Таксация леса

Круглые хвойные и лиственные лесоматериалы согласно действующим ГОСТам (9462-71 и 9463-72) делятся на четыре сорта. Наилучшая по качеству древесина относится к первому сорту. В ней допускается ограниченное число пороков, существенно не влияющих на ее качество. Сортименты, вырабатываемые из древесины первого сорта, в общем потреблении лесной продукции не превышают 10%. Древесина второго сорта предназначается для заготовки многих сортиментов. Большая ее часть используется для выработки пиловочника, балансов, рудничной стойки и др. Объем этой группы сортиментов, получаемых из древесины второго сорта, по данным ЦНИИМЭ, близок к 43% всей заготовляемой древесины. Древесина третьего, так же как и второго, сорта используется для изготовления значительного числа сортиментов по существу того же назначения. Их объем от общего потребления составляет 37%. Древесина четвертого сорта предназначена для выработки главным образом мелких, коротких пиломатериалов и технологического сырья для древесных плит и химической переработки. В четвертом сорте пороки древесины почти не ограничиваются. самыми распространенными пороками древесины являются сучки разных категорий. Поэтому деление древесины на сорта прежде всего зависит от наличия, числа, размеров сучков и качества их древесины. При качественной оценке лесоматериалов сучки считают главным сортообразующим пороком. Вес прочие пороки хотя и влияют на качество лесоматериалов, но в сортообразовании играют меньшую роль. Однако в старых хвойных древостоях сортность лесоматериалов, помимо сучков, зависит от распространенности гнилей, внутренних трещин, в меньшей мере от кривизны и механических повреждений боковой поверхности стволов. У древесных стволов число сучков от комля к вершине постепенно возрастает. Поэтому бревна, заготовленные из комлевой части стволов, оказываются лучше очищенными от сучьев. Второе место по числу сучков занимают срединные бревна и наибольшее имеют сортименты, заготовленные из вершинной части ствола. Сучки более крупных размеров встречаются в ограниченном количестве. В спелых сосновых древостоях длина комлевой части ствола, очищенной от живых и мертвых сучьев, в среднем близка к 20% общей высоты деревьев. Ее объем составляет 7процентов общего объема ствола. Из-за наличия ряда пороков древесины, включая в их число и часто встречающиеся механические повреждения, наносимые сосне при ее подсочке, половина указанного объема окажется во втором сорте. Таким образом, объем комлевых бревен, отвечающих требованиям ГОСТа, предъявляемым к первому сорту древесины, в итоге будет близок к 17% общего выхода деловой древесины. Наибольшая часть ствола имеет древесину, по качеству соответствующую требованиям, предъявляемым ко второму и третьему сортам. Кроме того, выход этих двух сортов древесины увеличивается за счет значительной части комлевых бревен, не отвечающих по качеству древесины требованиям первого сорта. Вершинные части стволов, находящиеся в зоне живой кроны дерева, обычно имеют большое число крупных сучьев. Соответственно этому они используются для заготовки лесоматериалов четвертого сорта. В низкополнотных, перестойных и пройденных выборочными рубками древостоях резко снижается доля древесины, соответствующей требованиям, предъявляемым к первому сорту. Худшая очистка от сучьев наблюдается у сосны, растущей на богатых почвах. В таких древостоях по существу исключается возможность заготовки лесоматериалов первого сорта.

4. Какие инструменты и таблицы используются при таксации круглых лесоматериалов?

Таблицы, в которых приведены объемы круглых лесоматериалов (сортиментов) без коры и бревен в зависимости от их длины и диаметра в верхнем отрезе. Таблицы объемов круглых лесоматериалов в РФ оформлены стандартом. Для повышения точности определения объемов существуют таблицы для лесоматериалов длиной от 0,5 до 0,9 м, от 1 до 9,5 м, от 10 до 13,5 м. Объем лесоматериалов длиной свыше 13,5 м определяется как сумма объемов двух бревен примерно равной длины, на которые условно размечаются длинномерные лесоматериалы. Таблицы объемов круглых лесоматериалов используют для определения объема лесоматериалов, учитываемых поштучно.

Таксационные инструменты и измерения.

При проведении таксационных работ применяются различные инструменты и приборы.

