К вопросу определения запасов вырубленной древесины на лесосеке по пням

 

TO A QUESTION OF DEFINITION OF STOCKS OF THE CUT DOWN WOOD ON WOOD-CULLING AREA ON STUBS

 

Усс Е.А. (РДЛУП «Гомельлеспроект», г. Гомель, Республика Беларусь)

Uss E.A. (RSFME “Gomellesproekt”, Gomel, Republic of Belarus)

 

Разработаны таблицы перевода диаметра дерева на высоте пня к диаметру на высоте груди для основных лесообразующих пород Беларуси (сосна, ель, дуб, осина, береза и ольха черная) и методика их практического применения, которые позволяют определить объемы стволов вырубленного древостоя с точностью ±15% для совокупности лесосек.

 

At stub height by the diameter at height of a breast tables of transfer of diameter of a tree are developed for forest-plantings of Belarus (a pine, a spruce, an oak, an aspen, a birch and an alder black) and a technique of their practical application which allow to define volumes of trunks of the cut down forest stand with accuracy ±15 % for set wood-culling area.

 

Ключевые слова: запас, рубки главного пользования, сортиментная структура

Keywords: stock, felling of the main using, assortment structure

 

Лес для Республики Беларусь является одним из важнейших возобновляемых природных ресурсов, требующих к себе бережного отношения. В настоящее время перед лесоводами республики в качестве одной из приоритетных практических задач определена необходимость обеспечения полного и рационального лесопользования и контроля за использованием лесных ресурсов. Элементом контроля при отпуске древесины является проверка отводов лесосек, назначенных к проведению рубок главного пользования. Обычно такие проверки проводятся еще до вырубки древостоя и проведение их затруднений не вызывает. Однако нередко требуется оценить правильность отвода и после того, как лесосека вырублена, а заготовленная древесина вывезена.

В настоящее время точной и достоверной методики оценки лесосеки после ее вырубки и вывозки древесины нет. Имеющиеся вспомогательные таблицы перехода от диаметра дерева на высоте пня к диаметру на высоте груди недостаточно точны. Они не учитывают особенностей района произрастания древостоев, условий их роста и многого другого. Определение разряда высот вырубленного насаждения не обеспечивает верного восстановления истинного положения дел. Поэтому возникла необходимость разработки табличного материала и методики оценки запасов на вырубленной лесосеке, отвечающей современным требованиям и условиям роста лесных насаждений в Республике Беларусь.

В ходе выполнения работ по изучению сортиментной структуры нами разработаны таблицы перевода диаметра стволов на высоте груди в зависимости от их диаметра на высоте пня для основных лесообразующих пород Беларуси (сосна, ель, дуб, осина, береза и ольха черная),  практическое использование которых заключается в определении запасов вырубленной лесосеки по пням. На основе применения разработанного табличного материала выполняется восстановление перечета деревьев на высоте груди с учетом разряда высот.

Для разработки таблиц учета вырубленной древесины по пням нами был использован ранее собранный экспериментальный материал по замеру стволов модельных деревьев (МД) в общем количестве 5103, в т.ч. сосны – 1236, ели – 868, дуба – 836, осины – 592, березы – 822, ольхи черной – 749 МД.

На основании обобщения собранных экспериментальных материалов с составлением сводных ведомостей по замеру стволов модельных деревьев, дифференцированных по породному составу и разрядам высот, нами проведен регрессионный анализ с целью определения математических зависимостей вида: . Для аппроксимации вышеуказанной зависимости в виду наличия скачкообразности изменения показателей (главным образом, для крайних ступеней – небольших и высоких диаметров) мы использовали сплайн-функцию.

Результаты аппроксимации вышеуказанных параметров показали, что хорошие итоги дает использование в качестве математической функции уравнения полинома третьей степени (формула 1):

                                                                (1).

Статистический анализ результатов позволил установить возможность составления нормативных таблиц, отражающих величины  зависимости от  с учетом дифференциации по разрядам высот. Как видно из полученных материалов, имеют место достоверные отличия соотношения диаметров определенных древесных пород в зависимости от разряда высот.

На основании того обстоятельства, что изменчивость сбега ствола довольно значительна (коэффициент изменчивости около 15-20% для отдельных ступеней толщины), точность таблиц, характеризующих диаметры стволов основных лесообразующих пород на высоте груди в зависимости от диаметра их на высоте пня, составляет около 15%.

