ЗАКОНОМЕРНОСТИ СВЯЗИ ДИАМЕТРОВ КРУПНОМЕРНЫХ ПНЕЙ И ДИАМЕТРОВ СТВОЛОВ В СМЕШАННЫХ СОСНОВЫХ И БЕРЕЗОВЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ПОДЗОНЫ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ
Вайс А.А., Михайлов А.С. (СибГТУ, г.Красноярск, РФ)
Specifications for reception of diameters at different heights in the diameters at height of a stub are made. Tables will find application for purpose of penal sanctions at illegal cabins.
Введение. В настоящее время острой проблемой в лесном хозяйстве Российской федерации являются незаконные рубки. Работники лесного хозяйства сталкиваются с конечным результатом – варварски вырубленными участками леса. В этом случае важно восстановить исходный древостой для определения вырубленного запаса и назначения штрафа. С давних пор для этого используются специальные нормативы для восстановления диаметров стволов на высоте груди по диаметрам на высоте пня. Существующие таблицы либо составлены для Европейской части Российской Федерации, либо для локального района Сибири (южная часть Средней Сибири). Работники лесного хозяйства неоднократно отмечали то, что таблицы «Справочника таксатора» для крупномерных стволов часто не соответствует фактическим данным. Поэтому в дополнение к существующим нормативам в подзоне средней тайги (Нижне-Енисейский лесхоз), где стволы имеют более сбежистую форму, был произведен сбор исходного материала.
Основой освидетельствования мест рубок являлся перечислительный метод таксации [1]. Освидетельствование производится в целях выявления полноты и правильности разработки лесосек, доведение подсочки и осмолоподсочки насаждений, заготовки второстепенных лесных материалов, а также выявления оставленных лесных материалов и других нарушений при осуществлении лесопользований.
Впервые таблицы для перехода от диаметров пней к диаметрам на высоте груди были помещены в «Справочник таксатора» (1952 г.) [2]. Эти нормативы были составлены В.Е. Шульцом в 1938 г. Первый вариант таблицы служил для восстановления таксационной характеристики древостоя, бывшего до рубки и затем пройденного выборочной (или иной) рубкой, с целью приобретения навыков в глазомерном определении: процента запаса, удаленного при рубке бывшего в тот момент древостоя; полноты и запаса бывшего до рубки древостоя и сопоставления с оставшимся древостоем.
Л.А. Марцинковский [3] отмечал, что показатели ряда таблиц указанного справочника имеют расхождения с полученными в отдельных районах конкретными материалами. Для выявления возможности пользования таблицами справочника автор в древостоях лиственницы сибирской провел замеры диаметров деревьев на высоте груди и на высоте пня. При этом высота пня принималась равной одной трети величины диаметра на высоте груди, а замеры диаметров выполнялись по двум направлениям. В результате оказалось, что расхождение между данными справочника для диаметров на высоте груди 8-24 см очень малы и не имеют существенного практического значения. При диаметрах 28-56 см максимальное расхождение не превышало 2 см. Автор делает вывод о соответствии таблиц условиям лиственничников Хакасской автономной области.
Ю.В. Селиванов [4], исследуя сосновые молодняки учебно-опытного лесхоза СТИ естественного происхождения, изучал зависимость между диаметром на пне и на высоте груди в сосняках I класса возраста. Для сбора исходного материала было заложено 11 пробных площадей в насаждениях сосняка разнотравного. Модельные деревья подбирались с диаметром на высоте груди от 1 см и больше. Диаметры у модельных деревьев замерялись в коре при помощи штангенциркуля с точностью до 0,1 см. Высота пня принята – 4-5 см. Сопоставление полученных результатов с материалами справочника свидетельствовало о совпадении данных.
А.А. Вайс [5], изучая смешанные пихтовые насаждения южных районов Средней Сибири, установил, что различия для отдельных пород могут составлять значительных величин.
По мнению всех исследователей, наибольшие различия наблюдаются для крупномерных деревьев.
Объект и методика исследования. Объектом изучения стали две древесные породы: сосна и береза. Исследования проводились на территории Нижне- Енисейского лесхоза в Сымском лесничестве. Измерению подвергались только крупномерные деревья. У сосны при диаметре на высоте груди 50 см и более, у березы 30 см и более. Замеры в нижней части растущих деревьев проводились на высоте 20-25 см от шейки корня на высоте 1,3 метра. В случае, когда диаметр места замера превышал 60 см, использовали способ определения через длину окружности. Исследования проводили в двух сосновых и березовых выделах. Всего обмеру было подвергнуто 400 деревьев (200 шт. – сосна, 200 шт. - береза).
Экспериментальная часть. Таксационная характеристика одного из сосновых выделов, в которых проводили измерения, приведены в таблице 1. Насаждения разновозрастные и смешанные по составу. Древостои были представлены следующими элементами леса: сосна, кедр, береза, осиной. Качество условий местопроизрастания оценивалось III классом бонитета. Тип леса – сосняк долгомошниковый. Прирост благонадежный в количестве 5 тыс. шт./га. Почва дерново-подзолистая, глеевая, легкосуглинистая, влажная.