для измерения длины срубленных деревьев и заготовленных из них лесоматериалов применяются мерные шесты и мерные ленты, или рулетки, мерные шесты изготовляются длиной 3 м из сухих тонких прямых стволиков на шесты наносят через каждые 10 см деления, полуметры и метры, отмечая их более заметными знаками. Мерные ленты, или рулетки, применяют чаще всего для измерения длины круглого леса и поленниц дров. Длина рулетки (обычно) -- 5--10--20 м. Мерные ленты и рулетки изготовляют из тонкой стали или плотного полотна (полотняной тесьмы). Для прочности полотняную тесьму проваривают в олифе и покрывают с обеих сторон краской. Деления на лентах и рулетках наносятся в метрах и сантиметрах. Для измерения диаметра растущих и срубленных деревьев применяется мерная вилка, в исключительных случаях ею измеряется также и высота растущих деревьев. Мерная вилка, принятая в качестве общесоюзного стандарта, состоит из линейки и двух ножек: неподвижной и подвижной. Для измерения толщины растущих деревьев устанавливают градации -- ступени толщины в 2 или 4 см. Деления на линейку наносят с округлением. Первое деление отмечают там, где приходится половина его (принятого деления). Например, при округлении диаметра до 4 см -- первое деление в 4 см -- наносят на расстоянии 2 см от начала линейки, а деление 8 см там, где должно было быть число 6 и так далее. Измеренный диаметр, таким образом, отсчитывается по последнему делению, которое и является округленным диаметром измеренного дерева.

Наиболее удобным местом измерения толщины растущих деревьев принято расстояние в 1,3 м от шейки корня, соответствующее высоте груди человека (среднего роста).

Толщину бревен и кряжей принято измерять в тонком конце (верхнем отрезе).

Диаметр верхнего отреза можно измерять также мерной скобой и складным метром.

Высота растущих деревьев измеряется мерной вилкой и высотомерами -- зеркальным и маятниковым и эклиметром.

Устройство указанных высотомеров основано на тригонометрических и геометрических расчетах.

Для определения интенсивности роста дерева в толщину (прироста) применяют приростный бурав.

Количество древесины учитывается по объему, в качестве учетной единицы которого приняты плотный и складочный кубические метры.

Плотным кубическим метром называется такое количество древесины, которое занимает пространство, имеющее длину, ширину и высоту один метр.

В плотном кубическом метре все пространство занято древесиной.

В складочном кубическом метре, имеющем ту же длину, ширину и высоту, древесиной заполнено не все пространство, между отдельными поленьями остаются незаполненные древесиной пустоты.

Высоту растущих деревьев учитывают в метрах и десятых долях, диаметр -- в сантиметрах и миллиметрах.

Размеры лесоматериалов и изделий древесины (доски, брусья, шпалы и другие) по длине учитывают в метрах и в его десятых долях, по ширине -- в сантиметрах, по толщине -- в сантиметрах и миллиметрах.

5. Как определяется коэффициент полнодревесности поленницы дров?

Групповые методы определения объема круглых лесоматериалов в условиях нашей страны являются важным и очень эффективным способом не только определения объема, но и контроля количества различных круглых лесоматериалов на любой стадии поставок от производителя до конечного потребителя.

Определение объема лесоматериалов в складочной мере, при соблюдении ряда не слишком сложных правил, дает весьма точные результаты. Складочный объем при правильной укладке штабеля относительно легко и быстро контролируется независимо от количества бревен в штабеле или его размера.

Значительные ошибки при групповом обмере лесоматериалов могут возникнуть при пересчете складочного объема в плотный в результате расхождения фактического и используемого коэффициентов полнодревесности. Отсюда крайне важен точный подбор и максимальное соответствие используемого коэффициента полнодревесности фактическому.

На сегодняшний день существует множество нормативных документов, предлагающих различные коэффициенты полнодревесности для широкого спектра лесоматериалов. В результате на один и тот же вид сортимента можно найти сильно различающиеся коэффициенты полнодревесности. Например, коэффициент полнодревесности для неокоренных березовых балансов длиной от 1 до 2 м по ГОСТ 2292-88 составляет 0,68, а по ТУ 13-2-1-95 при среднем диаметре с корой 14,0 - 17,9 см - 0,60.

Даже в пределах одного нормативного документа можно найти разные коэффициенты полнодревесности для одних и тех же сортиментов. Так, сосновое балансовое долготьё 2 сорта, длиной 6,5 м и толщиной в верхнем торце 14 - 18 см с кривизной ствола до 1,5% по ОСТ 13-43-79 может иметь коэффициенты полнодревесности, при перевозке автомобильным транспортом, 0,57, 0,60 или 0,63.

