Таксация насаждений, лесосечного фонда и лесной продукции

М.Е.Ткаченко, изучая связь видовых чисел и коэффициентов формы, пришел к выводу, что независимо от древесной породы, при любых естественноисторических условиях, при равной высоте и равном коэффициенте формы q2 деревья имеют близко равные видовые числа. Выявленная закономерность позволила ему построить таблицу всеобщих видовых чисел (таблица 7).

Таблица 6 - Связь видовых чисел с коэффициентами формы

Автор	Формы связи
По Шиффелю
По Третьякову
По Шустову
По Козлову
По Кунце	, где с- коэффициент, зависящий  от породы (0,20 – 0,24)
По Кунце
По Гуттенбергу

Для основных лесообразующих  пород России среднее значение второго коэффициента формы равны: сосна – 0,65; ель, пихта, осина – 0,70; береза – 0,66; дуб – 0,68; ольха черная – 0,69.

 

 

Таблица 7 - Всеобщие видовые числа  по  М.Е.Ткаченко

Высота, м	Видовые числа при коэффициенте формы q2
	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75	0,80
12	0,405	0,438	0,471	0,509	0,550	0,592
16	0,389	0,422	0,457	0,498	0,540	0,584
20	0,379	0,412	0,450	0,491	0,534	0,579
24	0,371	0,406	0,444	0,485	0,529	0,575
28	0,364	0,401	0,439	0,481	0,527	0,574
32	0,359	0,396	0,436	0,479	0,524	0,573
36	0,356	0,393	0,433	0,476	0,522	0,561

 

 

6. Таблицы объёма и сбега древесных стволов

 

Объемными (массовыми) таблицами называются числовые ряды, показывающие усредненные значения объемов стволов отдельных древесных пород различной толщины, высота и формы.

Истории построения объемных таблиц около двух веков – первые объемные таблицы опубликованы в 1804 г. Гартигом. За этот период построено значительное число различных по конструкции таблиц.

Н.П.Анучиным проведена классификация методов построения таблиц, где за определяющий фактор принято количество выходов в них.

Первыми достаточно обоснованными объемными таблицами, нашедшими практическое применение, явились баварские таблицы, опубликованные в 1846 г. на основе обмера 40220 стволов сосны, ели, пихты, лиственницы, дуба, бука и березы. Данные в таблицах группировались  по  ступеням  толщины  (2 см) и ступеням высоты (0,5 м), что делало таблицы весьма громоздкими. Эти таблицы были переведены в русскую систему мер и почти полвека использовались в России.

Их сменили опубликованные в 1886 г. таблицы, построенные под руководством П.Н. Верехи.  Таблицы были предназначены для  оценки  сосны, ели, дуба, березы и ольхи. При их построении впервые были использованы разряды высоты, что избавило их от недостатка, присущего баварским таблицам, – громоздкости. Эти таблицы вошли в историю под названием “Русские временные массовые таблицы”.

С 1899 по 1908 гг. Шиффелем были составлены и опубликованы массовые таблицы, где в качестве входа, наряду с диаметром и высотой, использовался коэффициент формы. Таблицы не нашли широкого применения в практике, так как при их использовании требовалось  определение  диаметра на половине высоты ствола с целью расчета второго коэффициента формы, что являлось достаточно трудоемким процессом.

Необходимо также остановиться на таблицах, построенных и опубликованных с 1904 по 1913 гг. А.А.Крюденером – лесничим ведомства удельных лесов России.  Эти таблицы были построены на основе данных 108 тыс. деревьев. Несмотря на то, что они отличались высокой точностью, методика построения таблиц оказалась неудачной – объем ствола определяется в зависимости от семи факторов: породы дерева, области роста, типа насаждения, типа деревьев, возраста, высоты и диаметра на высоте груди, вследствие этого таблицы были очень громоздкими и неудобными в практическом использовании.

Важной вехой в истории формирования нормативной базы России явилось построение Массовых таблиц “Союзлеспрома”. Эта работа была начата в 1928 г. Управлением лесами Наркомзема РСФСР.

Разработка таблиц для отдельных пород была поручена ведущим ученым – таксаторам того времени. Таблицы для сосны составлялись Д.И. Товстолесом, для ели В.К.Захаровым, для дуба –Б.А.Шустовым, для березы и осины – М.М.Орловым. Таблицы обеспечивали точность определения запаса на уровне ± 10% и были построены на разрядной основе. Для всех пород, за исключением осины и березы, составлено по три таблицы для высшего, среднего и низшего коэффициентов формы.

В последующие годы многими авторами (Н.П.Анучин, Ф.П.Моисеенко, Н.В.Третьяков и др.) было разработано и опубликовано значительное число объемных таблиц для отдельных пород и отдельных регионов. Большее число нормативов построено для среднего коэффициента формы (таблица 8). Таблицы имеют различное число разрядов, количество которых зависит от пределов варьирования высот у отдельных древесных пород в определенных лесорастительных условиях, как правило, для какого-то региона.

