Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА»

ТАКСАЦИЯ ЛЕСА

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебно-методического пособия

для студентов специальности 250201 «Лесное хозяйство»

Москва

Издательство Московского государственного университета леса

2008

УДК 630*5

Т 15

Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000 г. на основе примерной программы дисциплины «Лесное хозяйство. Таксация леса»

Авторы: А.Н. Филипчук, Г.В. Матусевич, Н.Г. Иванов,

Г.В. Анисочкин

Рецензенты: профессор В.И. Обыденников, зав. каф. лесоводства

профессор И.И. Дроздов, зав. каф. лесных культур

Работа подготовлена на кафедре лесоустройства и охраны леса

Т 15 Таксация леса: Учебно-методическое пособие - М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. - 133с.

В учебном пособии рассмотрены основные лесотаксационные расчеты и обоснования при определении ряда показателей, используемых для учета и оценки леса.

Учебное пособие включает задания, охватывающие важнейшие разделы лесной таксации. Для выполнения расчетных работ в пособии приведены таблицы и ГОСТы, примеры расчетов, позволяющие получить необходимое представление об основных способах определения таксационных показателей. В приложениях к пособию приведены варианты исходных данных для выполнения практических заданий.

УДК 630*5

@ А.Н.Филипчук, Г.В.Матусевич,

Н.Г.Иванов, Г.В.Анисочкин 2008

@ ГОУ ВПО МГУЛ, 2008

Содержание

Предисловие

1. Определение объема ствола срубленного дерева и выход из него сортиментов

2. Определение объема бревен в партии круглых лесоматериалов

3. Сбег ствола

4. Коэффициенты формы и видовые числа

5. Определение плотной древесной массы в дровяных поленницах

6. Таксация насаждений по модельным деревьям

6.1 Определение запаса древостоя по средней модели

6.2 Определение запаса древостоя по способу моделей, взятых для классов с одинаковым числом деревьев в классе

6.3 Определение запаса древостоя по моделям, взятых по ступеням толщины

7. Определение прироста дерева и древостоя

7.1 Определение прироста ствола модельного дерева

7.2 Определение прироста основной части насаждения

8. Материально-денежная оценка лесосеки

9. Определение выхода сортиментов по товарным таблицам

Библиографический список

Предисловие

Учебно-методическое пособие включает девять заданий, охватывающих все важнейшие разделы лесной таксации. Для выполнения расчетных работ в пособие включены, в сокращенном варианте, все необходимые таблицы и ГОСТы: объемы бревен по длине и диаметру в верхнем отрезе (по ГОСТ 2708-75); лесоматериалы круглые хвойных пород (по ГОСТ 9463-88); видовые числа стволов (по М.Е. Ткаченко); распределение насаждений по классам бонитета (по М.М. Орлову); таблицы хода роста для основных лесообразующих пород (ель, сосна, береза и осина); сортиментные и товарные таблицы (ель, сосна, береза и осина) и другие таблицы.

В пособии приводятся примеры расчетов, позволяющие получить необходимое представление об основных способах определения отдельных показателей, характеристик и значений, применяемых в лесной таксации. Студенты выполняют каждое задание самостоятельно, пользуясь исходными данными для своего варианта.

В процессе выполнения заданий студенты решают следующие задачи:

- получают представление об основных показателях, терминах и определениях, применяемых в лесной таксации;

- осваивают методы обработки таксационных материалов;

- получают навыки работы с лесотаксационными нормативами, таблицами,

стандартами на лесоматериалы;

- сопоставляют и анализируют различные способы вычисления и

определения необходимых показателей;

Расчетные работы по таксации леса выполняются в соответствии с выданным студенту вариантом заданий, которые приводятся в приложении 1. Для выполнения 2, 5 и 9 заданий исходные данные содержатся в самом бланке (заполняются на кафедре) или могут быть взяты на производстве.

Седьмое и восьмое задания выполняются на основе данных перечета деревьев на пробных площадях, при этом номер пробной площади должен соответствовать номеру варианта. Кроме этих данных необходимо использовать данные таксации модельных деревьев по отдельным породам (прил. 2?4). Для студентов заочного отделения допускается использовать

материалы, взятые на производстве.

Учебно-методическое пособие составлено на базе методических указаний «Лесная таксация» (Свалов Н.Н., Поляков А.Н., Вагин А.В. - 1978г.) и учебного пособия «Таксации леса и лесоустройство» (Заварзин В.В., Матусевич Г.В. - 2006г.).

1. Определение объема ствола срубленного дерева и выход из него сортиментов

Для выполнения данного задания необходимо изучить соответствующие разделы учебника, где освещаются вопросы формы древесного ствола и способы определения его объема. Исходными данными служат результаты обмера стволов срубленных деревьев, приведенные в настоящем методическом пособии (прил. 1). Вариант исходных данных устанавливается каждому студенту преподавателем.