Часто в качестве одного из основных параметров определения коэффициента полнодревесности используется назначение лесоматериалов. Такой подход к определению коэффициентов полнодревесности нельзя считать правильным, поскольку само по себе назначение лесоматериала ни коим образом не влияет на соотношение плотного и складочного объема в штабеле.

Упомянутые сосновые лесоматериалы с теми же характеристиками могут представлять собой бревна пиловочные (с коэффициентом для автомобилей по ОСТ 13-43-79 равным 0,60 или 0,62), бревна для столбов (с коэффициентом 0,67), бревна строительные (с коэффициентом 0,60) или руддолготье (с коэффициентами 0,57, 0,60 или 0,63). Такой разброс коэффициентов полнодревесности на качественно и количественно одинаковом сырье вызовет необоснованное расхождение при определении объемов до 10 %.

Использование вида сортиментов (назначения лесоматериалов) при определении коэффициента полнодревесности предполагает их определенные особенности, влияющие на коэффициент полнодревесности, которые обычно оговариваются техническими условиями различных стандартов. Формальное использование коэффициентов полнодревесности для какого-либо вида лесоматериалов может привести к значительной ошибке в определении объема.

Например, в упомянутом ОСТе 13-43-79, введенном в действие в 1979 г., коэффициенты полнодревесности для различных видов лесоматериалов, рассчитаны на технические требования к лесоматериалам, оговоренные в ГОСТ 9462-71 и ГОСТ 9463-72, в которых выделялось 4 сорта по качеству. По этой причине в ОСТе рассматриваются, например, балансы 4-го сорта, не существующие в современных ГОСТ 9462-88 и ГОСТ 9463-88, разделяющих лесоматериалы на 3 сорта. Требования к балансам 4-го сорта в более поздней (1976 г. издания) редакции ГОСТ 9462-71 и ГОСТ 9463-72 были значительно изменены. В частности стала допускаться кривизна со стрелой прогиба вместе с диаметром до 40 см на всю длину сортимента. Совсем иные требования современных ГОСТов к балансам худшего сорта по кривизне делают невозможным использование соответствующих коэффициентов полнодревесности ОСТ 13-43-79 сегодня.

Появление новых технических и технологических решений и направлений в использовании и переработке древесины могут повлечь за собой значительные изменения технических требований к тем или иным сортиментам, в том числе и требований, влияющих на коэффициенты полнодревесности.

Еще большую путаницу в вопрос о коэффициентах полнодревесности вносит популярная сегодня тенденция разрабатывать и использовать собственные нормативные документы на те или иные лесоматериалы на уровне отдельных лесоперерабатывающих предприятий. Технические требования в них могут не соответствовать техническим требованиям, предусмотренным ГОСТами, на базе которых разрабатывались соответствующие коэффициенты полнодревесности. Поэтому использование коэффициентов полнодревесности, регламентируемых одним нормативным документом, для определения объема лесоматериалов того же назначения, изготовленных по другому нормативному документу, может давать ошибку.

Из всего вышесказанного следует, что использование назначения лесоматериалов в качестве фактора, определяющего коэффициент полнодревесности совершенно недопустимо.

Единственным исключением из этого правила является разделение коэффициентов полнодревесности для деловых сортиментов и для дров. Учет дров в плотной мере, в отличие от всех деловых лесоматериалов, производится в коре. Различия коэффициентов полнодревесности при этом будут являться следствием объективного различия объемов в плотной мере при одинаковых объемах в складочной мере. При этом, перевод некоторого количества любых неокоренных деловых лесоматериалов в дрова, например, в связи с утратой их качественных показателей, приведет к неизбежному увеличению их плотного (оплачиваемого) объема при неизменном складочном объеме.

С другой стороны, сведение различных видов сортиментов к единому коэффициенту полнодревесности не решает проблемы: те же сосновые лесоматериалы по техническим требованиям ГОСТа 9463-88 могут иметь различную кривизну (у балансов - до 3 %, у столбов - до 5%), что неизбежно приведет и к различным фактическим коэффициентам полнодревесности.

На величину коэффициентов полнодревесности реально и объективно влияют совсем иные факторы. Коэффициенты полнодревесности лишь косвенно могут быть связаны с тем или иным назначением сортимента (а могут быть и не связанными с ним). Например, балансы могут отличаться от бревен пиловочных большей кривизной, но могут и не отличаться по данному пороку.

