) роз-роблено! математично! моделi дослiдним даним, яку розраховували за такою формулою:
, (15)
(Е у - у )2
де: в - адекватшсть моделi; у - фактичш значения ве-
личини; У - модельнi значення величини; У - середне арифметичне значення величини.
Адекватшсть моделi дослiдним даним ввдповщно дорiвнюе 0,87. Обчислене значення критерш Фiшера (1,20) менше вiд критичного значення (2,69). За тако! умови гшотезу про вiдповiднiсть моделi (4) дослщним даним доцiльно прийняти на 5 %-му рiвнi значущостi. Отже, на основi проведеного аналiзу можна стверджу-вати, що модель адекватна дослвдним даним i вщповь дае основним вимогам щодо точностi моделювання вщ-повiдних лiсотаксацiйних нормативiв.
Подальшi дослвдження пов'язаиi з порiвияниям ос-новних складников об'ему стовбурiв дерев за розмiрно-як1сними категорiями. Так, на основi проведених досль джень та розроблених математичних аналiтичних за-лежностей мiж дiаметром та розмiрно-якiсними катего-рiями дерев гiркокаштана (Lesnik, 2017) проведено по-рiвияния отриманих результатiв з наявними аналогами (Мугошик, 2006) (рис. 2).
Сз4 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Диметр дерева на biicoti 1.3 м, см sгруба деревина( модель) шгрубадеревина за даннмпМпронюкаБ. В.
■ середня деревина(модель)
■ середня деревина за даними Мнронюка В. В.
■ др1бна деревина (модель)
¡8 др1бна деревина за даними Мнронюка В. В.
Рис. 3. Залежтсть частки дшово! деревини стовбурш дерев пркокаштана звичайного та клешв ясенелистого та срiблястого за крупшстю
Зпдно з даними рис. 3, розмiрно-якiсна структура дшово!' деревини стовбурiв дерев гiркокаштана звичайного та клешв ясенелистого та срiблястого мають значнi розходження, стандартне вiдхилення для дрiбно! деревини становить 41,9 %, середньо! - 38,7 %, грубо! -20,2 %.
Висновки. Порiвияния розроблених нормативiв для дерев пркокаштана звичайного та клена (ясенелистого та срiблястого), яш використовували як аналог, показало значш розбiжиостi в !х об'емнiй та розмiрно-якiснiй структура Отже, е сенс запропоноваиi нормативи впро-вадити у виробничу дiяльнiсть пiдприемств з утриман-ня зелених насаджень.
Перелiк використаних джерел
Anuchin, N. P. (1982). Lesnaya taksaciya [Forest taxation]. Moscow:
Lesnaya promishlenost. [in Russian]. Kashpor, S. M., & Strochynskyi, A. A. (Ed.). (2013). Lisotaksatsiinyi dovidnyk: zatv. Derzhavnym ahentstvom lisovykh resursiv Ukrainy [Guide about forest taxation]. Kyiv: Vydavnychyi dim "Vinichen-ko". [in Ukrainian].
n
Lesnik, O. M. (2016a). Osoblyvosti vplyvu urbanizovanoho sere- Sortymentnie. (1984). Sortymentnie tablicy dlya takscyi lesa na
dovyshcha na povnoderevnist derev hirkokashtana zvychainoho v kornyu [Quality list for the taxation of the growing forest]. Kyiv:
zelenykh nasadzhenniakh mista Kyieva [Features of urban environ- Urozhay. [in Russian].
ment influence on chestnut trees ful-timber-factor in Kyiv urban fo- Strochynskyi, A. A., & Lakyda, P. I. (1990). Normatyvy dlia vyznac-
rests]. Naukovyi visnyk NUBiP Ukrainy, 238, 33-39. [in hennia zapasu i sortymentnoi struktury shtuchnykh sosnovykh dere-
Ukrainian]. vostaniv [Normative standards for determination of standing volu-
Lesnik, O. M. (2016b). Matematychne modeliuvannia obiemu derev me and sortiment structure of homogeneous pine stand] (Vol. 1, pp.
hirkokashtana zvychainoho v zelenykh nasadzhenniakh Kyieva 16-19). Lviv: UkrDLTU. [in Ukrainian].
