Пример выполнения задания 6

Содержание работы.

1. Определение высоты ствола в различные его возрасты и по десяти­летиям.

2. Вычисление площадей сечений и объемов.

3. Анализ изменений по десятилетиям величины диаметра, высоты, объема, приростов и видового числа.

Исходные материалы: бланки анализа ствола с данными диа­метров по десятилетиям; счетные приборы; миллиметровая бумага.

1. Определение высоты ствола по десятилетиям:

Для установления высоты ствола по десятилетиям прежде всего определяют возрасты, соответствующие высотам, на которых выпилены кружки! для анализа. Эти возрасты находят как разность между числом годичных слоев на нулевом срезе и числом слоев, имеющихся на кружках. Эти вычис­ления в нашем примере выглядят следующим образом:

Высота сечений, м....... 0 1,0 1,3 3,0 5,0

Число слоев на сечении..... 48 42 41 39 33

Ствол достиг высоты сечения в воз­расте, лет.......... 0 6 7 9 15

Высота сечений, м .......... 7,0 9,0 11,0 13,0 15,0 17,0 19,0 20,0

Число слоев на сечении ............. 30 28 25 22 19 13 9 6

Ствол достиг высоты сече­ния в возрасте, лет ... 18 20 23 26 29 35 39 42

Таким образом, ствол достиг в 7 лет высоты 1,3 м,

в возрасте 15 лет — 5,0 м,

в возрасте 20 лет — 9,0 м и т. д.

На основании этих данных методом интерполяции или графическим спо­собом определяют

высоту ствола по десятилетиям.

Предположим, что необходимо установить высоту дерева в 10 лет. По данным, приведенным выше, в возрасте 9 лет дерево имело высоту 3,0 м, а в возрасте 15 лет — 5,0 м. Для нахождения высоты ствола в 10 лет необ­ходимо к высоте дерева за 9 лет прибавить прирост за 1 год. Этот прирост берется как средний за период между 9 и 15 годами, т. е.

h₁₀ = h₉ + (h₁₅ – h₉)/6 = 3,0 +(5,0 – 3,0)/6 = 3,0 + 0,3 = 3,3м.

В практических работах рекомендуется определять высоту по десятилетним периодам графическим способом.

На графике (рис.5) на оси абсцисс откладывают возрасты, соответ­ствующие числу слоев на сечениях, а на оси ординат — соответствующие им высоты. Полученный ряд точек соединяют плавной линией, которая является кривой хода роста анализируемого ствола в высоту. Затем с графика сни­мают высоты, «ратные десятилетиям, т. е. в 10, 20, 30, 40 и т. д. лет. Полу­ченные данные заносят в бланк анализа ствола.

Для определения длины вершины размером менее 2 м и диаметров их оснований строят продольные сечения ствола по принятым периодам, т. е. в 10, 20, 30 лет и т. д. (рис. 6).

При построении продольного сечения ось ординат принимают за ось ствола. На оси абсцисс откладывают в определенном масштабе от нулевой точки значения диаметров ствола.

В нашем примере на нулевом срезе нанесены следующие средние значе­ния диаметров, см:

в 10 лет —3,4; в 20—9,6; в 30 — 14,5; в 40—19,2; в 48 лет — без коры 22,6 и в коре 25,7.

Подобные построения необходимо выполнить на всех сечениях, где взяты кружки для анализа. Для этого на оси ординат отмечают высоту среза кружков и высоту 1,3 м от нулевого сечения.

Через эти отметки проводят линии параллельные оси абсцисс, на которых откладывают диаметры, соответствующие определенным возрастам.

Для нахождения высоты ствола в определенный период откладывают на оси ординат соответствующие значения, снятые с графика хода роста дерева по высоте. Соединив точки, относящиеся к определенному возрасту дерева, получают образующую ствола для данного возраста.

Для определения объема ствола необходимо определить объемы двух­метровых отрезков и объем вершинки.