В некоторых нормативных документах предлагаемые коэффициенты полнодревесности откровенно некорректные. Так, в упомянутом ТУ 13-2-1-95 приводятся коэффициенты полнодревесности для балансов с кривизной "не более 10%". Совершенно очевидно, что при средней кривизне, например, 3 %, вполне нормальной для балансов, и не противоречащей техническим требованиям ТУ 13-2-1-95, коэффициенты полнодревесности будут значительно выше.

Помимо некорректных коэффициентов полнодревесности в ряде нормативных документов, на ошибку при пересчете складочного объема в плотный может влиять и некорректное применение коэффициентов.

При автомобильных поставках сортимента разной длины на одном автомобиле на практике часто используются "средние" коэффициенты полнодревесности. Такие коэффициенты представляют собой средние арифметические (или средневзвешенные) значения соответствующих коэффициентов полнодревесности для соответствующих длин сортимента. Например, при перевозке на автомобиле балансового долготья толщиной 18-24 см и длиной 3,5 и 5,5 м без разделения по длине, коэффициенты полнодревесности по ОСТ 13-43-79 составят 0,69 и 0,66, соответственно. "Средний" коэффициент полнодревесности будет равен 0,675. Однако плотность укладки лесоматериалов на длине 3,5 м будет соответствовать коэффициенту 0,69, поскольку выступающие 2-х метровые "хвосты" более длинных сортиментов будут находиться в воздухе в подвешенном состоянии и практически не повлияют на коэффициент полнодревесности более плотно уложенной 3,5-метровой части штабеля. Поэтому, использовать "средние" коэффициенты для таких штабелей недопустимо.

От чего же зависят коэффициенты полнодревесности?

Реальные факторы, определяющие фактические коэффициенты полнодревесности могут быть разделены на две группы: факторы, зависящие от особенностей укладки конкретного штабеля, и факторы, зависящие от особенностей укладываемых бревен.

К первой группе относятся такие показатели, как наличие снега, льда, коры или ветвей между бревнами в штабеле, наличие неправильно (косо) уложенных бревен, качество выравнивания торцов на боковой поверхности штабеля.

Причины появления факторов второй группы связаны с особенностями роста дерева, но на их количественную сторону влияют и особенности валки деревьев или их раскряжевки. К этим факторам относятся толщина коры, сбежистость, закомелистость, кривизна, наросты, рак, морозные трещины, вздутия над заросшими сучками или вокруг открытых сучков. Появление некоторых факторов исключительно связано с процессом заготовки и раскряжевки бревен, их транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ (сколы, отщепы, обдиры коры, плохо обрубленные сучья или ветви).

Нормативные документы должны содержать либо обоснованную градуированную систему коэффициентов полнодревесности, либо аналогичную систему поправок к ним, в зависимости от всех реально влияющих на коэффициенты полнодревесности факторов (или групп однотипно влияющих факторов).

При определении коэффициентов полнодревесности часто одним из основных учитываемых факторов является древесная порода. Однако, на коэффициенты полнодревесности, так же как и на объем отдельного бревна, древесная порода влиять не может. Влияние древесной породы сказывается через ряд косвенных показателей, таких как особенности сбега, кривизны, толщины коры, сучковатости и т.д. Все эти параметры могут и должны быть оценены при введении соответствующих поправок к коэффициентам полнодревесности, поскольку даже в пределах одной породы неизбежно будет наблюдаться их значительная вариация.

Другим параметром, определяющим величину коэффициента полнодревесности, считается диаметр бревен. Этот показатель широко используется во многих нормативных документах. Однако, как это ни кажется парадоксальным, на коэффициент полнодревесности увеличение или уменьшение диаметра сортиментов влиять не может. Коэффициент полнодревесности с точки зрения геометрии представляет собой отношение площади условного круга (нескольких кругов), вписанного в условный квадрат (многоугольник), к площади этого квадрата (многоугольника). Увеличение (или уменьшение) диаметра кругов приведет к увеличению (или уменьшению) их площади и к пропорциональному увеличению (или уменьшению) площади квадрата (многоугольника), в который они вписаны (рисунок). Соотношение площадей при этом не изменится, если не изменится плотность укладки.

Возможные различия коэффициентов полнодревесности в штабелях лесоматериалов разного диаметра определяются влиянием иных факторов - относительным количеством коры, средней кривизной и количеством кривых сортиментов, качеством укладки бревен, амплитудой разброса диаметров.

