Точность объемной таблицы для таксации древостоя липы мелколистной

Научная статья
DOI:
https://doi.org/10.60797/JAE.2025.57.6
Выпуск: № 5 (57), 2025
Предложена:
26.02.2025
Принята:
16.05.2025
Опубликована:
19.05.2025
15
0
XML
PDF

Аннотация

Для оценки объема насаждений липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) в Республике Башкортостан Российской Федерации используются региональные сортиментные таблицы, составленные в 2002 году. Уровень точности расчетного объема деревьев и древостоя с использованием этих таблиц все еще нуждается в проверке. Целью данного исследования является анализ точности расчета объема деревьев на корню с использованием региональной сортиментной таблицы. Этот объем сравнивался с точным методом — расчетом объемов деревьев путем сплошной рубкой древостоя в Бакалинском участковом лесничестве. Объем срубленных деревьев рассчитывался по 2-х метровым отрезкам по сложной формуле Губера. Разница между значениями в процентах характеризует точность сортиментных таблиц. Результаты анализа показывают, что общий объем растущих деревьев, рассчитанный по сортиментным таблицам, в действительности занижен примерно на 19% по сравнению с фактическим объемом заготовленной стволовой древесины, исключая порубочные остатки, оставленные на участке. Таким образом, погрешность расчета для данного лесного участка превышает указанную составителями таблиц (4%) и допускаемое отклонение правил отвода и таксации лесосек (10%). При этом нельзя уверенно судить относительно других древостоев липы, поэтому необходимо продолжить исследований для подтверждения занижения или завышения оценки запаса существующими сортиментными таблицами. Решение этой проблемы видится в организации работ по моделированию оптимальной кривой ствола для последующей корректировки или разработки новых региональных сортиментных таблиц для липы мелколистной.

1. Введение

Успешное, эффективное и устойчивое управление лесным сектором невозможно без актуальных и достоверных данных о лесах

. При инвентаризации леса объем растущих деревьев является наиболее важным параметром. Точное и достоверное его значение необходимо для количественной оценки запаса древостоя по породам деревьев, диаметрам и категориям крупности. Точность расчета выражается как разница между объемом отмеченных к рубке деревьев и объемом фактической заготовки леса
. Повышение точности измерения запаса древостоя и объемных показателей разных древесных видов находятся в центре внимания многих исследований
,
,
,
. Этот вопрос в полной мере затрагивает и липу мелколистную (Tilia cordata Mill.) — один из самых распространенных видов Республики Башкортостан (около 1,2 млн.га или 23% площади лесного фонда). Исследования точности оценки запасов по данным региональных сортиментно-товарных таблиц для деревьев липы мелколистной отсутствуют.

Ошибки в оценке запаса насаждений липы могут привести к ошибкам в управлении лесами и экономическим потерям. Поэтому объем растущих деревьев следует оценивать с повышенной точностью. Объёмы деревьев в региональных сортиментных таблицах рассчитаны путем регрессионного моделирования в зависимости от диаметра на высоте 1,3 м (d), высоты (h) по разрядам и видового числа. Математическая формула для этой цели основана на геометрическом теле как цилиндре, к которому применен поправочный коэффициент — старое видовое число (f). В свою очередь, f в сортиментных таблицах определено как функция d, h по разрядам и второго коэффициента формы ствола (q2)

. Старое f зависит от древесного вида
, генетической изменчивости
, лесоводственных рубок
.

Целью настоящей работы является оценка точности региональных сортиментных таблиц для оценки запаса древостоя липы мелколистной.

2. Методы и принципы исследования

Исследования проведены в Бакалинском участковом лесничестве, территория которого отнесена к лесостепному району европейской части Российской Федерации лесостепной зоны. Климат района континентальный, умеренно-влажный, среднегодовая температура составляет 5,3°C, среднегодовое количество осадков 564 мм. Рельеф объекта исследования равнинный, почва светло-серая лесная. Пробная площадь размером 0,75 га заложена в 70-летнем древостое липы мелколистной, характеризующейся составом 8ЛП2Б+ОС+В+ИЛ, средним диаметром 22 см, средней высотой 22 м, запасом в 257 м3га-1 (сумма объема стволов в коре срубленных деревьев без ветвей), снытьевого типа леса, III класса бонитета, абсолютной полнотой в 29,79 м2га-1.

На пробной площади срублены и обмерены все 434 дерева (100%) по двух метровым отрезкам в коре и без коры. Объем каждого дерева был найден по сложной формуле Губера с учетом вершинки, найденной по формуле конуса. Экспериментальные данные были сгруппированы по 4-х см ступеням толщины, в пределах которых рассчитаны средние высота, объем, старое видовое число и второй коэффициент формы ствола в коре.

