ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ДИАМЕТРА НА ВЫСОТЕ

УДК 630
Ю.В. Марухленко
Омский филиал «Запсиблеспроекта»
В.Н. Михальчук
Омский государственный аграрный университет
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ДИАМЕТРА НА ВЫСОТЕ ГРУДИ (1,3 М) ОТ
ДИАМЕТРА ПНЯ
В последнее время все острее встает вопрос о борьбе с незаконными
рубками в лесах России. Причем это проблема не только лесных регионов. В
связи с резким увеличением количества правонарушений, связанных с
незаконной рубкой, возникает необходимость в более точном определении
объемов нанесенного ущерба. В настоящее время при определении ущерба от
незаконных рубок применяются обычно таблицы сбега по породам. Но в
большинстве случаев, в связи с отсутствием данных таблиц, объем незаконно
срубленной древесины определяется с использованием диаметра пня (Дп)
вместо диаметра на высоте груди (Д1,3). И как следствие
некорректная
оценка причиненного экономического ущерба [3]. Поэтому выявление связи
между Дп и Д1,3 имеет не только теоретическое, но и практическое значение.
Установление указанной зависимости дает возможность по Дп определить
Д1,3.
Используя выявленные зависимости между диаметрами на высоте груди
и высотами по классам бонитета, а также усредненные значения видовых
чисел, можно с относительно высокой точностью определить объем
срубленного дерева при его отсутствии. А это в итоге позволяет определить
реальный размер ущерба и величину штрафа при неразрешенной
(самовольной) рубке единичных деревьев, их групп и ценных участков
древостоев.
Вышеуказанная зависимость между Дп и Д1,3 установлена для хвойных
пород (В.Е. Шульц, 1988), в том числе и для сосны, произрастающей в
Сибири. В последнее время аналогичная зависимость установлена для
березы и осины (A.M. Межибовский) [2]. Однако регионы применения
установленных зависимостей по лиственным породам не указаны. Нет также
сведений о возможности использования установленных зависимостей в
различных лесорастительных зонах и в насаждениях, отличающихся по
полноте, возрасту и типу леса. В наиболее распространенных справочниках
данные об установленных зависимостях по лиственным породам также
отсутствуют.
С целью определения пригодности установленных зависимостей для
практического применения в условиях Омской области авторами и
студентами-дипломниками ОмГАУ (Губиным В.И., Ненашевыми С.В. и Н.С. и
другими) проведены исследования в березняках и осинниках наиболее
распространенной разнотравной группы типов леса с полнотами 0,5–1,2 в
возрасте от 40 до 100 лет. Работы проводились в южнотаежном и подтаежнолесостепном (подтаежные, лесостепные и степные леса) округах в лесном
фонде восьми государственных лесхозов. При этом было заложено по 18
пробных площадей на березу и осину и обмерено соответственно 2 026 берез
и 2 004 осины.
Исследования проводились по следующей методике.
По окрашенным планам лесонасаждений и таксационным описаниям
подбирались насаждения соответствующей породы, возраста, полноты и типа
леса; площадь таксационного выдела не менее 1–1,5 га (число деревьев 1–
1,5 и более тыс. шт.). В натуре производился осмотр участка и подбиралось
наиболее характерное место для закладки пробы произвольной или
прямоугольной формы (если последние использовались в качестве
тренировочных). Измерение диаметров на высоте груди и пня (8–10 см выше
корневой шейки) производились в двух взаимно перпендикулярных
направлениях (В-3, С-Ю) стандартной мерной вилкой с точностью до 1 мм.
Так как цена деления мерной вилки составляет 0,5 см, миллиметры
определились визуально. Результаты измерений заносились в специальную
ведомость, в которой вычислялось среднее значение Дп и Д1,3 из двух
замеров.
При камеральной обработке все замеры были сгруппированы по
двухсантиметровым ступеням толщины и в каждую ступень,
соответствующую диаметру на высоте пня, заносились замеры на высоте
груди. В результате по всем ступеням толщины каждой пробы были
сформированы вариационные ряды. Их обработка сводилась к вычислению
основных статических показателей [М, m, , с ( ), mс, Р, tm, tc] [1].
