Минкевич. Лесная таксация (тексты лекций) / Тэма 9. Таксацыя прыросту

ТЭМА 9. Таксацыя прыросту

План лекцыі

9.1.Агульныя звесткі.

9.2.Вызначэнне прыросту ствала ссечанага дрэва па аб‟ѐму.

9.3.Вызначэнне прыросту ствала растучага дрэва па аб‟ѐму.

9.4.Таксацыя прыросту дрэвастоя па запасе. Класіфікацыя, сімволіка і асноўныя разліковыя формулы.

9.5.Вызначэнне бягучага прыросту дрэвастою метадам паўторных вымярэнняў на пастаянных пробных плошчах.

9.6.Вызначэнне бягучага прыросту дрэвастою метадам аднакратных вымярэнняў на часовых пробных плошчах.

9.7.Табліцы для вызначэння бягучага прыросту дрэвастою.

9.8.Вызначэнне бягучага прыросту лясных масіваў матэматыкастатыстычным метадам.

9.1. Агульныя звесткі

Падчас росту дрэва, пад уплывам розных фізіялагічных працэсаў: фотасінтэзу, дыхання, водаабмену, абмену пажыўных рэчываў, адбываецца павелічэнне яго памераў у вышыню (з кропкі росту апошняга гадавога парастку) і таўшчыню (з прычыны дзялення клетак камбіяльнага слоя). У выніку павялічваюцца плошча сечыва, аб‟ѐм ствала дрэва. Гэта павелічэнне называецца прыростам. З таксацыйнага пункта гледжання прырост ѐсць з‟ява змянення таксацыйнага паказчыка драўнянага ствала (ці дрэвастою) у часе. Віды прыросту: абсалютны і адносны, роды: бягучы і сярэдні. Бягучы прырост – велічыня змянення таксацыйных паказчыкаў драўнянага ствала за пэўны перыяд часу (за 1 (гадавы), 5, 10 гадоў (перыядычны)) – бягучы перыядычны прырост, у сярэднім за 1 год перыяду часу – бягучы сярэднеперыядычны прырост. Кожны з іх вызначаецца ў абсалютных (абсалютны прырост – у см, м, м2, м3) і адносных (адносны прырост, %) велічынях. Такім чынам, абсалютны бягучы прырост – розніца таксацыйных паказчыкаў (t) у розныя моманты росту дрэва (зараз, ва ўзросце ствала a (tа) і n гадоў таму (tа–n)). Паколькі велічыня абсалютнага бягучага прыросту вельмі зменлівая і за год адносна малая, то, звычайна, вылічваюць бягучы сярэднеперыядычны прырост – сярэдняе значэнне змянення таксацыйнага паказчыка за перыяд n (3, 5 або 10 гадоў).

182 © УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

Тэхнічны сэнс сярэдняга прыросту – сярэдняя велічыня змянення таксацыйнага паказчыка за ўвесь перыяд росту a.

З прычыны меншай зменлівасці адносных велічынь і для параўнання розных паказчыкаў бывае зручна ведаць адносны прырост (працэнт прыросту). Для разліку адноснага прыросту звычайна абсалютны прырост адносяць да значэння паказчыка зараз tа (формула простых працэнтаў), або да сярэдняга значэння за патрэбны перыяд (формула сярэдніх працэнтаў Прэслера). Прыросты ствала вызначаюць, як правіла, без кары.

Прырост дрэваў па дыяметры (радыюсе) як правіла, вымяраюць непасрэдна з дапамогай прыроставых свярдзѐлаў (рыс. 2.18, 2.19), канструкцыя якіх была прапанаваная нямецкім даследчыкам Прэслерам. З закручанай у ствол перпендыкулярна кірунку вызначэння таксацыйнага дыяметра трубкі свярдзѐла экстрактарам дастаюць цыліндрык драўніны – керн, на якім вымяраюць маштабнай лінейкай даўжыню патрэбнай колькасці гадавых слаѐў (рыс. 2.18, 2.19).

