CC BY
20
УДК630*56:582.632.2 Доц. О.П. Бала, канд. с.-г. наук; астр. €.Ю. Хань -
НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Кшв
СТАТИСТИЧН1 ПЕРЕДУМОВИ МОДЕЛЮВАННЯ РОСТУ
МОДАЛЬНИХ ДЕРЕВОСТАН1В ДУБА ЗВИЧАЙНОГО ВЕГЕТАТИВНОГО ПОХОДЖЕННЯ Л1СОСТЕПУ УКРА1НИ
Проан^зовано основш таксацiйнi показники повидшьно! бази даних дубових де-ревостанiв Люостепу Укра!ни ВО "Укрдержлiспроект" станом на 01.01.2011 р. За допо-могою кластерного аналiзу здшснено класифшацвд та групування даних та з викорис-танням /-кригервд Ст'юдента встановлено, що вагомий вплив на рют дуба звичайного мають його походження та умови мiсцезростання. Статистично шдтверджено значу-щiсть рiзницi мiж таксацшними показниками деревостанiв дуба звичайного насшневого та вегетативного походження для лшо- та правобережно! частин люостепово! зони.
Ключовi слова: дуб звичайний, модальш деревостани, походження деревостанiв, критерiй Ст'юдента, кластерний аналiз.
Вступ. Отримання достовiрних моделей для прогнозування росту та роз-витку модальних деревостанiв дуба звичайного вегетативного походження Ль состепу Украши насамперед е результатом систематичного шдходу та статис-тичного обгрунтування залежностей в окремих, однорiдних за властивостями, групах дослiдних даних. Саме тому шдтвердження або заперечення гшотези про значущiсть рiзницi мiж основними таксацшними показниками у дубових деревостанах вегетативного та насшневого походження для дослщжуваного ре-гюну е передумовою для створення окремих моделей для прогнозування росту деревосташв [1, 2].
Мета дослщжень - уточнення класифжацп подiлу дослiдних даних на групи деревосташв насiнневого та вегетативного походження. Для цього дос-лiднi даш було подалено на окремi групи за походженням та класами вшу. По-дальшим завданням було статистичне обгрунтування значущостi рiзницi основ-них таксацiйних показникiв деревостанiв дуба звичайного насшневого та вегетативного походження.
Матер1али та методи. Для виконання дослiджень проведено статистич-ний аналiз повидально!' бази даних, надано!' ВО "Укрдержлкпроект", що харак-теризуе деревостани дуба звичайного Лкостепу Украши. Загальний обсяг ви-бiрки з бази становив 207869 таксацшних видiлiв загальною площею 884709,3 га, ят заходяться у Вiнницькiй, Киíвськiй, Полтавськiй, Рiвненськiй, Сумськiй, Терношльськш, Харкiвськiй, Хмельницькiй, Черкаськiй, Чершпвсь-кш областях. Для аналiзу даних використано загальш принципи математично!' статистики та методики, що застосовуються у лковш таксацл [3].
Результати та узагальнення. Аналiз даних проведено у два етапи. На першому етапi за допомогою /-критерда Ст'юдента та р-рДвня значущостi здiйснено порДвняння груп рДзного походження за основними таксацiйними показниками. Для бюметричних розрахункiв прийнято величину р-ршня -0,05 % [3]. На другому еташ за допомогою кластерного аналiзу проведено уточнення отриманих даних.
Бюметричш показники поршняння таксацiйних показниюв дослщжува-них груп наведено в табл. На основД отриманих даних можна вважати, що масив
Нащональний лкотехшчний унiверситет Укра'ни
дослiджуваних груп мае значущу рiзницю, осктьки зпдно з даними, наведени-ми в табл., значення /-критерш Ст'юдента для бшьшосл показникiв за всiма класами вшу значно перевищують критичнi величини (2.0), а середш значення таксацшних показникiв дубових деревостанiв насiнневого та вегетативного по-ходження одного вшу iстотно рiзняться мiж собою [3]. Це можна пояснити бь олопчними особливостями росту дуба звичайного вегетативного походження, зокрема швидким ростом у молодому вщ та зниженням його штенсивносп в старшому вiцi. Даш анаизу дубових деревостанiв за основними таксацшними показниками наведено на рис. 1-3.
