Задание 7. Определение приростов ствола дерева

 

Под приростом дерева следует понимать естественное увеличение его размеров, которые определяются диаметром, площадью сечения, высотой и объемом.

Различают два рода приростов: текущий и средний. Текущий или действительный прирост, существующий в природе, отражает конкретное изменение величины того или иного таксационного показателя за определенный промежуток времени, например, за один последний год или какой-то период. Средний прирост, определяемый путем расчета, отражает изменение того или иного показателя в среднем за один год всей жизни или определенного периода жизни дерева.

В зависимости от того, за какой период учитываются приросты, каждый род прироста подразделяется на виды: текущий – на годичный и периодический, средний на общий и периодический.

Все текущие приросты определяются путем вычитания величины того или иного показателя при меньшем возрасте дерева из величины того же показателя при большем возрасте дерева. Средний прирост определяют путем деления текущего периодического прироста или всего таксационного показателя на соответствующее число лет.

Если разделить текущий периодический прирост по какому-либо показателю на длительность периода, равного " " лет, то получим средний периодический прирост этого показателя:

(25)

где – таксационный показатель в настоящее время;

– таксационный показатель лет назад;

текущий периодический прирост;

– период, за который учтен текущий прирост;

– средний периодический прирост по таксационному показателю.

Средний общий прирост определяется по формуле:

(26)

где – таксационный показатель в настоящее время;

– возраст дерева, лет;

– средний общий прирост.

Прирост, выраженный в абсолютных величинах (см, м, см², м³), называется абсолютным, а в долях или процентах – относительным. В практике используется тот и другой, первый – для определения количества нарастающей древесины, второй – для сравнительной оценки энергии роста деревьев.

Процент среднего периодического прироста () определяется по формуле Пресслера:

(27)

где обозначения (символы) те же, что были указаны ранее.

Процент среднего общего прироста дерева есть величина постоянная:

(28)

Все вычисления по вышеприведенным формулам ведутся в табл. 1.12 журнала. Исходные данные для расчетов студенты переписывают из табл. 1.1. Данные обмера включают диаметры на 1,3 метра в настоящее время и 10 лет назад и текущий прирост высоты за 10 лет, равный разностям высот (). Площади сечения ствола на 1,3 м в настоящее время и 10 лет назад определяются по соответствующим диаметрам с помощью нормативно-справочных материалов [10, стр.17, табл. 1.1]. Объем ствола без коры в настоящее время, вычисленный по сложной формуле Губера, берут из Задания 1. Объем ствола без коры 10 лет назад вычисляют по сложной формуле Губера (12) по данным объемов секций 10 лет назад из табл. 1.1.

Результаты определения абсолютных приростов по площади сечения и объему записываются с четырьмя знаками после запятой, по диаметру и высоте - с одним. Проценты прироста можно выражать в десятых долях.

В первой части задания (табл. 1.12) рассматриваются основные и наиболее точные способы определения прироста различных таксационных показателей, в том числе, и объема. Во второй его части (табл. 1.13) нужно определять лишь объемный прирост, но разными способами. При этом, если сначала определяется абсолютный прирост, то затем относительный по формуле:

(29)

И наоборот, если сначала определяется процент прироста, то по нему абсолютный прирост. Чтобы перейти от относительного прироста к абсолютному, нужно процент прироста умножить на величину таксационного показателя (объем ствола без коры по сложной формуле Губера) и разделить на 100%:

(30)

Рассмотрим определение объемного прироста разными способами.

При вычислении объемов по простой формуле серединного сечения Губера.

Этот способ отличается от ранее рассмотренного тем, что объемы ствола в настоящее время и n лет назад определяются по простой формуле Губера. Диаметры определяются на половине высоты (длины) в настоящее время и на половине высоты (длины) бывшей n лет назад, т.е. в двух местах.

Диаметр лет назад определяется методом интерполяции по формуле (1) и данными по диаметрам 10 лет назад из табл. 1.1.