Размеры статьи не позволяют привести результата вычислений
статистических показателей, поэтому приводим лишь основные выводы:
Количество вариант в каждой ступени толщины составляло от 1–2 в
крайних ступенях до 25–26 в центральных;
Распределение вариант по ступеням толщины в основном
согласуется с общеизвестными рядами распределения деревьев по ступеням
толщины в однородных насаждениях;
При количестве вариант в ступени 5 и более коэффициенты
изменчивости колеблются в пределах 3,0–15,1 % по березе и 2,1–15,8 % по
осине. Определенной зависимости коэффициента изменчивости от числа
вариант в ступени не установлено. В целом изменчивость можно
характеризовать как умеренную;
Процент ошибки наблюдения (точность опыта) по березе
колеблется в пределах 0,9–3,9 % (средний 1,8), по осине 0,2–5,1 % (1,6),
что свидетельствует о достаточно высокой точности проведенных
исследований, так как возможность ошибочного заключения составит менее
0,2 из 100 % возможных случаев.
Для установления числовой зависимости использовались значения М,
вычисленные по каждой ступени толщины (с количеством вариант 5 и более)
каждой пробной площади (пп). В результате установления графических зависимостей были получены следующие линейные зависимости (табл. 1).
Из табл. 1 видно, что коэффициент достоверности распределения по
линейной зависимости (R2) по березовым и осиновым насаждениям
колеблется в пределах 0,94–0,99 (пп 18 по осине исключена из дальнейшего
анализа). Среднее значение коэффициента R2 по березовым насаждениям
составляет 0,98, по осиновым
0,97. Из этого можно заключить, что
зависимость диаметра на высоте груди от диаметра пня подчиняется закону
линейного распределения с достоверностью 98 % в березовых насаждениях
и 97 % в осиновых.
Таблица 1. Уравнения зависимости диаметра на высоте груди от диаметра
пня
Береза
уравнени величина уcл.
уcл.
тип леса
е
достовернос №№
№№
и полнота
линейной
ти
п/п
насаждений
п/п
зависимо
аппроксима
зеленомошниковый,
1
0,98
1
= 0,7769*х
сти
ции R*2
1,20
Осина
тип леса
и полнота
насаждений
уравнение
величина
линейной достоверности
зависимости аппроксимаци
и R*2
2
разнотравный, 0,81
= 0,719*х
0,99
2
зеленомошниковый
, 0,7
разнотравный, 0,6
3
разнотравный, 0,95
= 0,7631*х
0,99
3
разнотравный, 0,8
4
разнотравный, 0,7
= 0,7222*х
0,98
4
разнотравный, 0,9
= 0,901*х
0,99
5
разнотравный, 0,8
= 0,8628*х
0,99
5
разнотравный, 0,5
= 0,9111*х
0,99
6
разнотравный, 0,9
= 0,697*х
0,99
6
разнотравный, 0,7
= 0,7281*х
0,99
7
разнотравный, 0,9
= 0,6659*х
0,98
7
разнотравный, 0,7
= 0,8674*х
0,98
8
разнотравный, 0,7
= 0,6979*х
0,96
8
разнотравный, 0,7
= 0,8153*х
0,95
9
разнотравный, 0,5
= 0,798*х
0,99
9
разнотравный, 0,7
= 0,8629*х
0,99
10
разнотравный, 0,5
= 0,7938*х
0,94
10
разнотравный, 0,6
= 0,8404*х
0,96
11
разнотравный, 0,7
= 0,7751*х
0,94
11
разнотравный, 0,7
= 0,8318*х
0,96
12
разнотравный, 0,7
= 0,7594*х
0,99
12
разнотравный, 0,9
= 0,816*х
0,96
13
разнотравный, 0,6
= 0,7811*х
0,96
13
разнотравный, 0,9
= 0,7976*х
0,94
14
разнотравный, 0,9
= 0,7926*х
0,98
14
разнотравный, 0,7
= 0,7599*х
0,96
15
разнотравный, 0,9
= 0,7905*х
0,99
15
разнотравный, 0,8
= 0,7883*х
0,97
16
разнотравный, 0,5
= 0,7722*х
0,99
16
разнотравный, 0,7
= 0,7677*х
0,95
17
разнотравный, 0,7
= 0,7683*х
0,97
17
разнотравный, 0,6
= 0,7741*х
0,97
18
разнотравный, 0,8
= 0,7903*х
0,98
18
разнотравный, 0,7
= 0,8042*х
0,90
=0,7596*х
0,98
= 0,8824*х
0,99
= О,8833*х
0,97
* Величина достоверности аппроксимации показывает, на сколько процентов данные
распространяются по линейной зависимости.