Табл. Бюметричт характеристики основних таксацшних показнитв настнсвих i вегетативних дубових деревостатв
& я о (Й « Середня висота, м Середнш дiаметр, см Запас, м3та-1
середне значення г середне значення г середне значення г
насш-невi вегета-тивш насш-невi вегета-тивш насш-невi вегета-тивш
I 2,5 2,8 -2,05 2,9 3,6 -4,00 11 15 -2,44
II 5,3 7,1 -13,58 6,1 9,6 -16,40 32 50 -12,70
III 9,8 10,8 -8,90 11,3 13,5 -14,88 79 85 -4,93
IV 13,4 14,6 -11,22 15,4 17,3 -12,77 123 131 -4,84
V 17,0 17,3 -6,85 19,5 20,7 -16,01 180 169 10,08
VI 19,6 19,6 -0,22 22,4 24,0 -39,37 221 202 32,73
VII 21,4 21,2 12,19 25,2 26,5 -47,55 254 229 63,15
VIII 23,3 22,7 40,56 28,2 28,9 -27,24 281 250 86,38
IX 24,5 23,8 50,12 30,8 31,8 -43,80 293 264 96,40
X 25,5 24,7 59,26 34,7 34,1 22,31 298 278 57,57
XI 26,2 25,6 31,89 37,4 37,5 -4,06 305 285 41,21
XII 26,7 26,1 27,03 40,1 39,9 4,78 300 283 21,70
XIII 27,0 26,9 3,24 42,6 42,9 -3,96 290 295 -4,20
XIV 27,1 27,5 -10,6 43,9 45,1 -10,29 282 300 -13,23
XV 27,1 27,2 -0,93 43,6 47,0 -6,86 324 298 3,28
Рис. 1. ДинамЫа дубових деревостатв Л^остепу Украти за середтм дiаметром
I II III IV V VI VIIVIII IX X XI XIIXIIIXIV XV Клас ЕПК-у Рис. 2. ДинамЫа дубових деревостамв Лкостепу Украти за середньою висотою
---HacÍHH€BÍ
-вегетативш
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIIIXIV XV' Клас BÍKy Рис. 3. ДинамЫа дубових деревостамв Л^остепу Украти за середнт запасом
Наведет вище графки показують, що деревостани дуба звичайного вегетативного походження до V класу вжу перевищують за середшми такса-цiйними показниками деревостани дуба звичайного насшневого походження, але згодом, в зв'язку з бюлопчними особливостями, рiст у деревостанах дуба звичайного вегетативного походження сповшьнюеться, тому перестшш деревостани незалежно вщ походження мають майже однаковi середш таксацiйнi показники.
Окрiм того, враховуючи, що розподiл дубових деревостанiв насшневого та вегетативного походження не е рiвномiрним на територií Лiсостепу Украши, додатково застосовано кластерний аналiз для класифкацп та групування даних як за походженням, так i за регюном мiсцезростання. Алгоритм розрахункiв для цього аналiзу передбачае об'еднання об'екпв у достатньо великi кластери, вико-ристовуючи певну мiру подiбностi або вщстань мiж об'ектами [5].
Шд час визначення кластерiв використовують такi поняття:
• Mipa вщсташ - дае змогу розрахувати матриц вiддалi за певним обраним методом;
• правило об'еднання або зв'язку - визначае методи поеднання в кластери.
Для проведення аналiзу розраховуеться матриця вiдстаней за певною мь рою, потiм, залежно вщ обраного правила (методу) об'еднання, вщбуваеться вiднесення об'ектiв до рiзних кластерiв та утворення деревоподiбноí структури.
Найчастше застосовуваним типом розрахунку вiдстаней е "Евклщова вiдстаньм. Як правило об'еднання використано метод Варда, який застосовуе методи дисперсшного аналiзу для ощнки вiдстанi мш кластерами. Метод мшь мiзуе суму квадратiв для будь-яких двох кластерiв, якi можуть бути сформоваш на кожному кроцi.
Групування у кластери проводимо для таких таксацшних показниюв: се-редня висота, середнш дiаметр i запас. Графiчну iнтерпретацiю отриманих даних наведено на рис. 4-6.
Як бачимо з даних рис. 4, утворилось п'ять кластерiв, причому спостерь гаеться значна вщмшшсть мш вегетативними та насшневими деревостанами дуба звичайного Лiвобережного та Правобережного Лiсостепу. Це дае змогу стверджувати, що походження та умови мiсцезростання iстотно впливають на рют дуба звичайного та потребуе врахування при подальшому моделюваннi процеав росту цiеí породи.
