Средние: диаметр, высота и возраст насаждения,. Полнота и запас
Средний диаметр насаждений
Средний диаметр является одним из важнейших показателей, широко применяющийся для различных расчетов.
В самом однородном древостое, состоящем из деревьев одной породы и одного возраста, толщина, высота и форма деревьев различны. Неодинаково также и число деревьев, относящихся к отдельным ступеням толщины: очень тонких и очень толстых деревьев обычно меньше, чем деревьев средних ступеней толщины.
Для характеристики толщины деревьев, образующих отдельный древостой, определяют их средний диаметр. При этом различают:
а) средний диаметр Dg, соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении;
б) средний арифметический диаметр D, получаемый как частное от деления суммы диаметров всех деревьев, образующих древостой, на их число
(9.1)
в) диаметр срединного дерева dM, вычисляемый путем распределения деревьев в ряд постепенного изменения диаметров начиная с наибольшего или наименьшего и нахождением в этом ряду срединного дерева по формуле (n+1):/ 2;
г) диаметр, определяемый соответственно средним площадям сечений по ступеням толщины dgM. Его находят таким же путем, как dM, но значения в каждой ступени толщины определяются из средней площади сечения: Sg/2; д)
д) диаметры (d+ и d-) модельных деревьев Гогенадля, вычисляемые по формулам d+ = d+s и d- = d-s, где s среднее квадратическое отклонение от среднего диаметра d.
Из всех приведенных средних наибольшее научное и практическое значение имеет средний диаметр dg, соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении. Для его определения, прежде всего, необходимо произвести перечет деревьев, дающий распределение деревьев по ступеням толщины.
Соответственно этому распределению и площадям сечений отдельных ступеней толщины находят сумму поперечных сечений всех деревьев, входящих в насаждение, по следующей формуле:
å g = g1n1 + g2n2 + g3n3 + . . . gnnn,
где g1, g2, g3, . . . gn — площади сечений деревьев отдельных ступеней толщины; n1, n2, n3, nn — число деревьев в отдельных ступенях толщины.
Разделив сумму площадей поперечных сечений всех деревьев на общее их число N, получим площадь сечения g, которую имеет дерево средней толщины:
. (9.2)
По площади поперечного сечения дерева, обычно уподобляемой площади круга, может быть установлен и его диаметр на основании следующей зависимости:
g = , (9.3)
откуда
d = . (9.4)
Диаметр, вычисленный по этой формуле, и будет средним диаметром насаждения.
Для упрощения вычислений среднего диаметра сумму площадей сечений находят по специальным таблицам, в которых даны площади сечений деревьев разной толщины. Имеется также таблица, составленная на основании последней формулы, по которой можно, зная площадь сечения среднего дерева, найти его диаметр.
В настоящее время вычисления среднего диаметра значительно облегчилось в силу повсеместного применения компьютеров. Разработаны специальные программы для обработки перечетов лесосек и пробных площадей, которые в числе выдаваемых параметров имеют средний диаметр.
Определение среднего диаметра облегчается применением приборов для измерительной таксации: углового шаблона Битерлиха и призмы Анучина. С помощью этих приборов находят сумму площадей поперечных сечений деревьев åg на 1 га таксируемого древостоя с малой затратой труда.
Однако кроме суммы площадей поперечных сечений для определения среднего диаметра необходимо знать число деревьев N на 1 га того же древостоя. Эту задачу можно решить путем закладки круговых проб постоянного радиуса (S). На таких пробах надо подсчитать общее число деревьев n. Если его перемножим на отношение 1 га к площади круговой пробы (l0000/s), выражая их в квадратных метрах, то в результате найдем число деревьев на 1 га
N = n . (9.5)
Так как для определения среднего диаметра необходимо сделать перечёт деревьев с помощью сплошных или выборочных методов, то в силу трудоемкости этой работы в практической таксации средний диаметр определяют глазомерно.
Чтобы научиться глазомерному определению среднего диаметра, надо предварительно протаксировать перечислительным способом значительное число насаждений и вычислить средние диаметры. При этом в памяти сохраняются образцы насаждений, что позволяет при последующей работе довольно точно найти средний диаметр глазомерно.
