31.Совокупность элементов леса в закономерности их строения. Таблицы таксации объемов деревьев.

Таблицы объемов стволов разнородной совокупности деревьев

Таблицы объемов стволов представляют ряды числовых величин, расположенные в определенной системе и характеризующие средние объемы стволов отдельных древесных пород в зависимости от размеров и формы.

Первые таблицы объемов стволов были составлены в 1804 году Гартигом. Затем в 1846 году появляются более совершенные баварские таблицы. К настоящему времени лесотаксационная практика располагает большим множеством указанных нормативов, имеющих неодинаковую ценность. Достаточно подробно разработаны теория вопроса и методика составления этих таблиц.

Представляется возможным дать следующую классификацию существующих таблиц объемов стволов.

1. По целевому назначению различаются таблицы:

а) для таксации разнородной совокупности деревьев;

б) для таксации деревьев в древостоях.

2. По области применения существуют таблицы:

а) всеобщие или универсальные – для одновременной таксации стволов всех древесных пород;

б) общие – для данной породы в пределах ее ареала или страны;

в) региональные – для данной породы в пределах выделенного лесотаксационного района.

3. По плану построения имеются таблицы:

а) с одним входом – d1,3;

б) с двумя входами – при средней форме по d1,3 и h (для таксации разнородной совокупности деревьев); при средней форме по d1,3 и разряду высот (для оценки деревьев древостоя). Для отдельных видов нормативов дополнительно могут учитываться некоторые лесобиологические признаки: возрастная группа, область роста, категории формы ствола и т.п.;

в) с тремя входами – коэффициент формы q2, d1,3 и h (для разнородной совокупности деревьев); разряд высот, средний q2 и d1,3 (для деревьев древостоя).

4. По методике сбора и группировке исходного материала таблицы объемов могут основываться:

а) на данных сплошной рубки или взятия учетных деревьев древостоя с отнесением всех стволов пробной площади к одному разряду высот и средних q2 составляемых таблиц;

б) на данных модельных деревьев, взятых в древостоях различных лесорастительных условиях, возраста, полноты, состава и т.п., с разноской отдельных стволов по принятым категориям учета.

5. По методике составления различают таблицы объемов:

а) с использованием средних значений видовых чисел по формуле Vств = g1,3 ∙h∙f;

б) с графическим выравниванием объемов по d1,3 и h стволов;

в) с аналитическим выравниванием объемов по уравнениям связи от d1,3, h и q2;

г) с математическим моделированием образующей ствола на ЭВМ.

В литературе содержатся и иные классификации анализируемых таблиц.

К таблицам объемов растущих деревьев выдвигается требование обеспечить ту же точность определения запаса древесины, что и в таблицах учета заготовляемых из них круглых лесоматериалов. В разнородных совокупностях деревьев перечет ведется по группам

d1,3, h и q2. В древостоях элемента леса перечет проводится лишь по ступеням толщины с установлением общего разряда высот и среднего коэффициента формы стволов.

Рассмотрим отдельные наиболее известные таблицы объемов разнородной совокупности деревьев в их историческом плане.

Баварские таблицы объемов стволов. Они были опубликованы в 1846 году и для своего времени являлись наиболее совершенными. В основу составления таблиц положены данные обмеров по коротким отрезкам 40220 стволов различных пород. Объемы стволов в них вычислены с использованием вырaвненных видовых чисел. Входами в таблицы являются диаметр на высоте 1,3 м с градацией в 2 см и высота ствола с дробностью в 0,5 м.

Германские таблицы объемов стволов. Были опубликованы в 1876 году и находят применение по настоящее время. В их основе лежат данные обмера свыше 64 тыс. деревьев сосны, ели, пихты, ольхи черной, дуба и бука.Нормативы предусматривают две области роста -северную и южную, а также возрастные группы деревьев до 40 лет, 41…80 лет и старше 80 лет. В них показаны объемы всего дерева и стволовой древесины толщиной свыше 7 см.

Новым в германских таблицах по сравнению с баварскими является

использование для оценки формы стволов соотношения между диамет-

81

рами на середине высоты и на высоте 1,3 м, получившего впоследствии

название второго коэффициента формы стволов.

Удельные таблицы Крюденера объемов стволов. В 1904 г.

А.А. Крюденером была опубликована программа работ, а в

1908-1913 гг. составлены таблицы объемов стволов для 9 древесных

пород (сосна, ель, береза, осина, дуб, липа, граб, клен и ясень), предна-

значенные для таксации в лесах Удельного ведомства. Весь выпуск со-

стоит из 20 отдельных книг.

В основе таблиц лежит обширный материал в виде обмера по 1,4 м

отрубкам свыше 108 тыс. деревьев. Последние брались в качестве моде-

лей в количестве 24…40 шт. на каждую пробную площадь. Некоторые

же пробы были вырублены сплошь.