При порiвняннi середнiх висот дослiджуваних груп також спостерь гаеться вiдмiннiсть мiж деревостанами Лiвобережного та Правобережного Ль
Нащональний лкотехшчний ушверситет Укра'ни
состепу, варто зауважити, що деревостани дуба звичайного насшневого та вегетативного походження мають незначш в1дмшност1 за середньою висотою.
Рис. 4. ДеревоподЬбна дЬаграма кластерних об'ектЬв при порЬвнянт за середнт дЬаметром
Рис. 5. ДеревоподЬбна дЬаграма кластерних об'ектЬв при порЬвнянт за середньою висотою
Рис. 6. ДеревоподЬбна дЬаграма кластерних об'ектЬв при порЬвнянт за середшм запасом
У зв'язку з тим, що в дубових деревостанах вегетативного походження штенсившсть росту з вжом знижуеться, саме тому спостер1гаеться р1зке змен-шення в таких насадженнях запасу на одиницю площ1, починаючи з ^^ класу вжу.
При порiвняннi дослвджуваних груп за середшм запасом рiзниця мiж ве-гетативними деревостанами .Швобережного та Правобережним Лкостепу нез-начна, але cnocтepiгаeтьcя певна вщмшнкть з наciннeвими деревостанами.
Висновки. Пpoаналiзyвавши ocнoвнi такcацiйнi показники дубових де-ревостанш Лicocтeny Украши, е шдстави стверджувати, що за своши бюмет-ричними показниками деревостани наciнневoгo та вегетативного походження вiдpiзняютьcя мiж собою у будь-якому вжовому npoмiжкy. Вагомий вплив на picт дуба звичайного мають умови мicцeзpocтання, тому шд час розроблення моделей oцiнки та прогнозу росту дубових деревосташв пoтpiбнo проводити розподал за походженням та регюном мicцeзpocтання. Такий noдiл дасть змогу отримати бшьш кopeктнi дан для проведення прогнозу росту дубових деревосташв.
Лггература
1. Бала О.П. Система моделювання оцшки та прогнозу росту штучних мшаних дубових деревосташв Лсостепу Украши : дис. ... канд. с.-г. наук: спец. 06.03.02 / Бала Олександр Петрович. - К., 2004. - 145 с.
2. Лакида П.1. Жси Полтавщини: бюпродуктившсть i динамжа : монографш / П.1. Лакида, Р.В. Сендзюк, О.В. Морозюк. - Корсунь-Шевченювський : Вид-во ФОП 1.С. Майдаченко, 2011. - 219 с.
3. Никитин К.Е. Методы и техника обработки лесоводственной информации / К.Е. Никитин, А.З. Швиденко. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1978. - 272 с.
4. Шмойлова Р.А. Теория статистики : учебник / Р.А. Шмойлова, В.Г. Минашкин, Н. Садовникова. - М. : Изд-во "Финансы и статистика", 2001. - 560 с.
Бала А.П., Хань Е.Ю. Статистические предпосылки моделирования роста модальных древостоев дуба обыкновенного вегетативного происхождения Лесостепи Украины
Проведен анализ повыдельной базы данных дубовых древостоев Лесостепи Украины ПО "Укргослеспроект" по состоянию на 01.01.2011 г. С помощью кластерного анализа осуществлена классификация и группировка данных, также с использованием t-критерия Стьюдента установлено, что существенное влияние на рост дуба обычного имеют его происхождение и условия произрастания. Статистически подтверждена значимость разницы между основными таксационными показателями семенных и вегетативных древостоев дуба обыкновенного для лево- и правобережной частей лесостепной зоны.
Ключевые слова: дуб обыкновенный, модальные древостои, происхождения древостоев, критерий Стьюдента, кластерный анализ.
Bala O.P., Khan E. Yu. Preliminary Statistical Analysis of Vegetative Origin Oak Stands Growth in Ukrainian Forest-Steppe Zone
Main mensuration indices of vegetative origin oak stands in Ukrainian forest-steppe zone based on data of the national forestry database of the Ukrainian Forest Inventory Enterprise (UFIE) "Ukrderzhlisproekt" (01.01.2011) were analyzed. Data classified via cluster analysis and using the Student t-test revealed that a significant effect of oak growth has its origin and growth conditions. Statistical hypothesis of difference between seed and vegetative origin oak stands of the right-bank and left-bank in forest-steppe zone of Ukraine are confirmed.
Keywords: oak, modal stands, stands origin, Student's t-test, clustering.