Объем ствола в коре и без коры вычисляют сначала по трем простым формулам: срединного сечения, двух концевых сечений и трех сечений (срединного и двух концевых), а затем по трем сложным стереометрическим формулам.

Запись исходных данных и результаты вычислений ведется в бланке специальной формы, выдаваемом кафедрой. На этом бланке вычерчивается схема ствола с указанием соответствующих сечений и длин.

Полученные результаты объема ствола в коре и без коры по всем формулам заносят на первую страницу бланка задания для последующего их анализа. Анализ заключается в получении абсолютных и относительных расхождений результатов приближенного определения объема ствола по простым и сложным формулам с истинным объемом.

За истинный объем можно принять объем, вычисленный по сложной формуле трех сечений. Однако студенты должны представлять, что истинный объем можно получить только ксилометрическим способом. Сложные методы значительно точнее, но и они дают некоторые погрешности. Величина этих погрешностей чаще всего не превышает 2 %.

На основе полученных абсолютных и относительных погрешностей студент делает вывод о степени точности простых формул, какая из формул завышает, и какая занижает объем ствола и чем это объясняется, а также чем объясняется более высокая точность сложных формул по сравнению с точной формулой. Анализ результатов дается отдельно для объема в коре и без коры и излагается письменно на титульной стороне бланка. Кроме того, студенты определяют объемы сортиментов, которые можно заготовить из этого ствола. Разделка ведется от комля к вершине. В первую очередь выделяются наиболее крупные сортименты. При этом руководствуются требованиями ГОСТ 9463-88. «Лесоматериалы круглые хвойных пород» (прил. 7).

Объемы сортиментов находят двумя способами:

1) по простой формуле срединного сечения;

2) по сложной формуле срединного сечения как сумму объемов нескольких двухметровых отрезков и их частей, составляющих длину сортимента.

Объемы сортиментов в коре и без коры, найденные по простой формуле, сравнивают с объемами, найденными по сложной формуле, вычисляют процент расхождения между ними. На основе полученных расхождений делают вывод о причинах, влияющих на величину этих расхождений. Объем вершинки ствола определяется по формуле конуса:

где V_В - объем вершинки, м³ ;

g_L - площадь поперечного сечения основания вершинки, м² ;

h - длина вершинки, м .

Все объемы ствола и сортиментов находятся в кубических метрах с точностью до 0,0001 м³.

На последней странице бланка зарисовывается схема разделки ствола на сортименты с указанием наименования сортиментов и их длин.

Необходимые площади поперечных сечений ствола и сортиментов определяют по соответствующим диаметрам и формулам круга, или по таблицам площадей кругов. Такие таблицы содержатся в различных лесотаксационных справочниках. Все записи в бланках рекомендуется делать карандашом. Пример выполнения задания 1 приводится ниже.

Таблица 1. Пример выполнения задания 1

Исходные данные для заданий по таксации ствола дерева и его частей

Расстоя-ние от основания ствола, м	Диаметр, см	Объем двух метровых отрезков в возрасте 75 лет, м3	Прирост по диаметру за 10 лет без коры, см	Диаметр 10 лет назад без коры, см	Объем двух метровых отрезков 10 лет назад без коры, м3	Объем ствола 10 лет назад, ,вычисленный по простой формуле Губера, без коры, м3
	в коре	без коры	в коре	без коры
0	29,9	26,4	-	-				V = г L + Vв V = 0,02351 * 22 + 0,00015 = 0,5174
1	27,6	25,6	0,1196	0,1030	1,8	23,8	0,0890
3	25,0	23,9	0,0982	0,0898	2,0	21,9	0,0753
5	23,1	22,4	0,0838	0,0788	1,9	20,5	0,0660
7	22,6	21,9	0,0802	0,0754	1,8	20,1	0,0635
9	21,6	21,3	0,0732	0,0712	1,6	19,7	0,0610
11	19,7	19,3	0,0610	0,0584	2,0	17,3	0,0470
13	18,3	17,9	0,0526	0,0504	2,0	15,9	0,0397
15	16,5	16,0	0,0428	0,0402	2,2	13,8	0,0299
17	13,6	13,2	0,0290	0,0274	2,2	11,0	0,0190
19	10,9	10,5	0,0186	0,0174	2,0	8,5	0,0113
21	6,9	6,6	0,0074	0,0068	2,8	3,8	0,0023
22	4,6	4,3	-	-	1,9	2,4
Объем вершинки	0,0014	0,0011	Объем вершинки	0,00015	0,00015
Объем ствола	0,6678	0,6599	Объем ствола	0,5041	0,5174

V - объем ствола, м³ ; г - площадь поперечного сечения на половине ствола, м² ;

L - длина ствола без вершинки, м ; V_в - объем вершинки, м³ .

