Объемы маломерных стволов сосны обыкновенной в Читинской области

 

Климов А.Г., Кузьмичев В.В. (СибГТУ,  г. Красноярск, РФ)

 

The Considered dependency between diameter on different relative height in natural and artificial saplings of the pine. The normal factors of the form and aspectual numbers is Calculated. For determination of the volumes stem in natural and artificial saplings is calculated equations to plural regression, founded on use of their heights (h), diameter on пне (dp) and diameter on height 1,3 (d1.3).

 

  Для проектирования рубок ухода немаловажное значение приобретают таблицы объемов маломерных стволов. Известно, что существуют местные особенности роста деревьев, которые влияют на форму ствола [3]. Кроме того, некоторые исследователи отмечают различия формы стволов в культурах и естественных древостоях [2, 4].

Для составления объемных таблиц были использованы данные модельных деревьев (260 шт.), срубленных и обмеренных в чистых молодняках сосны II – IV классов бонитета разнотравного и рододендронового типов леса (В₂).

За основу обмеров срубленных стволов была взята методика В.К. Захарова [1, 5]. Замеры модельных деревьев проводились на серединах 10 отрубков (секций), что обеспечивает проведение равноточных измерений. Была проведена проверка характера и тесноты связи диаметров на разных относительных высотах ствола. В качестве базового был принят диаметр на 0,1 высоты ствола.

Существуют разные точки зрения на необходимость составления таблиц объемов стволов для культур и естественных молодняков. Поэтому для исследования были взяты две совокупности моделей - из естественных сосняков и искусственных.

В результате исследования было выявлено, что зависимость между диаметрами на разных относительных высотах и диаметром на 0,1 высоты в естественных и искусственных молодняках линейная с высокой теснотой связи (уравнение 1). Однако R² остается высоким (0,99–0,8) до  относительной высоты 0,75, далее на 0,85 и 0,95 коэффициент снижается до 0,7–0,5. Причина этого лежит, вероятно, в высоких значениях относительных ошибок.

Формула связи имеет вид:

                            d_j= а + в*d_0.1                                    (1)

         где  d_j – диаметры на различных относительных высотах, см;

                 а, в – коэффициенты;

                 d_0.1 – диаметры на относительной высоте 0.1, см.

         Исключив свободный член из уравнения (1), получим следующее выражение:

                            q_i= d_j/d_0.1                                          (2)

 

         где q_i  – нормальные коэффициенты формы.

         Чтобы проверить достоверность отличия от нуля свободного члена уравнения связи, был проведен регрессионный анализ. По результатам анализа увидели, что из 44 случаев 16 случаев достоверно отличаются от нуля. Все они связаны с верхними частями стволов, которые мало влияют на объем ствола и где проявляется, как отмечалось, влияние погрешностей замеров.

         Были проведены сравнения нормальных коэффициентов формы (q_n) в коре и без коры в искусственных и естественных молодняках.

               

Таблица 1 – Нормальные коэффициенты формы в естественных сосняках

Относи- тельная высота	В коре			Без коры
	коэффи- циент  qn	95 % -ые довери- тельные интервалы		коэффи- циент  qn	95 % -ые довери- тельные интервалы
		нижние	верхние		нижние	верхние
0	1,302	1,279	1,324	1,189	1,170	1,208
0,05	1,088	1,081	1,094	1,033	1,029	1,038
0,15	0,912	0,905	0,919	0,966	0,961	0,971
0,25	0,807	0,798	0,816	0,908	0,902	0,916
0,35	0,741	0,732	0,750	0,849	0,840	0,858
0,45	0,679	0,670	0,689	0,784	0,775	0,793
0,55	0,609	0,599	0,618	0,701	0,691	0,711
0,65	0,531	0,521	0,542	0,607	0,596	0,618
0,75	0,427	0,416	0,438	0,485	0,472	0,497
0,85	0,297	0,286	0,307	0,326	0,315	0,337
0,95	0,152	0,144	0,159	0,152	0,144	0,161