Запас древостоя пробной площади рассчитывался как сумма объемов срубленных деревьев и по сортиментным таблицам для равнинных лесов Урала

. Точность расчета показана как разница между этими запасами по отношению к объему срубленных деревьев в процентах.

Данные экспериментального материала были обработаны в Excel.

3. Основные результаты

Полученные результаты, статистические показатели d, h, объема ствола в коре (V), f и q2 модельных деревьев липы, сгруппированные по ступеням толщины, представлены в табл. 1. Средние показатели d, h и V закономерно увеличиваются от 8 до 48 см ступеней толщины. Изменчивость h в пределах ступени толщины не превышает 12%. Для модельных деревьев липы отмечаются высокие и положительные корреляционные связи между d и h (= 0,735), d и V (= 0,966), а также h и V (= 0,744). Старое f и q2 различаются в зависимости от ступеней толщины. Для их значений характерна тенденция уменьшения от деревьев меньших ступеней толщины крупным.

Таблица 1 - Статистические показатели дендрометрических параметров модельных деревьев липы*

Ступень толщины, см

n, шт.

Х

Me

S

Хmin

Хmax

Cv, %

Cs, %

As

Ex

диаметр на 1,3 м высоты дерева (d), см

8

3

9,5±0,5

9,5

0,2

9,3

9,7

2,1

0,7

0,00

 

12

30

12,5±0,4

12,7

1,1

10,4

13,9

8,9

2,6

-0,38

-1,19

16

60

16,2±0,3

16,3

1,1

14,1

17,8

6,8

1,7

-0,19

-1,11

20

81

20,1±0,3

20,4

1,2

17,9

21,9

5,8

1,3

-0,38

-1,13

24

96

23,9±0,2

23,9

1,2

22,0

25,9

4,9

1,0

0,10

-1,26

28

61

27,6±0,3

27,3

1,2

26,0

29,9

4,2

0,8

0,47

-0,86

32

33

31,8±0,4

32,1

1,1

30,0

33,9

3,5

0,6

-0,20

-1,14

36

12

35,5±0,7

35,5

1,1

34,1

37,2

3,0

0,5

0,17

-1,03

40

4

39,7±2,0

39,6

1,2

38,2

41,2

3,1

0,5

0,24

1,53

44

4

44,6±1,7

44,4

1,1

43,5

45,9

2,4

0,4

0,67

-0,66

48

1

47,4

 

 

 

 

 

 

 

 

высота дерева (h), м

8

3

13,3±0,1

13,3

0,1

13,3

13,4

0,4

0,2

1,73

 

12

30

13,3±0,6

13,2

1,6

10,4

17,0

11,9

3,4

0,39

-0,21

16

60

16,3±0,5

16,1

2,0

12,4

20,5

12,0

3,0

0,14

-0,44

20

81

18,0±0,3

18,1

1,6

13,0

21,2

8,7

1,9

-0,61

1,33

24

96

19,3±0,3

19,6

1,3

15,3

21,8

6,5

1,3

-0,95

1,04

28

61

19,8±0,3

19,9

1,2

15,8

22,0

6,1

1,1

-0,65

1,07

32

33

20,4±0,4

20,4

1,0

17,8

22,1

4,9

0,9

-0,31

-0,15

36

12

20,6±1,0

21,0

1,5

17,1

22,8

7,5

1,2

-1,04

1,26

40

4

20,9±1,6

21,3

1,0

19,5

21,6

4,7

0,7

-1,56

2,17

44

4

20,6±1,2

20,5

0,7

20,0

21,6

3,6

0,5

0,89

-0,98

48

1

19,5

 

 

 

 

 

 

 

 

объем ствола (V), м3

8

3

0,045±0,004

0,045

0,004

0,043

0,047

3,9

1,4

-0,09

 

12

30

0,076±0,007

0,079

0,007

0,047

0,114

24,5

7,1

0,15

-0,97

16

60

0,160±0,011

0,155

0,011

0,086

0,253

27,6

6,9

0,43

-0,58

20

81

0,264±0,011

0,259

0,011

0,166

0,387

19,3

4,3

0,34

-0,36

24

96

0,402±0,014

0,397

0,014

0,217

0,584

17,0

3,5

0,05

0,19

28

61

0,543±0,020

0,535

0,020

0,338

0,697

14,3

2,7

0,07

-0,08

32

33

0,711±0,031

0,708

0,031

0,477

0,882

12,3

2,2

-0,52

0,66

36

12

0,888±0,060

0,919

0,060

0,708

0,991

10,6

1,8

-1,14

0,39

40

4

1,007±0,115

1,023

0,115

0,912

1,068

7,2

1,1

-0,88

-0,98

44

4

1,143±0,398

1,083

0,398

0,913

1,495

21,9

3,3

1,29

2,07

48

1

1,286

 

