Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе

Таксация растущих деревьев

Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе.

Закономерности изменения видовых чисел и коэффициентов формы.

Определение объема растущих деревьев.

Объем сучьев и технической зелени.

В настоящее время требуется определять не только объемы стволов, но и сучьев, а также технической зелени. Объемы сучьев определяют несколькими способами.

- Через видовые числа сучьев.

- По замерам сучьев.

- По объему сучьев в складочных м3.

Известна формула Шиффеля для определения видовых чисел сучьев

fc = 0,08 + 10 q2 + 1,6 Н

Затем объем сучьев получают по формуле Vc = qmHfc.

Голиков В.В. определил объем сучьев, замеряя их диаметры и длину. При этом использовал как простую, так и сложную формулу Губера. Так же поступал и Багинский В.Ф. при определении объемов сучьев в культурах сосны.

Можно определить объем сучьев, обрубив и сложив их с каждого дерева, а затем установить связь

Vc = f(Д, H) или Vc = f(Vд).

Величины, полученные разными способами, приведены в разных справочниках.

Объем древесной зелени обычно выражается в весовых единицах.

Для Беларуси эти данные получены А.М. Кожевниковым, Л.П. Смоляком, Ефименко В. М., Решетниковым В. Ф. и др. и имеются в справочниках. Объем зелени находят как Vз = f(A, Д, Н, П).

Запас насаждения и методы его таксации

Запас насаждения еще не в полной мере характеризует ценность древостоя. Различают запас общий, эксплуатационный и товарный.

Общий запас - это запас всего древостоя. Он складывается из запаса стволовой древесины, сучьев и фитомассы.

Таксация имеет дело в основном с запасом стволовой древесины, хотя в последние годы все большее внимание уделяется всей надземной фитомассе.

Эксплуатационный запас - это запас древостоя, который может быть вырублен в ближайшие 10-20 лет. Его составляют приспевающие, спелые и перестойные древостои.

Товарный запас - это запас той части древостоя, которая имеет сбыт, т.е. будет использована в народном хозяйстве. Его еще называют ликвидным запасом или ликвидом. Последнее выражение употребляется чаще, хотя правильнее говорить “товарный”. В лесхозах обычно употребляют слово “ликвид”.

Товарный запас представляет собой общий запас минус отходы, т.е. деловую и дрова. Все расчеты лесопользования обычно ведут в ликвиде (товарном запасе), т.к. для потребителя важен именно этот запас.

Запас древостоя определяют путем его таксации. Есть несколько методов таксации запаса.

Перечислительная таксация.

В этом случае на интересующем нас участке измеряют толщину всех деревьев. Далее измеряют высоту 9 деревьев из средних ступеней толщины для установления разряда высот. Ее находят по специальным таблицам

На производстве величину ступени толщины принимают 4 см. Вообще, есть формула Кунце (1891 г.), по которой устанавливают величину ступени толщины С = Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе - №1 - открытая онлайн библиотека ,

где С - величина ступени толщины;

Дm - средний диаметр древостоя;

р - требуемая точность определения объема ствола.

Подобную формулу для молодняков вывел В.А. Годенков (1970):

С = Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе - №2 - открытая онлайн библиотека

При р = 1% дробность ступеней толщины следующая.

Дробность ступеней толщины при р = 1%

Средний диаметр древостоя 2-4 4-1-8 8; 1-16 более 16
Размер ступеней толщины 0,5 1,0 2,0 4,0

Таблица разрядов высот древостоев ели (по В.К. Захарову)

Диаметр на высоте груди, см Пределы изменения высот в м по разрядам
I II III IV V
26,0-24,1 24,0-22,1 22,0-20,1 20,0-18,1 18,0-16,1 16,0-14,0
28,0-26,1 26,0-24,1 24,0-22,1 22,0-20,1 20,0-18,1 18,0-16,0
31,0-29,1 29,0-29,6 26,5-24,1 24,0-22,1 22,0-20,1 20,0-18,0
32,0-30,1 30,0-28,1 28,0-26,1 26,0-23,6 23,5-21,1 21,0-19,0
34,0-32,1 32,0-29,6 29,5-27,1 27,0-24,6 24,5-22,1 22,0-20,0
35,0-33,1 33,0-30,6 30,5-28,1 28,0-25,6 25,5-23,1 23,0-21,0

Выборочные методы таксации. Различают выборочно-перечислительные и выборочно-измерительные.

