Выборочные методы таксации леса.

Выборочные методы таксации леса используют для характеристики генеральной совокупности. В принципе, объем генеральной совокупности (все леса страны, области) в лесном хозяйстве никогда не был обмерен. Наиболее обширные исследования такого рода выполнены в конце 70-х годов прошлого века под руководством проф. А.Г.Мошкалева силами студентов-лесоводов Ленинградской лесотехнической академии. Работа выполнялась в течение нескольких лет. Проводился сплошной перечет толщины деревьев в лесных массивах Ленинградской области – устное сообщение А.Г. Мошкалева на семинаре 1986 году. Результатом этой работы явилось подтверждение основных закономерностей строения древостоев.

Часто столь обширные исследования, охватывающие всю генеральную совокупность, не требуются. Так, таксируя лесосеку, нам надо знать с достоверностью 0,9973 запас древесины на этой конкретной лесосеке. Здесь наличный запас лесосеки выступает в роли своеобразной генеральной совокупности.

В Беларуси при лесоинвентаризации таксатор учитывает каждый выдел (лесной участок) в пределах лесничества и лесхоза. В конечном итоге эти данные сводят в банк данных «Лесной фонд». Таким образом, делают сплошной учет всех выделов в пределах страны. Но, этот сплошной учет можно интерпретировать как сочетание сплошных и выборочных методов таксации. Хотя все выдела учтены, но в пределах выдела учет делается выборочным методом. Это значит, что таксатор осматривает или измеряет какую-то часть выдела, а результат переносит на всё насаждение.

Есть разные способы выборочной таксации. Всё их разнообразие сводится к различным методам закладки пробных площадей (пробы), видам самих проб и способам обработки материала. При применении выборочных методов должно быть выдержано основное условие – случайность отбора. Наибольшую опасность впасть в ошибку при применении выборочных методов представляет собой неадекватное отражение выборкой какой-то характерной части генеральной совокупности. Это приводит к систематической ошибке, которую нельзя устранить увеличением числа наблюдений.

Например, на выделе площадью 20 га имеем состав 5С4Е1Ос. При этом сосна и ель распределены по выделу относительно равномерно, а осина сосредоточена в двух куртинах (рисунок 11.1)

- Е - С - Ос Размеры лесосеки 800х400 метров

Рисунок 11.1 – Таксация лесосеки с помощью ленточных пробных площадей

Каждый символ на рисунке 11.1 соответствует 0,02 состава. Допустим, мы сделали выборку в 10% от всей площади, т.е. 2га.

Эта норма выборки даже превышает соответствующие требования из лесоустроительной инструкции, где определено, что в этом случае надо заложить 10 площадок, общей площадью 1,0га. Правилами по отводу и таксации лесосек предусмотрено, что на этом участке может быть максимально 10 площадок общей площадью 1,9га.

Можно сделать выборку в 2га, заложив 1 пробную площадь в центре (типичная выборка) или 2–4 пробы по 1,0–0,5 га в типичных местах. Следующим вариантом будет закладка ленточных пробных площадей в виде ленты шириной 20м, которая расположена параллельно длинной стороне участка и двух лент по 15м, перпендикулярных первой. В старых наставлениях по отводу и таксации лесосек (времен СССР) допускалось закладка ленточных пробных площадей.

В обоих случаях нет гарантии от наличия систематических ошибок. В примере, на рисунке 11.1, в учет не попадает осина. В практике автора были случаи, когда при проверке отводов лесосек в Беларуси из-за ошибок при выборе места закладки проб погрешность составила более 50%. При этом «исчезли» целые породы: ясень, клен. Поэтому, от подобных методов в настоящее время отказались.

В силу изложенного применение выборочных методов в настоящее время сводится к закладке некоторого расчетного количества пробных площадок относительно небольшого размера. По выделу или лесосеке они размещаются случайным путем. Наиболее корректно в этом случае распределять площадки по таблице случайных чисел, но в лесу это сделать практически невозможно. Поэтому площадки размещают по систематической сетке. Этот способ является одним из разновидностей выборочного метода и полностью соответствует его теоретическим положениям.

Таким образом, повторим ещё раз, самое главное при использовании выборочных методов – случайность отбора проб, деревьев и т.д. Никаких «характерных», «типических» мест для отбора не должно быть. Размещение площадок намечают на плане заранее, лучше всего в камеральных условиях. Куда бы ни попал центр площадки – на прогалину, на редину, в чащу и т.д., это место изменять нельзя.

В то же время выборочный метод не исключает некоторых элементов типического отбора. Это происходит обычно на первых этапах выбора объекта исследования. Например, если мы изучаем дубовые древостои, то пробы подбираем в дубравах. Когда изучаем дубраву кисличную 1 класса бонитета, то объектом исследований является именно этот тип леса и т.д. Выше уже сказано, что надо исключить из обмеров сломанные, сухие и тому подобные деревья, если целью работы не является изучение этих аномалий. Продолжая наш пример, в пределах лесхоза и лесничества отбор участков в дубраве кисличной проводят случайным путем: по систематической сетке или выбирая выдела по жребию.

Определив места закладки пробных площадей, рассчитываем их количество. Для практических целей (отвод лесосек, лесоинвентаризация) придержки по количеству пробных площадок приведены в соответствующих нормативных документах. Для иных целей (в основном научных) количество единиц выборки (площадок, деревьев и т.д.) рассчитывают, исходя из варьирования изучаемого признака: D,H,G,M и т.д. Изменчивость названных признаков изучена В. К. Захаровым, М.Л. Дворецким, Ф.П. Моисеенко, А.Г. Мошкалевым, А.З. Швиденко, В.Ф. Багинским. Их данные служат для проведения первоначальных расчетов количества наблюдений (N) по известной формуле: , где V – коэффициент вариации, а P – точность опыта.

В принципе, форма пробной площади значения не имеет. Но из соображений наибольшей технологичности форму пробы выбирают в виде круга. Так, пробную площадку, величиной 0,04га можно заложить квадратной формы (20x20 м) и как круг радиусом 11,3м. В первом случае потребуется измерять углы (иначе можем получить ромб) и сделать промер линий. Во втором случае технология ограничения площадки намного проще. Она будет описана ниже при изложении методов таксации лесосек.

Особую роль в широком применении выборочных методов сыграло открытие австрийского учёного В. Биттерлиха, сделанное в 1948 году и позволившее без большого количества измерений находить Σg на выделе. Для этого используют предложенные В.Биттерлихом реласкопические площадки. Слово «реласкопические» происходит от двух слов: геlative – относительный и sсоро - наблюдать, т. е. наблюдать относительно чего-то или наблюдать соотношения Результатом использования этого открытия стало разделение всех выборочных методов таксации древостоев и инвентаризации лесных массивов на следующие виды.

1. Измерительные или реласкопические.

2. Измерительно-перечислительные. Здесь сочетаются реласкопические методы с частичным перечетом.

3. Перечислительные. В этом случае проводятся сплошной перечет на пробных площадках, заложенных случайным путем. Наиболее распространена здесь закладка круговых площадок постоянного радиуса.

4. Комбинированные методы.

Названные методы достаточно подробно описаны Н.П. Анучиным и особенно О.А. Атрощенко. Последний автор детально изложил нахождение разных таксационных показателей с помощью реласкопа Биттерлиха. Учитывая, что реласкопы в большинстве лесхозов отсутствуют, ограничимся описанием применения углового шаблона Биттерлиха и других вариантов выборочных методов в редакции О.А. Атрощенко.