 

Таблица 2 – Нормальные коэффициенты формы в искусственных сосняках

Относи- тельная высота	В коре			Без коры
	коэффи- циенты qn	95 % -ые довери- тельные интервалы		коэффи- циенты  qn	95 % -ые довери- тельные интервалы
		нижние	верхние		нижние	верхние
0	1,232	1,207	1,257	1,162	1,149	1,176
0,05	1,064	1,059	1,070	1,043	1,039	1,046
0,15	0,935	0,929	0,941	0,957	0,954	0,961
0,25	0,844	0,835	0,853	0,897	0,888	0,906
0,35	0,759	0,751	0,768	0,829	0,821	0,837
0,45	0,667	0,658	0,676	0,738	0,728	0,748
0,55	0,578	0,568	0,588	0,640	0,629	0,651
0,65	0,489	0,478	0,500	0,538	0,525	0,550
0,75	0,379	0,370	0,389	0,410	0,399	0,421
0,85	0,264	0,255	0,273	0,275	0,265	0,285
0,95	0,151	0,144	0,159	0,146	0,138	0,155

                                       

Анализируя таблицы 1 и 2, можно заключить, что в большинстве случаев показатель q_n в коре выше q_n без коры, за исключением q_n на высоте 0.05, 0.15, 0.95. В первом и во втором случаях это объясняется наличием толстой корки в нижней части ствола. В верхней же части ствола, возможно, были допущены ошибки при измерениях диаметров.

Кроме этого, наблюдаются существенные различия в коэффициентах формы культур и естественных сосняков. Нижние и верхние 95 % - ные доверительные интервалы не перекрываются. В связи с этим можно утверждать, что таблицы маломерных стволов сосны нужно составлять раздельно по естественным и искусственным молоднякам.

Кроме  нормальных коэффициентов формы, для стволов в  молодняках сосны были вычислены нормальные видовые числа. Для естественных сосняков F_0.1= 0.466, в культурах F_0.1= 0,454, значение критерия Стьюдента оказалось равным 2,58. По таблице критических значений t - критерия с учетом числа степеней свободы, можно утверждать, что F_0.1 для   естественных и искусственных молодняков сосны достоверно различаются на 1 % - ном  уровне значимости. Таким образом, это второе обстоятельство, которое доказывает необходимость раздельного составления таблиц объемов для двух совокупностей (искусственных и естественных сосняков).

Кроме этого, было проведено сравнение нормальных видовых чисел, полученных нами, с нормальными видовыми числами других авторов. В таблице 2 приведены нормальные видовые числа, вычисленные разными авторами.

        

Таблица 3 – Нормальные видовые числа по разным авторам

Авторы	Нормальное видовое число
	0,1 Н	0,5Н
Захаров В.К. (1965), [9] Шастин В.И. (1976), [10] Моисеев В.С. (1971), [8] Гончарук М.В., Грибанова А.А. (2000), [6] Макаренко А.А, (1987), [11] Марцинковский Л.А., Кадочникова Т.Н. (1974), [7] Наши данные: (естественные молодняки)  (культуры)	0,519 0,514 0,511 0,494 0,476 0,468   0,466 0,454	1,145   1,115   1,140 1,211

 

По данным таблицы 3 можно заметить, что близки по значению к нашим данным нормальные видовые числа, приведенные А.А. Макаренко и Л.А. Марцинковским,  Т.Н. Кадочниковой. В первом случае сходство видового числа объясняется похожими природно-климатическими условиями (засушливый климат, лесостепь). Во втором случае низкое значение нормального видового числа может быть связано с обмерами молодняков ниже четырех метров, отличающихся большим сбегом.

Для определения объемов стволов в естественных и искусственных  молодняках были рассчитаны уравнения множественной регрессии, основанные на использовании их высот (h), диаметров на пне (dp) и диаметров на высоте 1,3 (d_1..3), площади поперечного сечения (g).

