Связь между видовым числом и коэффициентом формы ствола

Объем ствола срубленного дерева можно определить, используя сложную формулу срединных сечений, а для определения объема ствола растущего дерева применяют формулу V_ств= g_1,3*h* f

Чтобы определить объем ствола, необходимо мерной вилкой измерить диаметр на высоте 1,3 м, по нему определить площадь сечения g_1,3 измерить высоту h и вычислить видовое число. Так как для определения видового числа по (1) требуется знать объем ствола, возникла необходимость определить видовое число иначе, не через соотношение объемов, а через другие показатели.

Объем древесного ствола зависит как от формы ствола q_2, так и от полнодревесности - f. Чем больше по величине коэффициент формы, тем больше видовое число и больше объем ствола. Выявлена взаимосвязь коэффициента формы q₂ и видового числа f. Наличие связи между q₂ и f описывается моделями разных авторов.

Это приближенная формула Вейзе: f = q₂²

Точность определения величины f по этому способу для отдельных стволов составляет ±10 %, и зависит от точности определения объема ствола.

При изучении закономерностей изменения видовых чисел для отдельных пород на основе конкретного материала было найдено различие между q₂ и f. Причем известно, что это различие для отдельных пород является постоянной величиной и в среднем составляет: для сосны и ясеня 0,20; ели, липы 0,21; черной ольхи, лиственницы, березы и бука 0,22; осины 0,24 и т. д.

В общем виде формула для определения видового числа имеет следующий вид:

F =q₂ - С,

где: С — постоянная величина, зависящая от породы;

Точность определения f по этой формуле не превышает ±5 %.

В качестве общих для всех древесных пород можно использовать следующие формулы:

f = 0,66q₂²+0,32/ q₂*h + 0,14 (Шиффель);

f 0,600q₂ + 1,04/ q₂*h (Шустов).

Анализируя формулы определения видового числа, можно заметить, что для того, чтобы найти его, нужно измерить высоту и вычислить q2. По формуле Шиффеля f определяют с высокой точностью (± 3 %).

Вопрос о закономерностях в изменении видовых чисел изучал М. Е. Ткаченко и пришел к выводу, что при равных высотах, диаметрах и коэффициентах формы q₂ стволы всех древесных пород имеют близко равные видовые числа и близко равные объемы.

Основываясь на этом, он составил таблицы всеобщих видовых чисел в зависимости от высоты и коэффициентов формы q₂ (табл. 1).

Зная высоту растущего дерева и среднее значение q₂, пользуясь этой таблицей, можно определить видовое число f. Например, высота ели 38 м, а среднее значение коэффициента q₂= 0,70. Из таблицы 1 видовое число равно 0,475.

Всеобщие видовые числа

Высота, м	Видовое число при коэффициенте формы
	0,55	0,60	0,65	0,7	0,75	0,80
12	0,405	0,438	0,471	0,509	0,550	0,592
14	0,396	0,429	0,463	0,503	0,544	0,887
16	0,389	0,422	0,457	0,498	0,540	0,584
и т.д.	и т.д.	и т.д.	и т.д.	и т.д.	и т.д.	и т.д.
38	0,354	0,391	0,431	0,475	0,521	0,560
40	0,352	0,390	0,430	0,474	0,520	0,560

ПРИБЛИЖЕННЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА СТВОЛА РАСТУЩЕГО ДЕРЕВА

В производственных условиях часто требуется определить объем ствола растущего дерева. Глазомерное определение объема всегда вызывает трудности даже у опытных таксаторов. В таких случаях объем ствола можно определить быстро, но приближенно, используя следующие способы:

1. Объем ствола растущего дерева можно определить по общей формуле V_ств=g_1,3hf. Для этого необходимо измерить диаметр на высоте груди и высоту. По измеренному диаметру определить площадь поперечного сечения. Видовое число берется из таблицы всеобщих видовых чисел проф. М. Е. Ткаченко по высоте и среднему коэффициенту формы. Умножая площадь сечения на высоту и видовое число, получим объем ствола. Так как видовое число определяем с ошибкой, то и объем находим приближенно.

2. Основываясь на формуле V_ств=g_1,3hf немецкий лесовод Денцин вывел упрощенную формулу для приближенного определения объема ствола. С этой целью он условно принял видовое число f равным 0,5, а наиболее распространенную высоту деревьев 25...26 м. В этом случае произведение hf, называемое видовой высотой, будет составлять hf =0,5*25=12,5 и 0,5*26=13, а в среднем 12,75 м.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

g_1,3 = 0,785d²

В данном случае площадь сечения измеряется в квадратных сантиметрах. Так как объем определяют в кубометрах, то и площадь сечения нужно выразить в квадратных метрах. Поэтому этой формуле можно придать следующий вид: g_1,3 =0,785d² /10000

Подставляя в общей формуле эти значения, получим

V_ств= g_1,3*h* f = 0,785*d²*12,75/10000= 10d²/10000=d²/1000=0,001*d²

т. е. чтобы определить объем ствола растущего дерева, нужно измерить диаметр на высоте 1,3 м, возвести его в квадрат, отделить три десятичных знака справа налево и получить объем ствола в кубических метрах. По исследованиям Денцина, эта формула верна для, следующих высот: сосны 30 м, ели 26 м, пихты 25 м, дуба и бука 26 м.

