CC BY
11
УДК 630*308 Н.И. Роженцова
Марийский государственный технический университет
Роженцова Наталья Игоревна родилась в 1978 г, окончила в 2001 г. Марийский государственный технический университет, старший преподаватель кафедры информатики МарГТУ. Имеет более 10 печатных работ в области технологии и оборудования лесопромышленных производств. E-mail: nata_roz@mail.ru
ПРОВЕРКА ДОСТОВЕРНОСТИ ПРОГНОЗОВ ТАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДРЕВОСТОЕВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РУБОК ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
Апробирована методика прогнозирования таксационных показателей сосновых дре-востоев, проверены ее достоверность и возможность применения в реальных насаждениях.
Ключевые слова: таксационные показатели древостоев, рубки промежуточного пользования, закон распределения, корреляция.
Рубки промежуточного пользования - одно из важнейших мероприятий по улучшению породного состава, повышению устойчивости насаждений, увеличению размеров лесопользования с единицы площади, усилению средообразующих, защитных и водоохранных функций леса. Они заключаются в периодической вырубке части деревьев с момента образования насаждения и заканчиваются за 10.. .20 лет до возраста главной рубки.
В зависимости от вида каждая рубка соответствует определенному возрасту древостоя; например, в хвойном насаждении: рубка осветления -молодняк до 10 лет, прочистки - 11.20 лет, прореживания - 21.40 лет, проходная рубка - 41 год и более. В связи с этим, лесопользователям было бы важно и удобно иметь для каждого конкретного выдела рациональную программу рубок промежуточного пользования на весь период выращивания древостоя, где будет указано количество приемов рубок (разреживаний), возраст древостоя на очередном приеме или год рубки и интенсивность его выборки.
Для построения подобного плана рубок была предложена методика [3], согласно которой выполняются расчеты таксационных показателей вырубаемой и оставляемой частей древостоя и осуществляется их прогнозирование для оставшейся его части после рубки (разреживания).
Данная методика прошла опробацию на участках лесного фонда Санчурского лесхоза Кировской области. В сосняках были выбраны выдела разного размера с древостоями в возрасте от молодняков и до главной рубки, на которых проводились рубки промежуточного пользования с количеством приемов от 1 до 5. По материалам лесоустройств и лесорубочных билетов были собраны таксационные характеристики этих выделов и объемы заготовленной в них древесины в годы рубок. Методика сбора информации на примере выдела № 15 А (квартал № 16) представлена в табл. 1 (лесные культуры 1939 г., посадка ручная).
Таблица 2
Сопоставление реальных (практических) и полученных по методике прогнозирования (теоретических) таксационных данных
№ квартала (выдела) Возраст, лет, древостоя, в котором проводилось Запас, м3 Густота, шт./га Диаметр, см
расчетный по материалам лесоустройства расчетная по материалам лесоустройства расчетный по материалам лесоустройства
лесо-устройство изре-жива-ние
16(43) 52 - 260 260 1000 1034 18 18
62 66 274 300 769 723 21 22
75 73 244 270 267 258 29 32
16(44) 42 - 220 220 1316 1316 16 16
52 56 265 250 939 1050 19 18
65 - 289 260 433 572 26 22
61(3) 15 19 60 60 6805 6800 6 6
25 - 145 130 2341 2211 11 12
62(24) 50 - 240 240 1000 1000 18 18
60 71 268 220 749 749 21 20
73 - 299 250 385 412 28 26
63(14) 42 54 190 190 898 898 18 18
52 62 253 250 695 531 21 24
65 67 277 300 274 531 30 24
63(11) 85 93 250 250 181 181 36 36
95 107 257 290 118 160 42 40
108 - 190 150 47 54 53 50
Расчеты были выполнены с использованием программы, написанной в среде VBA и Mathcad. Затем полученные результаты сопоставляли с реальными данными из материалов лесоустройств и лесорубочных билетов (табл. 2).
На основании данных табл. 2 непосредственно для каждого выдела были построены графики (рис. 1) зависимости прогнозируемых (теоретических) и реальных (практических) значений запаса, диаметра и густоты от возраста древостоя.
Рис. 1. Изменение прогнозируемых (1) и реальных (2) значений запаса (а), диаметра (б) и густоты (в) древостоя от его возраста
Рис. 2. Гистограммы распределения относительной погрешности определения запаса (а), диаметра (б) и густоты (в) древостоя: □ - экспериментальные данные; □ - аппроксимированные диаграммы; а - х =
- 0,016, ст2 = 0,026, х2 = 1,007, х % = 6,635, х2 < X2р ; б - х = - 0,04, ст2 = 0,014, X2 = 0,331, х 2р = 9,21, X2 < Xв - х = 0,09, ст2 = 0,058, X2 = 0,378, X 2р = 6,635, X2 < X 2р
Дальнейшие исследования были направлены на проверку достоверности полученных в результате моделирования запаса, диаметра и густоты. Были найдены относительные погрешности каждого из анализируемых параметров, коэффициенты корреляции и определено их распределение [1, 2].