Выборочно-перечислительные методы включают закладку пробных площадей. Это могут быть ленточные пробы, круговые площадки, пробные площади другой формы: квадратные, прямоугольные и т.д. Особенность этого метода в том, что на пробах делается сплошной перечет деревьев, а запас на выделе находится по соотношению. Замеры высот проводятся как при сплошном перечете: Мв /Мпр = Sв /Sпр,

где Мв - запас на выделе; Мпр - запас на пробе; Sв - площадь выдела;

Sпр - площадь пробы.

Выборочно-измерительный метод заключается в закладке реласкопических пробных площадок по специальной схеме и определении åq с площадью углового шаблона.

Средняя высота определяется по замерам 9-12 высот из средних ступеней толщины, а лучше из всех ступеней с построением связи Д-Н. Это метод применяется в основном в лесоустройстве. Его преимущество в простоте и низкой трудоемкости при относительно высокой точности: 10-15% на выделе с достоверностью 0,68. Недостаток - нельзя достаточно точно определить выход сортиментов на одной лесосеке.

Таксационные показатели насаждения и их определение.

Леса, произрастающие даже на относительно небольшом пространстве, например в одном лесхозе или лесничестве, бывают крайне неоднородными. Они отличаются по древесным породам, происхождению, возрасту, густоте, запасу, высоте, толщине, качеству древесины, условиям произрастания (суходол, болото) и т.д. Поэтому при учете леса, а это главная задача лесной таксации, необходимо разделить его на однородные участки.

Форма насаждений.

Древесная, кустарниковая и травянистая растительность образует в отдельных насаждениях несколько ярусов, или пологов. Самый верхний ярус занимают деревья. Часто деревья располагаются в два яруса: первый - из светолюбивых пород, например сосны, второй - из теневыносливых, например липы. Следующий ярус составляют кустарники и молодое поколение древесных пород. Самый нижний ярус, покрывающий почву, состоит из трав и мхов.

Ярусность насаждений является следствием различия биологических свойств лесной растительности и условий среды. Каждый ярус чаще всего имеет определенный видовой состав. Отдельные деревья породы, находящейся в верхнем ярусе, могут отставать в росте от основной массы деревьев и оставаться ниже общего полога.

При таксации необходимо расчленять насаждения на ярусы. Практика лесного хозяйства выработала для этого определенные нормативы. Основанием для деления насаждений на ярусы является различие в средней высоте отдельных категорий деревьев, образующих насаждение.

Выделение ярусов в древостоях производится при следующих условиях:

полнота каждого яруса - не менее 0,3;

разница в средних высотах ярусов - не менее 20%.

Во всех остальных случаях нижний полог таксируется подростом.

Основным считается ярус, имеющий запас на 1 га, при равенстве запасов - большее хозяйственное значение.

Состав насаждений.

Перечень древесных пород, образующих древостой, с указанием доли участия каждой из них в общем запасе, называется составом насаждений. Если насаждение образовано одной древесной породой, название этой породы и определяет его состав.

Возраст насаждений.

При таксации леса различают преобладающий и средний возраст насаждения. Преобладающим называют возраст, который имеет большая часть деревьев, образующих насаждение, средним - возраст, выведенный пропорционально участию в запасе отдельных групп деревьев, входящих в состав насаждения.

В лесной таксации насаждения по возрасту делятся на классы. Для хвойных и твердолиственных семенных насаждений устанавливают класс возраста 20 лет, для всех порослевых и мягколиственных семенных насаждений 10 лет (табл. 8.1), для кустарниковых пород 5 лет. Классы возраста обозначают всегда римскими цифрами.