1. Порода дерева - Сосна

2. Диаметр на высоте груди, D в коре / без коры 27,2 / 25,2 см

3. Высота ствола, H 24,4 м

4. Диаметр на высоте ¹/₄ Н в коре / без коры 22,8 / 22,1 см

5. Диаметр на высоте ¹/₂ Н в коре / без коры 18,8/18,4 см

6. Диаметр на высоте ѕ Н в коре / без коры 11,9/11,6 см

7. Прирост по Д на высоте груди за 10 лет без коры 1,9 см

8. Прирост по Д на ¹/₂ Н за 10 лет без коры 2,0 см

9. Прирост по высоте за 10 лет 1,4 м

10. Рост: - слабый, умеренный, хороший

11. Возраст 75 лет

12. Число годичных слоев в последнем см по радиусу на высоте груди 8

13. Протяженность кроны 6,5 м

Определение объема ствола по простым формулам:

1) по срединному сечению и длине (Губера) :

а) в коре

;

б) без коры .

2) по двум концевым сечениям и длине (Смалиана):

а) в коре

м³ ;

б) без коры м³ .

3) по трем сечениям и длине (Ньютона-Рикке):

а) в коре

;

б) без коры .

Определение объема ствола по сложным формулам:

1) срединных сечений (Губера):

а) в коре

V_ств= (г₁ + г₂ + г₃ +_…+ г_n) l + V_вер= (0,0598 + 0,0491 + 0,0419 + 0,0401 + 0,0366 + 0,0305 + 0,0263 + 0,0214 + 0,0145 + 0,0093 + 0,0037)2 + 0,0014 = 0,6678 м³ ;

без коры

2) концевых сечений (Смалиана):

а) в коре

V_ств = [ + ( 0,0543 +0,0456 + 0,0408 + 0,0384 + 0,0333 + 0,0283 + 0,0238 + 0,0177 + 0,0117 + 0,0062 )]2 + 0,0014 = 0,0360 + 0,6002 + 0,0014 = 0,6376 м³ ;

б) без коры

V_ств = [ + ( 0,0483 + 0,0423 + 0,0387 + 0,0366 + 0,0324 + 0,0272 + 0,0227 + 0,0170 + 0,0111 + 0,0058 )]2 + 0,0011 = 0,5933 м³.

3) сечений срединных и концевых (Рикке-Симпсона)

а) в коре

V_ств = [g₀ + g_n+ 2(g₁+g₂+ g₃…+ g_n-1) + 4 (г₁+ г₂+ г₃+ …+ г_n )] + V_вер = =[0,0703 + 0,0017 + 2 ( 0,0543 + 0,0456 + 0,0408 + 0,0384 + 0,0333 + 0,0283 + 0,0238 + 0,0177 + 0,0117 + 0,0062 ) + 4 ( 0,0598 + 0,0491 + 0,0419 + 0,0401 + 0,0366 + 0,0305 + 0,0263 + 0,0214 + 0,0145 + 0,0093 + 0,0037 )] + 0,0014 = 0,6697 м³ ;

б) без коры

V_ств = [ 0,0547 + 0,0014 + 2 ( 0,0483 + 0,0423 + 0,0387 + 0,0366 + 0,0324 + 0,0272 + 0,0227 + 0,0170 + 0,0111 + 0,0058 ) + 4 ( 0,0515 + 0,0449 + 0,0394 + 0,0377 + 0,0356 + 0,0292 + 0,0252 + 0,0201 + 0,0137 + 0,0087 + 0,0034)] + 0,0011 = 0,6017 м³.

где V_ств ? объем ствола, м³ ;

g₀, g₁, g₂…. g_n? площади поперечных сечений на концах отрезков, м²;

г_1, г_2, г_3…. г _n ? площади поперечных сечений на середине отрезков, м² ;

L ? длина ствола без вершинки, м ;

l ? длина отрезка, м ;

V_вер? объем вершинки ствола, м³ .

Результаты вычислений объема ствола по различным формулам записывают в табл. 2.

Таблица 2

Формулы	Объём ствола, м3	Проценты расхождения объемов по сравнению со сложной формулой (Рикке-Симпсона)
	в коре	без коры	объем коры	в коре	без коры
простые формулы
по срединному сечению и длине	0,6724	0,6435	0,0289	+0,3	+3,8
по двум концевым сечениям и длине	0,7919	0,6182	0,1737	+18,1	-0,3
по трем сечениям и длине	0,7127	0,6351	0,0776	+6,3	+2,4
сложные формулы
срединных сечений	0,6678	0,6201	0,0477	-0,2	+3,1
концевых сечений	0,6376	0,5933	0,0443	-4,8	-1,4
сечений срединных и концевых	0,6697	0,6017	0,0680	-	-

После определения объема ствола по разным формулам ствол раскраивают на сортименты. Используя ГОСТ 9463?88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород» ( прил. 7) студенты выбирают наиболее ценные сортименты и заполняют таблицу . Для выбранных сортиментов указывают их класс крупности, длину, диаметр в верхнем отрезе в коре и без коры. Далее определяют объемы сортиментов по двух метровым отрезкам и по срединным сечениям в коре и без коры. Полученные объемы сортиментов по срединным сечениям сравнивают с объемами найденными по двух метровым отрезкам и определяют процент ошибки. Таблица заканчивается определением процента объема сортимента от объема ствола вычисленным по двух метровым отрезкам. В заключении данной работы студенты вычерчивают схему разделки ствола на сортименты и пишут вывод о точности вычислений объема ствола разными способами по сравнению со сложной формулой (Симпсона). Пример выполнения этого задания приводится в табл. 3.