9.2. Вызначэнне прыросту ствала ссечанага дрэва па аб’ѐму

У ссечанага дрэва велічыня бягучага прыросту па вышыні і дыяметру ствала можа быць вызначана непасрэдным вымярэннем, а па плошчы сечыва і аб‟ѐму – шляхам разлікаў. Прыростам ствала дрэва па аб‟ѐму (аб‟ѐмны прырост) называецца з‟ява павелічэння аб‟ѐму ствала за пэўны прамежак часу. Вядома мноства спосабаў вызначэння аб„ѐмнага прыросту. Найбольш поўная іх зводка дадзена ў манаграфіі В.В. Антанайціса і В.В. Загрэева «Прырост лесу» [1].

Для вызначэння велічыні бягучага перыядычнага прыросту ствала дрэва па аб‟ѐму неабходна вызначыць аб‟ѐм ствала без кары ў цяперашні час і 10 гадоў таму. Для ссечаных дрэваў абсалютнае значэнне прыросту ствала па аб‟ѐму можна атрымаць на аснове выкарыстання стэрэаметрычных формул. Такім чынам, для далейшага разліку велічыні прыросту найбольш дакладна аб‟ѐм ствала ссечанага дрэва можна знайсці на аснове складанай формулы пасярэдніх сечываў на абсалютных вышынях (складанай формулы Губера) (формула 3.8).

Аб‟ѐм ствала зараз:

дзе lс – даўжыня стандартнай секцыі (2 м), м; γ1, γ3, γ5, γ7, … γi – плошчы папярочных сечываў ствала дрэва на сярэдзінах секцый (г.зн. на сярэдзіне першай секцыі (γ1) – на адлегласці 1 м ад камлѐвага зрэзу,

© УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 183 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

другой (γ3) – на адлегласці 3 м ад камлѐвага зрэзу, трэцяй (γ5) – на адлегласці 5 м ад камлѐвага зрэзу і г. д.), м2; ′ – плошча папярочнага сечыва на сярэдзіне апошняй няпоўнай секцыі, м2; l′ – даўжыня апошняй няпоўнай секцыі, м; gв – плошча папярочнага сечыва асновы верхавінкі, м2; lв – даўжыня верхавінкі, м.

Аб‟ѐм ствала n-гадоў таму:

таму на сярэдзінах 2-метровых секцый (г.зн. на сярэдзіне першай секцыі ( 1, a–n) – на адлегласці 1 м ад камлѐвага зрэзу, другой ( 3, a–n) – на адлегласці 3 м ад камлѐвага зрэзу, трэцяй ( 5, a–n) – на адлегласці 5 м ад камлѐвага зрэзу і г. д.), м2; ′a–n – плошча папярочнага сечыва n-гадоў таму на сярэдзіне апошняй няпоўнай секцыі, м2.

Пры выкарыстанні дадзенай формулы ў гэтым выпадку на ствале ссечанага дрэва пазначаецца даўжыня верхавінкі. Даўжыня верхавінкі роўна прыросту ствала па вышыні за n гадоў (г. зн. фактычна, розніца вышыні ствала зараз і 10 гадоў таму – што ѐсць бягучы перыядычны (за n гадоў) прырост ствала дрэва па вышыні). Астатняя частка ствала (даўжынѐй, якая была 10 гадоў таму (La–n), напрыклад, 19,60 м) падзяляецца на секцыі (адрэзкі) аднолькавай даўжыні, пры гэтым памер секцыі залежыць ад неабходнай іхняй колькасці – дакладнасці вызначэння аб„ѐму ствала: 8–10 шт. – 2–3%. Такім чынам, можам прыняць даўжыню секцыі ствала 2,00 м, што забяспечыць нам 9 поўных (l = 2,00 м) секцый (nc = 19,6 / 2 9 (колькасць стандартных секцый акругляем у меншы бок)). Пры гэтым даўжыня апошняй секцыі (перад верхавінкай) часцей за ўсѐ атрымліваецца менш 2,00 м. Напрыклад, у нашым выпадку даўжыня ствала n гадоў таму 19,60 м, значыць маем 9 поўных секцый (сума даўжынь складзе 18,00 м), рэшта ад La–n – даўжыня няпоўнай секцыі будзе роўна 1,60 м.

