Сплошные и выборочные методы таксации древостоев

Соответственный расчет дает сумму площадей сечения древостоя, м²/га:

,

(11.10)

Отсюда запас древостоя равен М= GHF,

Предложение Странда представляет интерес в том отношении, что оно открывает новые возможности применения угловых проб. Взяв за основу идею В. Биттерлиха и поставив несложную, но остроумно решенную математическую задачу, Странд вывел весьма простые формулы, определяющие запас и сумму площадей поперечных сечений деревьев на

1га. Этим он пополнил теорию и технику определения запасов и сумм площадей сечений древостоев.

Пробные площади, закладываемые по методу Странда, имеют весьма ограниченные размеры. Между тем величине древесного запаса в пределах одного и того же таксационного участка свойственно большоеварьирование. Вследствие этого пробные площадки незначительных размеров не гарантируют нахождения запасов с достаточной точностью. Отмеченный недостаток можно устранить путем закладки большого числа проб, равномерно размещенных по таксируемому участку. Однако в этом случае возрастают затраты труда на отграничение проб в натуре и раздельную таксацию леса на каждой из этих проб.

Лучшим решением поставленной задачи следует считать увеличение в 5 или 10 раз размера (15,7 м) постоянной стороны прямоугольной пробы.

В этом случае формулы Странда, определяющие запас и суммы площадей поперечных сечений деревьев на 1га, будут следующими:

при L = 15,7 ^.5 = 78,5 м;

при L = 15,7 ^. 5 = 78,5 м;

при L = 15,7 · 10 = 157 м;

при L = 15,7 · 10 = 157 м.

Соответственно этим формулам при таксации леса по методу Странда в лесу надо закладывать прямоугольные пробы, имеющие ширину, пропорциональную высоте и диаметрам деревьев таксируемого древостоя. Длина пробных площадей должна соответствовать коэффициентам формул 78,5 или 157м.

При таком решении задачи мы закладываем фактически ленточную пробную площадь, пересекающую значительную часть таксируемого древостоя и, таким образом, аккумулирующую в себе все его особенности.

Пробные площадки должны отражать характерные особенности всей площади насаждения. Деревья, имеющиеся на пробных площадках, измеряются, и на основе этих измерений вычисляется запас. Выше было показано, что ленточные пробы при неравномерном размещении деревьев, что является обычным в лесу, часто приводят к систематическим ошибкам. Результаты обмеров деревьев на пробных площадках в конечном итоге должны давать полную картину, характеризующую все насаждение. Поскольку метод Странда не гарантирует отсутствия систематических ошибок, особенно в смешанных древостоях и в насаждениях, пройденных рубками ухода, то широкого распространения у нас он не получил.

Таксация леса путем закладки круговых пробных площадок постоянного радиуса

Таксация с помощью углового шаблона В.Биттерлиха при ее простоте и экономичности имеет и существенные недостатки. Этот метод неприменим в древостоях с густым подростом и подлеском, что часто встречается в наших лесах. Выборочные методы таксации в этом случае корректно реализуются с помощью площадок постоянного радиуса (КППР) Хотя полевые работы здесь более трудоемки, но свертка материала и его обобщение проводятся просто. Переход от данных, полученных на КППР к запасу на выделе проводится по соотношению общей площади КППР и выдела. При использовании круговых площадок постоянного радиуса сохраняются проблемы их необходимого количества и размещения по площади выдела.

Размер, форма, число и метод распределения пробных площадей по территории таксируемого леса могут быть разными. Размеры круговых пробных площадок, закладываемых в различных странах, приведены в таблице 11.6.

В нашей стране, в России и в Украине КППР обычно закладывают площадью в 0,03; 0,04; 0,06 и 0,10га. Размер площадок зависит от величины таксируемого участка, его характеристики и регламентируется лесоустроительной инструкцией и правилами по отводу и таксации лесосек. В СССР научные основы выборочных методов, в т.ч. обоснование количества закладываемых площадок и их размеров, заложены трудами А.Н. Федосимова, В.С. Чуенкова, В.В. Антанайтиса, А.А. Кулешиса, Р.А. Юкниса и других учёных. Особо значимый вклад в разработку выборочных методов таксации и товаризации древостоев внёс А.З.Швиденко.

Закладка круговых пробных площадок постоянного радиуса ценна в том отношении, что на этих пробах можно произвести сплошной перечет. На основании его по сортиментным таблицам легко вычислить выход сортиментов. В данном случае устраняются те ошибки в сортиментации, которые неизбежны по отношениюк отдельным таксационным выделам, когда выход сортиментов рассчитывают на основании средних диаметров древостоя по товарным таблицам.