Для сравнения были заложены две пробные площади в зеленомошниковом типе леса. Результаты обработки показали, что зависимость Д1,3 от Дп
отличается от аналогичных зависимостей, установленных для насаждений
разнотравного типа леса. Однако различия незначительные, что
обусловлено, очевидно, условиями произрастания и формирования
зеленомошниковых березняков и осинников.
С целью установления усредненных зависимостей пробные площади
были объединены по группам полнот: 0,3–0,5; 0,6–0,7 и 0,8–1,0. В результате
были получены следующие графические зависимости, подчиняющиеся
закону линейного распределения:
1. Березовые насаждения:
Полноты 0,8–1,0 = 0,764*x (R2 = 0,98);
Полноты 0,6–0,7 = 0,756*х (R2 = 0,97);
Полноты 0,3–0,5 = 0,789*x (R2 = 0,98).
2. Осиновые насаждения:
Полноты 0,8–1,0 = 0,844*х (R2 = 0,95);
Полноты 0,6–0,7 = 0,797*x (R2 = 0,96);
Полноты 0,3–0,5 = 0,911*x (R2 = 0,99).
Для практического использования установленных зависимостей по
каждой группе полнот были составлены таблицы по двухсантиметровым
ступеням толщины (табл. 2).
Таблица 2. Зависимость диаметров на высоте груди от диаметров пня.
Диаметры в см
Ступени
толщины,
Дп
0,3–0,5
Береза, Д 1,3
группы полнот
0,6–0,7
0,3–0,5
Осина, Д 1,3
группы полнот
0,6–0,7
0,8–1,0
0,8–1,0
10
12
14
16
18
8
10
10
12
14
8
10
10
12
14
8
10
10
12
14
10
10
12
14
16
8
10
12
12
14
8
10
12
14
16
20
22
24
26
28
16
18
18
20
22
16
16
18
20
22
16
16
18
20
22
18
20
22
24
26
16
18
20
20
22
16
18
20
22
24
30
32
34
36
38
24
26
26
28
30
22
24
26
28
28
22
24
26
28
28
28
30
30
32
34
24
26
26
28
30
26
26
28
30
32
40
42
44
46
32
34
34
36
30
32
34
34
30
32
34
36
36
38
40
42
32
34
34
36
34
36
38
38
Таблица 3. Сравнение установленных зависимостей Д 1,3 от Дп с
даннымиA.M. Межибовского
Осина
Береза для всех полнот
Диаметр устан.
пня, зависисм
мость
у=0,770*
х
8
6,2
полноты 0,6-1,0
полноты 0,3-0,5
данны отклонени устан. данные отклонени устан. данные отклонее А.М.
я,
зависимо А.М.
я,
зависим А.М.
ния,
Месть
Меость
Межибов см % у=0,820* жибовс см
у=0,911
жибовс
%
см %
ского
х
кого
*х
кого
4,9 -1,3 -21,0
6,6
7,1
+0,5 +7,6
7,3
7,1 -0,2 -2,7
10
7,7
6,6
-1,1 -14,3
8,2
8,8
+0,6 +7,3
9,1
8,8
-0,3 -3,3
12
9,2
8,3
-0,9 -9,8
9,8
10,5
+0,7 +7,1
10,9
10,5
-0,4 -3,7
14
10,8
9,9
-0,9 -9,7
11,5
12,2
+0,7 +6,1
12,8
12,2
-0,6 -4,7
16
12,3
11,6
-0,9 -7,3
13,1
13,8
+0,7 +5,4
14,6
13,8
-0,8 -5,5
18
13,9
13,2
-0,6 -4,3
14,8
15,5
+0,7 +4,7
16,4
15,5
-0,9 5,5
20
15,4
14,9
-0,5 -3,2
16,4
17,2
+0,8 +4,9
18,2
17,2
-1,0 -5,5
22
16,9
16,6
-0,3 -1,8
18,0
18,9
+0,9 +5,0
20,0
18,9
-1,1 -5,5
24
18,5
18,2
-0,3 -1,6
19,7
20,6
+0,9 +4,6
21,9
20,6
-1,3 -5,9
26
20,0
19,9
-0,1 -0,5
21,3
22,2
+0,9 +4,2
23,7
22,2
-1,5 -6,3
28
21,6
21,5
-0,1 -0,5
23,0
23,9
+0,9 +3,9
25,5
23,9
-1,6 -6,3
30
23,1
23,2
+0,1 +0,4
24,6
25,6
+1,0 +4,1
27,3
25,6
-1,7 -6,2
32
24,6
24,9
+0,3 +1,2
26,2
27,3
+1,1 +4,2
29,2
27,3
-1,9 -6,5
34
26,2
26,5
+0,3 +1,1
27,9
28,9
+1,0 +3,6
30,8
28,9
-1,9 -6,2
36
27,7
28,2
+0,5 +1,8
29,5
30,6
+1,1 +3,7
32,8
30,6
-2,2 -6,7
38
29,3
29,8
+0,5 +1,7
31,2
32,3
+1,1 +3,5
34,6
32,3