Для всего ствола абсолютный средний периодический прирост объема рассчитывается по формуле:

(31)

где и – объемы ствола в настоящее время и лет назад, м³;

и – высоты (длины) ствола в настоящее время и лет назад, м;

и – площади поперечных сечений ствола на половине его

высоты (длины) в настоящее время и на половине высоты (длины), бывшей лет назад, м².

 

Затем по формуле (29) определяется относительный прирост.

По боковой поверхности ствола прирост точнее определяется по частям-секциям, с меньшей точностью, но значительно быстрее – для ствола в целом.

В первом случае прирост нужно вычислять по формуле:

(32)

где – число «пи», отношение длины окружности к ее диаметру, равное 3,14;

– диаметры без коры на серединах секций, см;

– количество секций;

– длина секции, м;

– средняя ширина годичного слоя, м.

Длину секций следует принять в 2 м, что позволяет использовать для расчетов значения диаметров и приростов на серединах двухметровых секций, приведенные в табл. 1.1. Для определения средней ширины годичного слоя каждой секции нужно текущий периодический прирост диаметра на разных высотных отметках поделить на 20. Чтобы определить среднюю ширину годичного слоя для всего ствола, надо сумму полученных средних значений по секциям разделить на их число. В целом расчеты ведутся по формуле:

(33)

где – сумма текущих приростов всех секций по диаметру (из табл. 1.1), см;

– период, за который рассчитывается прирост, лет;

– количество секций.

 

Для ствола в целом прирост определяется по формуле Тюрина:

(34)

где – число «пи», отношение длины окружности к ее диаметру, равное 3,14;

– диаметр ствола без коры на половине его высоты (длины), м;

– высота (длина) дерева, м;

– средняя ширина годичного слоя на середине высоты (длины) ствола, м.

Средняя ширина годичного слоя на середине высоты (длины) ствола рассчитывается по следующей формуле:

(35)

где – диаметр ствола без коры на половине его высоты (длины), см;

– диаметр ствола без коры на половине его высоты (длины) лет назад, см;

– период, за который рассчитывается прирост, лет.

 

Процент прироста следует определять по формуле (29).

По сумме процентов приростов процент объемного прироста определяется при допущении, что видовое число за последний десятилетний период не изменилось.

В практическом применении используются две расчетные формулы:

- формула Тюрина

(36)

где – относительный средний периодический прирост диаметра на высоте груди за лет (из табл. 1.12), %;

– относительный средний периодический прирост высоты за лет (из табл. 1.12), %;

- формула Дворецкого

(37)

где –относительный средний периодический прирост диаметра на высоте груди за лет (из табл. 1.12), %;

– коэффициент, определяемый как отношение текущего периодического прироста по диаметру на половине высоты (длины) ствола к текущему периодическому приросту по диаметру на высоте 1,3 м.

Таким образом, коэффициент находят по формуле:

(38)

где – текущий периодический прирост диаметра на половине высоты (длины) ствола, т.е. , см;

– текущий периодический прирост диаметра на высоте 1,3 м (из табл. 1.1), см.

 

Абсолютный периодический прирост следует определять по формуле (30).

На растущих деревьях процент объемного прироста можно определить по формулам Пресслера, Шнейдера и Турского.

По относительному диаметру по формуле Пресслера относительный средний периодический прирост находится следующим образом:

(39)

где – относительный диаметр, который представляет собой отношение диаметра на высоте 1,3 м в данный момент к его приросту за лет (из табл. 1.1);

– показатель степени, изменяющийся в пределах от 2 до 3 и связанный с протяженностью кроны и энергией роста дерева в высоту, (выбирается по исходным данным над табл. 1.1 журнала курсовой работы из табл. 2 пособия или нормативно-справочных материалов [10, стр.89, табл. 8.2]).

Относительный диаметр рассчитывается по формуле:

(40)

Подставляя в вышеприведенную формулу (39) соответствующее значение относительного диаметра и показателя степени , получим процент прироста по объему.

Однако удобнее определять не по формуле, а по таблицам, составленным Пресслером отдельно для срубленных и растущих деревьев.