 

 

 

 

 

 

 

старое видовое число (f)

8

3

0,476±0,045

0,475

0,018

0,458

0,494

3,8

1,3

0,19

 

12

30

0,463±0,018

0,459

0,049

0,374

0,584

10,6

3,1

0,57

0,29

16

60

0,465±0,013

0,467

0,051

0,341

0,574

10,9

2,7

-0,06

-0,39

20

81

0,457±0,009

0,465

0,042

0,349

0,532

9,1

2,0

-0,48

-0,08

24

96

0,461±0,009

0,470

0,043

0,316

0,552

9,3

1,9

-0,69

0,74

28

61

0,456±0,010

0,461

0,040

0,324

0,523

8,8

1,7

-0,85

1,02

32

33

0,441±0,016

0,447

0,044

0,296

0,505

10,0

1,8

-1,28

2,49

36

12

0,435±0,022

0,443

0,034

0,392

0,486

7,8

1,3

0,13

-1,42

40

4

0,391±0,060

0,395

0,038

0,343

0,432

9,7

1,5

-0,50

-0,17

44

4

0,355±0,108

0,340

0,068

0,290

0,450

19,2

2,9

1,19

1,96

48

1

0,374

 

 

 

 

 

 

 

 

второй коэффициент формы ствола(q2)

8

3

0,702±0,212

0,699

0,086

0,619

0,789

12,2

4,3

0,18

 

12

30

0,621±0,024

0,621

0,063

0,481

0,743

10,2

2,9

-0,21

-0,12

16

60

0,641±0,017

0,658

0,067

0,416

0,791

10,5

2,6

-0,63

1,11

20

81

0,639±0,015

0,648

0,067

0,333

0,778

10,5

2,4

-1,21

4,16

24

96

0,654±0,011

0,658

0,055

0,494

0,753

8,4

1,7

-0,67

0,36

28

61

0,653±0,014

0,658

0,057

0,441

0,749

8,7

1,6

-1,07

2,50

32

33

0,626±0,022

0,624

0,063

0,451

0,731

10,1

1,8

-0,62

0,54

36

12

0,641±0,030

0,642

0,047

0,582

0,718

7,3

1,2

0,21

-1,09

40

4

0,577±0,073

0,573

0,046

0,530

0,634

8,0

1,3

0,41

-2,12

44

4

0,531±0,116

0,512

0,073

0,469

0,630

13,7

2,1

1,09

0,20

48

1

0,511

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание: */n – объем выборки, шт.; Х – среднее арифметическое значение в доверительных границах при уровне значимости α=0,05; Me – медиана; S – стандартное отклонением; Хmin – минимальное значение; Хmax – максимальное значение; Cv – коэффициент вариации, %; Cs – точность опыта, %; As – коэффициент ассимметрии; Ex – коэффициент эксцесса

Старое f и q2 являются переменными, связывающими d и h с объемом дерева. Коэффициент q2 моделируется как функция d и h, однако, его значения и параметры модели в современных объемных таблицах не приводятся и не комментируются

. В ранних сортиментных таблицах для липы
,
,
,
был принят средний коэффициент формы по разрядам высот (0,64–0,66), который при построении таблиц объёмов обеспечивал достаточную точностью для большинства видов. В массовых таблицах Н.А. Голосова для липы Тульских засек объемы приводятся для трех значений q2 (0,58; 0,65; 0,71)
. Н.А. Голосов отмечал, что ошибка в исчислении запаса только в силу несоответствия табличного коэффициента q2 действительному может достигать ±10%. П.МВерхунов указывал на большую полнодревесность стволов липы горных лесов Урала (q2 = 0,68) по сравнению с равнинными
,
. Известно, что использование среднего q2 при оценке V для маленьких или больших деревьев приводит к завышению для молодых деревьев и занижению для старых. Так, M. Daniš и J. Neruda отмечают, что в условиях сильной конкуренции в естественных насаждениях молодые деревья растут быстрее в высоту, чем в толщину на высоте 1,3 м, что приводит к более высоким показателям q2. С другой стороны у доминирующих деревьев относительные приросты в комлевой части дерева выше, чтобы обеспечить лучший баланс с весом ствола, поэтому коэффициент q2 меньше, чем у молодых деревьев
. Также на различие значений между деревьями низших и высших ступеней толщины указывал Е.П. Никольский
.

