Массовые таблицы по разрядам высот

Таблицы типа баварских получили исключительное применение в лесном хозяйстве западноевропейских стран. Огромные масштабы русского дореволюционного, а также советского и современного лесного хозяйства требовали упрощения техники таксации леса на корню и вместе с тем обеспечения необходимой ее точности. Ввиду этого в России и в СССР широкое применение получили объемные таблицы по разрядам высот.

Первыми таблицами этого типа были опубликованные в 1886 г. «Русские временные массовые таблицы», которые использовались на протяжении сорокапятилетнего периода и были заменены только в 1931 г. У строителей есть выражение: «Ничего нет более постоянного, чем временные сооружения». К названным таблицам это тоже подходит – «временные» применялись более 45 лет.

Количество разрядов в этих таблицах было небольшим. Для стволов дуба принято четыре разряда высот, а для остальных пород – по три разряда. Объемы давались для средней формы стволов.

Таблицы объемов дополнены данными сбега стволов, на основе чего были составлены простейшие сортиментные таблицы, позволяющие проводить материальную и денежную оценку леса на корню с использованием таксовых цен. Именно этими таблицами пользовались купцы, скупая лес у помещиков, о чем было рассказано в главе 2.

Суть разрядов высот состоит в том, что разряд определяется по соотношению диаметра и высоты по специально разработанной таблице. Число разрядов высот зависит от диапазона высот и диаметров конкретной породы. Древостои, имеющие большие высоты, имеют, как правило, и более высокий разряд высот (рисунок 8.1). В то же время судить о разряде высот только по средней высоте нельзя.

Рисунок 8.1 – Схема распределения насаждений по разрядам высот

При одинаковой высоте деревьев одной породы могут иметь разные диаметры даже в одном типе леса и при одинаковом классе бонитета в зависимости от условий выращивания древостоев: густые, редкие. Аналогично при одинаковом диаметре древостои могут иметь разные высоты в зависимости от возраста и условий произрастания, что видно на рисунке 8.2.

На рисунке 8.2 три дерева, расположенные слева, имеют одинаковую высоту, но разные диаметры и будут принадлежать к разным разрядам высот. Дерево сосны, имеющие высоту 24 м и диаметр 28 см будет относится ко II разряду высот, а дерево такой же высоты с диаметром 20 см будет уже I разряда высот.

Правые 3 дерева имеют одинаковые диаметры, но разные высоты. Дерево с диаметром 24 см и высотой 28 м относится к Ia разряду высот, а дерево этого же диаметра с высотой 20 м соответствует уже IV разряду высот.

Образец таблицы для определения разрядов высот приведен в таблице 8.2.

Способ применения таблиц несложен. Для каждой пароды на таксируемом участке путем замеров ряда высот из средних ступеней толщины определяем разряд высот. После чего для каждой ступени подбираем в таблице соответствующего разряда средний объем ствола. Умножая средний объем на число стволов по перечету, получаем объем ступени, затем суммируя объемы всех ступеней, определяем объем всех стволов, включенных в перечет по формуле:

V = v₁n₁ + v₂n₂ + .... + v_nn_n

Рисунок 8.2 – Соотношение диаметров и высот в разных насаждениях

Таблица 8.2 – Фрагмент таблицы для установления разряда высот древостоев по ели (по В.К. Захарову)

Диаметр на высоте груди, см	Высота (м) по разрядам
	Iа	I	II	III	IV	V
20	26,0 – 24,1	24,0 – 22,1	22,0 – 20,1	20,0 – 18,1	18,0 – 16,1	16,0 – 14,0
24	28,0 – 26,1	26,0 – 24,1	24,0 – 22,1	22,0 – 20,1	20,0 – 18,1	18,0 – 16,0
28	31,0 – 29,1	29,0 – 29,6	26,5 – 24,1	24,0 – 22,1	22,0 – 20,1	20,0 – 18,0
32	32,0 – 30,1	30,0 – 28,1	28,0 – 26,1	26,0 – 23,6	23,5 – 21,1	21,0 – 19,0
36	34,0 – 32,1	32,0 – 29,6	29,5 – 27,1	27,0 – 24,6	24,5 – 22,1	22,0 – 20,0
40	35,0 – 33,1	33,0 – 30,6	30,5 – 28,1	28,0 – 25,6	25,5 – 23,1	23,0 – 21,0

.