Построение таблиц отличается большой сложностью. В них в преде-

лах породы последовательно необходимо различать входные признаки:

область роста; тип дерева; тип насаждения; возрастную группу; высоту

дерева; диаметр на высоте 1,3 м.

Однако этот план до конца не был выдержан. Так, области роста (се-

верная и южная европейская части России) предусмотрены лишь по

сосне и березе.

Типы деревьев (I, IIa, IIб, III) различаются по протяжению кроны на

стволах и полнотах леса для учета полнодревесности стволов. Однако

для деревьев III типа Крюденером таблицы составлены лишь по ели. По

дубу и клену в один тип объединены деревья I и IIа категорий, а деревья

IIб типа оставлены во II категории. По ясеню и грабу уже выделяются

три формы деревьев по степени развития кроны, а по липе оставлены

лишь две u1082 атегории78развитости кроны – стволы ровные и стволы, рас-

ходящиеся в сучья.

Типы насаждений также рассматриваются Крюденером по-разному.

Так, по соснякам классификация дается по лесорастительным условиям

леса; ельникам и березнякам – по средней высоте древостоя. В осинни-

ках учитывается смешение пород, а в дубравах классификация дается по

величинам коэффициентов формы q2. В нормативах по ясеню, грабу и

липе тип насаждения уже совершенно не определяется.

Также запутанно учитывается в таблицах влияние возраста леса на

объемы стволов. В сосняках по всем учетным категориям выделены

группы возраста: приспевающие (60…95 лет), спелые (96…120 лет) и

перестойные (121…150 лет). В ельниках только деревья I типа имеют

разделение на группы возраста: 55…90 лет и 91…120 лет; для всех же

остальных категорий таблицы едины. По остальным же породам возраст

82

деревьев как объемообразующий фактор в нормативах исключен полно-

стью.

Таблицы Крюденера, по сути, являются переходными от оценки раз-

нородной совокупности деревьев к таксации запаса отдельного древо-

стоя. В них содержатся кроме объемов стволов данные абсолютного

сбега, кубатуры сучьев и объемы бревен.

Достоинствами таблиц Крюденера являются:

а) попытка увязки выделения областей роста, типов леса и полноты

древостоя с условиями произрастания древесных пород;

б) массовость наблюдений и сбор материала со сплошной рубкой

стволов или значительного числа модельных деревьев на пробных пло-

щадях;

в) переход к учету формы стволов с помощью коэффициента формы

q2, наличие таблиц сбега по каждой породе.

К недостаткам этих таблиц следует отнести следующие:

а) невыдержанность плана построения таблиц, приведшая к отказу

от многих объемообразующих факторов;

б) разнообразие и множественность входов в таблицы;

в) трудность пользования нормативами, неопределенность границ

областей роста; неувязанность возрастных групп с границами классов

возраста.

Однако таблицы Крюденера не потеряли своей ценности до сих пор.

Из-за богатства материала их используют как контрольные данные при

изучении u1092 ормы79и размеров деревьев и при дальнейшей разработке тео-

рии вопроса. Таблицы были переведены в 1970 году проф. К.Е. Никити-

ным на ЭВМ в метрическую систему мер.

Индивидуализированные таблицы Шиффеля объемов стволов.

В период 1899-1908 гг. австрийский лесовод А. Шиффель составил таб-

лицы объемов стволов для ели, сосны, лиственницы и пихты. Материа-

лом для них послужили данные обмера 1 м отрубков около 5 тыс. дере-

вьев. Стволы, взятые из разных древостоев, при обработке были распре-

делены по высотам и пяти категориям значений q2 в зависимости от со-

мкнутости полога леса:

I – деревья свободного стояния с очень сбежистой формой ствола;

II – редкие насаждения со значительной сбежистостью ствола;

III – насаждения средней сомкнутости со средней полнодревесно-

стью ствола;

IV – полные сомкнутые насаждения с полнодревесной формой

ствола;

83

V – очень густые насаждения с наиболее полнодревесными

стволами.

По указанным группам полнот древостоев в таблицах были приняты

средние значения коэффициентов форм q2, показанные в табл. 4.3.

Таблица 4.3 - Средние значения коэффициентов форм q2 в таблицах Шиффеля

Порода

Средние значения q2 по группам сомкнутости полога леса

I II III IV V

Лиственница

Пихта

Ель

Сосна

0,50

0,52

0,58

0,58

0,58

0,58

0,66

0,66

0,62

0,62

0,70

0,70

0,72

0,68

0,76

0,74

0,76

0,72

0,78

0,78

По каждой породе составлялись три таблицы:

а) видовых чисел и коэффициентов форм стволов в зависимости от

высоты деревьев;

б) форм и объемов стволов по трем входам: высота дерева по первым

ступеням; коэффициент формы q2 через 0,002; диаметр ствола через

2 см. В них показаны объемы ствола, крупной древесины и дерева, а

также сокращенная характеристика абсолютного сбега стволов в виде

диаметров на четвертях высот;

в) объемов ствола, дерева и крупной древесины в зависимости от h и

d1,3 деревьев.