Неабходна вымяраць мернай вілкай (рыс. 2.1–2.5) дыяметр на сярэдзіне кожнай секцыі (адрэзка) ствала зараз без кары і вызначыць дыяметр (у гэтым жа месцы ствала), які быў 10 гадоў таму (таксама, зразумела, без кары). Для вызначэння таўшчыні кары можна выкарыстаць вымяральнік кары (рыс. 2.19), радыяльнага прыросту (за 10 гадоў) – узроставы або прыроставы свярдзѐл (рыс. 2.18) ці вымяральнік гадавых кольцаў (рыс. 2.19). Зразумела, што прасцей за ўсѐ зрабіць такія вымярэнні (нават без прыроставага свярдзѐла) можна проста на срэзе ссечанага ствала (у гэтым выпадку трэба распілоўваць ссечаны

184 © УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

ствол на сярэдзіне кожнай секцыі). Для вызначэння дыяметра 10 гадоў таму ад цяперашняга значэння дыяметра адымаем падвоеную шырыню 10 гадавых слаѐў (радыяльны прырост). У залежнасці ад дыяметра знаходзім плошчу сечыва (γ) (па формуле 3.1 або табл. 3.1). Памеры і колькасць секцыяў фіксуем у табл. 9.1, тамсама паказваем вышыні вымярэння дыяметраў, самыя значэнні дыяметраў і вынікі разліку плошчаў сечываў γ, м2, аб‟ѐмаў секцый vс, верхавінкі vв і агульнага аб„ѐма ствала va, м3 зараз (без кары) і n гадоў таму va–n, м3.

Такім чынам, аб‟ѐм ствала «n гадоў таму» va–n вылічваецца як сума аб„ѐмаў цыліндраў стандартных секцыяў і цыліндра няпоўнай секцыі; аб‟ѐм ствала «зараз» va атрымліваецца як сума аб‟ѐмаў

будзе паказана ніжэй). Аб‟ѐм цыліндраў стандартных секцыяў разліч-

© УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 185 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

ваецца як здабытак сумы плошчаў сечываў на іхніх сярэдзінах на даўжыню секцыі.

Далей разлічваем абсалютны бягучы перыядычны (за 10 гадоў) прырост ствала дрэва па аб‟ѐму:

Аналагічна, абсалютны бягучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб‟ѐму (г.зн. у сярэднім за адзін год гэтага перыяду):

Адносны бягучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб‟ѐму разлічым на аснове формулы простых працэнтаў:

Таксама адносны бягучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб„ѐму разлічым па формуле сярэдніх працэнтаў Прэслера:

Абсалютны сярэдні прырост ствала дрэва (г.зн. у сярэднім за адзін год росту дрэва (узрост дрэва a = 62 гады)) па аб‟ѐму складзе:

Адносны сярэдні прырост ствала дрэва па аб‟ѐму:

Менш дакладна, але больш хутка аб‟ѐм ствала ссечанага дрэва зараз і 10 гадоў таму (для далейшага разліку велічыні прыросту) знойдзем на аснове простай формулы пасярэдніх сечываў (простай форму-

186 © УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

лы Губера) (формула 3.4) (рыс. 9.1).

дзе La–n – даўжыня ствала дрэва n-гадоў таму, м; g0,5L – плошча папярочнага сечыва (у сучасны момант) на палове даўжыні ствала n-га- доў таму (г.зн на сярэдзіне не сучаснай даўжыні ствала, а даўжыні, якая была n-гадоў таму), м2; g – плошча папярочнага сечыва асновы верхавінкі, м2; l – даўжыня верхавінкі, м.

дзе g0,5h, a–n – плошча папярочнага сечыва n-гадоў таму на палове даўжыні ствала n-гадоў таму, м2 (рыс. 9.1).

d0,5L

d0,5L, a–n

Рыс. 9.1. Схема абмеру ствала ссечанага дрэва для вызначэння велічыні прыросту па аб‟ѐму паводле простай формулы пасярэдняга сечыва