Отсюда следует важное практическое заключение: введение поправки на величину диаметра сортиментов абсолютно не обосновано для дров, учитываемых в коре, и окоренных деловых лесоматериалов. Поправка для деловых неокоренных лесоматериалов может вводиться не на диаметр, а исключительно на долю коры. Однако, при пропорциональном изменении толщины коры и диаметра бревна в большую или меньшую сторону, изменения коэффициента полнодревесности также происходить не будет.

Только в случае непропорционального или не связанного с увеличением толщины бревна под корой увеличение толщины слоя коры на нем будет вызывать значительное снижение коэффициента полнодревесности.

Изменение коэффициентов полнодревесности во многом является закономерным следствием строгих геометрических законов. Точно описать эти законы для каждого конкретного штабеля в силу ряда причин невозможно. Однако разработка базовых коэффициентов полнодревесности и системы поправок к ним в новых стандартах должна быть логична и строго математически обоснована.

Контрольная работа № 2

1.Понятие об элементе леса как основе для таксации и изучения строения древостоя

Профессор Н.В.Третьяков, изучая строение насаждений, предложил делить их на элементы леса. Элемент леса профессор Третьяков считает «той последней единицей, до которой расчленяют лес». Самым наглядным примером отдельного элемента леса является чистое одновозрастное однородное насаждение, занимающее площадь с однородными условиями местопроизрастания.

В этом случае понятие «насаждение» оказывается аналогичным новому таксационному понятию «элемент леса». В смешанных одноярусных насаждениях элементов леса будет столько же, сколько древесных пород входит в его состав. Допустим, что таксируемое смешанное насаждение имеет состав 6С(120)4Е(110), причем обе эти породы находятся в одном ярусе. Согласно приведенной формуле состава каждая из древесных пород, входящих в это насаждение, представлена одним возрастным поколением. Соответственно этому в данном насаждении различают два элемента леса: сосну и ель.

В этом случае понятие «древесная порода». В сложных насаждениях, где каждый ярус состоит из одной древесной породы, число элементов леса равняется числу ярусов. Так, в зоне смешанных лесов очень распространен тип насаждений, в которых верхний ярус состоит из березы, а нижний из ели. Применительно к учению профессора Третьякова об элементах леса такое насаждение следует считать состоящим из двух элементов: верхнего, березового, и нижнего, елового, яруса. В данном случае понятие «элемент леса» оказывается тождественным понятию «ярус насаждения».

Теневыносливые древесные породы довольно часто образуют разновозрастные насаждения. В лесах Севера нередко можно встретить ельники, состоящие из трех поколений, например верхний ярус из ели 180 и 110 лет, нижний - из ели 60 лет. Такое насаждение следует считать состоящим из трех элементов леса: первый элемент - еловый древостой 180 лет, второй - еловый древостой 110 лет, третий - второй ярус из ели 60-летнего возраста. В рассмотренном случае понятие «элемент леса» совпадает с понятием «возрастное поколение леса». Таким образом, для элемента леса можно дать следующее определение: элементом леса называется чистое однородное одновозрастное насаждение или часть смешанного, сложного или разновозрастного насаждения, состоящая из деревьев одной породы, расположенном в одном ярусе, по возрасту относящихся к одному поколению и имеющих однородные условия развития и местопроизрастания.

В таксационных описаниях, в которых учитываются элементы леса, отмечаются средняя высота, средний диаметр, возраст и запас каждого элемента леса. Наличие этих данных облегчает разделение запасов насаждений на сортименты, имеющие разные размеры. Из последующего текста будет видно, что для сортиментации леса широко используют так называемые товарные таблицы, в которых древесный запас расчленяется на отдельные сортименты. При составлении товарных таблиц за основу взято закономерное распределение деревьев по толщине, зависящее от величины среднего диаметра. У отдельных элементов леса средние диаметры и высота могут быть разными.

Поэтому распределение по толщине деревьев, входящих в отдельный элемент леса, оказывается неодинаковым. В пределах одного элемента леса наблюдается сравнительно устойчивая закономерность в распределении деревьев по толщине в зависимости от величины среднего диаметра. Разделение древостоев на элементы леса облегчает промышленную оценку леса. При наличии такого деления можно, не прибегая к трудоемкой перечислительной таксации, при помощи товарных таблиц расчленить древесные запасы на отдельные сортименты, характеризующиеся разными размерами и качеством и находящие разное применение в народном хозяйстве. Однако, несмотря на практическую полезность расчленения насаждений на элементы леса, все же их роль и значение как новой таксационной категории не следует переоценивать.