Таблица 2

Показатели степени и группы роста в зависимости от протяженности кроны и энергии роста деревьев в высоту

Протяженность кроны от вершины к основанию	Рост
слабый	умеренный	хороший
показатель степени	группа	показатель степени	группа	показатель степени	груп-па
Крона ниже 1/2	2	II	2	III		IV
Крона между 1/4–1/2	2	III		IV	3	V
Крона меньше 1/4	2	III		IV	3	V

Таблица для определения на растущих деревьях по формуле Пресслера приводится ниже в табл. 3 пособия и в нормативно-справочных материалах [10, стр.89, табл. 8.1].

Пример: =28,4 см; =2 см; =28,4/2 =14,2 см;

крона между 1/4 и 1/2 ; рост хороший - следовательно, группа V;

по таблице методом интерполяции находим процент прироста за

лет ,

тогда за 1 год процент прироста равен .

 

Абсолютный периодический прирост следует определять по формуле (30).

Для определения процента прироста по числу слоев в последнем см радиуса применяется формула Шнейдера:

(41)

где – диаметр на высоте 13 м без коры, см;

– число слоев в последнем см радиуса на высоте 1,3 м, шт.;

– коэффициент, который устанавливается по протяженности кроны и энергии роста дерева в высоту (выбирается по исходным данным над табл. 1.1 журнала курсовой работы из табл. 4 пособия или нормативно-справочных материалов [10, стр. 90, табл. 8.3]).

Таблица 3

Проценты текущего объемного прироста за минувший период

у растущих деревьев с различными относительными диаметрами

Относительный диаметр	Проценты прироста по группам роста	Относительный диаметр	Проценты прироста по группам роста
II	III	IV	V	II	III	IV	V
						9,5
						7,9	9,0
						6,7	7,7	8,6	9,5
						5,9	6,8	7,6	8,5
						4,7	5,4	6,1	6,8
						4,0	4,5	5,1	5,7
						3,4	3,8	4,3	4,6
						2,9	3,4	3,8	3,9
						2,6	3,0	3,4	3,4
						2,3	2,7	3,0	–

Таблица 4

Значения коэффициента в зависимости от протяженности кроны и энергии роста деревьев в высоту

Протяженность кроны (от вершины к основанию)	Значения коэффициента , если рост в высоту
прекра-тился	сла- бый	умерен-ный	хоро- ший	очень хоро-ший	превос- ходный
Крона ниже ½ h
Крона между ¼ – ½ h
Крона меньше ¼ h

В полевых условиях у растущего дерева число слоев в последнем см радиуса на 1,3 м можно установить с помощью приростного бурава.

Чтобы определить это число в данном случае, нужно 20 разделить на величину прироста диаметра на высоте 1,3 м за лет (из табл. 1.1):

(42)

 

Абсолютный периодический прирост следует определять по формуле (30).

 

Для определения процента прироста по формуле Турского нужно произвести следующие расчеты:

(43)

где –относительный средний периодический прирост диаметра на высоте груди за лет (из табл. 1.12), %;

– коэффициент, равный показателю степени при относительном диаметре в формуле Пресслера, т.е. . Поэтому при подборе значения может быть использована табл. 2 пособия или таблица из нормативно-справочных материалов [10, стр.89, табл. 8.2].

 

Абсолютный периодический прирост следует определять по формуле (30).

 

Работа над Заданием 7 заканчивается вычислением и оценкой расхождений результатов по сравнению с основным способом, т.е. по формуле расчета процента расхождения (19) нужно оценить точность определения абсолютного и объемного приростов по всем вышеприведенным формулам по сравнению с значениями абсолютного и объемного прироста, полученными по сложной формуле Губера в табл. 1.12.

По результатам выполнения Задания 7 студенты должны сформулировать вывод о наиболее и наименее точном методе определения объемного прироста сортиментов по сравнению с условно-точными значениями абсолютного и объемного прироста, полученными по сложной формуле Губера.

 

После проведения расчетов и заполнения таблиц 1.1-1.13 журнала курсовой работы студенты должны сформулировать общие выводы по работе 1 «Таксация отдельного дерева». В выводах коротко описываются таксационные характеристики дерева по исходным данным и все результаты и выводы по проведенным в ходе исследования расчетам.