Таблица 3

Наименование сортиментов	Класс крупности сортимента	Длина, м	Диаметр в верхнем отрезе, см	Объемы, м3 в коре/без коры	Процент ошибки в объеме, вычислен-ных по средин-ному сечению	Процент объема сортимента от объема ствола вычисленных по двух метровым отрезкам
			в коре	без коры	по двух метровым отрезкам	по срединному сечению
Пиловочник	Средний	6,0	22,8	22,2	0,3016 0,2716	0,2946 0,2694	-2,3 -0,8	40,7
Пиловочник	Средний	6,0	19,0	18,6	0,2144 0,2050	0,2196 0,2136	+2,4 +4,1	30,7
Пиловочник	Средний	4,0	15,0	14,7	0,0954 0,0906	0,0952 0,0908	-0,2 +0,2	13,6
Подтоварник	Мелкий	5,0	6,9	6,6	0,0513 0,0482	0,0525 0,0495	+2,3 +2,7	7,2
Итого деловой древесины в коре/без коры		21,0			0,6627 0,6154	0,6619 0,6233	-0,1 +0,4	9,2
Объем коры в деловой древесине		-			0,0473	0,0386		7,1
Объем дровяной древесины с корой		1,0	4,6	4,3	0,0037	0,0027		0,5
Итого ликвидной древесины		22,0			0,6191	0,6260		92,7
Отходы (кора деловой + вершинка)		2,4			0,0487	0,0400		7,3
Всего объем ствола (лик-видная древесина + отходы)		24,4			0,6678	0,6660		100

Рис 1. Схемы ствола

2. Определение объема бревен в партии круглых лесоматериалов

Целью данного задания является определение объема древесины в штабелях бревен хвойных пород по таблицам объемов круглых лесоматериалов (ГОСТ 2708-75), в которых даются объемы круглых сортиментов в зависимости от длины и диаметра в верхнем отрезе (прил. 8).

В качестве исходных данных каждому студенту выдается информация по четырем штабелям бревен хвойных пород. В пределах штабеля бревна имеют одинаковую длину, но сильно варьируют по диаметру. Поэтому, чтобы воспользоваться таблицами объемов, бревна в штабелях делят на партии с диаметрами в верхнем отрезе, кратными 2 см.

Техника пользования таблицами объемов круглых лесоматериалов весьма проста. Для этого по длине и верхнему диаметру по каждой партии берут из таблиц объем одного дерева, умножают его на количество бревен в партии и получают таким образом объем всей партии бревен. Сумма объемов партии дает объем бревен в штабеле. Далее проводят итоги по всем штабелям.

Кроме того, студенты определяют средний диаметр бревен в каждом штабеле с точностью до 0,1 см по формулам:

;

,

где D_ср(n) - средний диаметр вычисленный по произведению dn ;

D_ср(v) - средний диаметр вычисленный по произведению dv ;

d₁,d₂,…,d_n - диаметры в верхнем отрезе партии бревен ;

n₁, n₂,…,n_n - количество бревен в партиях ;

, ….… - объемы в партии бревен.

Полученные результаты нужно сравнить между собой, т.е. найти процент расхождения, приняв за точное значение диаметр, полученный с использованием объема.

D_ср(n) - D_ср(v) / D_ср(v) Ч 100 % .

Пример выполнения задания 2 приводится в табл. 4.

Таблица 4. Таксация партии бревен

Факультет ____________________________ курс _____________ группа _________

Исполнитель ________________________________________ Дата ________________

Номер штабеля	Длина бревен, м	Количество бревен, шт Объём бревен, м3	Диаметр бревен в верхнем отрезе без коры (D), см	Итого	?(D · N)/?N	Расхождение %
					?(D · V) ?V
			20	22	24	26	28
1	3,0	N	36	47	71	82	27	263	24,1	-2,03
		V	3,85	6,11	11,15	15,17	5,94	42,22	24,6
2	4,5	N	45	74	54	45	38	256	23,7	-2,47
		V	7,65	14,80	12,96	12,60	12,54	60,55	24,2
3	6,0	N	52	25	37	71	19	204	23,8	-2,46
		V	11,96	7,00	12,21	27,69	8,55	67,41	24,4
4	6,5	N	63	36	42	24	55	220	23,7	-2,37
		V	16,38	11,16	15,12	10,32	26,95	79,93	24,6
Итого	N	196	182	204	222	139	943	23,8	-2,45
	V	39,84	39,07	51,44	65,78	53,98	250,11	24,4

3. Сбег ствола

Сбег - это наиболее универсальная характеристика ствола любого дерева. Практически все таксационные характеристики отдельного ствола являются, по существу, производными от сбега. В лесотаксационной литературе сбег определяется как изменение диаметра ствола от основания к его вершине. При этом различают сбег абсолютный и относительный. Абсолютный сбег это разность между диаметрами двух соседних сечений ствола:

,

где диаметры нижнего и верхнего отрезов.