Для анализа различий в запасе, полученных по данным срубленных деревьев липы и региональным сортиментным таблицам второго разряда высот, составлена табл. 2 с группированными данными по ступеням толщины. Её данные свидетельствуют о значительных отклонениях, превышающих допустимые пределы как в целом для пробной площади, так и в пределах отдельных ступеней толщины. В абсолютном выражении разница между значениями запаса липы пробной площади составила 28 м3га-1 (18,7%), продемонстрировав занижение региональных сортиментных таблиц. Минимальные отклонения запаса наблюдаются в ступенях толщины 40 и 44 см. Причем в крупных ступенях толщины 44 и 48 см наблюдается завышение запаса по сортиментным таблицам на 5,9 и 13,5% соответственно.

Таблица 2 - Сравнение запасов по ступеням толщины, вычисленных по региональным сортиментным таблицам и по срубленным деревьям липы пробной площади (без сопутствующих видов)*

Ступень толщины, см

Высота, м

Объем ствола, м3

Запас по категориям, м3

крупная

средняя

мелкая

деловая итого

дрова+ тех.сырье

ликвид

отходы

всего в коре

8

11,7

0,024

 

 

 

 

0,048

0,048

0,003

0,051

13,3

0,045

0,132

0,132

0,003

0,135

12,0

46,7

63,6

63,6

0,0

62,2

12

14,1

0,077

 

 

0,200

0,200

1,420

1,620

0,030

1,650

12,9

0,076

0,299

0,299

1,966

2,265

0,022

2,287

-9,3

-1,3

33,1

33,1

27,8

28,5

-36,4

27,9

16

16,2

0,161

 

0,546

1,716

2,262

4,698

6,960

0,060

7,020

15,9

0,160

0,939

2,177

3,116

6,424

9,540

0,042

9,582

-1,9

-0,6

41,9

21,2

27,4

26,9

27,0

-42,9

26,7

20

18,0

0,273

 

5,280

3,190

8,470

7,811

16,281

0,081

16,362

18,1

0,265

6,036

4,506

10,542

10,828

21,370

0,053

21,423

0,6

-3,0

12,5

29,2

19,7

27,9

23,8

-52,8

23,6

24

19,5

0,415

 

15,038

2,774

17,812

11,852

29,664

0,192

29,856

19,3

0,402

0,124

18,390

4,162

22,676

15,809

38,485

0,061

38,546

-1,0

-3,2

100,0

18,2

33,3

21,4

25,0

22,9

-214,8

22,5

28

20,8

0,585

0,561

16,779

0,612

17,952

8,644

26,596

0,366

26,962

19,8

0,543

1,735

17,182

2,302

21,219

11,854

33,073

0,036

33,109

-5,1

-7,7

67,7

2,3

73,4

15,4

27,1

19,6

-916,7

18,6

32

21,8

0,786

3,588

8,45

0,182

12,22

7,118

19,338

0,462

19,800

20,6

0,711

4,697

8,539

1,03

14,266

9,191

23,457

0,018

23,475

-5,8

-10,5

23,6

1,0

82,3

14,3

22,6

17,6

-2466,7

15,7

36

22,6

1,017

3,223

3,256

0

6,479

2,569

9,048

0,300

9,348

21,1

0,888

3,834

3,532

0,361

7,727

2,923

10,65

0,007

10,657

-7,1

-14,5

15,9

7,8

100,0

16,2

12,1

15,0

-4185,7

12,3

40

23,3

1,279

1,848

0,972

0

2,82

0,940

3,76

0,168

3,928

21,3

1,007

1,878

1,058

0,12

3,056

0,968

4,024

0,002

4,026

-9,4

-27,0

1,6

8,1

100,0

7,7

2,9

6,6

-8300,0

2,4

44

23,8

1,572

0,635

0,179

0

0,814

3,726

4,540

0,300

4,840

20,6

1,143

0,896

0,151

0,024

1,071

3,498

4,569

0,003

4,572

-15,5

-37,5

29,1

-18,5

100,0

24,0

-6,5

0,6

-9900,0

-5,9

48

24,2

1,898

0

0

0

0

1,326

1,326

0,135

1,461

19,5

1,286

0

0

0

0

1,286

1,286

0,001

1,287

-24,1

-47,6

 

 

 

 

-3,1

-3,1

-13400,0

-13,5

ИТОГО

 

 

9,855

50,500

8,674

69,029

50,152

119,181

2,097

121,278

13,164

55,827

14,981

83,972

64,879

148,851

0,248

149,099

25,1

9,5

42,1

17,8

22,7

19,9

-745,6

18,7

Примечание: */ первая строка – по таблицам, вторая – по срубленным деревьям, третья – отклонение в %

Оценка размерных категорий продемонстрировала расхождения по крупной древесине на 25,1%, средней — 9,5% и мелкой — 42,1%. Наибольшие различия приходятся на крупную и мелкую древесину, особенно в ступенях толщины 28, 40 и 44 см. Значительные расхождения объемов отходов объясняются учетом только стволовой части деревьев. В то время как сортиментные таблицы учитывают ветви из кроны (порубочные остатки).

