Метод средних расстояний между деревьями
Таксация леса по средним расстояниям между деревьями являлась предметом исследования многих авторов. В ее основе лежит следующий простой расчет: ; . В этих формулах через F обозначена площадь таксируемого древостоя, число деревьев - через N и среднее расстояние между ними -через а.
Зная площадь таксируемого участка F и, измерив а, можно определить N. По значению N и частичному перечету находят все остальные таксационные показатели: сумму площадей сечений, запас и др. Однако опыт показывает, что даже в самом однородном древостое расстояния между деревьями широко варьируют. Их можно определить двумя способами.
Исходя из случайно выбранной точки О (рисунок 11.7), необходимо измерить расстояние а1 до наиболее близкого дерева, расстояние а2 до второго из более близких деревьев, а3 - до третьего близкого дерева и т. д.
При втором способе от случайно выбранного дерева измеряется расстояние ах до наиболее близкого дерева, потом до а2 и т. д.
Рисунок 11.7. Схема размещения деревьев
Эти схемы размещения деревьев были подвергнуты всестороннему статистическому исследованию. При этом определяли расстояния между центральным деревом и наиболее близкими к нему деревьями. На основании многих измерений установлено, что среднее расстояние между деревьями анаходится между а3 и а4.
Если вместо среднего расстояния (а)берут любое расстояние аi, то в формулу нужно ввести поправку ki .
Тогда число деревьев в участке площадью Fбудет равняться
. (11.11).
Бауерзахс предлагает брать а2, которое легко определяется. В этом случае формула будет следующей:
, (11.12)
а по отношению к 1 га
. (11.13).
Отдельными авторами при некотором варьировании значений к2 предложены следующие формулы:
Бразаускас: ;
Кехлеч: ;
Венк: ;
Ессед: .
Если случайно выбранное дерево принять за центр круга (рисунок 11.7) и соответственно расстоянию от него построить концентрические круги, то можно вывести число деревьев в каждом из этих кругов. В первом круге окажутся дерева, во втором и т.д.
Следовательно, при радиусе a1имеется дерева; при величине радиуса, равной а2, будет дерева; а при радиусе а3 насчитаем дерева.
После некоторых преобразований приведенные формы принимают следующий вид:
для a1 N / га = ;
a2 N / га = ;
a3 N / га = ;
a4 N / га = ;
Для правильного определения числа деревьев при расстоянии между ними аi Хаусбуг предлагает вносить поправочный коэффициент Кi исчисляемый по формуле . С учетом этого коэффициента формула, определяющая число деревьев на 1га, принимает следующий общий вид:
N / га = . (11.14).
В результате статистической обработки полученных данных были уточнены замечания, сделанные практиками. Оказалось, что поправочный коэффициент зависит от расстояния между деревьями. В конечном итоге путем математического анализа была получена таблица. 11.7, определяющая число деревьев на 1 га и поправочные коэффициенты к нему. Таблица составлена для среднего расстояния между деревьями, принимаемого с соответствующими поправками, равными а3. Следовательно, приводимые в таблице значения числа стволов (N ) на га, Кi; и к являются функцией от а3 (у = а3 ).В основу таблицы 11.3 положена формула
. (11.15).
Техника таксационных работ по определению числа деревьев исходя из средних расстояний между ними сводится к следующим операциям. Сначала определяют площадь таксируемого древостоя, устанавливают число необходимых измерений и их положение на плане при систематической выборке. Далее отыскивают в натуре замеченные точки наблюдений. Опираясь на них, находят третье (а3) из ближайших деревьев, с помощью рейки определяют ступень расстояния, выражаемую в полуметрах. В этих же пунктах производят частичные перечеты деревьев.
Исходя из результатов обмеров, вычисляют среднеарифметическое расстояние третьих ближайших деревьев - а3. Обрабатывая произведенные перечеты, определяют сумму площадей сечений (G) и среднее дерево по g находят число деревьев на 1га. На основе полученных данных вычисляют запас на 1 га и затем на всей площади древостоя.
За рубежом применяются и другие методы выборочной таксации леса. В Германии завершена очередная государственная выборочная лесоинвентаризация. В отличие от первой лесоинвентаризации, второй государственный учет лесов был проведен единовременно для всей территории объединенной Германии. Единицей выборки здесь является тракт, который имеет форму квадрата со сторонами 150x150 м. Тракты закладываются в углах сети квадратов 4x4 км с привязкой юго-западного угла. С целью увеличения точности оценки среднего и общего запасов в некоторых регионах густота трактов увеличена, и поэтому они располагаются в сети квадратов 2,83x2,83 и 2x2 км: области Bayern, Niedersachsen, Baden-Wuerttemberg, Schleswig-Holstein.