Отношение разности соседних диаметров к расстоянию между ними дает усредненную характеристику сбега:

,

где расстояние между в м

Средний сбег всего ствола срубленного дерева определяется по формуле:

,

где H - высота ствола, а - диаметр на высоте груди.

Знаменатель формулы исключает влияние на средний сбег комлевой части ствола.

Знание среднего сбега как для отдельной части ствола, так и для всего ствола позволяет вычислять диаметр в любой их части. Например, при среднем сбеге 0,98 см/м., диаметре в верхнем отрезе 20 см., и длине бревна 6 м., диаметр в середине бревна будет:

20 + 0,98Ч3 = 22,9 см

Точно так же можно рассчитать диаметр на половине высоты ствола по его среднему сбегу и диаметру на высоте груди. Это важно, так как диаметр на половине высоты дерева является общепризнанным элементом при оценке формы ствола.

Относительный сбег устанавливают через разность соседних относительных диаметров. Относительный диаметр это отношение диаметра любой части ствола к диаметру на высоте груди, выраженное в процентах:

% .

Таблица 5. Пример выполнения задания 3

Определение сбега древесного ствола и его частей

Расстояние от основания ствола, м	0	1	1,3	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Диаметр ствола в см	в коре	29,9	27,6	27,2	26,3	25,0	24,1	23,1	22,8	22,6	22,1	21,6	20,6	19,7	19,0	18,3	17,4	16,5	15,0	13,6	12,2	10,9	8,9	6,9	4,6
	без коры	26,4	25,6	25,2	24,8	23,9	23,2	22,4	22,2	21,9	21,6	21,3	20,3	19,3	18,6	17,9	17,0	16,0	14,7	13,2	11,9	10,5	8,6	6,6	4,3
Абсолютный сбег ствола по частям в см	в коре	2,3	4,8	3,8	6,8	7,2
	без коры	0,8	3,4	3,6	6,7	7,6
Средний сбег ствола по частям см/м	в коре	2,3	0,80	0,63	1,13	1,80
	без коры	0,8	0,57	0,60	1,12	1,90
Относитель- ный диаметр в %	в коре	110	101	100		92			84			79		72	70			61			45			25	17
	без коры	105	102			95			88			84		77	74			63			47			26	17
Относитель- ный сбег ство-ла по частямв %	в коре	9	17	14	25	28
	без коры	3	14	14	27	30
Средний сбег стволасм/м	в коре	1,18 1,09
	без коры

Примечание. в числителе - значение показателя в коре, в знаменателе - без коры

Если составить последовательность относительных диаметров на разных высотах ствола, то можно по разности относительных диаметров и расстоянию между ними установить значение относительного сбега, а следовательно, и значение абсолютного диаметра в любой части рассматриваемого отрезка ствола. Например, = 20 см, на высоте 3 м равен 90%, на высоте 7 м равен 81%. Тогда, уменьшение относительного диаметра на 9%, (90 - 81), происходит на длине 4м., (7 - 3), т.е. на один метр длины приходится 2,25% изменения диаметра, (9 : 4). Следовательно, относительный диаметр, допустим, на высоте 4м. будет равен 87,5%, (90 - 2,25), а абсолютный диаметр будет равен: = (2087,75)/100 =17,75 см.

Относительный сбег используется для сравнительной оценки сбега стволов разных диаметров.

Используя данные своего варианта студенты выполняют задание по приведенному в таблице примеру.

Сбег принято считать слабым, если, в среднем, он менее 1 см/м; если он лежит в пределах 1 - 2 см/м его считают средним; если он более 2см/м - это сильный сбег. дерево таксация насаждение лесоматериал

Наибольшую производственную ценность представляет цилиндрическая часть бревна, объем которой при одинаковой длине определяется диаметром в верхнем торце. При распиловке бревен на доски и брусья зона сбега, как правило, остается неиспользованной и идет в отход. Следовательно, выход промышленных лесоматериалов из круглого леса больше зависит от диаметра в верхнем отрезе. Поэтому на практике используются таблицы объемов круглого леса, входами в которые являются длина бревна и его диаметр в верхнем отрезе.

Выводы по данной части задания должны содержать:

1. Оценку сбега, абсолютного и относительного, в различных частях ствола.

2. Возможность использования среднего сбега для определения диаметра на половине высоты ствола.

4. Коэффициенты формы и видовые числа

В качестве следующей характеристики формы ствола используется группа параметров, расчет которых полностью основан на данных о сбеге. Общепринято использование четырех относительных диаметров, которые получили название коэффициентов формы:

,

где - коэффициенты формы, - диаметры соответственно на нулевой высоте ствола, на высоте груди, на четвертой части высоты ствола, на половине высоты и на трех четвертях высоты.