При глазомерном способе вычисления среднего диаметра необходимо иметь в виду, что в однородном насаждении диаметр самого тонкого дерева округленно в 2 раза меньше среднего диаметра насаждения, а диаметр самого толстого дерева в 1,7—1,8 раза больше среднего.
При практической таксации для определения среднего диаметра обмеряют в наиболее представленных числом деревьев средних ступенях толщины 10 деревьев, имеющих по глазомерной оценке среднюю толщину. У отобранных деревьев мерной вилкой или другим инструментом измеряют диаметры и полученные при этом величины суммируют в общий итог.
Найденная сумма диаметров åd делится на 10. Полученный результат принимают за средний диаметр
= 0,1 åd. (9,6)
Наиболее надежные результаты дает установление среднего арифметического диаметра по способу случайной выборки. В этом случае число деревьев, выбираемых для обмера, n зависит от заданной точности р нахождения среднего диаметра и коэффициента вариации диаметров в насаждении Vd. Из курса вариационной статистики известно, что
На основе большого экспериментального материала, собранного в лесах Беловежской пущи, проф. В. К. Захаров установил, что в сосновых насаждениях изменчивость толщины деревьев (Vd) характеризуется коэффициентом вариации в среднем близким к 25%. Поэтому для нахождения величины среднего диаметра с точностью до 2% надо измерить в насаждении диаметры на высоте груди у 165 деревьев, с точностью до 3% — у 79, с точностью до 5% — у 26, с точностью до 10% — у 7 деревьев.
В молодняках по исследованиям В.С.Моисеева, Ю.И.Бурневского, В.Ф.Багинского коэффициент вариации диаметров доходит до 50 – 60%. Поэтому для определения среднего диаметра с точностью 5% необходимо измерять не менее 100 – 150 деревьев. Для достижения точности 2% необходимо на пробной площади иметь от 600 до 900 деревьев.
В сложных и смешанных насаждениях средний диаметр определяют для каждой древесной породы или каждого яруса, в разновозрастных насаждениях — для возрастных поколений, запас которых составляет не менее 20% общего запаса насаждения.
Средний диаметр определяет объём среднего дерева в древостое, который находят по формуле . Поскольку объём дерева имеет высокую корреляцию с g, то и средний диаметр должен соответствовать средней величине g. Поэтому именно средний диаметр, вычисленный через среднюю площадь сечения, нашёл повсеместное применение. Среднеарифметический диаметр обычно меньше dg и как и другие упомянутые средние диаметры практического значения обычно не имеет. В отдельных случаях они используются при проведении научных исследований.
Средняя высота насаждений
Высота деревьев в любом насаждении не одинакова. В пределах насаждения различия в высоте наблюдаются не только у деревьев разной толщины, но они имеют место и у деревьев равных диаметров.
В процессе таксации леса учесть индивидуальную высоту каждого дерева не представляется возможным. В связи с этим принято устанавливать среднюю высоту для всей совокупности деревьев, образующих насаждение.
Средняя высота насаждений зависит от древесной породы, условий местопроизрастания, возраста и осуществляемых в лесу хозяйственных мероприятий. В пределах насаждения различия в высоте обусловливаются разным положением деревьев в отношении света, смежных деревьев, микроповышений и почвенных разностей. Влияние перечисленных факторов на высоту деревьев не имеет количественно выраженных зависимостей, и их установление представляет трудную задачу. При одном и том же диаметре деревьев в пределах насаждения высоты оказываются разными. Из-за конкуренции за свет распределение деревьев по высоте показывает положительную асимметрию.
Однако стохастические связи между h и d позволяют строить кривые высот на основе небольшого количества измерений, но дающих достаточно точные оценки высот для практических и научных целей
Профессором Лореем более 100 лет назад предложена следующая формула для определгния средней высоты насаждения:
hL = , где
hL - средняя высота;
h1 . . . hn - высота для отдельных ступеней толщины;
g1 . . . gn - площади сечения деревьев каждой ступени толщины.