Такім чынам, аб‟ѐм ствала п гадоў таму вылічваецца як аб‟ѐм цыліндра, даўжыня якога Lа-п, а плошча сечыва атрыманая па дыяметры на палове гэтай даўжыні, які быў п (10) гадоў таму. Аб‟ѐм ствала зараз атрымліваецца як сума аб‟ѐму цыліндра (той самай даўжынѐй Lа-п, з дыяметрам у тым самым месцы, але зараз без кары (б/к)) і конуса верхавінкі. Даўжыня верхавінкі роўная прыросту ў вышыню за п гадоў Lа–Lа-п, а плошча сечыва вызначаецца па дыяметры зараз у месцы Lа-п. Адпаведна, пры выкарыстанні дадзенай формулы ў гэтым выпадку на ствале ссечанага дрэва таксама пазначаецца даўжыня верхавінкі, роўная прыросту ствала ў вышыню за n гадоў (ужо маем даўжыню верхавінкі, у нас гэта 3,2 м – прырост ствала дрэва ў вышыню) (l = La – La–n, м, рыс. 9.1). На сярэдзіне даўжыні ствала, якая была 10 гадоў таму (напрыклад, у нас 19,60 м, значыць 19,60 /2 = 9,80 м) вымяраем мернай вілкай (рыс. 2.1–2.5) дыяметр ствала (зараз без кары) (d0,5L,, рыс. 9.1) (г.зн. на адлегласці 9,80 м ад камлѐвага зрэзу), – у нас дыя-

© УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 187 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

метр склаў 21,1 см, гл. табл. 9.1. Аналагічна, як было сказана вышэй, для вызначэння дыяметра 10 гадоў таму (на гэтай жа адлегласці ад камлѐвага зрэзу (9,80 м)) ад цяперашняга значэння дыяметра (21,1 см) адымаем падвоеную шырыню 10 гадавых слаѐў (радыяльны прырост),

атрымалі дыяметр 10 гадоў таму (d0,5L, a–n, рыс. 9.1), – 17,7 см, гл. табл. 9.1. Для вызначэння радыяльнага прыросту (за 10 гадоў) выкарыстоў-

ваем узроставы або прыроставы свярдзѐл (рыс. 2.18) ці вымяральнік гадавых кольцаў (рыс. 2.19).

Па атрыманых значэннях дыяметраў вызначаем плошчы сечываў

(g0,5L, g0,5L, a–n) (па формуле 3.1 або табл. 3.1) (у нас 0,0349 м2 (g0,5L) і 0,0246 м2 (g0,5L, a–n)), памнажаем на значэнне даўжыні ствала n гадоў

таму (19,60 м), атрымліваем аб‟ѐмы адпаведна зараз (не поўнага ствала) і n гадоў таму (поўны аб‟ѐм ствала n гадоў таму). Атрыманы аб„ѐм зараз (аб‟ѐм не поўнага ствала) сумуем з аб‟ѐмам верхавінкі. Такім чынам, маем сумарны аб‟ѐм ствала ў цяперашні час (гл. табл. 9.1, рыс. 9.1). Па атрыманых значэннях аб‟ѐмаў зараз і 10 гадоў таму аналагічна разлічваем прырост ствала дрэва па аб‟ѐму.

Абсалютны бягучы перыядычны (за 10 гадоў) прырост па аб‟ѐму:

Адносны бягучы перыядычны прырост ствала дрэва па аб‟ѐму:

Абсалютны бягучы сярэднеперыядычны прырост па аб‟ѐму:

Аналагічна, адносны бягучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб„ѐму па формуле сярэдніх працэнтаў Прэслера складзе:

Абсалютны сярэдні прырост ствала дрэва (a = 62 гады) па аб‟ѐму:

188 © УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

Адносны сярэдні прырост ствала дрэва па аб‟ѐму:

Дакладнасць вызначэння аб‟ѐмнага прыросту з выкарыстаннем простай формулы Губера невысокая і вагаецца ў межах 12–20%, у той час як спосаб вызначэння аб‟ѐмнага прыросту з выкарыстаннем складанай формулы Губера дае значна большую дакладнасць – 3–5% (па В.В. Загрэеву, В.В. Антанайцісу) [1].

З меншымі працавыдаткамі, але і некаторай стратай дакладнасці аб„ѐмны прырост ствала ссечанага дрэва можна вызначыць па формулах Дварэцкага, Шустава або па спосабу «па плошчы бакавой паверхні ствала» (па Цюрыну).

Для параўнальнай ацэнкі бягучага прыросту асобных дрэваў зручна выкарыстоўваць не абсалютныя значэнні прыросту (Z), а іх працэнты (P). Працэнт бягучага сярэднеперыядычнага прыросту па аб‟ѐму

P n ствала дрэва ѐсць сума працэнтаў прыросту па плошчы сечыва

ZV

Прыблізныя значэнні працэнтаў прыросту даюць формулы:

дзе P n – працэнт прыросту (адносны бягучы сярэднеперыядычны

Z d

прырост) па дыяметру, %.