На рис. 2 приведены гистограммы распределения относительных погрешностей прогнозирования запаса, диаметра и густоты древостоя. Проверка закона распределения в соответствии с критерием Пирсона (%2) позволяет сделать вывод, что гипотеза о нормальном распределении относительной погрешности не отвергается при уровне значимости а = 0,01 для всех исследуемых величин.
Для исследуемого запаса доверительный интервал относительной погрешности при уровне значимости а = 0,01 составляет от -0,116 до 0,080, для диаметра - от -0,115 до 0,030, для густоты - от -0,05 до 0,240, что свидетельствует о соответствии прогнозируемых значений реальным данным лесоустройства, поскольку нулевое значение находится в пределах этих интервалов.
Статистический анализ выделов позволил получить корреляционные зависимости между прогнозируемыми и реальными значениями запаса,
Рис. 3. Корреляционные поля значений запаса (а), средних диаметров (б) и густоты (в) древостоя (уравнения регрессии: а - у = 1,089х - 19,54; г = 0,86; б - у = 0,97х + 111,00; г = 0,94; в - у = 0,95х + 0,38; г = 0,89)
диаметра и густоты древостоя. На рис. 3 представлены корреляционные поля значений этих показателей (точки) и линии регрессии, коэффициенты для которых рассчитаны методом наименьших квадратов. Полученные данные свидетельствуют о хорошей сходимости результатов прогноза и эксперимента. Аппроксимация линий регрессии полиномами высших степеней показывает, что коэффициенты при аргументах второй и третьей степеней пренебрежимо малы, а невязки изменяются незначительно по сравнению с невязкой для линейной регрессии.
Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод о достоверности прогнозирования запаса, диаметра и густоты древостоя при проведении рубок промежуточного пользования. Результаты прогноза можно использовать при выборе стратегии проведения этих рубок с оптимизацией по величине прибыли и объему заготавливаемой древесины.
Представленная методика и разработанная на ее основе [1] программа обеспечивают возможность прогнозирования таксационных показателей древостоев и может быть использована специалистами лесного комплекса для решения лесоводственных, технологических и экономических задач при планировании и проведении рубок промежуточного пользования на конкретных участках лесного фонда.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Колемаев, В.А. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст]: учеб. пособие для экон. спец. вузов / В.А. Колемаев, О.В.Староверов, В.Б. Турундаевский; под ред. В.А. Колемаева. - М.: Высш. шк.,1991. - 400 с.
2. Статистическая обработка результатов экспериментов на микро-ЭВМ и программируемых калькуляторах [Текст] / А.А. Костылев [и др.]. - Л.: Энергоатом-издат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 с.
3. Хлюстов, В.К. Закономерности формирования древесного прироста [Текст] / В.К. Хлюстов. - Л.: ЛТА, 1991. - 319 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.10.91, № 3908 - 91.
Поступила 28.01.09
N.I. Rozhentsova
Man State Technical University
Checking Reliability of Forecast for Stands Inventory Characteristics in Thinning
The technique of forecasting inventory characteristics of pine stands is tested, as well as its reliability and possibility of using in the real stands.
Keywords: inventory characteristics of stands, thinning, distribution law, correlation.
Таблица 1
Таксационные данные материалов лесоустройства, лесорубочных билетов и натурных замеров
Год № Изрежи- Год Состав Воз- Вы- Диа- Класс Бо- Тип леса, Пол- За- Объем
лесо- выдела/ ваемая рубки древо- раст, со- метр, воз- ни- тип усло- нота пас заготов-
устрой- пло- пло- Рубка стоя лет та, см раста тет вий ме- на ленной
ства щадь, га щадь, га м стопроиз-растания 1 га древесины, м3
1954 15а/7,4 7,4 Прореживание 1962 10С 15 5 10 1 2 ск,с2 1,0 50 40,0
1968 25/6,6 6,6 Прореживание 1977 10С 29 13 16 2 1 ск,с2 0,8 150 105,8
1980 21/9,4 9,4 Проходная 1982 10С 41 16 18 3 1 ск,с2 0,9 220 198,0
1990 23/9,5 9,5 Проходная 2001 2002 10С 51 20 20 3 1 ск,с2 0,8 250 205,0 123,0
2003 28/8,6 - - 10С 64 23 22 4 1 ск,с2 0,7 260 -
Примечания. 1. Подлесок - можжевельник, рябина; подрост - 10Е(25), 2 м, 2 тыс. шт./га; класс устойчивости - 1, проходимость - средняя, просматриваемость - средняя. 2. ск - сосняк кисличник, с2 - свежий сугрудок.