Разделение насаждений на классы возраста

  Возраст в годах   Возраст в годах
Клас-сы возраста Хвойные и твердолиственные породы семенного происхождения Мягкие и твердолиственные породы порослевого про-исхождения Клас- сы воз- раста Хвойные и твердолиственные породы семенного происхож-дения Мягкие и твердолиственные породы порослевого происхождения
I 1-20 1-10 IV 61-80 31-40
II 21-40 11-20 V 81-100 41-50
III 41-60 21-30 VI 101-120 51-60

В последнее время в южных и западных странах для хвойных пород установлены классы возраста 10 лет.

При описании насаждений класс возраста устанавливают по той части деревьев, которые составляют большую часть запаса насаждения. Если деревья в насаждении имеют разницу в возрасте, нe превышающую длительности одного класса возраста (табл. 8.1), насаждение считается одновозрастным, при большей разнице в возрасте - разновозрастным.

В таксационном описании в графе «Возраст насаждений» кратко указывают класс возраста и преобладающий возраст, например, IV-65, V-90. В отдельной графе, предназначенной для подробного описания состава и возраста насаждений, делают запись о наличии примеси деревьев, имеющих иной возраст.

В таксационных описаниях запись состава и возраста насаждения нередко объединяют в одну формулу. Например, при возрасте сосны 90 лет и ели 70 лет, когда эти породы образуют один ярус, формула состава и возраста имеет следующий вид: 7С(90)ЗЕ(70).

В широкой таксационной практике ориентировочный возраст насаждений нередко определяют по внешним признакам дерева: цвету хвои, форме кроны, цвету и строению коры. У старых деревьев хвойных пород окраска хвои более светлая, чем у молодых. У прекративших рост в высоту старых деревьев крона обычно имеет закругленную шапкообразную и куполообразную форму, нижняя часть ствола покрыта толстой растрескавшейся омертвевшей корой. В трещины коры таких деревьев попадают пыль и влага, являющиеся субстратом для роста и развития водорослей и других низших растений. В результате комлевая часть стволов покрывается наростами зеленого, желтого и других цветов.

Для молодых деревьев характерны усиленный рост в высоту, шпилеобразная форма кроны, гладкая глянцевитая кора. У деревьев хвойных пород хвоя сочная, темно-зеленой окраски.

Преобладающий возраст насаждения определяют глазомерно. Особенности колебаний возраста отмечают в формуле состава насаждения. При интенсивном росте насаждений возраст определяют глазомерно с точностью до 5 лет, при среднем - до 10 лет, при слабом - до 20 лет.

В процессе таксационных работ результаты глазомерного определения возраста должны систематически проверяться путем подсчета годичных слоев на пнях и на всех срубаемых на визирах деревьях.

Бонитет насаждений.

Лес произрастает в разнообразных климатических и почвенных условиях. Поэтому он имеет разную продуктивность, которую необходимо учитывать при таксации.

В лесной таксации для оценки условий роста леса устанавливают «бонитет насаждения». Термин этот происходит от латинского слова bonitas, что означает «доброкачественность».

Следовательно, бонитет является показателем, характеризующим качество условий произрастания леса.

Различие в условиях произрастания леса в таксации характеризуют несколькими классами бонитета, обозначаемыми порядковыми номерами: I класс означает лучшие условия произрастания леса, а последующие - их постепенное ухудшение. Деление леса на классы бонитета основано на определенных признаках.

В условиях произрастания леса решающую роль играет качество почвы (структура, химический состав, содержание гумуса, степень увлажнения, мощность почвенного слоя и др.). Поэтому при установлении класса бонитета, казалось бы, характеристика почвы, на которой произрастает насаждение, должна быть определяющим фактором. Так именно и подходили к установлению класса бонитета, именовавшегося тогда классом добротности, в середине XIX в. при составлении первых русских таблиц, характеризовавших динамику роста и развития насаждений. Однако попытка классификации условий местопроизрастания и определения класса бонитета в зависимости от почвенных условий положительных результатов не дала.

