1.4 Определение показателей формы ствола и объема растущего дерева и определение объема растущего дерева

1.4.1 Видовые числа

Ствол растущего дерева является качественно иным объектом таксации по сравнению с объемом срубленного дерева. Основной особенностью является то, что невозможно охарактеризовать форму древесного ствола растущего дерева. Для характеристики полнодревесности и формы ствола растущего дерева приемлемы методы составления объема ствола с объемом цилиндра.

В начале 19 века в практике лесного дела был введен коэффициент, получивший название видовое число.

Видовое число – это отношение объема дерева или его части к объему цилиндра, имеющего высоту, равную высоте дерева, и основание, равное площади сечения ствола, взятое на той или иной высоте в нижней части ствола.

Применение термина “видовое число” указывает на попытку охарактеризовать при его помощи вид дерева, его внешнюю форму и степень приближения этой формы к правильному стереометрическому телу – цилиндру. Видовое число, найденное для древесного ствола, действительно служит наглядным показателем его формы.

3 вида видовых чисел:

• старое (видовые числа, представляющие собой отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего со стволом одинаковые высоту и площадь основания)

при одной и той же форме ствола старые видовые числа будут различными по величине из-за разной высоты деревьев

f=V_ств/V_цил (8)

f- видовое число

V_ств- объем ствола, м³

V_цил- объем цилиндра, м³

• нормальное (отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего высоту, равную с высотой ствола и площадь поперечного сечения на одной десятой, на одной двадцатой или на трех десятых высоты ствола)

f=V_ств/g_0.1*H (9)

g_0.1- площадь поперечного сечения ствола на 0,1м

H- высота ствола, м

• абсолютное (если за основание цилиндра взять поперечное сечение у шейки ствола, то получим видовое число)

f=V_ств/g₀*H (10)

g₀- площадь сечения основания ствола, м²

Видовые числа характеризуют полнодревесность ствола. Для характеристики формы древесных стволов помимо видовых чисел, пользуются соотношениями диаметров ствола, взятых на различной высоте. Отношение любого диаметра ствола к диаметру на высоте груди называется коэффициентом формы.

Существует 4 формы коэффициента:

q₀=D/D_1.3 (11)

q₁₌D_1/4/D_1.3 (12)

q₂=D_1/2/D_1.3 (13)

q₃=D_3/4/D_1.3 (14)

Между видовыми числами и коэффициентами формы выявляется определенная зависимость: видовое число равно квадрату коэффициента формы. Изучение вопроса о видовых числах показало, что они зависят от коэффициента формы и высоты ствола.

С увеличением диаметров стволов коэффициенты формы, хотя незначительно, но уменьшаются. С увеличение высоты стволов коэффициенты формы уменьшаются.

Связь между видовыми числами и коэффициентами формы выражается в следующих формулах:

f=0,87*q₂+ 0,47/ q2*H- 0,155 (Формула Шиффеля) (15)

f=q₂² (Еще одна формула Шиффеля) (16)

f=0,738*q₁*(q1*q2)^1/2 (Формула Третьякова) (17)

f=0,06*q₂+ 1,04/ q2*H (Формула Шустова) (18)

f=0,83q₂ -0,137+ 0,935/ H (Формула Козленко) (19)

f=q₂- C (Формула Кунце) (20)

C- эмпирический коэффициент, значение которого выбирается из специальных таблиц.

f=0,804q₂- 0,108+ 0,828/ H (Еще одна формула Кунце) (21)

f=q₂^{3,14*(H-2,6)/(H-1,3)} (Формула Карпова) (22)

f=0,67q₂ (Формула Гуттенберга) (23)

Так же для определения видовых чисел используется таблица видовых чисел М.Е. Ткаченко, 1911 года.

Для определения объема растущего дерева применяются следующие формулы:

V_ств=g_1.3*H*f (23)

f- старое видовое число

V_ств=D_1,3²/1000 (Формула Денцина) (24)

Эта формула справедлива для стволов, имеющих высоту 30 метров. При большей или меньшей высоте дерева применяется поправка в 3% на каждый метр отклонения.

V_ств=D_1,3²(0,31*H+1,0) (25)

V_ств=g_1,3(H+3)f_э (26)

F_э- эмпирическое видовое число. Для сосны, лиственницы, березы и осины, оно равно 0,40, а для ели, пихты и кедра- 0,42.

V_ств=D_1,3²*(H+k)/3 (Формула Дементьева) (27)

k-поправочный коэффициент. При определении объема при коэффициенте формы q₂; k=0. При увеличении q₂ на 0,05, k увеличивается на 3, а при уменьшении на эту же величину, k уменьшается на 3.

Таблица 7- Коэффициенты и классы формы

Коэффициенты формы (0,00)		Класс формы (0,00)
q0=32,0/18,5 =1,73	q2=12,2/18,5 =0,66	q2=0,66/0,86 =0,76
q1=16,0/18,5 =0,86	q3=6,5/18,5 =0,35	q3=0,35/0,86 =0,40

Таблица 8-Видовые числа

Название	Видовое число	Отклонение
Старое	f=0,2481/0,5380=0,460	-
По Шиффелю	f=0,87*0,66+0,47/0,66*20-0,155=0,454	-1,3
По Шиффелю	f=0,662=0,436	-3,9
По Третьякову	f=0,738*0,86*(0,86*0,66)1/2=0,478	+5,2
По Шустову	f=0,60*0,66+1,04/0,66*20=0,474	+4,4
По Козленко	f=0,83*0,66-0,137+0,935/20=0,457	-0,6
По Кунце	f=0,66-0,202=0,458	-0,8
По Кунце	f=0,804*0.66-0,108+0,828/20=0,464	+2,2
По Карпову	f=0,663,14*0,66*(20-2,6)/(20-1,3)=0,448	-1,3
По Гуттенбергу	f=0,67*0,66=0,442	-2,6
По табл. Ткаченко	f=0,454	-1,3
Нормальное	0,2475/(3,14*0,1852/4*20)=0,476	+4,8

Таблица 9-Определение объема растущего дерева

Формула	Объем, м3	Отклонение
V=g1.3*h*f=0,0269*20*0,460	0,2475	-
Vств=(D1,32/1000)*k=(18,52/1000)*0,7	0,2396	3,1
V= D1,32 (0,31h+1,0)=0,1852*7,2	0,2464	0,4
V=g1.3 (h+3) fэ=0.0269*23*0,4	0,2475	0,0
V= D1,32 *(h+3)/3=0,1852*23/3	0,2624	6,0