Большинство современных учёных считают среднею высоту, вычисленную по формуле Лорея, абстракцией, ничего в насаждении не выражающей. Средние таксационные показатели нам нужны чаще всего для нахождения запаса. Средняя высота, найденная по формуле Лорея, не всегда будет соответствовать среднему дереву по диаметру. Если же мы в качестве средней высоты возьмём высоту среднего дерева по диаметру, то в результате получим среднее дерево по объёму, учитывая высокую корреляционную зависимость высоты и видового числа. Поэтому наиболее корректно определять среднюю высоту по уравнениям связи между диаметрами и высотами.
В этом случае среднюю высоту можно найти графически, путем построения кривой высот (рисунок 9.1). С этой целью обмеряют диаметры и высотs у ряда деревьев, отобранных тем или иным способом Результаты этих обмеров наносят на график, который строится в прямоугольных координатах.
Если на графике взять длину перпендикуляра, восстановленного из точки, соответствующей среднему диаметру насаждения, то эта длина будет определять среднюю высоту всего насаждения. При построении кривых высот рекомендуется вычислять на основе обмеренных высот средние высоты по ступеням толщины и проводить плавную кривую через средние значения.
. Пользуясь кривой высот, можно найти высоту деревьев любого диаметра. Для этого из точки на оси абсцисс, соответствующей диаметру данного дерева, надо восставить перпендикуляр до пересечения с кривой высот. Длина этого перпендикуляра (ординаты) является искомой высотой дерева.
В более или менее однородных насаждениях наблюдается стохастическая (вероятностная) зависимость высоты деревьев от их диаметров. С увеличением последних у большинства деревьев соответственно растет и высота. Гогенадль, Кренн и другие исследователи связь между d1,3 и h в насаждении характеризуют уравнением параболы второго порядка. В настоящее время исследованием многих отечественных и зарубежных ученых установлено, что парабола 2-го порядка плохо описывает зависимость H-D. Она занижает значение высот в начале ряда и завышает их в конце.
Для характеристики связи высоты и диаметра применяются более сложные кривые. Исследованиями К.Е.Никитина Ф.Корсуня, А.Г.Мошкалёва, Ф.П.Моисеенко установлено, что уравнения связи Н = f (Д) описываются разными уравнениями: полиномы от 3 до 4 степени, логарифмические кривые (простые и сложные), степенные и показательные функции.
Среднюю высоту можно найти и как среднеарифметическую величину. Но это будет чисто статистическая величина. Она не характеризует среднее дерево по диаметру и запасу.
Рисунок 9.1. Определение средней высоты насаждения по кривой высот
Аналогично среднему диаметру можем найти высоту срединного дерева (hw), высоту средних ступеней толщины (hg m) и т.д. В этом ряду наименьшее значение будет иметь средняя арифметическая высота, а наибольшей будет высота, вычисленная по формуле Лорея.
При отводе и таксации лесосек с использованием разрядных таблиц среднюю высоту для нахождения разряда высот определяют, измеряя 9 деревьев: 3 из центральной ступени толщины и по 3 из соседних. Варьирование высот в приспевающих и спелых древостоях составляет 6-8%. Следовательно, измеряя 12-15 деревьев мы определим Hср с точностью около 2%, а при 9 замерах 2-3%.
В разновозрастных, многоярусных древостоях Hср находят для каждого яруса. В смешанном древостое измерения делают для каждой породы. Опытный таксатор после ежегодно проводимых тренировок среднюю высоту определяет глазомерно..
Средняя высота, определяемая как по формуле Лорея так и по графику высот, как таксационный показатель имеет недостаток, заключающийся в том, что на ее величину оказывает влияние вырубка части деревьев при уходе за лесом.
Если этот уход ведется низовым способом, заключающимся в изъятии из насаждения отставших в росте более мелких деревьев, то средняя высота насаждения после ухода за ним увеличивается. При проведении верхового способа ухода за лесом вырубаются более крупные деревья. Соответственно этому обстоятельству после проведения таких рубок средняя высота насаждения уменьшается.
Верхняя высота древостоя
Вышеперечисленные недостатки в определении средней высоты, которая зависит от силы и направленности рубок ухода, в значительной степени смещаясь в ранжированном ряду, побудили к поиску других показателей характеризующих высоту насаждения.
