WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Переменная

Значение коэффициента а

Стандартная ошибка

Коэффициент Стьюдента

Уровень вероятности, %

G

0,375

0,185

2,03

4,4

GH

0,424

0,0097

44,11

менее 0,01

Рисунок 1 – График остатков уравнения объёмов (1) для стволов березы

Сравнение полученных зависимостей с данными имеющихся в нашем распоряжении нормативов показало, что они достаточно близки, но в большей степени соответствуют данным В.М. Кричуна (1987) для березняков и осинников Северного Казахстана. Объёмы стволов березы в лесостепи при равных значениях высот и диаметров на 6% меньше, чем в южной тайге.

Дополнительно выявлены различия в процентном содержании коры между данными обмеров модельных деревьев березы и материалами, представленными в работах А.В. Тюрина (1940) (лесостепь) и И.А. Нахабцева (1989) (тайга). Разница между изучаемыми степными и таёжными березняками составляет от 3 до 10%. Вполне закономерно среднее положение занимают данные, взятые из объёмных таблиц А.В. Тюрина (1940), так как они являются усредненными. Но и с ними изучаемый показатель для колочных березняков имеет разницу в пределах 3-4%. Такие отклонения неминуемо вызовут значительные ошибки в определении выхода деловой древесины на лесосеках.

Вследствие вышесказанного, для определения объёмов стволов в березовых насаждениях Барабинской лесостепи предлагается использовать представленное в данной работе уравнение (1) с учетом изменения процента объёма коры по ступеням толщины.

Глава 4 Строение древостоев

Опираясь на результаты изучения этого вопроса рядом авторов (Большев, Смирнов, 1965; Свалов, 1981; Warren, 1979), в качестве тестовых были выбраны три теоретических: логнормальное, Вейбулла и гамма - распределение.

Согласно методике определения пригодности вышеуказанных типов распределений к описанию имеющихся закономерностей, указанной в работе С.Н. Свалова (1981), для всех имеющихся опытных рядов распределения на пробных площадях были рассчитаны четыре основных момента (среднее арифметическое значение, стандартное отклонение, асимметрия, эксцесс) и коэффициент вариации. На их основе рассчитаны параметры 1 и 2 (Большев, Смирнов, 1965) и нанесены на номограмму С.Н. Свалова (1981), в результате чего был получен вывод о предпочтительном использовании функции Вейбулла (2). Интегральная форма этой функции приведена ниже:

, (2)

где ; b > 0; c>0.

Следует отметить, что исследуемый материал имеет довольно большое разнообразие и однородностью не отличается. Гипотеза влияния географического положения пробных площадей на особенности их строения не подтвердилась, и был сделан вывод, что основной причиной появления этих различий стал антропогенный фактор. Чтобы избавиться от этого недостатка, все имеющиеся распределения разделили на три группы: а) близкие к равномерному распределению (не имеющие четко выраженной вершины) – 18 пробных площадей (ПП), б) многовершинные (затронутые случайными рубками) – 26 ПП; в) одновершинные (соответствующие теоретическим распределениям) – 148 ПП. Дальнейшее изучение проводилось только по последней группе. Данные проб Н.А. Грибанова были исключены из-за значительных расхождений в методике перечета деревьев. Полученные внутри групп связи четырех основных моментов распределения не противоречат общепринятой теории.

Дополнительно были проверены парные связи параметров уравнения Вейбулла и центральных моментов распределения. Зависимость коэффициента b2 от среднего диаметра древостоя выражается как:

. (3)

b3 можно получить по уравнению:

. (4)

Значения параметров «с» представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Параметры уравнений связи коэффициентов b2 и b3 с двумя первыми центральными моментами распределения для березовых древостоев

№ уравнения

Параметр

с

Стандартная ошибка

Критерий Стьюдента

df = 98

Уровень вероятности, %

Доверительный интервал

нижняя граница

верхняя граница

3

1,031

0,0078

132,3

менее 0,01

1,016

1,047

4

1,052

0,0137

76,8

менее 0,01

1,025

1,079

Коэффициент b1 принимается равным величине ступени толщины. Зная эти отношения, можно восстановить ряд распределения (в нормированном виде) для различных по возрасту древостоев.

, (5)

где Nст – число стволов в ступени толщины Dст;

Nобщ – общее число стволов, шт/га;

b1, b2, b3 - коэффициенты уравнения.