Для оценки точности разработанных таблиц вычисляли систематическую ошибку (s), случайную ошибку (σ), а также ошибку всех случаев (m). Величины вычисленных ошибок на примере сосны приведены в таблице 1.

 

 

Таблица 1 – Вычисление ошибок при определении диаметра на высоте груди в зависимости от диаметра на пне для сосны

Разряд высот

Показатели ошибок

s, %

σ, %

m, %

Сосна

Iа

-0,32

±8,17

±0,64

I

-0,64

±8,10

±0,42

II

-0,91

±9,83

±0,54

III

-1,16

±11,19

±0,84

IV

-0,56

±8,54

±0,81

V

-0,60

±8,97

±1,18

Vа

-0,67

±8,64

±1,69

 

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, вычисленные показатели ошибок измерения указывают на приемлемость разработанных таблиц перевода диаметров для практического применения. Величины вычисленных ошибок указывают на сходный характер изменений диаметров на высоте груди для определенной древесной породы вне зависимости от разряда высот. Однако несколько более значимыми являются изменения для крайних разрядов высот, например, для сосны – V-Vа разрядов, для осины – Iа-I.

Графическое изменение зависимости диаметров на высоте груди от диаметра на пне по данным замеров модельных деревьев сосны I разряда высот представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Зависимость диаметра на высоте груди от диаметра на пне модельных деревьев сосны I разряда высот

 

 

Необходимо отметить, что степень корреляции полученных математических зависимостей, характеризующих соотношение диаметров, для всех древесных пород и разрядов высот достаточно высокая (R от 0,91 до 0,99), что подтверждает приемлемость разработанных таблиц для практического использования в производстве.

Реализация поставленных задач по практическому использованию разработанных таблиц предусматривает выполнение следующих этапов работ:

1. Проведение перечета пней по двухсантиметровым ступеням толщины и внесение соответствующих показателей в ведомость (таблица 2). Высота пня составляет 1/3 диаметра на высоте груди, т.е. при диаметре на высоте груди до 30 см высота пня для замера его диаметра должна составлять 10 см.

2. Далее на основании разработанных табличных материалов необходимо выполнить перевод диаметров на высоте пня к диаметру на высоте груди, в результате чего получаются данные привычного перечета деревьев по ступеням толщины. Таким образом, число пней каждой ступени толщины соответствует числу стволов определенной ступени толщины, удаленных при рубке бывшего древостоя. В случаях, если древостой вырублен не сплошным способом, необходимо выполнить дополнение этим числом наличное количество современного древостоя, на основании которого получаем число стволов бывшего древостоя, еще не пройденного рубкой. Необходимо отметить, что в разработанных таблицах приводятся значения диаметров на высоте 1,3 м до диаметра, равного 80 см. В случае, если последний превышает вышеуказанную величину, предусматривается расчет соответствующего показателя на основании использования полученных математических зависимостей.

 

Таблица 2 – Ведомость для заполнения материалов оценки вырубленной древесины по пням

Ступени толщины пней ()

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40 и т.д.

Число пней (n)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взятые из таблицы , соответствующие ступеням толщины пней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем ствола дерева, взятый из сортиментной таблицы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем стволов всех деревьев определенной ступени толщины (V∙n)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий объем вырубленной древесины (Vобщ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Установление разряда высот проводится на основании выполненного замера высот при отводе лесосеки и осуществлении ее материально-денежной оценки. Применение ранее установленного разряда высот позволяет избежать субъективных ошибок таксации древостоя (что особенно важно при оценке лесосек, вырубленных сплошным способом рубки). Для установления разряда высот древостоя, пройденного выборочным способом рубки,  необходимо измерить высоты наличного древостоя и определить разряд по действующим нормативным таблицам. Также этот способ целесообразно использовать в случае, если рубкой пройдена часть таксационного выдела.

4. Из действующих сортиментных таблиц необходимо выбрать объемы стволов, соответствующие ступеням толщины и разряду высот.

5. Вычисляем запас ступени толщины (путем умножения запаса одного ствола на количество стволов определенной ступени толщины).

6. Суммированием запасов по ступеням толщины получаем общий запас вырубленной древесины.

Таким образом, применение разработанной  методики оценки запаса вырубленной древесины по пням на основе использования таблиц перевода диаметра стволов на высоте груди в зависимости от их диаметра на высоте пня для основных лесообразующих пород Беларуси (сосна, ель, дуб, береза, осина и ольха черная) позволяет определить объемы стволов бывшего до рубки древостоя с точностью ±15% для совокупности лесосек.