Из-за сложности нахождения q2 на стоящих деревьях таблицы Шиф-

феля практического применения не получили. Однако они сохраняют

свое теоретическое значение и используются в научных работах. Так,

при составлении таблиц Союзлеспрома в 1931 году по сосне были ис-

пользованы значения толщины кроны, указанные в анализируемых таб-

лицах. Ряд методических приемов Шиффеля применяют при составле-

нии современных таблиц объемов стволов.

По описываемой методике в 1908 году А.А. Маасом для лесов Шве-

ции были составлены на основе обмера около 2 тыс. деревьев таблицы

объемов стволов сосны и ели по разрядам q2 в 0,60; 0,65; 0,70; 0,75 и

0,80.

Для практического применения этих таблиц необходимо было заме-

рить высоту ствола и диаметры растущих деревьев на высотах 1,3 м и

6,0 м. Допускалось для деревьев высотой до 21 м использование сред-

ней величины q2 = 0,70, а в других случаях q2 = 0,65.

Проф. В.К. Захаров (1961) для более широкого внедрения в произ-

водство нормативов Шиффеля и Мааса составил таблицу значений

q2 стволов на основе измерений в натуре d1,3, d6,5 и h таксируемых

деревьев.

84

Таблицы Шиффеля и Мааса имеют практически одинаковую точ-

ность ± 1,5…2 %.

Таблицы объемов Союзлеспрома для разнородной совокупности

стволов. В 1931 году при составлении таблиц Союзлеспрома объемов

стволов по бонитетам, предназначенных для таксации древостоев, ис-

полнителями работ (по сосне – проф. Д.И. Товстолес; ели – проф. В.К.

Захаров; осине и березе – проф. А.В. Тюрин) одновременно были разра-

ботаны таблицы объемов для разнородных совокупностей деревьев.

Материалом для них послужили данные обмера около 12 тыс. модель-

ных деревьев, проведенные при лесоустройстве. Объемы стволов опре-

деляли с помощью видовых чисел. Для каждой древесной породы

предусмотрены (кроме осины) следующие три разряда значения коэф-

фициентов формы q2 (табл. 4.4). В пределах этих разрядов q2 объемы

стволов даются в зависимости от d1,3 и h.

Методика составления таблиц Союзлеспрома для оценки запаса дре-

востоев излагается в разделе 8.5.

Таблица 4.4 - Средние значения коэффициентов форм q2 по разрядам

Порода

Средние значения q2 по разрядам объемных таблиц

1 2 3

Сосна 0,59 0,65 0,71

Ель 0,60 0,70 0,80

Дуб 0,58 0,68 0,78

Береза 0,57 0,66 0,75

Осина 0,70

На практике таблицы объемов разнородных совокупностей деревьев

иногда используют для оценки запаса древесины в древостоях по сред-

ним высотам ступеней и диаметрам деревьев.

В настоящее время на производстве получили широкое распростра-

нение региональные таблицы объемов стволов, составленные для раз-

нородной совокупности деревьев различных пород. Они приводятся в

лесотаксационных справочниках по отдельным районам страны, издан-

ных в 1986-1993 гг. Федеральной службой лесного хозяйства России.

Универсальные таблицы для определения объемов стволов.

Впервые идея составления таблиц объемов стволов, единых для всех

древесных пород, была высказана в 1926 году А. Самгиным и внедрена

в производство в 1932 году А.Н. Карповым. Исходным положением по-

служил тезис о том, что независимо от древесной породы у стволов с

одинаковыми диаметрами на высоте 1,3 м, высотами и коэффициентами

формы q2 приблизительно одинаковы как диаметры на равных расстоя-

85

ниях от пня, так и их объемы. Карпов на основе предложенной им фор-

мулы

2

f qx

и математических расчетов при значениях показателя х от 1,96 до 0,78

составил таблицы объемов стволов, единые для всех пород. Однако из-

за сложности построения нормативы не получили распространения в

лесном хозяйстве.

В 1968 г. Е.П. Никольский опубликовал Единые массовые таблицы

для определения объемов древесных стволов. В них объемы стволов

показаны при значениях q2 от 0,400 до 0,900 с градацией через 0,025, а в

пределах последних – по четным ступеням толщины от 6 до 100 см и

однометровым разрядам высот от 6 до 40 м.

В основу составления указанных таблиц положена формула проф.

Б.А. Шустова:

0,534 0,53 2 .

2

Vств d1,3 d2 h d1,3 q h (4.18)

Никольский считает, что его таблицы обеспечивают высокую точность

в применении даже к отдельным древостоям. С этим трудно согласить-

ся. Прежде всего, исходная формула таблиц относится к категории

упрощенных. К этому добавляется ориентировочность определения ко-

эффициента формы q2 для растущих деревьев.

Подобные таблицы позволяют определить лишь объемы стволов в

коре, так как кора и сучья для разных пород различны.