Идея о разделении сложных насаждений на одн6ородные в техническом и хозяйственном и хозяйственном отношении части сама по себе не нова. Еще до введения в таксацию понятия «элемент леса» в смешанных насаждениях с помощью состава учитывали отдельные древесные породы, в сложных насаждениях выделяли ярусы, а разновозрастных насаждениях - отдельные возрастные поколения. Как мы видели, при таксации элемент леса обязательно совпадает с каким-либо одним из ранее известных таксационных понятий, например простое насаждение, часть древостоя, образуемая одной породой, ярус сложного насаждения, отдельное возрастное поколение леса. Правильное определение запаса древесины в сортиментном разрезе неизбежно связанно с делением сложного смешанного насаждения на части однородные по выходу сортиментов. Чтобы определить выход сортиментов для каждой однородной части насаждения, необходимо знать запас, средний диаметр и высоту деревьев.

Эти таксационные признаки надо отмечать при обычной таксации, разделяя сложное насаждение на ярусы и возрастные поколения. Однако вместо аналитического описания насаждений таксаторы не редко предпочитают синтетическую, устанавливающую общую для всего насаждения формулу состава, общий средний диаметр и среднюю высоту. Такие обобщенные данные не способствуют правильному разделению запаса на отдельные сортименты. При расчленении насаждения на элементы леса это недостаток таксационной практики становится особенно наглядным. Наиболее совершенна и практически необходима аналитическая таксация, при которой сложные разновозрастные и смешанные насаждения разделяют на ярусы и возрастные поколения.

Установление для ярусов и возрастных поколений запаса, состава, средних диаметра и высоты обеспечит более правильную сортиментацию растущего леса. Вместе с тем необходимо иметь в виду, выделение ярусов и возрастных поколений оправдывает себя в том случае, когда они резко выделяются и при этом имеют запас, составляющий заметную долю в общем древесном запасе.

2. Как определяются таксационные показатели древостоя: средний диаметр,средняя высота?

В самом однородном древостое, состоящем из деревьев одной породы и одного возраста, толщина, высота и форма деревьев различны. Неодинаково также и число деревьев, относящихся к отдельным ступеням толщины: очень тонких и очень толстых деревьев обычно меньше, чем деревьев средних ступеней толщины.

Для характеристики толщины деревьев, образующих отдельный-древостой, определяют их средний диаметр. При этом различают: а) средний диаметр dg, соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении; б) средний арифметический диаметр d, получаемый как частное от деления суммы диаметров всех деревьев, образующих древостой, на их число

в) диаметр срединного дерева dM, определяемый путем распределения деревьев в ряд постепенного изменения диаметров начиная с наибольшего или наименьшего и нахождением в этом ряду срединного дерева по формуле (n+1) : 2;г) диаметр, определяемый соответственно средним площадям сечений по ступеням толщины dgM. Его находят таким же путем, как dM, но значения в каждой ступени толщины определяются из средней площади сечения: /2;

д) диаметры (d+ и d-) модельных деревьев Гогенадля, определяемые по формулам d+=d+s и d_=d--s, где s среднее квадратическое отклонение от среднего диаметра d.

Из всех приведенных средних чаще всего определяют средний диаметр dg, соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении.

Для его определения прежде всего необходимо произвести перечет деревьев, дающий распределение деревьев по ступеням толщины.

Соответственно этому распределению и площадям сечений отдельных ступеней толщины находят сумму поперечных сечений всех деревьев, входящих в насаждение, по следующей формуле:

где gi... gn -- площади сечений деревьев отдельных ступеней толщины; я,... tin -- число деревьев в отдельных ступенях толщины.

Разделив сумму площадей поперечных сечений всех деревьев на общее их число N, получим площадь сечения g, которую имеет дерево средней толщины:

По площади поперечного сечения дерева, обычно уподобляемой площади круга, может быть установлен и его диаметр на основании следующей зависимости:

Откуда диаметр, вычисленный по этой формуле, и будет средним диаметром насаждения.

Для упрощения вычислений среднего диаметра сумму площадей сечений находят по специальным таблицам, в которых даны площади сечений деревьев разной толщины. Имеется также таблица, составленная на основании формулы , по которой можно, зная площадь сечения среднего дерева, найти его диаметр.