Для того чтобы определить запас древостоя с помощью объемных таблиц, необходимо иметь данные сплошного перечета по породам и ступеням толщины. Для каждой породы устанавливается разряд высот, далее в соответствии с этим разрядом из таблиц берутся объемы стволов по ступеням толщины. Перемножая полученные объемы на число стволов, получают запасы отдельных ступеней толщины, сумма этих запасов даст запас древостоя на площади перечета, который затем можно перевести на 1 га.

Таблицы сбега являются дополнением к объемным таблицам, такие таблицы называются “таблицами объема и сбега” (таблица9). По этим таблицам можно определить величину диаметра по серединам двухметровых отрезков, а также объем этих отрезков. На основе таблиц объема и сбега можно судить о возможностях получения из древесных стволов тех или иных сортиментов.

Таблицы объема и сбега лиственницы, сосны и пихты Сибири составлены М.С. Богдашиным. При изучении формы стволов пихты он проводил их сравнение с обыкновенным параболоидом (68 % деревьев), кубическим параболоидом (26%).  Вычерчивалась образующая ствола (в значениях площадей сечений) и определялись два коэффициента:

К1= g3/4/ g1/4                     К2= g1,3/ g1/6     

где  g3/4 - площадь  поперечного  сечения на 3/4 высоты

       ствола;

       g1/4 - площадь  поперечного  сечения на 1/4 высоты

       ствола;

       g1.3 - площадь  поперечного  сечения на 1,3 высоты

       ствола;

       g1/6 - площадь  поперечного  сечения на 1/6 высоты

       ствола.

Цифры 1/6 и 3/4 высоты были взяты им как пределы, за которыми нарушается линейная зависимость площадей сечений от высоты замеров.  Образующие за этими пределами проводились как отдельные прямые (или как плавные кривые). Значения коэффициента К1 оказались не зависящими как от диаметра деревьев, так и от их высоты (среднее значение равно 0,187).

Для коэффициента К2 наблюдалась линейная зависимость и от диаметра, и от высоты деревьев, но за основу взята зависимость от толщины.

Построение таблиц сбега начиналось с вычисления площади сечения дерева на 1/6 высоты ствола (делением площади сечения дерева соответствующей ступени толщины на К2 этой ступени), умножением полученной величины на К1 находили площадь сечения дерева на 3/4 высоты. Эти точки соединялись прямой, которая продолжалась до площади сечения на высоте груди и далее до одного метра, а плавной кривой соединялась с вершиной ствола. С полученной образующей ствола снимались значения площадей сечений на нечетных метрах и после перевода в значения диаметров заносились в таблицы сбега. Суммированием вычисленных объемов двухметровых отрубков и вершины  получали общий объем ствола. После публикации таблиц объема и сбега сибирской лиственницы этот подход был, подвергнут критике В.Л. Владышевским, составившим таблицы для той же породы по своей методике. Он отмечал, что различия в объемах стволов для сравниваемых таблиц колеблется в пределах 3%, однако линейная интерполяция значений диаметров на первом метре дает отличие до 1,5 см по сравнению с приведенными в его таблицах. Указав еще некоторые недостатки подхода, разработанного М.С.Богдашиным, он сделал общее положительное заключение,  отметив, что обнаруживается значительное сходство в изменении объемообразующих таксационных элементов, а потому для одинаковых категорий стволов получается близкие результаты по обеим таблицам. Следует подчеркнуть, что М.С.Багдашин в дальнейшем во многом усовершенствовал свою методику, так что, видимо, основные замечания были им учтены.

Стремление  создать  таблицы  для  оценки  запаса древостоев  по  материалам  перечислительной  таксации  привело  к  разработке (под  руководством П.В.Горского и при  консультации  Н.В.Третьякова) методики,  применявшейся    в Тресте  лесной  авиации  с начала  тридцатых  годов (но детально  описанной  лишь  в 1952 году).  Её  основное  отличие  заключалось  в  том, что  в  шкалу  разрядов  высот  закладываются  средние  соотношения  между  высотами  и  диаметрами,  свойственные  приспевающим, спелым и перестойным  древостоям  определенной  породы  в данном  районе.  Авторы  разработали  четыре  шкалы  по  группам  древесных  пород и предложили  составлять  новые  шкалы  лишь  в  случае  наличия  существенных  отличий  местного  материала  от  одной  из  них.