Каждый коэффициент в отдельности характеризует сбег той части ствола, к которой он относится. Взятые вместе они достаточно точно позволяют судить о форме всего ствола, степени его сбежистости, объеме, характере и размере лесоматериалов, которые можно получить из ствола.

Наиболее изучен коэффициент он, в частности, используется при расчете другого показателя формы ствола, который получил название видового числа. Первые исследователи в поисках обобщающего показателя формы ствола пришли к единому мнению, что сравнение объема ствола с объемом цилиндра, имеющего с ним одинаковую высоту и площадь основания, равную площади сечения на высоте груди, хорошо описывает степень приближения объема ствола к объему такого цилиндра. Установленное таким способом видовое число получило название старого видового числа:

,

где - видовое число (старое в данном случае), - объемы ствола и цилиндра. Старое видовое число дает качественную характеристику формы ствола, получившую название полнодревесность: чем больше видовое число, тем в большей степени объем ствола приближается к объему цилиндра, то есть тем более ствол полнодревесен, и наоборот. Точность расчета видового числа по приведенной формуле зависит от точности определения объема ствола. Более поздние исследования обосновали расчеты видовых чисел на иных зависимостях: - этот способ основан на определении объема по простой формуле через срединное сечение ствола, поэтому дает невысокую точность; хорошую точность (3 %) определения видового числа дает формула Шиффеля :

.

Эта формула устанавливает зависимость видового числа от коэффициента формы и высоты; известен также ряд эмпирических формул, в частности, для сосны: - 0,20, для ели .

Еще один способ определения видового числа, основанный на массовом статистическом материале, разработал проф. М.Е. Ткаченко. Составленные им таблицы Всеобщих видовых чисел (прил. 10), в которых представлена зависимость от и , позволили сформулировать закон, согласно которому стволы всех древесных пород, растущих в насаждениях, в любых условиях, при равной высоте, диаметре и коэффициенте формы, имеют почти равные видовые числа, а следовательно, и объемы.

Используя данные своего варианта и приведенные выше формулы, студенты выполняют расчеты согласно примерам приведенных в табл. 5 и 6 .

Пример выполнения задания 4 Таблица 6

Определение коэффициентов формы и видовых чисел ствола
Коэффициенты в коре формы без коры	Видовые числа в коре, вычисленные по:
q0	q1	q2	q3	Отношению Vcтв Vцил (точное)	Формуле f=q22	таблице проф. М.К. Ткаченко	Формуле А. Шиффеля	формуле Кунце для сосны q2-0,20; для ели q2-0,21
q0=D0/D1,3=29,9/27,2=1,10 q0=26,4/25,2=1,05	q1=D1/4H/D1,3=22,8/27,2=0,84 q1=22,1/25,2=0,88	q2=D1/2H/D1,3=18,8/27,2=0,69 q2=18,4/25,2=0,73	q3=D3/4H/D1,3=11,9/27,2=0,44 q3=11,6/25,2=0,46	f=Vc/Vц= 0,6678/(0,0581*24,4)=0,471	f=q22=0,476	f=0,477	f=0,66q22+0,32/q2H+0,14= =0,473	f=q2-0,20=0,490 (для сосны)
					Расхождение с точным видовым числом в процентах
					+1,1	+1,3	+0,4	+4,0

Структура формул, по которым рассчитываются видовые числа, предполагает наличие достаточно тесной корреляционной зависимости между , а следовательно, между сбегом и видовым числом. Поэтому видовое число является интегрирующим показателем формы ствола и обоснованно используется в качестве объемообразующего параметра в формуле

V_ст = GHѓ .

где G - площадь сечения на высоте 1,3 м от основания ствола, м² ;

H - высота ствола, м ;

ѓ- видовое число .

Студенты вычерчивают схемы ствола, где показывают все измерения, необходимые для последующих расчетов. Коэффициенты формы вычисляют в коре и без коры, а видовые числа только в коре.

Видовое число, найденное как отношение объема ствола к объему цилиндра, наиболее точное и принимается за истинное значение, а все остальные сравниваются с ним. На основе полученных расхождений в процентах студент делает вывод о степени точности различных способов определения видового числа и устанавливает причину разной точности этих способов.

Коэффициенты формы вычисляются с точностью до 0,01, а видовые числа до 0,001.

5. Определение плотной древесной массы в дровяных поленницах

Дрова и мелкие деловые сортименты учитываются в складочной мере с последующим переводом её в плотную меру. Объем поленницы в складочной мере определяется как произведение её длины, ширины и высоты. Для перевода складочной меры в плотную меру используют коэффициент полнодревесности:

V_{пл м}³ = V_{скл м}³ Ч k ,

где V_{пл м}³ - объем поленницы в плотной мере;

V_{скл м} ³ - объем поленницы в складочной мере;

k - коэффициент полнодревесности.