Для естественных молодняков уравнения объемов с учетом диаметров на пне  следующие:

         V= 1,03826 * g_p – 0.0000756 * h * dp + 0.0000214 * dp * h²     (1)

 

где V – объем ствола, м³;

      g_p – площадь поперечного сечения на пне, м²;

      h – высота дерева, м;

      dp – диаметр пня, см;

R²=0.968, SE=0.000001.

Для искусственных молодняков уравнения объемов с учетом диаметров на пне следующие:

        V= 0.426185 * g_p – 0.00004619 * h * dp + 0.000040194 * dp * h²    (2)

R²=0.978, SE=0.00001.

Переменные в уравнениях множественной регрессии в естественных и искусственных молодняках одинаковые. Таким образом, на величину объема влияют только эти показатели.

Сочетания переменных в уравнении объемов с учетом диаметров на высоте груди оказались другими. Для искусственных молодняков оно следующее:

    V_d1.3=0.0000052184 * PK + 0.45819 * g * h + 0.000078258 * d * h    (3)

где V_d1.3 – объем ствола в искусственных древостоях;

       PK – процент длины кроны.

R²=0.986, SE=0.00907.

В практическом применении  уравнение (3)  является сложным из-за необходимости дополнительных обмеров. В связи с этим оно заменено более простым.

V _d1.3=0.000169 * d_1.3 + 0.000211 * h + 0.506180 * g_1.3 * h     (4)

         R²=0.989, SE=0.027.

Для естественных молодняков оно примет вид:

         V= 0.000035255 * h + 1.57809 * g_1.3 + 0.379762 * g_1.3 * h        (5)

g_1.3 – площадь сечения деревьев на высоте груди, м².

R²= 0.985, SE=0.0256.

 

При необходимости уравнения могут быть протабулированы.

                                       

Литература

1. Захаров В.К. Лесная таксация, изд. 2-е, изд-во «Лесная промышленность», 1967 г., 406 с.
2. Маслаков Е.Л. Формирование сосновых молодняков. М., Лесная промышленность, 1984, 165 с.
3. Кулешис А.А. Влияние разных факторов на форму стволов сосны         обыкновенной. //Лесной журнал. – 1972 г., № 4. С. 11 – 14.
4. Успенский В.В. Объемные таблицы для культур сосны. //  Лесная таксация и лесоустройство. Красноярск. 1972. С. 56-60.
5. Захаров В.К. Таблицы объема и сбега маломерных стволов сосны и методика их составления. Сборник научных трудов БелЛТИ, вып. 8, Минск, 1956, с. 40-55.
6. Гончарук М.В., Грибанова А.А., Шанько Э.Л., Гончарук В.В. Изменчивость нормальных видовых чисел в сосновых молодняках. Проблемы химико-лесного комплекса: Научно-практическая конференция. Сборник тезисов докладов студентов и молодых ученых. – Красноярск, СибГТУ, 2000 – 492 с.

7.      Марцинковский Л.А., Кадочникова Т.Н. Некоторые морфологические характеристики подроста сосны. // Повышение продуктивности лесов Сибири и Дальнего Востока. Красноярск, СибТИ, 1974, с. 124-127.

8. Моисеев В.С. Таксация молодняков. ЛЛТА. Л., 1971,343 с.
9. Захаров В.К., Головачев А.С. Исследование нормальных видовых чисел. //Лесной журнал. – 1965 г. № 4. С. 15 – 20.
10.  Шастин В.И. Формирование маломерных деревьев в южно-таежных лесах бассейна р. Иртыша. // Сборник научных трудов УЛТИ. № 32. Свердловск. 1976. с 79-85
11.  Нормативы для таксации лесов Казахстана. Кайнар. Алма-Ата. Часть 1, книга 1. 1987. 238 с.