Соответствие между почвенными признаками и классами бонитета установить довольно трудно. С одной стороны, в один и тот же класс бонитета попадали различные почвы, а с другой - почвы, одинаковые по внешним признакам, относились к разным классам бонитета.

Позднее был использован опыт сельского хозяйства, в практике которого довольно часто плодородие почвы, или степень пригодности для выращивания отдельных видов сельскохозяйственных культур, оценивается величиной урожая, собираемого с единицы площади. Отсюда лучшие условия местопроизрастания, относимые к высшим классам бонитета, при прочих равных условиях должны обеспечивать наибольшие годичный прирост и общую продуктивность леса, наибольший запас на единице площади, а с ухудшением условий местопроизрастания все эти показатели соответственно должны уменьшаться.

Многолетние опыты и наблюдения говорят о том, что лучшим показателем, отображающим качество условий местопроизрастания, является высота насаждения в определенном возрасте. Чем больше средняя высота насаждения, тем лучше, следовательно, условия местопроизрастания. Поэтому в качестве классификационного признака для деления насаждений на классы бонитета с 1911 г. в русской таксационной практике используют среднюю высоту.

Средняя высота насаждений зависит и от их возраста: с увеличением возраста она соответственно увеличивается. Поэтому среднюю высоту с учетом возраста используют для установления класса бонитета.

Профессор М.М. Орлов, разработавший бонитировочную шкалу, предложил разделять насаждения на пять классов бонитета. К крайним классам (I и V) в этом случае относятся насаждения, хотя и редко встречающиеся, но с широкой амплитудой колебания высоты. Чтобы устранить этот недостаток, из I и V классов выделили дополнительные литерные классы 1а и Va. Таким образом, было установлено всего семь классов. В тех случаях, когда насаждения 1а и Va классов занимают незначительную площадь, они могут быть объединены с основными пятью классами.

Шкала деления насаждений на классы бонитета, разработанная профессором М.М. Орловым, имеет два входа: возраст насаждений и среднюю высоту. Разным сочетаниям этих двух элементов соответствует определенный класс бонитета.

Пределы изменения средней высоты семенных насаждений по классам бонитета (по М. М. Орлову)

Возраст, Высота насаждений по классам бонитета
лет I II III IV V
6-5 5-4 4-3 3-2 2-1    
12-10 9-8 7-6 6-5 4-3
16-14 13-12 11-10 9-8 7-6 5-4 3-2
20-18 17-15 14-13 12-10 9-8 7-5 4-3
24-21 20-18 17-15 14-12 11-9 8-6 5-4
28-24 23-20 19-17 16-14 13-11 10-8 7-5
30-26 25-22 21-19 18-16 15-12 11-9 8-6
32-28 27-24 23-21 20-17 16-14 13-11 10-7
34-30 29-26 25-23 22-19 18-15 14-12 11-8
35-31 30-27 26-24 23-20 19-16 15-13 12-9
36-32 31-29 28-25 24-21 20-17 16-13 12-10
38-34 33-30 29-26 25-22 21-18 17-14 13-10
39-35 34-31 30-27 26-23 22-19 17-14 13-10
40-36 35-31 30-27 26-23 22-19 18-14 13-10

Шкала деления насаждений на классы бонитета является общей для всех древесных пород, хотя в росте отдельных пород, особенно в молодом возрасте, наблюдаются отклонения от нее. Единая шкала для бонитирования всех насаждений упрощает таксационные работы и позволяет сравнивать получаемые результаты.

Интенсивность роста семенных и порослевых насаждений неодинакова: семенные растут в раннем возрасте медленнее. Для определения класса бонитета семенных и порослевых насаждений установлены особые шкалы. В таблице. дана шкала деления на классы бонитета семенных насаждений.