Материалом для изучения зависимости высот от диаметров деревьев колочных березняков стали данные обмеров более чем 1000 модельных и учетных деревьев на 260 пробных площадях. Количество обмеренных стволов на пробной площади колеблется от 3 до 45. Временной промежуток закладки проб охватывает 110 лет. Поэтому следует особенно отметить отличительную черту использованного в исследовании материала – его объективность и репрезентативность.

Согласно методикам, представленным в работах A. Bruchwald, L. Wroblewski (1994), а также Т. Rymer-Dudziska (1994), зависимость между высотами и диаметрами деревьев в рамках отдельной пробной площади определяли согласно уравнению (5), предложенному M. Nslund (1929):

, (6)

где h – высота, м; d – диаметр, см; a, b – параметры уравнения.

Далее определяли связь параметра b уравнения (6) со средними высотами пробных площадей с использованием степенного уравнения. Для получения уравнения прогноза роста по высоте в рамках ряда распределения числа стволов по ступеням толщины, найденную зависимость подставляли в уравнение (6). В функцию также вводили показатели величин средних высот и диаметров древостоя. Средние высоты и средневзвешенный диаметр корректировали на высоту измерения диаметра и ступень толщины, соответственно.

В результате получено уравнение, позволяющее определять высоту ступени толщины на основе данных средневзвешенного диаметра и высоты древостоя. Оно приняло следующий вид:

(7)

где hс – высота ступени толщины, м; d – диаметр ступени толщины, см; D – средневзвешенный диаметр, м; H – средняя высота, м.

Проверка унифицированного прогнозного уравнения проведена путем сопоставления с данными пробных площадей разных возрастов. Для каждой кривой на основе средних диаметров и высот представляемого ею древостоя по формуле (7) определялись высоты в соответствующих ступенях толщины. Были рассмотрены расчеты для отдельных объектов изучения в разном возрасте. На рисунке 2 приведен в качестве примера график зависимости высоты от диаметра с данными расчетов высот по ступеням толщины по уравнению (7) в разном возрасте. Как можно заметить, крутизна линий изменения высот по ступеням толщины снижается с увеличением возраста.

Рисунок 2 – Связь высот и диаметров древостоев (линия 1) с нанесенными линиями изменения высоты по ступеням толщины в разном возрасте (2 – в 10 лет; 3 – в 30 лет; 4 – в 50 лет; 5 – в 70 лет)

Глава 5 Ход роста березняков и осинников

В процессе изучения особенностей роста колочных березняков были проанализированы имеющиеся таблицы хода роста (ТХР) для насаждений со сходными климатическими условиями, составленные В.К. Поповым (1975), А.Н. Бобко (1969), В.И. Галиновским (1938), А.З. Швиденко и др. (2006), Т.Х Токмурзиным.(1968), В.М. Кричуном (1987), а также таблицы текущего прироста по запасу В.Д. Волкова (1968, 1969), А.Н. Бобко (1968), В.В. Загреева и др. (1992), А.З. Швиденко и др. (2006). Все использованные таблицы хода роста колочных березняков также перечислены в пункте 3.5 диссертации при их сравнении по зависимости видовых высот от средних высот древостоев. При исследовании хода роста осинников мы опирались на таблицы, составленные А.З. Швиденко и др. (2006), а также ТХР сомкнутых осиновых древостоев Северного Казахстана В.М. Кричуна (1987).

Проведено сравнение имеющихся таблиц хода роста и бонитетных шкал по функции Мичерлиха. Известно, что вышеуказанная функция имеет S-образную форму, а значит, и одну точку перегиба. Её положение на графике роста в высоту показывают критерии tm (возраст (время) точки перегиба) и hm (достигнутая высота к возрасту tm).

(8)

(9)

где b1, b2, b3 - параметры функции Мичерлиха.