За последние 10--15 лет таксационная техника сделала значительный шаг вперед. Основным ее достижением является разработка прицельных методов таксации.

С помощью новых приборов находят сумму площадей поперечных сечений деревьев g на 1 га таксируемого древостоя с малой затратой труда.

Однако кроме суммы площадей поперечных сечений для определения среднего диаметра необходимо знать число деревьев N на 1 га того же древостоя.

Эту задачу можно решить путем закладки круговых проб постояннго радиуса. На таких пробах надо подсчитать общее число деревьев п. Если его перемножим на отношение 1 га к площади круговой пробы (10000/s), выражая их в квадратных метрах, то в результате найдем число деревьев на 1 га

N = n * (10000/S)

При определении числа деревьев этим способом возникает новая задача: как отграничить круговую пробную площадь постоянного радиуса, затрачивая на это минимум труда и времени. Ее можно решить тремя способами: с помощью мерного шнура, с помощью трости таксатора и посредством призмы (таксационного прицела) и мишени.

Мерная часть шнура должна иметь длину равную длине радиуса в круговой пробе. Кроме мерной масти, с одного конца шнур должен иметь запасную длину 1,5 м, используемую для привязывания к стволу дерева, принимаемого за центр круговой пробы. Мерной частью шнура описывают на местности круг с одновременным подсчетом числа деревьев, находящихся в круге.

Трость таксатора целесообразно использовать для отграничения круговых проб постоянного радиуса в равнинной местности. Процесс подсчета числа деревьев на круговой пробе сводится к следующему. Подняв трость на уровень глаз за металлическую петлю, шарнирно соединенную со стержнем трости, таксатор визирует вокруг себя по одному из верхних ребер ручки трости, не сходя с одного места, принимаемого за центр круговой пробы.

При постепенном вращении вокруг центра пробы линия визирования таксатора будет пересекать деревья, находящиеся на круговой пробе. При вращении таксатор ведет счет деревьям, пересекаемым линией визирования.

Если таксируется сложный или смешанный древостой, то учет деревьев на круговой пробе ведется с разделением их по породам, ярусам и, в случае надобности, по возрастным поколениям. В этом случае каждую особо выделяемую часть древостоя учитывают путем повторного описывания круга из того же центра. Средние размеры деревьев отдельных ярусов и разных древесных пород обычно имеют существенные отличия, обусловливающие различие в товарной структуре. Следовательно, отдельный учет деревьев в однородных частях древостоя позволяет уточнить сортиментный состав сложных и смешанных древостоев. При третьем способе отграничения круговых проб постоянного радиуса в качестве мерных инструментов используют призму (таксационный прицел), применяемую для определения сумм площадей поперечных сечений деревьев, образующих древостой, и, специальные мишени, имеющие форму квадратов, прямоугольников и цилиндров.

Плоские мишени могут быть изготовлены из картона, жести или фанеры. Длина двух параллельных сторон у плоских мишеней должна быть равна числу сантиметров, соответствующему количеству метров в радиусе круговой пробы (если круговая проба имеет радиус 10 м, то у двух параллельных сторон мишени должна быть длина 10 см).

Отграничение круговой пробы с помощью призмы и плоской мишени осуществляют два лица (таксатор и рабочий). При отграничении круговой пробы таксатор, вооруженный призмой, передвигается по окружности закладываемой пробы, а рабочий с мишенью находится в центре круговой пробы.

Таксатор визирует через призму на мишень, поднимаемую рабочим на уровень глаз. Если нижняя часть мишени, рассматриваемая через призму, по отношению к верхней части, видимой невооруженным глазом, сместится на ширину всей мишени, но не оторвется от остальной ее части, то такое изображение свидетельствует о том, что таксатор от рабочего находится на расстоянии равном числу метров в радиусе круговой пробы.

Если при визировании через призму мы обнаруживаем частичный сдвиг мишени, то это обстоятельство указывает на то, что расстояние от мишени до таксатора меньше радиуса круговой пробы.

В том случае, когда мишень, рассматриваемая через призму и поверх нее, окажется разорванной на две отделившиеся друг от друга части, таксатор будет находиться от центра круговой пробы на расстоянии, превышающем радиус пробы.

Описывая круг на местности и контролируя указанным способом расстояние от центра пробы, таксатор одновременно ведет счет деревьям, пересекающим линию его визирования на мишень, находящуюся в центре круга.