Положительным для таблиц является простота. Однако их применение в практике выявило значительные недостатки, приводящие в отдельных случаях к недопустимым погрешностям, в особенности при таксации древостоев высокой продуктивности, для которых таблицы давали систематические преуменьшения, достигавшие, например, для сосны, 30 %.

Причины этих погрешностей:

1) недостаточное число разрядов высот;

2) искусственный характер построения кривых высот, не отвечающий соотношениям d и Н в природе;

3) для стволов дуба, наоборот, наблюдались для отдельных ступеней толщины преувеличения объемов, связанные с погрешностью установления их повышенной средней формы.

Отмеченные недостатки привели в 1928 г. к решению о необходимости замены русских временных массовых таблиц более совершенными, однако с сохранением основных преимуществ этого типа таблиц.

В начале XX века в России и в первые годы становления СССР у нас применялись объёмные таблицы по классам бонитета. Их составителем был М.М.Орлов и другие ученые.

Отличительными признаками таблиц по бонитетам является то, что соотношения между d и Н в таблицах построены на основе классов бонитетов. Число разрядов высот в них установлено по числу классов основных бонитетов.

Деление на классы бонитета является основой классификации лесов при таксации и лесоустройстве и характеризует условия местопроизрастания по внешним признакам: средней высоте насаждения в определенном возрасте. Такая классификация проводится на основании специальной общебонитировочной шкалы по средним высотам и возрастам древостоев.

Первые таблицы, составленные по бонитетам, были опубликованы в 1912 г. М.М. Орловым и Б.А. Шустовым для стволов сосны. Выбор той или иной таблицы рекомендовалось устанавливать по средней высоте и возрасту насаждений, т.е. в пределах бонитета предусматривалась одна кривая соотношений d и Н для таксации спелых насаждений.

Высота насаждения при прочих равных условиях является функцией двух переменных величин: возраста и условий местопроизрастания. Следовательно, при таксации древостоев приспевающих и средневозрастных насаждений по таким признакам возникают погрешности, избежать которые можно двумя путями.

Первый путь – составить для каждого бонитета два или три класса высот. При этом значительно бы увеличивалось число разрядов высот, что лишало таблиц этого типа основного их преимущества – простоты построения и легкости пользования. Второй путь – во всех случаях подбирать соответствующий разряд таблиц по соотношению диаметров и высот, а не по высоте и возрасту и, следовательно, заменить название таблиц – по разрядам высот, а не по бонитетам. Такое изменение структуры и названия таблиц в настоящее время считается общепринятым.

Влияние возраста не учитывается ни формулой объема отдельного ствола V=gHf, ни формулой запаса всех деревьев таксируемой совокупности V=GHf, где G — сумма площадей сечений всех деревьев таксируемой совокупности.

Составленные М.М. Орловым в разные периоды таблицы объемов стволов по бонитетам как для сосны, так и для других пород не были свободны от ряда методических и технических недостатков, послуживших материалом для критической их оценки в лесотаксационной литературе, после чего они подвергались переработке и исправлениям с сохранением, однако, основной структуры их построения. В силу перечисленных недостатков данные таблицы не получили широкого применения в практике.

Наряду с описанными таблицами, но с уточнением и усовершенствованием методики разными авторами был составлен ряд местных и общих таблиц по бонитетам. Так, Б.А. Шустов составил такого типа таблицы для лесов Украины; для лесов Белоруссии в 1928 г. В.К. Захаров составил таблицы объемов и сбега стволов восьми древесных пород, в которых были устранены основные недостатки применявшихся русских временных массовых таблиц.

В силу перечисленных и иных причин объёмные таблицы по бонитетам не соответствовали научно-обоснованным требованиям к точности таких нормативных материалов. Их главный недостаток, когда при одинаковых диаметрах могли быть разные высоты, а при одинаковых высотах могли быть разные диаметры, не мог быть устранён никаким образом. Это приводило к большим ошибкам в определении объёма. В силу изложенного таблицы по бонитетам в конце 20-х годов было решено заменить на объёмные таблицы по разрядам высот.