Таблица 11.6 Расчет числа деревьев на 1га
| у - аз, м | /V | Кi | кi | Приложение | |
| У, м | К3 | ||||
| 1,0 | 1,16 | 0,7431 | 1,0-1,9 | 0,8 | |
| 1,5 | 1,12 | 0,7972 | 2,0-2,6 | 0,9 | |
| 2,0 | 1,07 | 0,8734 | 2,7-3,7 | 1,0 | |
| 2,5 | 1,04 | 0,9245 | 3,7-4,6 | 1,05 | |
| 3,0 | 1,01 | 0,9803 | 4,7-5,2 | 1,1 | |
| 3,5 | 0,99 | 1,0203 | 5,3-5,5 | 1,05 | |
| 4,0 | 0,97 | 1,0628 | 5,6-6,0 | 1,0 | |
| 4,5 | 0,94 | 1,1317 | |||
| 5,0 | 0,96 | 1,0851 | |||
| 5,5 | 0,98 | 1,0412 | |||
| 6,0 | 1,03 | 0,9426 |
По углам трактов закладываются реласкопические круговые пробные площадки (РКПП) для таксации деревьев диаметром большим или равным
7 см, а также пробные площадки постоянного радиуса для таксации деревьев диаметром менее 7 см, учета подроста, подлеска, оценки их состояния, санитарного и общего состояния деревьев древостоя. Таким образом, круговая пробная площадка состоит из нескольких «подплощадок» (рисунок 11.8).
Рисунок 11.11. Круговые пробные площадки при проведении
лесоустройства отдельного предприятия
В целом система лесоустройства в Германии состоит из двух подсистем: Bundeswaldinventur - государственная выборочная лесоинвентаризация (BWI) и Betriebsinventur (BWII) - лесоустройство для частных лесовладельцев и отдельных лесохозяйственных предприятий. Непрерывная инвентаризация лесного фонда проводится с 1961г. Таким образом обеспечивается постоянный контроль за текущими изменениями в лесном фонде. В настоящее время в системе выборочной инвентаризации лесов страны широко применяются материалы дистанционного зондирования. Лесная администрация каждой области также проводит специальные лесоинвентаризационные работы. В частных лесах её делают за счет средств самих лесовладельцев.
Цели проводимых работ могут быть достаточно разнообразными: Bavaria, 1970-1971 гг. - выборочная инвентаризация государственных лесов - получение детальной лесной статистики, оценка текущих изменений; Nordrhein-Westfalen, 1995 г. - выборочная инвентаризация лесного фонда математико-статистическим методом - независимый контроль динамики лесного фонда, оценка влияния лесохозяйственных мероприятий; Baden-Wuerttemberg, 2000 г. - изучение структуры прироста древостоев, прогнозирование роста и развития лесных экосистем, моделирование таксационных взаимосвязей и др.).
В основном задачей таких лесоинвентаризаций является не только получение развернутой лесной статистики, но и сбор сведений о текущем состоянии лесов региона, страны и динамике происходящих процессов.
В европейских странах, помимо государственной выборочной лесоинвентаризаций, проводится инвентаризации лесов отдельных предприятий, частных лесовладений. Повыдельное лесоустройство (standwise forest inventory) основывается на статистически обоснованных выборочных методах.
В Германии повыдельное лесоустройство проводят, как правило, частные лесоустроительные компании. Вся территория объекта покрывается сетью пробных площадок, которые закладываются по схеме систематической выборки в углах сети квадратов или прямоугольников. Закладываются реласкопические круговые пробные площадки, а также круговые пробные площадки различных радиусов для таксации древостоя, оценки подроста, подлеска, напочвенного покрова, его видового разнообразия (рисунок 11.11).
Система государственной выборочной лесоинвентаризации в Финляндии направлена на активное использование различных источников информации. Помимо данных таксации на пробных площадках, широкое применение находят космические многозональные снимки, цифровые топографические карты, изготовленные на основе геоданных и аэрофотоснимков, наложенных на единую топооснову масштаба 1 : 20 ООО с размером одного пиксела 2x2 м, а также цифровые карты категорий земель в растровом формате (размер пиксела 25x25 м). Материалы дистанционного зондирования и данные цифровых карт используются для разделения различных категорий земель, а также для получения цифровых тематических карт пространственного распределения лесопокрытой площади.
Повыдельное лесоустройство в европейских лесных странах основывается на применени статистически обоснованных выборочных методов лесной таксации и проводится лесоустроительными компаниями на тендерной основе. Пробные площадки размещаются на территории объекта по заранее известной схеме, и, таким образом, точность данных заранее известна и статистически обоснована. На основе данных повыдельного лесоустройства разрабатывается план лесоуправления. Ведение лесного хозяйства без плана лесоуправления не разрешается.