Коэффициенты полнодревесности поленниц зависят от древесной породы (хвойные или лиственные), длины, толщины и формы (круглые или колотые) поленьев. Такие коэффициенты, полученные для различных категорий дров, можно найти в лесотаксационных справочниках по ГОСТ 3243 - 88 на дрова и в настоящем пособии (прил. 9).

Студенты получают в качестве задания по 4-5 поленниц дров различных категорий. На основе данных измерений находят объемы поленниц в складочной мере; далее находят табличные значения коэффициентов полнодревесности для каждой поленницы и переводят складочные меры в плотные меры.

Таблица 7

Пример выполнения задания 5

Определение плотной древесной массы в дровяных поленницах

Факультет ________________________ курс ___________ группа _______

Исполнитель_________________________________________

Поленницы	Длина поленьев	Порода	Категории поленниц по толщине и форме	Длина поленниц, м	Высота кладки, м	Количество складочных кубометров в поленницах	Коэффициент полнодревесности	Количество плотных м3	Расхождения
								по отдельным коэффициентам	по общему коэффициенту	от абсолютной величины	в процентах
1	1,00	Ель	Средн. кругл.	21,0	1,00	21,00	0,72	15,12	14,70	-0,42	-2,8
2	1,50	Береза	Расколотые	12,0	1,00	18,00	0,65	11,70	12,24	+0,54	+4,6
3	1,25	Осина	Смесь	15,0	1,00	18,75	0,68	12,75	12,75	0	0
4	1,00	Дуб	Средн.кругл.	10,0	1,25	12,50	0,70	8,75	8,50	-0,25	-2,8
5	1,00	Липа	Тонк.кругл.	17,0	1,00	17,00	0,63	10,71	11,56	+0,85	+7,9
	Итого:	87,25	-	59,03	59,75	+0,72	+1,2

При учете большого количества различных поленниц дров или мелких деловых сортиментов можно пользоваться одним общим (средним)

коэффициентом полнодревесности, величина которого принимается 0,7. При этом отклонения как в большую, так и в меньшую сторону равновероятны и по мере увеличения количества поленниц алгебраическая сумма отклонений стремится к нулю.

Студенты для перевода складочной меры в плотную меру используют, кроме отдельных коэффициентов полнодревесности, и общие коэффициенты ( для хвойных пород - 0,70 и для лиственных - 0,68).

. Результаты перевода по каждой поленнице сравнивают, вычисляют абсолютные и относительные расхождения и находят их алгебраическую сумму. За истинные значения принимают объемы в плотной мере, полученные с помощью отдельных коэффициентов.

После подведения итогов студенты анализируют полученные результаты. При этом они устанавливают, в какой из поленниц наибольший и наименьший коэффициент полнодревесности и почему; в какой из поленниц наибольшее и наименьшее расхождение в процентах и почему; как отразились на итоге расхождения в отдельных поленницах. Все эти выводы студенты излагают письменно на бланке задания. Для выполнения этого задания желательно проработать соответствующие разделы учебника.

Пример выполнения задания 5 приводится в табл. 7.

6. Таксация насаждений по модельным деревьям

Целью данного задания является определение запаса и выхода из него сортиментов с помощью модельных деревьев, а также всех основных таксационных показателей насаждения.

Модельными деревьями называются деревья, срубаемые в качестве типичных образцов, по которым можно определить характеристику всех деревьев, образующих насаждения. Эти деревья по своим размерам средние для всего насаждения или для какой-либо его части (класса, ступени толщины). Для выполнения этого задания студентам необходимо изучить соответствующие разделы учебника.

Существуют несколько способов таксации насаждений по модельным деревьям. Студенты спец. 250201 ( 260400 ) определяют тремя наиболее распространенными способами: способом средней модели; способом моделей по классам с одинаковым числом деревьев в классе; способом моделей, взятых по ступеням толщины. По последнему из названных способов запас вычисляют с расчленением его на основные сортименты: деловую древесину, дрова и отходы.

В качестве исходных данных студенты используют данные сплошного перечета деревьев на пробных площадях. Номер пробной площади соответствует номеру варианта (прил. 2).

Пример выполнения этого задания приводится в табл. 8-12 .

6.1 Определение запаса древостоя по средней модели

Средней моделью для насаждения является дерево, среднее по диаметру, высоте и видовому числу из всех деревьев насаждения. Размеры средней модели устанавливаются расчетным путем. Такая модель называется расчетной.

Диаметр расчетной модели устанавливается следующим образом. По каждой ступени толщины с помощью таблиц площадей кругов находят сумму поперечных сечений (прил. 5). Полученные площади поперечных сечений суммируют по всем ступеням толщины и получают сумму площадей поперечных сечений всех деревьев данной древесной породы (G).

Делением суммы площадей сечений породы на число деревьев получают среднюю площадь сечения, т.е. площадь поперечного сечения средней модели определяют по следующей формуле:

.

По полученной величине средней площади поперечного сечения находят соответствующий ей диаметр или по формуле площади круга, или по таблицам площадей кругов.