Таблицы объемов стволов по коэффициентам формы

Первыми по времени составления и разработке методики таблицы этого вида были разработаны в Австрии А. Шиффелем для сосны, ели, пихты и лиственницы (1899 – 1908 гг.). Объемы стволов приводятся здесь на основе трех измерений: d_1,3, H и f. Для составления таблиц использован относительно небольшой по численности материал, собранный в лесах Австрии; для ели обмерено по однометровым секциям 2529 стволов, для сосны – 1181, для лиственницы – 818 и пихты – 703.

По коэффициентам формы принята градация через 0,02, что приводит к разнице двух смежных объемов при одинаковых d и Н в размере 3 – 4 %, следовательно, величина в 0,01 коэффициента формы q₂ оказывает влияние на 1,5 – 2 % на объем. Образец таблиц А. Шиффеля для ели высотой 22 м показан в таблице 8.3.

Весь материал в таблицах А. Шиффеля размещен по высотам для данной породы. Даны три объема: ствола, крупной древесины и дерева. Разность объемов дерева и ствола дает объем сучьев. В таблицах приводится также краткая характеристика сбега ствола на 1/4 H, 1/2 H, и 3/4 H. Класс полноты и формы, а также протяженность кроны рассматриваются как сопутствующие признаки.

Таблица 8.3 – Образец таблицы А. Шиффеля по q₂

Коэф- фици- ент формы	Класс полнодре-весности и форма	Протя- женность кроны, % от Н	Диаметр на высоте 1,3 м	Объем, м3			Диаметр, см
				ство-ла	крупной древе-сины	дере-ва	1/4 Н	1/2 Н	3/4 Н
0,82	IV	34	16	0,268	0,261	0,304	15,1	13,1	9,0
			18	0,340	0,336	0,385	17,0	14,8	10,1
			20	0,419	0,413	0,475	18,8	16,4	11,2
			22	0,507	0,501	0,574	20,7	18,0	12,3

Применение таблиц А. Шиффеля требует непосредственного измерения трех величин: d_1,3, Н и q₂. Трудность измерения q₂ на стоящих деревьях явилась препятствием для применения таблиц А. Шиффеля на практике. Несмотря на их бесспорные теоретические преимущества, таблицы могут быть использованы лишь при проведении научно-исследовательских работ.

Метод А. Шиффеля был использован Маасом (Швеция), который составил в 1908 г. таблицы по коэффициентам формы q₂ для стволов сосны и ели по более крупным градациям коэффициента формы q₂, а именно: 0,60; 0,65; 0,70; 0,75 и 0,80 (таблица 8.4).

Опытный материал был представлен на основании обмера 1869 деревьев. При переиздании в 1911 г. таблицы для сосны и ели объединили, так как было установлено ничтожное влияние породы на объем при одинаковых d_1,3, H и q₂.

Чтобы иметь возможность использовать таблицы в производстве, на основе измерений диаметра ствола на высоте 6 м была составлена вспомогательная таблица для установления q₂ на стоящем дереве. Для этой цели сконструировали особую мерную вилку, укрепленную на шесте длиной 6 м, причем вилкой измеряли также высоту дерева и диаметр на высоте 1,3 м.

На основе взаимосвязи между диаметрами на высотах 1,3 м, 1/2 Н и высотой в таблице приводится q₂

Таблица 8.4 – Образец таблиц объемов стволов по А. Маасу.Класс

формы q₂ = 0,70

Диаметр на высоте 1,3м, см	Объем, м3, при высоте, м
	8	9	10	11	12	13	14	и т.д.
12	0,051	0,056	0.061	0,066	0,071	0,076	0,081
13	0,060	0,065	0,071	0,077	0,083	0,089	0,095
14	0,069	0,076	0,083	0,089	0,096	0,103	0,110
15	0,080	0,087	0,095	0,103	0,110	0,118	0,125
и т.д.

. Для таксируемого древостоя допускался единый средний q₂, по которому и таксировались все стволы данного насаждения. Наконец, рекомендовалось брать для высот до 21 м объем и сбег из класса q₂ = 0,70, а при больших высотах из класса 0,65.

Как отмечает В.К. Захаров, таблицы Мааса нашли применение на практике в начале XIX века в скандинавских странах. Большая сложность при пользовании данными таблицами существенно ограничили их практическое применение. В нашей стране эти таблицы не использовались, несмотря на то, что таблицы, где учтена форма ствола,являются наиболее точными. . Не имеют распространения эти таблицы и в зарубежных странах.