-2,3 -6,6
40
30,8
31,5
+0,7 +2,3
32,8
34,0
+1,2 +3,7
36,4
34,0
-2,4 -6,6
42
32,3
33,2
+0,9 +2,8
34,4
35,7
+1,3 +3,8
38,3
35,7
-2,6 -6,8
44
33,9
34,8
+0,9 2,7
36,1
37,4
+1,3 +3,6
40,1
37,4
-2,7 -6,7
46
35,4
36,5
+1,1 +3,1
37,7
39,0
+1,3 +3,4
41,9
39,0
-2,9 -6,9
Как показывают данные табл. 2, в березовых и осиновых насаждениях
по всем группам полнот значения диаметров на высоте груди практически
совпадают. Расхождение на 2 см в нескольких ступенях толщины
обусловлены лишь правилами округления. Аналогичный вывод можно
сделать и по осиновым насаждениям для среднеполнотных (0,6–0,7) и
высокополнотных (0,8–1,0) древостоев. По группе низкополнотных
осинников стабильное расхождение на 2–4 см с диаметром двух предыдущих
групп начинается только со ступени 20. Следует отметить, что данная группа
представлена только одной пробной площадью (обмерено 112 деревьев) с
нечетким (размытым) распределением деревьев по ступени толщины,
величина которых колеблется от 18 до 60 см. Поэтому установленная
зависимость нуждаетсяв уточнении.
Из сравнения данных, полученных при исследовании зависимостей Д 1,3
от Дп в разнотравных березняках и осинниках Омской области, с данными
вышеупомянутого автора можно сделать следующие выводы:
По березе отклонения от истинных (за истинные приняты значения
Д1,3, установленные авторами) значений Д1,3 в абсолютных величинах
колеблются от –1,3 (в низких ступенях) до +1,1 см (в наиболее высоких), в
относительных соответственно от –21,0 до +3,1%;
По осине для группы полнот 0,6–1,0 отклонения от истинных
значений Д1,3 носят стабильный положительный характер (+0,5–1,3 см, 7,63,4 %);
По низкополнотным осинникам отклонения от истинных значений
Д1,3 стабильно отрицательны (–0,2–2,9 см, 2,7–6,9 %);
Результаты сравнения свидетельствуют о высокой точности
проведенных исследований и достоверности установленных зависимостей.
С целью определения достоверности установленных зависимостей на
трех пробных площадях, заложенных для коллективной тренировки в спелых
березняках (55–75 лет), запас был определен по сортиментным таблицам А.П.
Анучина и установленным зависимостям для каждой пробы. В результате
оказалось, что запас, определенный по установленным зависимостям,
превышает определенный по сортиментным таблицам в среднем на 1,4 %.
На основании изложенного выше можно заключить, что составленные
таблицы зависимостей (№ 2) вполне пригодны для использования при
определении ущерба от незаконных рубок.
Для установления зависимостей Д1,3 от Дп по другим типам леса,
группам полнот и возрастов целесообразны дальнейшие исследования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дворецкий М.Л. Практическое пособие по вариационной статистике [Текст]/
М.Л. Дворецкий. – Йошкар-Ола : типография ПЛТИ, 1961. - 100 с.
2. Загреев В.В. Общесоюзные нормативы для таксации лесов/ В.В. Загреев, В.И.
Сухих: - М.: «Колос», 1992 - 496 с.
3. Информационно-аналитический и энциклопедический портал [электронный
ресурс].- Режим доступа: - www. rustrana.ru
© Ю.В.Марухленко, В.Н. Михальчук, 2007