[Mathematical volume modelling of aesculus hippocastanum trees Strochynskyi, A. A., Myroniuk, V. V., & Manita, O. G. (2007). Nor-
in urban forest in Kyiv]. Retrieved from: http://eiournal.studnu- matyvy ob'iemu ta sortymentnoi struktury derev zabudovanoi
bip.com/wp-content/uploads/2016/12/necmK.pdf chastyny mist [Volume quality structure standards in the urban
Lesnik, O. M. (2017). Some characteristics of dimensional and quali- city]. Kyiv: NAU. [in Ukrainian].
tative structure of Aesculus hippocastanium trees in urban forest in Strochynskyi, A. A., Myroniuk, V. V., Girs, O. A., & Svynchuk, V.
the city of Kyiv. Scientific Bulletin of UNFU, 27(4), 48-51. A. (2009). Normatyvy obiemu, sortymentnoi struktury i tovarnosti
https://doi.org/10.15421/40270410 perestyhlykh sosnovykh derevostaniv lisiv naselenykh punktiv i ze-
Myroniuk, V. V. (2006). Normatyvy obiemu ta sortymentnoi struk- lenykh zon [Normative standards of volume, sortiment structure and
tury derev klena v umovakh zabudovanoi chastyny mista Kyieva merchantability of overripened pine stand in urban forest and green
[Standards for evaluation of volume and assortment structure of areas]. Kyiv: VTs NUBiP Ukrainy. [in Ukrainian]. maple trees in the urban area of Kyiv]. Ahrarna nauka i osvita, 7(3-4), 108-113. Kyiv. [in Ukrainian].
А. Н. Лесник, А. А. Гирс
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина
СРАВНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ НОРМАТИВОВ ОБЪЕМА И РАЗМЕРНО-КАЧЕСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ДЕРЕВЬЕВ КАШТАНА ОБЫКНОВЕННОГО В ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ
ГОРОДА КИЕВА С СУЩЕСТВУЮЩИМИ АНАЛОГАМИ
Деревья, которые растут в зеленых насаждениях города, испытывают негативное влияние урбанизированной среды, это непосредственно влияет на их рост, развитие, а также количественные и качественные показатели. В работе выполнено сравнение значений видовых чисел, а также разработанных математических моделей объема и размерно-качественной структуры деревьев каштана обыкновенного с данными для деревьев кленов (ясенелистного и серебристого). Разработанные и сравниваемые нормативы относятся к категории безразрядных, входами в которые есть диаметр на высоте груди, высота дерева и высота разветвления ствола дерева. Сравнение разработанных нормативов объема и размерно-качественной структуры деревьев каштана в зеленых насаждениях Киева с действующими аналогами показало значительные различия в соответствующих показателях, что свидетельствует об актуальности выполненной работы. Адекватность разработанной модели процента объема ствола дерева исследовательским данным соответственно равна 0,87. Вычисленное значение критерия Фишера (1,20) меньше критического значения (2,69). Вычисленные значения систематической ошибки и среднеквадратичного отклонения не превышают допустимых в лесной таксации границ и соответственно составляют 0,15% и 0,96%. Разработанные нормативы соответствуют основным требованиям по точности лесотаксационных нормативов и могут использоваться для учета древесины, заготавливаемой во время выполнения реконструктивных работ в зеленых насаждениях городов и других населенных пунктов.
Ключевые слова: видовое число дерева; объем дерева; деловая древесина; дрова, отходы.
O. M. Lesnik, O. A. Girs
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
COMPARISON OF THE DEVELOPED OBJECT STANDARDS AND SIZE-QUALITY STRUCTURE OF AESCULUS HIPPOCASTANUM IN GREEN STANDS OF KYIV CITY WITH EXISTING ANALOGUES
The existence of a scientifically-grounded regulatory framework for the material assessment of the volume and its size-quality structure is a prerequisite for rational accounting and the use of wood that is harvested during the reconstructive cutting in urban stands. One of the main stages of forest estimation researches is to test the developed mathematical models regarding their accuracy and compliance with the forest estimation object, as well as comparison of the results with existing analogues. Trees growing in the green forest of the city are negatively affected by the urban environment, which directly affects their growth, development, as well as quantitative and qualitative parameters. In this research a comparison of the values of the species numbers, as well as the developed standards of the volume and indicators of size-quality tree structure from the total volume of Asculus hippocastanum trunk with the corresponding data for Acer trees (Acer negundo and Acer saccharinum) were done. The developed and comparative standards belong to non-sort category, which are determined by the diameter at the chest height, the tree height and the height of branching of tree trunk. Comparison of the developed standards of volume and size-quality structure of Aesculus hippocastanum trees in green plantations of Kyiv with current analogues showed significant differences in the corresponding indicators, which proves the relevance of the work performed. The adequacy of the percentage model of the tree trunk volume to the experimental data, accordingly, is equal to 0,87. The calculated value of Fisher's criterion (1,20) is less than the critical value (2,69). The calculated values of the systematic error and the mean square deviation do not exceed the limits allowed in the forest estimation and accordingly make up 0,15% and 0,96%.
Keywords: species number of a tree; wood volume; merchantable wood; firewood; waste.
