По теории погрешностей среднеквадратическая сшибка величины M = GHF, т. е. находящейся в функциональней зависимости от трех переменных величин G, H, F, определяется по следующей формуле:

mv = ±(Hf )2 × σ2g + (Gf )2 × σ2H + (GH )2 σ2f

Определив погрешности величин при разном числе стволов по пробе (200, 400, 600) и разном числе моделей (1, 5, 10, 15), в конечном результате получим общую погрешность в определении запаса насаждения при таксации по моделям.

Как показал анализ погрешностей величин, включенных под знак корня, число деревьев на пробной площади не оказывает существенного влияния на точность конечных результатов, ввиду чего в таблице – в графе 2 даны округленные ошибки запаса. В графе 3 точность определения объема одной модели принята в ± 2%. Последняя графа таблицы указывает, что при наличии уже пяти взятых моделей запас насаждения таксируется с высокой точностью (5,7%), а при 15 моделях (точность 3,4%) обеспечивает запросы не только производства, но также и научно-исследовательских работ.

Определение запаса насаждения по пробным площадям

Таксация запасов насаждения перечислительными способами, хотя и обеспечивает высокую точность, но является весьма трудоемкой операцией. Бригада в составе одного таксатора и двух рабочих производит в рабочий день перечет на площади, равней 6 га, с охватом 5–6 тыс. деревьев, или в среднем в час 700 деревьев.

Поэтому на больших площадях при допустимой пониженной точности таксации принимаются приемы частичного обследования объекта на небольшой его части (пробной площади), на которой и производится перечет деревьев.

Всякая проба дает тем лучший результат, чем однородное целое, для характеристики которого проба закладывается.

Состав древостоя представляет значительное разнообразие, поэтому можно говорить лишь об относительной однородности, следовательно, при субъективной оценке однородности насаждения таксатором нельзя рассчитывать на высокую точность определения запаса указанным способом.

Улучшение результатов таксации может быть получено посредством закладки нескольких пробных площадей и вычислением средних величин запасов.

Вместо субъективного выбора места для закладки пробных площадей необходимо применять метод механического отбора, заключающийся в том, что пробы закладываются вдоль ходовой линии (визира) через одинаковые расстояния и одинаковой формы и величины или же в виде так называемого ленточного перечета вдоль визира, шириной ленты в 10 м, с разбивкой этой ленты на отрезки равной длины.

Перечеты на таких пробах или лентах, сгруппированные по признакам однородности, являются единицами статистического наблюдения, будучи подвергнуты обработке с применением методов математической статистики дадут результаты с определенной точностью, чего не могут дать пробы, закладываемые по субъективному выбору таксатора.

Закладка большого числа проб вдоль ходовых линий применяется при исследовании лесных ресурсов на площадях больших лесных массивов.

Различают виды пробных площадей: временные и постоянные. На временных пробах проводится однократный перечет деревьев с установлением таксационной характеристики древостоя и определением его запаса. На постоянных пробных площадях проводится периодическая их таксация через определенные промежутки времени в 5–10 лет, позволяющая проследить динамику запасов за истекший период.

На постоянных пробах деревья наносятся на план, нумеруются масляной краской и на высоте 1,3 м проводится краской горизонтальная черта с целью последующих обмеров на одном и том же месте.

Постоянные пробные площади могут служить объектами для проведения различного рода научных исследований (изучение хода роста насаждений, эффективность проведения различных лесохозяйственных мероприятий, лесных мелиорации и т. п.).

В лесотаксационной практике широко применяется закладка и таксация пробных площадей по индивидуальному выбору их места внутри участка, чем однороднее участок, тем легче выбрать место для закладки пробы. Следует предварительно ознакомиться с характерными особенностями насаждения и подыскать в нем такую часть, которая отражала бы все особенности целого. Выбранная пробная площадь инструментально отграничивается в натуре с постановкой на поворотах столбов и обозначением на них номера пробы и ее величины.