В настоящее время все большее значение приобретает «доминирующая высота деревьев», не зависящая от режима ухода за лесом. На французском языке этот таксационный показатель носит название «hauteur dominante» — доминирующая высота. В немецкой лесотаксационной литературе ее называют Oberhohe — верхняя высота. В России и в нашей стране этот показатель называют верхней высотой. Для доминирующей (верхней) высоты принято международное обозначение hdom.
Еще в прошлом веке профессор Вейзе при разделении деревьев на пять классов с одинаковым числом деревьев в классе доминирующей высотой (Oberhohe) считал среднюю высоту пятого класса деревьев. Попутно отметим, что по Вейзе среднюю высоту hw имеет дерево, отстоящее на 57,5% от самого тонкого дерева или на 42,5% от самого толстого. Эту высоту используют при определении бонитета насаждения.
Англичане за доминирующую берут среднюю высоту 100 наиболее толстых деревьев на площади насаждения в один акр. Один гектар в 2,47 раза больше акра. Соответственно этому для площади в 1 га средняя высота 247 наиболее толстых деревьев является доминантной высотой (hdom). Однако большинство исследователей и по отношению к одному гектару в качестве доминантной высоты берут среднюю из 100 наиболее крупных деревьев. Именно такой подход рекомендовал известный ученый проф. Н.Н.Свалов, который считал, что для определения верхней высоты необходимо измерять одно самое высокое дерево на одном аре.
Петтерсон за доминантную принимает среднюю высоту тех деревьев, диаметр которых равен среднеарифметическому диаметру плюс три сигмы ( +3s), т.е. утроенное среднеквадратическое отклонение от среднего диаметра насаждения. Сусмель считает доминирующей высотой в насаждениях выборочной рубки среднюю высоту наивысших деревьев. В Швейцарии в насаждениях выборочной рубки за доминирующую считают среднюю наиболее толстых деревьев.
В СССР была разработана несколько новых методов определения верхней высоты. Б.Б. Зейде в 1970 г. предложил метод переменной доли, когда доля деревьев, измеренных для нахождения верхней высоты зависит от варьирования диаметров. Этот метод долгое время входил в ГОСТ на пробные площади лесоустроительные.
Постоянное число деревьев и переменная доля имеют свои недостатки. Большое количество деревьев (100, 200) на 1 га в спелых древостоях – это большая часть насаждения. В отдельных приспевающих, спелых и перестойных древостоях с полнотой 0,7 и ниже на участке можно и не насчитать 200 деревьев. Переменная доля иногда сводится к 3-5 стволам, что недостаточно.
Правильнее использовать метод постоянной доли в 10-20%: 10% доля более молодых и 20% для старых древостоев. В этой вновь созданной совокупности находим среднюю высоту, которая будет соответствовать 92-95 рангу. Это и будет верхняя высота, вычисленная по методу постоянной доли. При этом не требуется отбирать в натуре самые толстые деревья. Достаточно провести сплошной перечёт и построить кривую высот. С помощью метода постоянной доли В.Ф. Багинским разработаны бонитетные шкалы по верхней высоте для лесов Беларуси.
Н.П. Анучин считает, что между средней и доминирующей высотой существует статистическая связь, что позволяет определять h по hdom, а также решать и обратную задачу. Чисто формально, анализируя цифровые значения разных бонитетных шкал, такую связь найти можно. Но это не отвечает сути изучаемого явления. Строго говоря, однозначной связи средней и верхней высот в насаждении нет. Иначе не было бы смысла определять одну из них.
Средний возраст насаждений
При таксации леса различают преобладающий и средний возраст насаждения. Преобладающим называют возраст, который имеет большая часть деревьев, образующих насаждение, средним — возраст, выведенный пропорционально частию в запасе отдельных групп деревьев, входящих в состав насаждения.
В лесной таксации насаждения по возрасту делятся на классы. В Беларуси и России для хвойных и твердолиственных семенных насаждений устанавливают класс возраста в 20 лет, а для всех мягколиственных и порослевых твевдолиственных древостокв в 10 лет (таблица 9.1), для кустарниковых пород 5 лет. Классы возраста обозначают всегда римскими цифрами. В последнее время в южных и западных странах, а также на Украине, классы возраста продолжительностью 10 лет приняты также для хвойных и твердолиственных.