Ряд авторов предложили свои усовершенствованные бонитетные шкалы. Профессор К.Е. Никитин в 1965 г. предложил более плавную шкалу, описываемую математически. Профессор В.В. Загреев и другие авторы предложили 3 бонитетных шкалы: с ускоряющимся ростом, с обычным и замедленным ростом.

Основной недостаток шкалы М.М. Орлова в том, что одно насаждение в течение жизни может соответствовать разным классам бонитета.

Несмотря на все недостатки, до сих применяется шкала М.М.Орлова.

В зарубежных странах проводится бонитирование как по средней высоте, так и по верхней. За базовый возраст тоже берут разные значения, например, в США - 50 лет. В США за базовую берут высоту 100 футов в 50 лет, а все следующие классы уменьшают на 10 футов, минимум - 50 футов. В Англии бонитетные шкалы есть для каждой породы. В общем, разнообразие большое, но основной признак связь НотА сохраняется.

Полнота насаждений.

 
  Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе - №3 - открытая онлайн библиотека

Деревья в лесу имеют разную густоту стояния. Иногда они расположены так плотно, что их кроны соприкасаются, в других случаях образуют прогалины.

Степень плотности стояния деревьев, характеризующую, в какой мере ими использованную занимаемое пространство, принято называть полнотой насаждения. Полнота насаждения является одним из главнейших таксационных показателей, с помощью которого определяют запас насаждения.

Устанавливаемые для характеристики полноты насаждения числовые показатели определяют, насколько полно использовано пространство, занимаемое образующими насаждение деревьями. Если плотность стояния деревьев настолько велика, что в просветы между ними больше нельзя поместить деревья таких же размеров, полнота насаждений считается наивысшей и обозначается 1,0, если к имеющимся деревьям можно добавить такое же число деревьев тех же размеров, полноту принимают равной 0,5 (рис. 8.7). В тех случаях, когда к имеющимся деревьям нужно добавить 0,1 часть их количества, чтобы получить число деревьев самого полного насаждения, полноту таксируемого насаждения следует считать равной 0,9 и т.д.

Полнота насаждения - величина относительная. При определении ее в качестве эталона берут так называемое нормальное насаждение.

Профессор М.М. Орлов называет нормальным такое насаждение, которое при данных форме, породе, возрасте и условиях местопроизрастания является наиболее совершенным, т.е. все силы природы использованы им с предельной полнотой. Соответственно этому в нормальном насаждении не должно быть ни одного лишнего или недостающего дерева. А это может быть, лишь если полог деревьев, образующих насаждение, вполне смыкается, кроны полностью прикрывают почву и не позволяют на этой площади расти большему числу деревьев данной породы и возраста.

Из сказанного можно заключить, что первоочередным критерием для суждения о полноте насаждения является степень сомкнутости крон деревьев, называемая сомкнутостью полога. Не следует забывать, что сомкнутость полога и полнота насаждений - понятия разные, но имеющие между собой коррелятивную связь, в большинстве случаев характеризующуюся довольно высоким коэффициентом корреляции. Сомкнутость полога зависит от породы деревьев, их биологических особенностей, возраста, условий произрастания, лесорастительной зоны и др. Например, бук и липа дают более плотное смыкание, чем береза или лиственница; более теневыносливые породы образуют иную сомкнутость, чем светолюбивые; степень смыкания у деревьев, развивающих широкую крону, и узкокронных различна и т.д. При точных таксационных исследованиях необходимо отличать сомкнутость, определяемую по площади проекции полога, от устанавливаемой по сумме площадей проекций крон. В первом случае сомкнутость представляет собой отношение площади проекции всего полога к площади участка, занимаемого насаждением, во втором она определяется как отношение суммы площадей проекций крон, учитываемых отдельно для каждого дерева, входящего в состав таксируемого насаждения, к площади, занимаемой этим насаждением.

Сомкнутость полога в северных и восточных лесах, растущих на бедных почвах, меньше, чем в средней и южной полосе.