Таким образом, запас по сортиментным таблицам оказался меньше фактически заготовленной древесины. Декларируемое составителями сортиментных таблиц, обеспечение точности определения запаса древостоев при перечислительной таксации в ±4% для исследуемой пробной площади, оказалось не выполненной. Также оказывается не выполненным положение Порядка отвода и таксации лесосек

, предусматривающего погрешность таксации лесосек по общему запасу не выше 10%.

Таблица 3 - Разряды высот и сопоставление значений старых видовых чисел (f), вычисленных по региональным таблицам и срубленным деревьям

Ступень толщины, см

Средний разряд высот модельных деревьев

Видовое число

Отклонение

по региональным таблицам

по учетным деревьям

абсолютное

в %

8

1

0,370

0,476

0,106

22,3

12

2

0,436

0,463

0,027

5,8

16

2

0,445

0,465

0,020

4,3

20

2

0,434

0,457

0,023

5,0

24

2

0,425

0,461

0,036

7,8

28

2

0,413

0,456

0,043

9,4

32

2

0,404

0,441

0,037

8,4

36

2

0,398

0,435

0,037

8,5

40

3

0,394

0,391

-0,003

-0,8

44

3

0,392

0,355

-0,037

-10,4

48

4

0,390

0,374

-0,016

-4,3

Среднее

2

0,409

0,434

0,025

5,7

В табл. 3 по ступеням толщины представлено сопоставление значений старых f по региональным сортиментным таблицам и срубленных деревьев липы пробной площади в абсолютных и относительных величинах. Данные табл. 3 показывают, что деревья липы на ПП имеют большие значения f по сравнению с данными сортиментных таблиц. Наибольшие отклонения старого f приходятся на ступени толщины 8, 28 и 44 см. В среднем разница старого видового числа по региональной сортиментной таблице и видовым числом, вычисленным по срубленным деревьям, составляет 0,025 или 5,7%.

В основной своей массе, кроме крупных ступеней толщины, старые f срубленных деревьев выше, чем рассчитанные по сортиментным таблицам. Это позволяет утверждать о большей полнодревесности формы стволов липы на исследуемом участке. Особенно учитывая, что в сортиментных таблицах приведены значения объема всего дерева, в то время как на пробной площади мы учитывали объем лишь стволовой части дерева. Более высокие значения старых f для деревьев исследуемого древостоя по сравнению с региональными сортиментными таблицами также свидетельствуют о превышении запасов в ступенях толщины.

Различия в запасах древесины по ступеням толщины являются также следствием различий в средних высотах. Срубленные деревья в меньших ступенях толщины оказались выше, чем высоты, представленные в сортиментных таблицах. Самые толстые деревья, в ступенях толщины 40-48 см, имели высоты ниже (табл. 2). Соответственно это сказалось и на видовых числах (табл. 3). Таким образом, срубленные деревья соответствовали от первого до четвертого разрядов высот. Однако по утвержденному прядку применения сортиментных таблиц, в целом пробная площадь таксируется по второму разряду высот.

4. Заключение

Выполненная работа позволяет сделать выводы о точности действующих региональных сортиментных таблиц. Выявленное расхождение по запасу (18,7%), свидетельствует о неудовлетворительной точности региональных таблиц объемов стволов применительно к исследованному древостою липы мелколистной. При этом нельзя уверенно судить относительно других древостоев липы, поэтому есть основания полагать о необходимости продолжения исследований для подтверждения занижения или завышения оценки запаса существующими сортиментными таблицами.

В заключение следует отметить, что принятый новый Порядок отвода и таксации лесосек предусматривает производство перечета деревьев по 2-х см ступеням толщины (п. 32), что меняет общепринятую практику использования 4-х см ступеней, в том числе в сортиментных таблицах. Следовательно, в перспективе могут потребоваться работы по моделированию оптимальной кривой объема ствола для корректировки или разработки новых региональных сортиментных таблиц для липы мелколистной.

Метрика статьи

Просмотров:15
Скачиваний:0
Просмотры
Всего:
Просмотров:15