Таблица 9.1. Разделение насаждений на классы возраста
| Возраст в годах | Возраст в годах | ||||
| Клас-сы возраста | Хвойные и твердолист-венные породы семенного происхожде-ния | Мягколиственные и твердолист-венные породы порослевого про-исхождения | Клас- сы воз- раста | Хвойные и твердолист-венные породы семенного происхож-дения | Мягколиственные и твердолист-венные породы порослевого происхождения |
| I | 1-20 | 1-10 | IV | 61-80 | 31-40 |
| II | 21-40 | 11-20 | V | 81-100 | 41-50 |
| III | 41-60 | 21-30 | VI | 101-120 | 51-60 |
При описании насаждений класс возраста устанавливают по той части деревьев, которые составляют большую часть запаса древостоя. Если деревья имеют разницу в возрасте, нe превышающую длительности одного класса возраста (таблица 9.1), то по белорусской лесоустроительной инструкции насаждение считается одновозрастным, а при большей разнице в возрасте — разновозрастным.
В других странах, особенно в лесах Сибири, на Кавказе, где возраст древостоев бывает очень высок, а расхождения в возрасте отдельных деревьев велики, применяют более сложные системы деления насаждений по возрасту. Есть много различных систем и предложений по возрастной структуре.
Наибольшую дискуссию вызывает вопрос, какой древостой считать разновозрастным. Абсолютная одновозрастность, т. е. когда все девевья имеют одинаковый возраст, бывает только у лесных культур одного года посадки. Их возраст и считается от этого года. В зоне интенсивного хозяйства насаждение, где деревья по возрасту укладываются в пределах одного класса возраста, считается одновозрастным или относительно одновозрастным. При большей разнице в возрасте древостой будет разновозрастным.
Для лесов Сибири разработаны отдельные шкалы по возрасту. Этими шкалами выделены относительно разновозрастные древостои (разница в 1-2 класса возраста) и абсолютно разновозрастные (отличия более 2-3 классов возраста). Есть системы определения разновозрастности, на основе коэффициента изменчивости возраста деревьев. В лесном хозяйстве Беларуси эти классификации (И.В. Семечкина, И.И. Гусева и др.) не применяются и разновозрастность определяют по критериям таблицы 9.1.
В разновозрастном насаждении полог образуют деревья разной высоты. Наиболее теневыносливые деревья имеют тенденцию к формированию разновозрастного насаждения. Для разновозрастных древостоев типично наличие большого числа мелких деревьев и убывание их количества по мере увеличения диаметра.
В сложном насаждении средний возраст устанавливают с учетом запаса, приходящегося на каждое поколение деревьев. Допустим, что имеется еловое насаждение, состоящее из двух возрастных поколений, где 70% запаса приходится на 150-летнее поколение деревьев и 30% — на второе, 60-летнее. При этих условиях средний возраст насаждения будет близок к 120 годам, а преобладающий — к 150 годам.
Чем однороднее насаждение, тем меньше различия между средним и преобладающим возрастом. Поэтому при описании сложных древостоев, составные части которых не имеют резких различий в возрасте, надо указывать не только преобладающий, но и средний возраст.
Средний возраст насаждения определяется в результате довольно подробной таксации, связанной с точным нахождением возраста отдельных групп или категорий деревьев, образующих данное насаждение. Если запасы отдельных групп обозначить через M1, М2, М3, . . ., Мn, а их возрасты через А1, А2, А3, . . ., Аn, то средний возраст насаждения (А) будет равен
А1 = . (9.7)
Вычисление среднего возраста как средневзвешенного через запас требуется для того, чтобы учесть веса деревьев каждого возраста в запасе насаждения. Среднеарифметическое значение возраста даст здесь заниженный результат.
Запас отдельных трупп деревьев определяют по формуле
М = å Ghf.
В насаждениях, имеющих значительную высоту, у отдельных групп деревьев произведения Hf (видовые высоты) существенно не различаются. Поэтому из формулы для определения среднего возраста видовые высоты можно исключить, и она примет следующий вид:
А = (9.8)
Для нахождения среднего возраста по этой формуле, надо найти возраст отдельных совокупностей деревьев, подсчитать для каждой совокупности суммы площадей сечений, умножить их на соответствующие им возрасты, и сумму полученных произведений разделить на общую сумму площадей сечения всего насаждения.