К.Е. Никитин  разработал   метод  унификации  системы  распределения  древостоев  по  разрядам  высот. Соотношение  высот  и диаметров  в  таблицах  разрядов  высот  разных  авторов  было  подвергнуто   им цифровому  и  графическому  анализу. Он  выявил, что  высоты  стволов диаметром  на  высоте  груди  24 см, в  рамках  соответствующих  разрядов  высот,  изменяются  в  относительно  узких  пределах  независимо  от  древесной  породы.  При  этом  интервал  между  разрядами  оказался   равным 2,17м.,  что  позволило  построить унифицированные  разрядные  шкалы.  Они  отличаются  от  тех, которые  приняты  в  других  объемных  таблицах, но  различия  высот  относительно  невелики и имеют как положительный, так и отрицательный  знак. Основные  принципы  этого  метода  были  положены  в основу  работы  В.А.Кудели при построении  шкалы  разрядов  высот  для  лиственничников  центральной Якутии, но  в качестве  базовой  им  была  принята  ступень 20 см.

 

 

 

Диаметр на высоте 1,3м, см	Объемы (в коре) стволов по разрядам высот древостоев
	I		II		III		IV		V		VI		VII
	Высота, м	Объем, м3	Высота, м	Объём, м3	Высота, м	Объем, м3	Высота, м	Объем, м3	Высота, м	Объем, м3	Высота, м	Объем, м3	Высота,  м	Объем, м3
8	10,4	0,030	9,6	0,028	8,8	0,026	8,1	0,023	7,4	0,021	6,6	0,019	5,9	0,017
12	14,6	0,087	13,5	0,081	12,5	0,075	11,5	0,069	10,4	0,062	9,3	0,056	8,2	0,050
16	18,3	0,18	17,0	0,17	15,7	0,16	14,4	0,14	13,1	0,13	11,8	0,12	10,5	0,10
20	22,1	0,33	20,5	0,30	18,9	0,28	17,3	0,26	15,7	0,23	14,2	0,21	12,6	0,19
24	25,1	0,56	23,2	0,52	21,4	0,48	19,7	0,44	17,9	0,40	16,2	0,36	14,4	0,32

Таблица 8  - Фрагмент таблицы объемов стволов лиственницы сибирской (по В.И.Пчелинцеву, 1994) 

 

 

Таблица 9 – Фрагмент таблицы  объёма и сбега лиственницы  сибирской   (по Шевелёву,1980)

Диаметр, см	Высота,м	Объём ствола,м	Диаметр, cм Объем, м3	1м	Зм	5м	7м	9м	11м	15м	17м	19м	21м
8	11,3	0,0267   0,0160	Дв коре	8	6,8	5,8	4,4	2,6
			Vв коре	0,01	0,0073	0,0053	0,003	0,0011
			Дбез коры	6,2	5,2	4,4	3,4	2
			Vбез коры	0,006	0,0042	0,003	0,0018	0,001
12	15	0,0798   0,0607	Дв коре	13	10,4	9,4	8	7,4	4,6
			Vв коре	0,0265	0,017	0,0139	0,01	0,0086	0,0038
			Дбез коры	11,4	9,2	8,4	7,2	5,6	4
			Vбез коры	0,0204	0,0133	0,0111	0,0081	0,0049	0,0029
16	17,6	0,1758   0,1389	Дв коре	17,8	14,2	13,4	12	10,8	9	5
			Vв коре	0,0498	0,0317	0,0282	0,0226	0,0183	0,0127	0,0044
			Дбез коры	16,4	12,4	11,6	10,8	9,2	8	4,4
			Vбез коры	0,0422	0,0242	0,0211	0,0183	0,0133	0,01	0,003
20	19,9	0,3189   0,2541	Дв коре	22,8	18,4	17	16	14,4	12,8	9	6,4
			Vв коре	0,0817	0,0532	0,0454	0,0402	0,0326	0,0257	0,0127	0,0077
			Дбез коры	20,6	16,4	15,2	14,2	12,8	11,6	8	5,6
			Vбез коры	0,0667	0,0422	0,0363	0,0317	0,0257	0,0211	0,01	0,0059
24	22	0,5007   0,3902	Дв коре	28,6	22	20,6	19,2	17,8	16,2	12,4	9,8	7,6	3
			Vв коре	0,1285	0,076	0,0667	0,0579	0,0498	0,0412	0,0242	0,0151	0,0091	0,0014
			Дбез коры	24,6	19,2	18	17,4	16	14,6	11,2	8,8	6,4	2,4
			Vбез коры	0,0951	0,0579	0,0509	0,0476	0,0402	0,0335	0,0197	0,0122	0,0064	0,001
28	23,6	0,7337   0,5882	Дв коре	33,6	26	24	22,8	21,2	19,6	15,4	13,4	10,8	7,6
			Vв коре	0,1773	0,1062	0,095	0,0817	0,0706	0,0603	0,0373	0,0282	0,0183	0,0101
			Дбез коры	30	23,2	22	20,4	19,2	17,6	14	11,8	9,2	6,8
			Vбез коры	0,1414	0,0845	0,0760	0,0654	0,0579	0,0487	0,0308	0,0219	0,0133	0,0081