З мэтай некаторага ўдакладнення вышэйпрыведзеных формул Турскі прапанаваў наступную формулу (гл. таксама формулу (9.27)):

дзе K – каэфіцыент, які залежыць ад энэргіі росту ствала ў вышыню.

© УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 189 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

9.3. Вызначэнне прыросту ствала растучага дрэва па аб’ѐму

Урастучых дрэваў прырост па вышыні Zh цяжка ўстанавіць прамым вымярэннем (пры адсутнасці высокадакладных спецыялізаваных

вымяральных інструментаў), а велічыню радыяльнага прыросту Zr вымяраюць, як правіла, на вышыні 1,3 м. Таму прырост ствала дрэва па аб„ѐму вызначаюць шляхам занясення ў разліковыя формулы паправачных каэфіцыентаў, якія ўлічваюць энергію росту ў вышыню і характар змянення шырыні гадавога слою па даўжыні ствала, або шляхам устанаўлення прамых сувязяў аб‟ѐмнага прыросту з прыростам па дыяметры ці плошчы сечыва. Часцей за ўсѐ аб‟ѐмны прырост растучых дрэваў вызначаюць праз працэнт прыросту (адносны прырост).

Уаснову вызначэння адноснага прыросту PZ у большасці выпадкаў кладзецца асноўная формула знаходжання аб‟ѐма праз відавы лік, плошчу сечыва і вышыню ствала. На яе падставе прапанаваныя нека-

лькі эмпірычных формулаў (рэгрэсійных мадэляў) вызначэння PZ. Яшчэ ў ХІХ ст. нямецкім даследчыкам Прэслерам была прапанаваная методыка, заснаваная на выкарыстанні г. зв. адноснага дыяметра r, які атрымліваюць як дзель дыяметра без кары на прырост па дыяметры (для растучага дрэва вызначаюць на вышыні 1,3 м, а для ссечанага – на сярэдзіне ствала). Разлікі цераз r па Прэслеру даволі грувасткія – патрабуюць шматлікіх таблічных інтэрпаляцый.

Адносную велічыню бягучага сярэднеперыядычнага прыросту ствала растучага дрэва па аб‟ѐму знойдзем па формуле Шнайдара (формула па сярэдняй шырыні гадавога слоя):

дзе k – каэфіцыент, які залежыць ад долі (працягласці) кроны і ацэнкі росту ствала ў вышыню (гл. табл. 9.2); i – сярэдняя шырыня (за n гадоў) гадавога слоя на 1,30 м, см; da – дыяметр зараз (без кары), вымераны мернай вілкай на вышыні 1,30 м, см.

190 © УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”

Вызначаем каэфіцыент k у залежнасці ад долі кроны і росту ў вышыню за 10 гадоў (гл. табл. 9.2) па табл. 9.3.

У нашым выпадку, прырост па вышыні за 10 гадоў склаў 3,20 м (розніца вышыні зараз (22,80 м) і 10 гадоў таму (19,6 м)), парода сасна, таму маем па табл. 9.2 ацэнку росту ў вышыню – «добры». Доля кроны 30% (вызначаная, напрыклад, працэнтамерам), значыць каэфіцыент k роўны 630 (табл. 9.3).

Сярэдняя шырыня гадавога слоя i, мм:

– дыяметр без кары зараз і 10 гадоў таму на 1,30 м, см. Такім чынам, па формуле Шнайдара (9.24) разлічылі адносны бя-

гучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб‟ѐму. Ведаючы адносную велічыню прыроста (2,7%, формула 9.24), знойдзем абсалютны бягучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб„ѐму:

дзе va – аб‟ѐм ствала растучага дрэва ў цяперашні час (у якасці прыкладу возьмем аб‟ѐм, атрыманы намі па складанай формуле Губера (для ствала ссечанага дрэва), гл. табл. 9.1), м3.

Разлічым адносны бягучы сярэднеперыядычны прырост ствала дрэва па аб‟ѐму па формуле Турскага:

дзе K – каэфіцыент, залежыць ад энэргіі росту ў вышыню (табл. 9.4).

© УА «Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт», 2014 191 С.І. Мінкевіч. Для студэнтаў спецыяльнасці “Лясная гаспадарка”