Нельзя примыкать пробы к опушкам леса, прогалинам, дорогам, просекам, канавам ближе, чем на 20 м.

Форма проб обычно прямоугольная или квадратная, или в виде ленты вдоль визира по обе стороны по 5 – 10 м. Это ленточные пробы, закладываемые на протяжении отдельных выделов. Наконец, форма проб может быть в виде круга.

Величина пробной площади зависит от породы, возраста, условий местопроизрастания насаждений, при прочих равных условиях особое значение приобретает полнота насаждений. Наибольшая величина пробы в насаждени-

ях спелых, перестойных, низкополнотных и минимальная – высокополнотных молодняках.

В настоящее время величина пробы обусловливается наличием на ней не менее 200 – 225 деревьев исследуемой породы. Эти выводы построены на основе изучения степени варьирования диаметров однородного древостоя и установления его среднего диаметра как важнейшего таксационного признака, обусловливающего строение насаждения.

Исходя из коэффициента варьирования диаметра в 25 – 30% и точности р = 2%, число стволов на пробе по формуле п = w2 : р2 составит в среднем 200 – 225 стволов (с вероятностью 0,68 и t = 1).

Как вычислить величину пробы с таким числом стволов? Допустим, что на площади F м2 равномерно размещено N стволов. При этом условии на каждое дерево приходится в среднем площадь квадрата со стороной l. Если далее допустить, что дерево будет находиться в центре такого квадрата, то расстояние между деревьями будет равно l и, следовательно, площадь квадрата будет равна l2, т. е. F : N = l2.

Таким образом, площадь пробы

Fm2 = Nl2.

Практически величина l получается путем непосредственного измерения между 40–50 деревьями. С этой целью по линейному направлению протягивают мерную ленту с охватом 40–50 деревьев.

Допустим, что с этой целью было натянуто 10 лент по 20 м, тогда l = 20040 = 5 и, следовательно, площади пробы составят:

F = Nl2 = 200 ∙ 52 = 5 000 м2 = 0,5 га.

При закладке пробных площадей в сложных и разновозрастных насаждениях необходимо при перечете разделять насаждения на ярусы и возрастные поколения, а также разграничения деревьев на преобладающую часть древостоя и подчиненную, идущую в отпад. Запасы каждой части вычисляются отдельно.

Суммирование дает общий запас насаждения. Необходимо отметить, что варьирование запасов отдельных частей однородного древостоя изучено недостаточно.

По данным профессора А. В. Тюрина при величине пробы в 0,25 коэффициент варьирования запасов отдельных частей однородного древостоя колеблется в пределах от 3 до 10%, при меньшей величине пробы – увеличивается и наоборот.

Задаваясь точностью определения запаса в 5% и принимая V = 10%, получим число проб (п) для закладки: n = 10522 = 4.

Таким образом, уже 4 пробы, заложенные в однородном насаждении, позволяют, по мнению Тюрина А. В., определить запас насаждения с точностью ±5% при двух пробах точности Р= 7%.

По исследованиям кафедры лесной таксации БЛТИ степени варьирования запасов соснового насаждения площадью 50 га V класса возраста, II

бонитета, средняя высота – 25 м, средний диаметр – 32,2 см, запас – 286 м3/га путем закладки и таксации 64 пробных площадей по 0,5 га установлены следующие средние статистические показатели (табл. 57).

где Mi – запас насаждения на пробе величиной Si, м3; F – площадь таксируемого участка, га.

Раздел 4. Выборочные, глазомерный и глазомерно-измерительный методы таксации насаждений

4.1 Выборочные методы таксации леса. Теория Биттерлиха

Выборочные методы таксации леса широко используются при выборочной лесоинвентаризации, оценке лесосырьевых ресурсов, применении ма- тематико-статистических методов в лесоустройстве и лесной таксации. Выборочные методы таксации леса позволяют планировать эксперимент с заданной точностью и стоимостью [21, 33].