Таблица 11.6 Размеры круговых пробных площадок

На дереве, находящемся в центре круговой площадки, надо ставить отметку с указанием ее номера. Число круговых площадок с постоянным радиусом должно быть предварительно определено, и составлена схема-абрис их расположения в натуре. Для преобладающей породы на каждой круговой пробе измеряют высоту у одного из деревьев для построения аривой высот. У древесных пород, имеющих малую долю в запасе, измеряют высоту на одной из двух или трех круговых площадках.

Рассмотренный способ таксации леса по круговым пробам постоянного радиуса обеспечивает высокую точность при определенииобщихзапасов древесины. Что касается выхода сортиментов, то в отдельных таксационных участках возможны существенные отклонения от полученных данных. Надежные результаты таксации этим способом можно получить для некоторой совокупности участков, рассматриваемых как одно целое. Подробно этот вопрос рассмотрен ниже. Данный способ таксации леса может быть рекомендован для многолесных районов и в тех случаях, когда имеются большие задания по лесозаготовкам и крайний недостаток лесохозяйственного персонала.

Изучение выборочной таксации леса измерительными методами провел А. Н. Федосимов. Он пришел к выводу, что повышение точности определения запасов измерительными методами исключает систематические ошибки и связанные с ними лесохозяйственные просчеты, ведет к экономии средств, расходуемых на таксацию лесосек в лесах третьей группы России.

Метод средних расстояний между деревьями

Таксация леса по средним расстояниям между деревьями являлась предметом исследования многих авторов. В ее основе лежит следующий простой расчет:

; .

В этих формулах через Fобозначена площадь таксируемого древостоя, число деревьев - через N и среднее расстояние между ними -через а.

Зная площадь таксируемого участка Fи, измерив а, можно определить N. По значению N и частичному перечету находят все остальные таксационные показатели: сумму площадей сечений, запас и др. Однако опыт показывает, что даже в самом однородном древостое расстояния между деревьями широко варьируют. Их можно определить двумя способами.

Исходя из случайно выбранной точкиО(рисунок 11.7), необходимо измерить расстояние а₁ до наиболее близкого дерева, расстояние а₂до второго из более близких деревьев, а₃ - до третьего близкого дерева и т. д.

При втором способе от случайно выбранного дерева измеряется расстояние а_хдо наиболее близкого дерева, потом до а₂и т. д.

Рисунок 11.7. Схема размещения деревьев

Эти схемы размещения деревьев былиподвергнуты всестороннему статистическому исследованию. При этом определяли расстояния между центральным деревом и наиболее близкими к нему деревьями. На основании многих измерений установлено, что среднее расстояние между деревьями а находится между а₃ и а₄.

Если вместо среднего расстояния (а) берут любое расстояние а_i, то в формулу нужно ввести поправку k_i .

Тогда число деревьев в участке площадью Fбудет равняться

. (11.11).

Бауерзахс предлагает брать а₂, которое легко определяется. В этом случае формула будет следующей:

, (11.12)

а по отношению к 1 га

. (11.13).

Отдельными авторами при некотором варьировании значений к₂предложены следующие формулы:

Бразаускас: ;

Кехлеч: ;

Венк: ;

Ессед: .

Если случайно выбранное дерево принять за центр круга (рисунок 11.7) и соответственно расстоянию от него построить концентрические круги, то можно вывести число деревьев в каждом из этих кругов. В первом круге окажутся дерева, во втором и т.д.

Следовательно, при радиусе a₁имеется дерева; при величине радиуса, равной а_2, будет дерева; а при радиусе а₃насчитаем дерева.

После некоторых преобразований приведенные формы принимают следующий вид:

для a₁ N / га = ;

a₂ N / га = ;

a₃N / га = ;

a₄N / га = ;

Для правильного определения числа деревьев при расстоянии между ними а_i Хаусбуг предлагает вносить поправочный коэффициент К_iисчисляемый по формуле . С учетом этого коэффициента формула, определяющая число деревьев на 1га, принимает следующий общий вид:

N / га = . (11.14).