Если сравнить величины параметров таблиц хода роста и бонитетных шкал, то к шкале Орлова можно отнести только ТХР В.К. Попова (1975), а остальные таблицы, скорее – к шкале ВНИИЛМ. Кроме того, сопоставляя время перегиба и высоту в этом возрасте, можно сказать следующее:

– для порослевых древостоев характерно более раннее наступление периода ускоренного роста, и точка перегиба в этом случае приближается к началу координат (как правило, для древостоев на минеральных почвах это происходит в возрасте 1-3 года);

– бонитетная шкала Орлова в большей степени подходит для описания производительности порослевых насаждений, нежели аналогичный норматив ВНИИЛМ;

– из двух первых пунктов следует, что большинство проанализированных ТХР, за исключением таблиц, разработанных В.К. Поповым (1975), описывают динамику таксационных показателей древостоев семенного происхождения, либо смешанного, с переходом к семенному в более низких классах бонитета.

Далее были проанализированы материалы стандартных таблиц и таблиц хода роста колочных березняков. В результате сделан вывод о том, что данные ТХР А.З. Швиденко и др. (2006), А.Н. Бобко (1969) и стандартной таблицы ЦНИИЛХ практически совпадают, а древостои В.М. Кричуна имеют более высокие значения сумм площадей сечений при одинаковых высотах. Поэтому за норматив полноты 1,0 для березняков были приняты данные, приведенные в ТХР А.Н. Бобко (1969).

Для древостоев осины проведено сравнение сумм площадей сечений в зависимости от средних высот по таблицам А.З. Швиденко и др. (2006); В.М. Кричуна (1987) и стандартной таблицы ЦНИИЛХ. По нашему мнению, за полноту 1,0 для осиновых древостоев следует принять данные, приведенные в ТХР В.М. Кричуна (1987).

Затем было проверено предположение об изменении условий роста колочных лесов, так как большинство имеющихся ТХР составлено путем замены изучения изменений древостоев во времени анализом их изменений в пространстве. Подбор древостоев так называемого «естественного ряда» основан на предположении, что молодые древостои повторяют рост более старых. Такой вариант возможен при постоянстве условий внешней среды, но это допущение противоречит действительности. Поэтому нами были собраны материалы для сравнения ТХР, составленных по стандартной методике, на основании обмеров пробных площадей (ПП), заложенных в разные годы в порослевых березняках лесостепи Барабинской низменности.

В.Я. Поляков (1929) опубликовал ТХР колочных березняков, составленные по материалам обмеров 35 ПП, проведенных в 1924 году в Подгородном лесхозе Омской области. Он использовал метод графического выравнивания значений средних таксационных показателей в зависимости от возраста в диапазоне от 20 до 80 лет.

В.В. Кузьмичев (1963) составил ТХР порослевых нормальных насаждений березняка костяничника для древостоев в возрасте от 10 до 70 лет по материалам обмеров в 1960-61 годы 38 ПП в Подгородном и Омском лесхозах Омской области (при этом на 6 ПП были повторные обмеры). Выравнивание значений таксационных показателей древостоев проводилось по методике ЦНИИЛХ (Курбатский, 1937) с использованием уравнений прямой линии.

В 2005-2006 г.г. по материалам 18 ПП, заложенных нами в Краснозерском лесхозе, 10 ПП в этом же и 9 ПП - в Карасукском лесхозе Новосибирской области - таксаторами Новосибирского предприятия, была составлена ТХР методом аналитического выравнивания по связи с возрастом средних высот, диаметров, числа стволов и запасов на 1 га. Пробные площади были заложены в насаждениях с долей участия березы в составе не менее 8 единиц в возрасте от 30 до 100 лет.

В итоге получилось, что в одинаковом возрасте средняя высота сравниваемых древостоев постепенно увеличивается. Так, в 60 лет древостои в 1924 году имели среднюю высоту 17,8 м, в 1961 – 19,5 м, в 2006 – 21,4 м. Ни одна из статических кривых, полученных по результатам обмеров древостоев в отдельные годы, не отражает фактической динамики средних высот древостоев. Рост их происходит быстрее по сравнению с показателями изменений высот в прежних ТХР. Если нанести фактическую линию хода роста на трехмерный график (рисунок 3), то она пройдет по диагонали от начала координат в сторону увеличения возраста и года возникновения насаждения.

В соответствии с этим выводом по материалам пробных площадей были подобраны три группы данных, различающиеся средним годом появления древостоев (1895, 1923, 1951 гг.). В результате, используя аналитический метод, мы составили три таблицы хода роста березняков, для которых проведено сравнение основных таксационных показателей (примеры на рисунках 4, 5).

Рисунок 3 - Зависимость средних высот березовых древостоев от их возраста и года возникновения

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»