Планирование выборочных наблюдений и измерений. При выборочной таксации леса применяют различные типы и схемы выборок от простого случайного отбора до систематической и стратифицированной выборки [13, 28, 34].

Если необходимо получить данные по таксационным выделам или лесным массивам, можно применить стратифицированную систематическую выборку с измерительной таксацией древостоев на реласкопических круговых площадках (РКП) или круговых площадках постоянного радиуса (КППР).

Стратифицированная систематическая выборка предусматривает выделение страт (однородных насаждений), отбор необходимого числа страт, систематическую выборку в стратах. Стратификация лесов лесхоза или лесничества выполняется по породам, классам бонитета, полнотам, классам возраста, по другим (лесоводственные, экологические, экономические) показателям.

Планирование эксперимента включает:

1)определение цели эксперимента (опытных работ);

2)определение типа и схем выборки;

3)организацию стратифицированной совокупности объектов (древо-

стоев);

4) определение объема выборки объектов;

Систематическая выборка предполагает закладку круговых площадок (КПП) в древостое через равные интервалы в метрах. Первую КПП закладываем по диагонали на расстоянии интервала от границы выдела 20 м (рис 53). Направление диагонали в лесу устанавливаем с помощью буссоли и компаса. В центре каждой КПП забивается кол толщиной 6–8 см, высотой 0,7 м, при реласкопической таксации необходимо точно знать центр КПП. На кольях пишут порядковый номер площадки.

В центре КПП закладываются реласкопические круговые площадки постоянного радиуса, постоянной величины, прямоугольные площадки, вертикальные реласкопические площадки и другие.

Таксация древостоев на реласкопических круговых площадках.

Реласкопические пробные площадки с перечетом деревьев отводятся полнотомером Биттерлиха [3, 34]. В низкополнотных древостоях (полнота 0,4–0,6) принимают фактор полнотомера 2, а в древостоях с полнотой 0,7–1,0 – полнотомер с фактором 1. При факторе полнотомера 1 одно учтенное дерево на реласкопической круговой площадке обозначает G =1 м2/га (один метр суммы площадей сечения древостоя на 1 га), при факторе 2 одно учтенное дерево дает G = 2 м2/га.

Полнотомер Биттерлиха представляет собой деревянную линейку длиной 1 м и металлическую прицельную рамку шириной 2 см. Это соотношение 1м : 2см = 50 используется в полнотомерах Биттерлиха при измерении суммы площадей сечения древостоя на 1 га, т. е. полнотомер можно создать в виде плотной веревочки длиной 0,5 м и металлического шаблона (пластинки) с прицельной рамкой 1 см.

При реласкопической таксации исполнитель работ становится в центре площадки (К), и полнотомером отводит реласкопическую КПП (рис. 54). Линейку полнотомера держат в горизонтальном положении. Конец линейки прикладывают к глазу и визируют прицельную рамку на высоту 1,3 м у деревьев. Исполнитель наводит полнотомер на каждое дерево, поворачиваясь в центре площадки на 360°. Если диаметр дерева на высоте 1,3 м больше ширины прицельной рамки (толщина дерева закрывает вырез), то дерево входит в круговую площадку (случай А). Если диаметр дерева точно совпадает с краями прицельной рамки (случай В) или дерево закрыто для визирования другим деревом, кустом или подростом (случай С), то такие деревья следует проверить. Дерево не учитывается, если его диаметр меньше прицела полнотомера (случай D).

Мерной лентой (рулеткой) измеряют расстояние до 0,1 м от центра КПП до дерева, мерной вилкой измеряют до 0,1 см диаметр дерева на высоте груди (1,3 м). Если расстояние до дерева равно или меньше половины диаметра дерева, то такое дерево входит в реласкопическую КПП. Если расстояние больше половины диаметра, то дерево не входит в границы КПП, например, расстояние до дерева 11,3 м, диаметр дерева d = 22,8 см (половина диаметра 11,4 см).