С помощью призмы с мишенью представляется возможным закладывать круговые пробные площади разных радиусов; 10, 15, 20 м и даже более. Этот способ имеет все преимущества при закладке более крупных по площади круговых проб. При замене плоских мишеней цилиндрическими круговую пробную площадь может закладывать один таксатор, не прибегая к помощи рабочего.

Процесс закладки круговой пробы с помощью мишени-цилиндра в своей основе аналогичен рассмотренному выше способу закладки пробы с использованием плоских мишеней. Разница заключается лишь в том, что плоские мишени рабочий вынужден держать в руках, поворачивая их по мере движения таксатора но окружности пробы. Мишень-цилиндр при визировании на нее со всех сторон пробы может оставаться неподвижной, так как поперечное сечение цилиндра при визировании его со всех сторон оказывается кругом.

Для упрощения всех расчетов, связанных с определением среднего диаметра, нами построена специальная номограмма.

В ее основу положены следующие математические выкладки:

g = Ny.

Прологарифмировав это уравнение, получим следующую формулу:

Lg g=lgN + lgY.

Обе половины этой формулы разделим пополам. Такого рода уравнение определяет длину срединной линии трапеции. Применительно к этому уравнению нами и построена номограмма.

На левых ее осях нанесены логарифмы числа деревьев на I га.

Против делений, определяющих разные числа деревьев на 1 га, указаны числа деревьев на соответствующей круговой пробе заданного радиуса. На правых шкалах номограммы нанесены логарифмы площадей поперечных сечений деревьев, являющихся средними в древостое. Против делений, определяющих логарифмы поперечных сечений деревьев, указаны их диаметры в сантиметрах.

На срединной шкале нанесены логарифмы сумм площадей поперечных сечений всего древостоя, взятого в целом. Против соответствующих делений на срединной шкале указаны суммы площадей поперечных сечений, выраженные в квадратных метрах.

Номограмма составлена для круговых проб, имеющих радиусы 7, 10, 15 и 20 м. Эти четыре градации в величине радиусов позволяют закладывать круговые пробы разных размеров, отображающие особенности таксируемых древостоев.

При определении среднего арифметического диаметра d также необходим перечет деревьев, распределяющий их по ступеням толщины. Можно определить средний арифметический диаметр древостоя также по схеме, принятой в вариационной статистике при нахождении среднеарифметических.

Если d не превышает 16 см, b будет равно 0,5 см, если d составляет от 16 до 26 см, поправка окажется равной 1 см, если больше 26 см, то 1,5 см.

Как уже отмечалось выше, рассмотренные способы определения среднего диаметра требуют предварительного перечета деревьев, а так как работа эта довольно трудоемкая, то в практической таксации средний диаметр определяют глазомерно.

Чтобы научиться глазомерному определению среднего диаметра, надо предварительно протаксировать перечислительным способом значительное число насаждений и вычислить средние диаметры. При этом в памяти сохраняются образцы насаждений, что позволяет при последующей работе довольно точно определять средний диаметр глазомерно.

При глазомерном способе определения среднего диаметра необходимо иметь в виду, что в однородном насаждении диаметр самого тонкого дерева округленно в 2 раза меньше среднего диаметра насаждения, а диаметр самого толстого дерева в 1,7--1,8 раза больше среднего.

При практической таксации для определения среднего диаметра обмеряют в наиболее представленных числом деревьев средних ступенях толщины 10 деревьев, имеющих по глазомерной оценке среднюю толщину. У отобранных деревьев мерной вилкой или другим инструментом измеряют диаметры и полученные при этом величины суммируют в общий итог.

Найденная сумма диаметров делится на 10. Полученный результат принимают за средний диаметр

d = 0,1 d.

Наиболее надежные результаты дает установление среднего арифметического диаметра по способу случайной выборки. В этом случае число деревьев, выбираемых для обмера, n зависит от заданной точности р нахождения среднего диаметра и коэффициента вариации диаметров в насаждении Сd.

На основе большого экспериментального материала, собранного в лесах Беловежской пущи, проф. В. К. Захаров установил, что в сосновых насаждениях изменчивость толщины деревьев Cd характеризуется коэффициентом вариации в среднем близким к 25 %, поэтому для нахождения величины среднего диаметра надо измерить в насаждении диаметры на высоте груди с точностью до 2.% у 165 деревьев, с точностью до 3 % -- у 79, с точностью до 5 % -- у 26, с точностью до 10 % -- у 7 деревьев.