Если возрасты деревьев близки, средний возраст можно определить как среднеарифметическую величину из возраста всех срубленных деревьев. В описаниях сложных насаждений нужно указывать преобладающие возрасты по ярусам и по древесным породам.
Для вычисления возраста насаждения при точных таксационных исследованиях срубают несколько деревьев и подсчитывают число годичных слоев на пнях. Для определения среднего возраста на растущих деревьях возрастным буравом берут керны, чем ниже, тем лучше. Если есть свежие пни, то возраст считают на них. При этом надо добавить несколько лет на дорастание дерева до высоты подсчёта колец. Обычно это составляет 1-3 года в зависимости от скорости роста древесного вида.
В абсолютно одновозрастном древостое (лесные культуры) достаточно измерить возраст у 2-3 деревьев. Строго говоря, хватило бы и 1 дерева, но надо исключить ошибки при подсчёте годичных колец. В одновозрастном древостое коэффициент изменчивости возраста у деревьев доходит до 30% в насаждениях I класса возраста, 5-6% - в III и около 3% в VI классе возраста.
Следовательно, чтобы определить средний возраст с точностью необходимо подсчитать годичные кольца у 30 деревьев в молодняках. В средневозрастном и спелом древостое для этой цели достаточно 2-3 дерева. Точность в 2% достигается в молодняках подсчётом колец у 200 деревьев, в средневозрастных и спелых – у 9-10. Точный учет возраста особенно важен при составлении таблиц хода роста, где ошибка даже в 5% сильно искажает характеристики динамики древостоев.
В таксационной практике определять возраст насаждения таким способом затруднительно, поэтому чаще всего его устанавливают на глаз. Определить возраст на глаз наиболее легко в молодых и средневозрастных сосновых насаждениях. Для этого достаточно сосчитать число ежегодно образуемых деревьями мутовок, т.е. сучьев, сосредоточенных в одном поперечном сечении (рисунок 9.2.). В старых насаждениях этот метод применять нельзя, так как нижняя часть деревьев очищается от сучьев, следы их быстро заплывают, и установить на ней число мутовок невозможно.
В приспевающих и спелых насаждениях при определении возраста прежде всего руководствуются диаметром и высотой деревьев, учитывая зависимость этих элементов от условий местопроизрастания. При наличии в таксируемом древостое пней надо подсчитать число слоев на нескольких из них.
Рисунок 9.2. Сосна с хорошо заметными мутовками
При описании насаждений класс возраста устанавливают по той части деревьев, которые составляют большую часть запаса древостоя. Для более подробной характеристики, кроме класса возраста, отмечают возраст, характерный для данного насаждения, т.е. относится ли оно по возрасту к началу, середине или к концу установленного класса возраста. Если в древостое есть деревья, выходящие за границы установленного класса возраста, это отмечают в описании. Например, запись: IV (70-80, 120) означает, что насаждение относится к IV классу возраста, в нем преобладают деревья от 70 до 80 лет и, кроме того, имеется примесь деревьев 120 лет.
В таксационном описании в графе «Возраст насаждений» кратко указывают класс возраста и преобладающий возраст, например, IV—65, V—90. В отдельной графе, предназначенной для подробного описания состава и возраста насаждений, делают запись о наличии примеси деревьев, имеющих иной возраст.
В таксационных описаниях запись состава и возраста нередко объединяют в одну формулу. Например, при возрасте сосны 90 лет и ели 70 лет, когда эти породы образуют один ярус, формула состава и возраста имеет следующий вид: 7С(90)ЗЕ(70).
В широкой таксационной практике ориентировочный возраст насаждений нередко определяют по внешним признакам дерева: цвету хвои, форме кроны, цвету и строению коры. У старых деревьев хвойных пород окраска хвои более светлая, чем у молодых. У прекративших рост в высоту старых деревьев крона обычно имеет закругленную шапкообразную и куполообразную форму, нижняя часть ствола покрыта толстой растрескавшейся омертвевшей корой. В трещины коры таких деревьев попадают пыль и влага, являющиеся субстратом для роста и развития водорослей и других низших растений. В результате комлевая часть стволов покрывается наростами зеленого, желтого и других цветов.