Если фактические высоты будут больше или меньше указанных, то на каждый метр высоты ствола необходимо вносить поправку в полученный по формуле объем: для сосны ±3 %,, ели ±3... 4., дуба, бука ±5 %, причем при увеличении высоты поправка вводится со знаком плюс, а при уменьшении - со знаком минус.

3. Способ Н. Н. Дементьева основан на том, что при среднем коэффициенте формы 0,65 видовое число принято равным 0,425. Подставив эту величину в формулу объема получаем: V_ств=d_1,3²*h/3

Для стволов, имеющих другие коэффициенты формы, на каждые 0,05 коэффициента вносится поправка 3 м высоты, причем, если коэффициент формы больше среднего, то поправка вводится со знаком плюс, и наоборот. В этом случае формула примет вид:

V_ств=d_1,3²*(h±k)/3

где k — поправочный коэффициент, вводимый к высоте по 3 м при изменении коэффициента формы на каждые 0,05.

Диаметр в этой формуле выражают в метрах. Так, для стволов, у которых q₂=0,7, поправка +3 м; при q₂=0,75 поправка +6 м, при q₂=0,6 поправка со знаком минус, т. е. - 3 м.

4. Если известны диаметр на высоте груди и высота, то приближенно объем растущего дерева можно определить, пользуясь массовыми таблицами.

МАССОВЫЕ ТАБЛИЦЫ ОБЪЕМА И СБЕГА,

МЕТОДЫ ИХ СОСТАВЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В лесохозяйственной практике чаще всего приходится иметь дело с таксацией не отдельного дерева, а совокупности деревьев, объединяемых в сравнительно однородные по размерам и форме стволов группы. К таким однородным группам применяют метод средних величин объемов стволов, полученных из большого числа измерений. В этом случае общий запас совокупности деревьев определяется не как сумма объемов отдельных деревьев, вычисленных математическими способами, а путем вычисления их по готовым таблицам, называемым массовыми или объемными. Такие таблицы составлены для основных пород в зависимости от диаметра на высоте груди, высоты и формы ствола. Их принято называть таблицами с тремя входами, а таблицы, составленные по высоте и диаметру,— таблицами с двумя входами. Массовые таблицы составляются по материалам обмера большого количества деревьев. При этом объемы деревьев вычисляют по сложной формуле срединных сечений.

Массовые таблицы делятся на общие и местные. Если при составлении таблиц были использованы материалы, собранные в лесах определенного района (области, республики), такие таблицы называют местными. Таблицы, построенные на материалах, полученных с обширной лесной территории, называют общими массовыми таблицами. Широкое применение в практике лесного хозяйства получили массовые таблицы Союзлеспрома, разработанные под руководством проф. М. М. Орлова.

Таблицы объемов Союзлеспрома

Огромные масштабы заготовки древесины в 30-х годах, наличие различных таблиц по учету запаса леса на корню и их невысокая точность, переход на новую метрическую систему мер вызвали необходимость составления новых массовых таблиц, обеспечивающих высокую точность. Эти таблицы должны были обеспечить точность определения запаса на уровне ± 5 %.

Для выполнения этой важной задачи были привлечены видные ученые в области лесной таксации. Составление таблиц было поручено: по сосне проф. Д. П. Товстолесу, по ели проф. В. К. Захарову, по дубу проф. Б. А. Шустову, по березе и осине проф. А. В. Тюрину. Таблицы окончательно были подготовлены и опубликованы в 1931г. Первоначально таблицы были составлены по классам бонитета и трем разрядам коэффициентов формы (за исключением осины и березы): для сбежистых, среднесбежистых и полнодревесных.

Вполне очевидно, что класс бонитета, устанавливаемый по соотношению возраста и высоты, не всегда совпадает с разрядом высот (соотношение диаметра и высоты).

Поэтому позднее классы бонитета заменили разрядами высот. Нумерация была принята такая же, как и для классов бонитета: 1б, Ia, I, II, III, IV, V, Va. Для сосны были приняты восемь разрядов, для дуба и ели — семь, для березы — шесть, для осины — пять. Пример выдержки из объемных таблиц для сосны средней формы представлен в следующей таблице.