Объем двухметровых отрезков определяем по формуле срединных сече­ний. Для этого используем диаметры в местах взятия кружков для анализа.

Рис. 5. График роста по высоте Рис. 6. Анализ продольного сечения ствола

Для нахождения объема вершинки (по формуле конусу) необходимо знать диаметр основания и высоту вершинки. Высота вершинки будет равна рас­стоянию от верхней границы последнего отреза до конца ствола, а диаметр вершинки — диаметру верхней границы последнего отреза. Так, ствол в 20 лет имеет высоту 9,0 м, а высота верхней границы отреза 8,0 м. Следо­вательно, длина вершинки равна 1,0 м. Диаметр основания вершинки сни­мается с графика продольного сечения ствола и в данном случае равен 1,7 см. Длину вершинки и диаметр их оснований для каждого периода запи­сывают в бланк анализа ствола (раздел 1, табл. 10).

2. Вычисление площадей сечений и объемов:

В приведенном примере необходимо найти объем ствола в возрасте 48 лет, затем в 40, 30, 20 и 10 лет. Объем ствола для каждого периода определяют как сумму объемов двухметровых отрезков плюс объем вершины дерева.

Для этого по срединным диаметрам каждого отрезка находят площади сечений и заносят их в бланки анализа ствола (раздел 2, табл. 11).

Площади сечений выписывают из справочника в квадратных сантимет­рах. После этого подсчитывают сумму площадей сечений всех отрезков для каждого периода (графы 3—8 табл. 11). Умножая полученные суммы на длину отрезка (2 м), получают объемы двухметровых отрезков по десяти­летним. При длине первого отрезка 2,6 м (срединное сечение на высоте 1,3 м ) объем его вычисляют и записывают отдельно. Прибавляя к полученным объемам соответствующие объемы вершинки, получают объемы ствола но десятилетиям.

3. Анализ изменения по десятилетиям величины высоты, диаметра, объема, приростов и видового числа:

Данные об изменениях в росте дерева заносят на последнюю страницу бланка (табл. 12). В графу 1 и 2 переносят со второй страницы данные об изменении высоты ствола по десятилетиям.

Текущий прирост по высоте (графа 3) определяют по формуле

Z_h = (h_а – h_а-n)/n

Например, в возрасте 20 лет дерево имело высоту 9 м, а в возрасте 10 лет — 3,3 м. Текущий (периодический) прирост в этот период равнялся: Z_h = (9,0—3,3)/10=0,57. Эти данные рассчитываем для всех периодов и зано­сим в графу 3. Запись производится «по средине периода».

Для анализа изменения роста дерева по диаметру на высоте 1,3 м необходимо в графу 4 перенести соответствующие данные из табл. 10 (высота среза 1,3 м).

Текущий прирост по диаметру определяют по формуле Z_d = (d – d_а-n)/n

В нашем случае дерево в возрасте 20 лет имело диаметр 8,6 см, а в возрасте 10 лет—2,2 см. Текущий прирост в этот период соста­вил: (8,6-2,2) : 10=0,64 см.

Данные, рассчитанные для всех периодов, заносим в графу 5.

В графу 6 переносим из табл. И бланка данные об объемах ствола по десятилетиям.

Текущий прирост по объему ствола определяют по фор­муле Z_V = (V_а – V_а-n)/n,а средний —по формуле∆_V = V_a /A.

В нашем примере ствол в возрасте 20 лет имел объем 0,0265 м³, а в воз­расте 10 лет — 0,0010 м³.

Текущий прирост за этот период составил: (0,0265 — 0,0010): 10=0,0026 м³. Средний прирост ствола в возрасте 20 лет составил: 0,0265 : 20 = 0,0013 м³. Полученные данные о текущем и среднем приросте по десятилетиям заносят в графы 7 и 8.

Процент прироста по объему. Чтобы сопоставить рост дере­ва в различные периоды, а также деревьев в насаждении между собой, вычисляют процент текущего прироста по объему.