Для молодых деревьев характерны усиленный рост в высоту, шпилеобразная форма кроны, гладкая глянцевитая кора. У деревьев хвойных пород хвоя сочная, темно-зеленой окраски. Преобладающий возраст насаждения определяют глазомерно. Особенности колебаний возраста отмечают в формуле состава насаждения.
В процессе таксационных работ результаты глазомерного определения возраста должны систематически проверяться путем подсчета годичных слоев на пнях и на деревьях, срубаемых на визирах.
В Беларуси возраст насаждения указывают для лесных культур с точностью до 1 года, для древостоев в возрасте до 100 лет – 5 лет; после 100 лет – 10 лет.
Полнота насаждений
Деревья в лесу имеют разную густоту стояния. Иногда они расположены так плотно, что их кроны соприкасаются, в других случаях образуют прогалины.
Степень плотности стояния деревьев, характеризующую, в какой мере ими использованную занимаемое пространство, принято называть полнотой насаждения. Полнота является одним из главнейших таксационных показателей, с помощью которого определяют запас древостоя.
Устанавливаемые для характеристики полноты числовые показатели определяют, насколько полно использовано пространство, занимаемое образующими насаждение деревьями. Если плотность стояния деревьев настолько велика, что в просветы между ними больше нельзя поместить деревья таких же размеров, полнота считается наивысшей и обозначается 1,0, если к имеющимся деревьям можно добавить такое же число деревьев тех же размеров, полноту принимают равной 0,5 (рисунок 9.7). В тех случаях, когда к имеющимся деревьям нужно добавить 0,1 часть их количества, чтобы получить число деревьев самого полного насаждения, полноту следует считать равной 0,9 и т.д. Полнота насаждения — величина относительная. При определении ее в качестве эталона берут так называемое нормальное насаждение.
Профессор М.М. Орлов называет нормальным такое насаждение, которое при данных форме, породе, возрасте и условиях местопроизрастания является наиболее совершенным, т.е. все силы природы использованы им с предельной полнотой. Соответственно этому в нормальном насаждении не должно быть ни одного лишнего или недостающего дерева. А это может быть, лишь если полог деревьев, образующих насаждение, вполне смыкается, кроны полностью прикрывают почву и не позволяют на этой площади расти большему числу деревьев данной породы и возраста.
Из сказанного можно заключить, что первоочередным критерием для суждения о полноте насаждения является степень сомкнутости крон деревьев, называемая сомкнутостью полога. Не следует забывать, что сомкнутость полога и полнота насаждений — понятия разные, но имеющие между собой коррелятивную связь, в большинстве случаев характеризующуюся довольно высоким коэффициентом корреляции.
Сомкнутость полога зависит от породы деревьев, их биологических особенностей, возраста, условий произрастания, лесорастительной зоны и др. Например, бук и липа дают более плотное смыкание, чем береза или лиственница; более теневыносливые породы образуют иную сомкнутость, чем светолюбивые; степень смыкания у деревьев, развивающих широкую крону, и узкокронных различна и т.д.
При точных таксационных исследованиях необходимо отличать сомкнутость, определяемую по площади проекции полога, от устанавливаемой по сумме площадей проекций крон. В первом случае сомкнутость представляет собой отношение площади проекции всего полога к площади участка, занимаемого древостоем, во втором она определяется как отношение суммы площадей проекций крон, учитываемых отдельно для каждого дерева, входящего в состав таксируемого насаждения, к площади, занимаемой этим древостоем.
Рис. 9.7. Схематическое изображение насаждений
с полнотой 1,0 (вверху) и 0,5 (внизу)
Сумма площадей проекций крон оказывается несколько больше площади проекций полога. Это объясняется тем, что кроны у смежных деревьев частично входят одна в другую и их проекции своими краями накладываются друг на друга. В результате при учете проекций крон деревьев часть площади проекций учитывается дважды. Если к сумме проекций крон прибавить площадь просветов между деревьями, получится величина, несколько большая площади, занятой таксируемым насаждением.