Высота расчетной модели устанавливается как средняя высота насаждения по формуле:

,

где h₁,h₂…h_n - высоты по ступеням толщины;

g₁, g₂…g_n - суммы площадей поперечных сечений деревьев по ступеням толщины;

g_i - сумма площадей поперечных сечений всех деревьев.

Средний диаметр вычисляется с точностью до 0,1 см, а высота до 0,1м по каждой породе. В насаждении найти дерево, точно соответствующее расчетной модели, чрезвычайно трудно, поэтому подбирают дерево, близкое по диаметру и высоте к расчетной модели. Величина отклонения по диаметру допускается ± 0,5 см , a по высоте ± 1,0 м. Такое дерево называют взятой моделью. Взятая модель подлежит рубке. Ствол ее размечается на двухметровые отрезки, на серединах которых измеряются диаметры в коре и без коры. На этой основе вычисляют по сложной формуле срединных сечений объем ствола в коре и без коры. Путем подсчета годичных слоев на нижнем срезе ствола устанавливают его возраст. Все эти данные студенты берут из прил. 3 и 4. Запас породы с помощью средней модели находят по формуле:

,

где УG - сумма площадей поперечных сечений всех деревьев на высоте

1,3 м от основания;

Уg_{вз м} - сумма поперечных сечений взятых моделей;

УV_{вз м} - сумма объемов взятых моделей.

Для преобладающей породы берут по три модельных дерева, а для остальных пород - по одному.

Метод средней модели дает возможность определить запас, но не дает возможности определить выход сортиментов, так как средняя модель не характеризует сортиментную структуру деревьев тонких и толстых ступеней толщины. Кроме того, этот способ дает сравнительно невысокую точность в определении запаса.

6.2 Определение запаса по способу моделей, взятых по классам с одинаковым числом деревьев в классе

Определение запаса по способу моделей, взятых по классам с одинаковым числом деревьев в классе, дает более точный результат чем предыдущий способ. Расчет запаса по этому способу начинают с разбивки совокупности деревьев на классы (три, четыре или пять). Число деревьев в классе определяется путем деления общего количества деревьев на число классов. В приведенном примере таких классов пять. Для каждого класса находят средние диаметры и высоты деревьев, входящих в класс, как средневзвешенные величины (через площади сечений деревьев соответствующих классов). По этим средним величинам подбирают наиболее близкие модели (прил. 3). Запас древостоя определяют по формуле:

_{+ + ….+} ,

где М - запас древостоя, м³ ;

?G_1, ?G_2, ?G_n - сумма площадей поперечных сечений в классах, м² ;

V_1, V_2,…. V_n - обьемы модельных деревьев;

g_1, g_2, … g_n - площадь поперечных сечений модельных деревьев, м²

6.3 Определение запаса древостоя по моделям, взятых для ступеней толщины

Недостатки рассмотренного способа исключает способ простого ступенчатого представительства. В этом случае для каждой ступени толщины, без предварительных расчетов, берут по одному модельному дереву близкие к ступени толщины. Как и в первом случае, эти деревья срубают, обмеряют и делят на сортименты. По сложной формуле срединных сечений находят объем ствола и сортиментов в коре и без коры. Все эти данные студенты берут из прил. 3. По каждой ступени толщины находят запас деловой древесины, дров, отходов и общий запас. Запас деловой древесины находят по формуле: _.

Дров из деловых деревьев

_.

Отходов из деловых деревьев

_.

Дров из дровяных деревьев

,

где V_дел ; V_др ; V_отх - объем деловой древесины, дров и отходов, полученный у взятой модели;

V_{вз м} - объем взятой модели;

УG_дел , УG_др - сумма площадей поперечных сечений деловых и дровяных деревьев;

g_{вз м} - площадь поперечного сечения взятой модели.

Запас в ступени находят как сумму запасов деловой древесины, дров и отходов. Суммируя запасы по ступеням толщины, получают общий запас насаждения с подразделением его на деловую древесину, дрова и отходы.

Полученные запасы по первому, второму и третьему способам студенты сравнивают (табл. 11), вычисляют расхождения и делают письменное заключение о точности рассмотренных способов и природе полученных расхождений. За истинное значение запаса принимают запас, найденный по третьему способу.

Состав насаждения (табл. 12) устанавливают по доле участия каждой породы в общем запасе насаждения. Состав записывают в виде формулы, которая представляет собой перечень пород с указанием коэффициентов их участия в общем запасе, расположенных в порядке убывания коэффициентов.

Бонитет устанавливается по средней высоте и возрасту преобладающей породы по общебонитировочной шкале проф. М.М. Орлова (прил. 11) или по

лесотаксационному справочнику. Полнота находится по соотношению сумм площадей поперечных сечений на 1 га таксируемого насаждения к сумме площадей поперечных сечений на 1 га нормального насаждения, взятой из таблиц хода роста (прил. 12-13). Расчет по...