Полноту насаждений по сомкнутости крон устанавливают глазомерно. Таксатору чаще всего приходится работать в насаждениях, где между кронами соседних деревьев имеются значительные свободные пространства. В этих случаях он должен мысленно представить, какую часть деревьев можно добавить в промежутки между имеющимися. Сначала он должен обратить внимание на неизбежные разрывы между кронами в более сомкнутых группах (гнездах) деревьев, затем на разрывы между группами отдельных деревьев (прогалины).

Глазомерным способом можно определить полноту лишь приближенно. Для более точного определения существуют другие способы.

Нормально полное для данной породы, возраста и бонитета насаждение должно иметь наивысший запас древесины. Соответственно этому полноту всех других насаждений можно определить путем деления запаса таксируемого насаждения на запас полного нормального насаждения той же породы, возраста и бонитета.

Чаще всего на таксируемой площади производят перечет деревьев и по вспомогательным таблицам определяют сумму площадей сечений на высоте груди у всех деревьев, вошедших в перечет. Затем находят сумму площадей сечения на 1 га и сравнивают ее с суммой площадей сечения нормального полного насаждения того же состава, возраста и класса бонитета, что и таксируемое насаждение.

Для главнейших древесных пород суммы площадей поперечных сечений деревьев в полных нормальных насаждениях установлены опытным путем и указаны в особых таблицах, характеризующих динамику развития насаждений - таблицах хода роста насаждений.

В этом случае полноту насаждения определяют по следующей простой формуле: P= Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе - №4 - открытая онлайн библиотека ,

где åGd - сумма площадей поперечных сечений деревьев,

имеющихся на 1 га данного насаждения;

åGn - сумма площадей поперечных сечений нормального

полного насаждения.

Суммы площадей сечений полных нормальных древостоев определяют, помимо таблиц хода роста насаждений, по таблицам, получившим название стандартных.

Профессор Н.В. Третьяков сумму площадей сечений деревьев, образующих древостой, называет абсолютной полнотой, а частное от деления этой суммы на соответствующую сумму площадей сечений нормального насаждения - относительной полнотой.

Класс добротности, таким образом, не отражал качественного состояния насаждения. Поэтому классификация насаждений по классам добротности была заменена классификацией по качеству. Все насаждения стали делить на пять классов качества. Основой деления служил процент фаутности насаждений.

Однако изучение пороков древесины показывает, что они бывают весьма разнообразными и, кроме того, оказывают разное влияние на общий выход и качество сортиментов. Такие пороки, как гниль, в ряде случаев исключают возможность использования пораженной части ствола для выработки делового сортимента. В свою очередь сучья ограниченных размеров, кривизна, неправильность строения формы ствола могут несколько снижать качество древесины, но не исключают возможности использовать ее на определенные виды сортиментов.

Разделение насаждений на классы качества по проценту фаутности в производственных условиях не получило широкого распространения.

Поэтому предложено делить насаждения на классы товарности в зависимости от выхода деловой древесины. При этом осуществляется деление деревьев на деловые и дровяные, отражающее влияние всех пороков древесины. Пороки, резко снижающие качество древесины, обусловливают перевод дерева из категории деловых в дровяные.

Н.П. Анучин предложил разделять насаждения на классы товарности по соотношению в них деловых и дровяных деревьев. В сосновых насаждениях к I классу товарности относятся насаждения, в которых доля деловых деревьев составляет не менее 96%, ко II классу - от 86 до 95% и к III классу - 85% и меньше. В березовых насаждениях соответственно не меньше 81%, от 80 до 51% и от 50% и меньше.

Деление деревьев на деловые и дровяные при глазомерной таксации леса осуществляется путем подсчета в отдельных куртинах числа стволов той и другой категории. Если в хвойных насаждениях в куртинах, имеющих 10-20 деревьев, на долю дровяных чаще всего приходится 1-2 дерева, то, просмотрев несколько таких куртин, выводится среднеарифметическое число дровяных деревьев.

Таксация растущих деревьев

Понятие о сбеге ствола, коэффициентах формы, видовом числе.