Сомкнутость насаждения, определяемая по проекции полога, как правило, оказывается меньше единицы. Неизбежные просветы составляют 15-20 % площади проекций полога полного древостоя.
С увеличением числа деревьев на единице площади или, иными словами, с увеличением густоты сомкнутость полога увеличивается лишь до известного предела. При определенной густоте сомкнутость достигает максимума, после чего дальнейшее увеличение числа деревьев уже не приводит к увеличению сомкнутости полога.
В старых сосновых и дубовых лесах на 1 га встречается 150-200 и даже меньше деревьев. Их кроны, как правило, не сомкнуты. Если в таких насаждениях поперечные сечения крон всех деревьев спроектировать на землю, полученная сумма проекций крон окажется меньше половины всей площади, занимаемой древостоем.
Наиболее точно сомкнутость полого можно определить на аэрофотоснимке, особенно крупного масштаба.
При прочих равных условиях наибольшее смыкание хвойные насаждения имеют в возрасте от 20 до 80 лет, а порослевые насаждения лиственных пород — от 20 до 50 лет. При дальнейшем увеличении возраста сомкнутость постепенно уменьшается. Сомкнутость полога в древостоях, растущих на бедных почвах, меньше, чем на богатых почвах.
Полноту насаждений по сомкнутости крон устанавливают глазомерно. Таксатору чаще всего приходится работать в насаждениях, где между кронами соседних деревьев имеются значительные свободные пространства. В этих случаях он должен мысленно представить, какую часть деревьев можно добавить в промежутки между имеющимися. Сначала он должен обратить внимание на неизбежные разрывы между кронами в более сомкнутых группах (биогруппах) деревьев, затем на разрывы между группами отдельных деревьев - прогалины.
Глазомерным способом можно определить полноту лишь приближенно. Для более точного определения существуют другие способы.
Нормально полное для данной породы, возраста и бонитета насаждение должно иметь наивысший запас древесины. Соответственно этому полноту всех других насаждений можно определить путем деления запаса таксируемого насаждения на запас полного нормального насаждения той же породы, возраста и бонитета. Для этого на таксируемой площади производят перечет деревьев и по вспомогательным таблицам определяют сумму площадей сечений на высоте груди у всех деревьев, вошедших в перечет.
Затем находят сумму площадей сечения на 1 га и сравнивают ее с суммой площадей сечения нормального полного насаждения того же состава, возраста и класса бонитета, что и таксируемое насаждение. Величину суммы площадей сечений достаточно просто можно определить с помощью углового шаблона Битерлиха или призмы Анучина.
Для главнейших древесных пород суммы площадей поперечных сечений деревьев в полных нормальных насаждениях установлены опытным путем и указаны в особых таблицах, характеризующих динамику развития насаждений — таблицах хода роста насаждений, которые рассматриваются ниже.
В этом случае полноту насаждения определяют по следующей простой формуле:
P= , (9.9)
где åGd — сумма площадей поперечных сечений деревьев,
имеющихся на 1 га данного насаждения;
åGn — сумма площадей поперечных сечений нормального
полного насаждения.
Суммы площадей сечений полных нормальных древостоев определяют, помимо таблиц хода роста насаждений, по таблицам, получившим название стандартных. В практике лесного хозяйства и лесоустройства таблицами хода роста обычно не пользуются. На их основе составлены таблицы, показывающие величину åG и запаса при установленной высоте и полноте 1.0. Такие таблицы называют «стандартные таблицы сумм площадей и сечений и запасов при полноте 1.0» или просто стандартные таблицы. Именно ими пользуются лесоустроители для определения запасов по формуле (9.9). Для этого предварительно таксатор находит среднюю высоту древостоя и его абсолютную или относительную полноту.
Сумму площадей сечений деревьев, образующих древостой, называет абсолютной полнотой, а частное от деления этой суммы на соответствующую сумму площадей сечений нормального насаждения — относительной полнотой.
Число деревьев на единице площади называют густотой древостоя. Густота древостоя не всегда служит надежным показателем полноты насаждения. При одном и том же возрасте и числе деревьев полнота оказывается ниже в д