Определяют процент при­роста по объему ствола в разные периоды по формуле Пресслера:

P_V = ·

где: P_V — процент прироста;

- объем дерева ствола в настоящее время;

— объем ствола п лет назад;

п — период, (который в нашем случае равен 10 годам.

Для ствола в возрасте 20 лет процент текущего прироста по объему со­ставил;

P_V= · =18,5.

С увеличением возраста процент текущего прироста по объему уменьшался и для ствола в возрасте 48 лет составил 3,4%. Данные о проценте текущего прироста по объему заносят в графу 9

Для сравнительной характеристики энергии роста ствола применяется вычисление процента текущего прироста по объему:

а) по приближенным формулам:

P_V = 2P_d + 0,7P_h

При вычислении процента прироста по объему по этой формуле сначала необходимо определить процент прироста по диаметру и высоте за послед­ний период (в нашем случае за 8 лет) по формуле Пресслера. Ниже приво­дится пример вычисления:

P_V =2· · =0,7· · =2,9 + 0,5 =3,4%

б) по относительному диаметру:

Сначала вычисляют относительный диаметр по формуле r =D_1,3/Z_d1,3 . Подставляем данные, приведенные в примере: r = 17,1/1,9=9,0. По таблице (144 ЛВК) находят процент объемного прироста за 10 лет. При «хорошем» росте и высоте кроны от'/₂ до высоты ствола принимают группу роста IV. По этим данным (r =9, группа IV) объемный прирост за 8 лет составляет 35%, а за один год —4,4%.

в) по формуле Шнейдера

P_V = K/dn

где К— коэффициент, который определяется по таблице (с. 512 ЛВК) и за­висит от энергии роста в высоту и распространения кроны;

d — диаметр дерева (без коры), см, на высоте 1,3 м;

n —число годичных слоев на последнем сантиметре по радиусу.

В нашем примере K = 630 (крона менее половины, во более ¼ Н, рост хороший), а d_1,3= 17,1 см. Количество годичных слоев на последнем санти­метре по радиусу равно 8.

Прирост по диаметру за последние 8 лет составил 1,9 см (17,1-15,2), а прирост по Z_d=2Z_r

PV = =4,6%

Видовые числа и коэффициенты формы вычисляют для ствола по десятилетним периодам и заносят в графы 13 и 14. Видовое число вычисляют по формуле

ƒ =V_с/V_ц

где V_с— объем ствола;

V_ц —объем цилиндра соответствующей высоты и диаметра. Объем ствола по десятилетиям берем из графы 6.Соответствующие объемы цилиндров находим по данным диаметра на высоте 1,3 м (графа 4) ивысоты ствола в соответствующий период (гра­фа 2). Предположим, необходимо определить видовое число ствола в 30 лет. Объем ствола без коры в этом возрасте равен 0,0903, диаметр на высоте 1,3 м — 12,2 см, что соответствует площади сечения 116,8 см², а высота ствола равна 15,3м. Следовательно, объем цилиндра соответствующего диаметра и высоты равен:

V_ц = gh = 0,0117 · 15,3 = 0,1787 м³.

Видовое число равно: f = V_с/V_ц = 0,0903/0,1787 = 0,505 Подобными вычислениями находят видовые числа по всем десятилетиям. Коэффициенты формы §₂ определяют как отношение диаметра ствола на половине высоты к диаметру ствола на высоте 1,3 м. Значения диаметров на высоте 1,3 м (без коры) даны в графе 4. Диаметры на половине высоты снимают с графика продольного сечения.

Например, нам необходимо определить д₂ для ствола в 30 лет. Диаметр на высоте 1,3 м равен 12,2 см, а диаметр на ½H — 8,4 см. Следовательно,g₂ = 8,4:12,2 = 0,68. Подобные расчеты проводят для всех десятилетий. Видовые числа и коэффициенты формы с увеличением высоты ствола уменьшаются. Отклонения от этой закономерности могут быть вызваны изме­нением условий роста дерева. Анализ древесного ствола дан в табл. 10, 11 и 12.