В результате статистической обработки полученных данных были уточнены замечания, сделанные практиками. Оказалось, что поправочный коэффициент зависит от расстояния между деревьями. В конечном итоге путем математического анализа была получена таблица. 11.7, определяющая число деревьев на 1 га и поправочные коэффициенты к нему. Таблица составлена для среднего расстояния между деревьями, принимаемого с соответствующими поправками, равными а₃. Следовательно, приводимые в таблице значения числа стволов (N ) на га, К_i; и к являются функцией от а₃(у = а₃ ).В основу таблицы 11.3 положена формула

. (11.15).

Техника таксационных работ по определению числа деревьев исходя из средних расстояний между ними сводится к следующим операциям. Сначала определяют площадь таксируемого древостоя, устанавливают число необходимых измерений и их положение на плане при систематической выборке. Далее отыскивают в натуре замеченные точки наблюдений. Опираясь на них, находят третье (а3) из ближайших деревьев, с помощью рейки определяют ступень расстояния, выражаемую в полуметрах. В этих же пунктах производят частичные перечеты деревьев.

Исходя из результатов обмеров, вычисляют среднеарифметическое расстояние третьих ближайших деревьев - а3. Обрабатывая произведенные перечеты, определяют сумму площадей сечений (G) и среднее дерево по g находят число деревьев на 1га. На основе полученных данных вычисляютзапас на 1 га и затем на всей площади древостоя.

За рубежом применяются и другие методы выборочной таксации леса. В Германии завершена очередная государственная выборочная лесоинвентаризация. В отличие от первой лесоинвентаризации, второй государственный учет лесов был проведен единовременно для всей территории объединенной Германии. Единицей выборки здесь является тракт, который имеет форму квадрата со сторонами 150x150 м. Тракты закладываются в углах сети квадратов 4x4 км с привязкой юго-западного угла. С целью увеличения точности оценки среднего и общего запасов в некоторых регионах густота трактов увеличена, и поэтому они располагаются в сети квадратов 2,83x2,83 и 2x2 км: области Bayern, Niedersachsen, Baden-Wuerttemberg, Schleswig-Holstein.

Таблица 11.6 Расчет числа деревьев на 1га

По углам трактов закладываются реласкопические круговые пробные площадки (РКПП) для таксации деревьев диаметром большим или равным 7 см, а также пробные площадки постоянного радиуса для таксации деревьев диаметром менее 7 см, учета подроста, подлеска, оценки их состояния, санитарного и общего состояния деревьев древостоя. Таким образом, круговая пробная площадка состоит из нескольких «подплощадок» (рисунок 11.8).

Рисунок 11.11. Круговые пробные площадки при проведении лесоустройства отдельного предприятия

В целом система лесоустройства в Германии состоит из двух подсистем: Bundeswaldinventur - государственная выборочная лесоинвентаризация (BWI) и Betriebsinventur (BWII) - лесоустройство для частных лесовладельцев и отдельных лесохозяйственных предприятий. Непрерывная инвентаризация лесного фонда проводится с 1961г. Таким образом обеспечивается постоянный контроль за текущими изменениями в лесном фонде. В настоящее время в системе выборочной инвентаризации лесов страны широко применяются материалы дистанционного зондирования. Лесная администрация каждой области также проводит специальные лесоинвентаризационные работы. В частных лесах её делают за счет средств самих лесовладельцев.

Цели проводимых работ могут быть достаточно разнообразными: Bavaria, 1970-1971 гг. - выборочная инвентаризация государственных лесов - получение детальной лесной статистики, оценка текущих изменений; Nordrhein-Westfalen, 1995 г. - выборочная инвентаризация лесного фонда математико-статистическим методом - независимый контроль динамики лесного фонда, оценка влияния лесохозяйственных мероприятий; Baden-Wuerttemberg, 2000 г. - изучение структуры прироста древостоев, прогнозирование роста и развития лесных экосистем, моделирование таксационных взаимосвязей и др.).

В основном задачей таких лесоинвентаризаций является не только получение развернутой лесной статистики, но и сбор сведений о текущем состоянии лесов региона, страны и динамике происходящих процессов.

В европейских странах, помимо государственной выборочной лесоинвентаризаций, проводится инвентаризации лесов отдельных предприятий, частных лесовладений. Повыдельное лесоустройство (standwiseforestinventory) основывается на статистически обоснованных выборочных методах.

В Германии повыдельное лесоустройство проводят, как правило, частные лесоустроительные компании. Вся территория объекта покрывается сетью пробных площадок, которые закладываются по схеме систематической выборки в углах сети квадратов или прямоугольников. Закладываются реласкопические круговые пробные площадки, а также круговые пробные площадки различных радиусов для таксации древостоя, оценки подроста, подлеска, напочвенного покрова, его видового разнообразия (рисунок 11.11).