На предварительном этапе был выполнен статистический анализ исходных данных. Значения диаметров стволов находились в пределах 50-60 см на обоих выделах. Среднее значение соответствовало около 55 см. Точность опыта и объем совокупности указывал на достоверность материала для получения надежных результатов. В то же время характеристики ряда распределения деревьев на выделах значительно различаются по асимметрии и эксцессу. Ряды растянуты, о чем указывают отрицательные значения эксцессов. На первом выделе ряд практически симметричный, во втором древостое наблюдается положительная, значительная асимметрия. Средний диаметр на высоте пня около 64 см. Диаметры находятся в пределах 54-72 см. Ряды имеют левую асимметричность, а ряд распределения растянут (эксцесс отрицательный).
Таблица 1 – Таксационная характеристика соснового древостоя
|
Состав |
Элемент леса |
Возраст, лет |
Высота, см |
Диаметр, см |
Запас, м3/га |
Бонитет |
Полнота |
|
4С2С2К
1Б1Ос |
С |
270 |
25 |
56 |
104 |
3 |
0,7 |
|
С |
140 |
18 |
24 |
52 |
|||
|
К |
270 |
24 |
48 |
52 |
|||
|
Б |
120 |
22 |
24 |
26 |
|||
|
Ос |
90 |
24 |
32 |
26 |
Средние значения диаметров стволов березы составляют 29,0 и 29,7 см. Диапазон значений 20-34 см. Ряды распределения характеризуются левой асимметричностью и растянутостью. Значения диаметров на высоте пня составляют 24-44 см. Средние значения на выделах незначительно различаются в пределах 2 см. Ряды растянуты и отличаются левой асимметричностью.
Регрессионный анализ показал, что для связи d 1..3 = f (do) основная ошибка уравнения составила 0,9-1,2 см. Теснота связей признаков очень высокая r=0,910-0,948. Все модели достоверны, так как критерий Фишера больше трех.
Для связи do = f (d 1..3) оценки повторяются, а величина ошибки находится в пределах 1,7-2,1 см.
С целью создания единых таблиц было выполнено объединения исходных данных по выделам на основе критерия существенности различия Стьюдента. Сравнение производилось по диаметру на высоте 1,3 м и диаметру ствола на высоте пня. Оценка различия производилась по уровню вероятности. Во всех случаях вероятность не превысила уровня 0,954. Исключение составило уравнение по диаметру на высоте пня для березы, где значение вероятности незначительно превысило допустимый уровень. Полученные модели и их оценки приведены в таблицах 2,3.
Таблица 2 – Коэффициенты и параметры для модели d 1..3 = a + b* do
|
Древесная порода |
Коэффициенты |
Коэффициенты корреляции |
Стандартная ошибка, см |
Количество наблюдений, шт. |
Критерий Фишера |
|
|
a |
b |
|||||
|
Сосна |
26,629 |
0,444 |
0,909 |
0,82 |
200 |
768 |
|
Береза |
8,505 |
0,597 |
0,941 |
1,18 |
200 |
1519 |
Таблица 3 – Коэффициенты и параметры для модели d 0= a + b* d1.3
|
Древесная порода |
Коэффициенты |
Коэффициенты корреляции |
Стандартная ошибка, см |
Количество наблюдений, шт. |
Критерий Фишера |
|
|
a |
b |
|||||
|
Сосна |
-38,393 |
1,860 |
0,909 |
2,0 |
200 |
768 |
|
Береза |
-8,573 |
1,481 |
0,941 |
1,9 |
200 |
1519 |
Протубулировав уравнения таблиц 2 и 3, получили итоговые таблицы связей диаметров на высоте груди с диаметрами на высоте пня для крупномерных деревьев Нижне-Енисейского лесхоза (таблицы 4,5).
Таблица 4 – Связь диаметра ствола и диаметра на высоте пня (сосна) для крупномерных деревьев
|
Ступени толщины на высоте пня, см |
54 |
56 |
58 |
60 |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
72 |
|
Диаметр на высоте груди, см |
50,6 |
51,5 |
52,4 |
53,3 |
54,2 |
55,0 |
55,9 |
56,8 |
57,7 |
58,6 |
|
Ступень толщины, см |
50 |
52 |
52 |
54 |
54 |
54 |
56 |
56 |
58 |
58 |
Таблица 5 – Связь диаметра ствола и диаметра на высоте пня (березы) для крупномерных деревьев
|
Ступени толщины на высоте пня, см |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
|
Диаметр на высоте груди, см |
22,8 |
24,0 |
25,2 |
26,4 |
27,6 |
28,8 |
30,0 |
31,2 |
32,4 |
33,6 |
34,8 |
|
Ступень толщины, см |
22 |
24 |
26 |
26 |
28 |
28 |
30 |
32 |
32 |
34 |
34 |
Верификация таблиц была произведена на части материала, который не вошел в исходные совокупности (контроль). На основе этих данных был выполнен расчет случайной и систематической ошибок [6]. В результате для зависимости диаметра на высоте груди от диаметра на высоте пня (сосна) систематическая ошибка составила – 2,0 см, случайная ошибка ±1,3 см.
Для того чтобы оценить различия таблиц, было выполнено сравнение с таблицами Н.В. Третьякова [2], и с нормативами А.А. Вайса. Различия оказались значительными 4-10 см.
По березе сличение производилось с таблицами А.А. Вайса. Данные указывают, что для березняков Нижне-Енисейского лесхоза разница между полевыми и табличными данными составили 2-6 см.
Таким образом, для районов средней тайги применение таблиц «Справочника таксатора» приводит к занижению запасов, поэтому целесообразно использовать местные нормативы.
Литература