Система государственной выборочной лесоинвентаризации в Финляндии направлена на активное использование различных источников информации. Помимо данных таксации на пробных площадках, широкое применение находят космические многозональные снимки, цифровые топографические карты, изготовленные на основе геоданных и аэрофотоснимков, наложенных на единую топооснову масштаба 1 : 20 ООО с размером одного пиксела 2x2 м, а также цифровые карты категорий земель в растровом формате (размер пиксела 25x25 м). Материалы дистанционного зондирования и данные цифровых карт используются для разделения различных категорий земель, а также для получения цифровых тематических карт пространственного распределения лесопокрытой площади.

Повыдельное лесоустройство в европейских лесных странах основывается на применени статистически обоснованных выборочных методов лесной таксации и проводится лесоустроительными компаниями на тендерной основе. Пробные площадки размещаются на территории объекта по заранее известной схеме, и, таким образом, точность данных заранее известна и статистически обоснована. На основе данных повыдельного лесоустройства разрабатывается план лесоуправления. Ведение лесного хозяйства без плана лесоуправления не разрешается.

4. Точность перечислительных и выборочных методов таксации и их использование в практике

Точность определения общих запасов древесины на лесосеке и выхода деловой древесины при использовании перечислительных методов с помощью объемных и сортиментных таблиц составляет ±10%. Точность учета по модельным деревьям зависит от учитываемого признака (запас, прирост), от цели исследования и количества взятых моделей. В принципе, точность здесь может быть сколь угодно высокой, если взять нужное число моделей.

В практике обычно ограничиваются рубкой 10-15 модулей при определении общего запаса, достигая точности в 2-3%. Для определения прироста берут от 25 до 40-50 моделей, достигая точности в 7-10%, иногда 5-6%. В каждом случае делают специальные расчеты. Эти расчёты базируются на известных формулах биометрии. В их основу положена величина варьирования исследуемого таксационного показателя. Число наблюдений (N) рассчитывают по формуле: N=V²/P², где V-коэффициент вариации, Р- точность опыта.

При отводах лесосек в лесхозах Беларуси перечислительные методы таксации используют повсеместно. Пробные площади обычно закладывают при проведении лесоустройства для тренировки глазомера таксатора. Пробные площади являются основой экспериментального материала при проведении научных исследований. Точность перечислительных методов зависит от применяемой технологии, обработки материала, приборов, используемых при проведении таксации, и других обстоятельств. В целом точность сплошных методов таксации может быть задана, исходя из потребностей практики при оптимальных затратах труда и средств. Применяя соответствующие технологии учёта (дробность ступени толщины, более точные приборы и т.д.), можно добиться любой заданной точности. В то же время слишком высокая точность часто не требуется, и мы ограничиваемся в зависимости от цели учёта величиной от 2-3 до 10%.

Точность выборочных методов зависит от того, будут ли исключены систематические ошибки и от количества единиц выборки. Последний показатель рассчитывают по вышеприведенным формулам, исходя из показателей варьирования исследуемых таксационных признаков. Можно добиться любой, заранее заданной точности, уменьшая случайную ошибку путём увеличения единиц выборки. Пределом здесь служит переход на сплошные методы учёта, что исключит и систематическую ошибку.

В силу сказанного сплошные методы таксации точнее выборочных. Преимущества выборочных методов в экономии труда и средств. Они применяются там, где их точность устраивает практику. В Беларуси сплошные методы таксации применяют при отводе и таксации лесосек. Хотя здесь допускается использование выборочно-перечислительной таксации, но в практике этот метод почти не применяется. Лесоинвентаризация в лесах Беларуси осуществляется путём таксации каждого выдела. Это создаёт надёжную информационную базу для проектирования хозяйственных мероприятий. В ряде западных стран, особенно где преобладают частные леса, применяют выборочные методы инвентаризации лесного фонда. Это обеспечивает достаточно надёжный учёт запасов древесины в целом по стране, но не может служить базой для проведения хозяйственных мероприятий в пределах лесных участков. Крупные лесные фирмы, имеющие в своём распоряжении большие лесные площади, измеряемые сотнями тысяч или миллионами га, для планирования лесозаготовок и ведения хозяйства прибегают к сплошным методам лесоинвентаризации, т.е. идут по тому же пути, что и у нас.

Размещено на Allbest.ru