Способ определения объема ствола растущего дерева

ПРИБЛИЖЕННЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА СТВОЛА РАСТУЩЕГО ДЕРЕВА

В производственных условиях часто требуется определить объем ствола растущего дерева. Глазомерное определение объема всегда вызывает трудности даже у опытных таксаторов. В таких случаях объем ствола можно определить быстро, но приближенно, используя следующие способы:

1. Объем ствола растущего дерева можно определить по общей формуле V_ств=g_1,3hf. Для этого необходимо измерить диаметр на высоте груди и высоту. По измеренному диаметру определить площадь поперечного сечения. Видовое число берется из таблицы всеобщих видовых чисел проф. М. Е. Ткаченко по высоте и среднему коэффициенту формы. Умножая площадь сечения на высоту и видовое число, получим объем ствола. Так как видовое число определяем с ошибкой, то и объем находим приближенно.

2. Основываясь на формуле V_ств=g_1,3hf немецкий лесовод Денцин вывел упрощенную формулу для приближенного определения объема ствола. С этой целью он условно принял видовое число f равным 0,5, а наиболее распространенную высоту деревьев 25. 26 м. В этом случае произведение hf, называемое видовой высотой, будет составлять hf =0,5*25=12,5 и 0,5*26=13, а в среднем 12,75 м.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

В данном случае площадь сечения измеряется в квадратных сантиметрах. Так как объем определяют в кубометрах, то и площадь сечения нужно выразить в квадратных метрах. Поэтому этой формуле можно придать следующий вид:

g_1,3 =0,785d 2 /10000

Подставляя в общей формуле эти значения, получим

V_ств= g_1,3*h*f = 0,785*d 2 *12,75/10000= 10d 2 /10000=d 2 /1000=0,001*d 2

т. е. чтобы определить объем ствола растущего дерева, нужно измерить диаметр на высоте 1,3 м, возвести его в квадрат, отделить три десятичных знака справа налево и получить объем ствола в кубических метрах. По исследованиям Денцина, эта формула верна для, следующих высот: сосны 30 м, ели 26 м, пихты 25 м, дуба и бука 26 м.

Если фактические высоты будут больше или меньше указанных, то на каждый метр высоты ствола необходимо вносить поправку в полученный по формуле объем: для сосны ±3 %,, ели ±3. 4., дуба, бука ±5 %, причем при увеличении высоты поправка вводится со знаком плюс, а при уменьшении — со знаком минус.

3. Способ Н. Н. Дементьева основан на том, что при среднем коэффициенте формы 0,65 видовое число принято равным 0,425. Подставив эту величину в формулу объема получаем:

Для стволов, имеющих другие коэффициенты формы, на каждые 0,05 коэффициента вносится поправка 3 м высоты, причем, если коэффициент формы больше среднего, то поправка вводится со знаком плюс, и наоборот. В этом случае формула примет вид:

где k — поправочный коэффициент, вводимый к высоте по 3 м при изменении коэффициента формы на каждые 0,05.

Диаметр в этой формуле выражают в метрах. Так, для стволов, у которых q₂=0,7, поправка +3 м; при q₂=0,75 поправка +6 м, при q₂=0,6 поправка со знаком минус, т. е. — 3 м.

4. Если известны диаметр на высоте груди и высота, то приближенно объем растущего дерева можно определить, пользуясь массовыми таблицами.

Источник

Определение объема ствола растущего дерева

Для определения объема ствола растущего дерева используются следующие способы:

1 На основе непосредственно измеренных параметров компонентов формулы V = g_1,3×f×H. По измеренному на высоте груди диаметру определяется площадь сечения, которая умножается на измеренную высотомером высоту дерева и на видовое число, определяемое по таблице региональных видовых чисел либо на основе обмера моделей.

2 На основе использования закономерных связей объемов с параметрами деревьев определяются объемы как отдельных деревьев, так и их совокупностей для основных лесообразующих пород

Например, по способу А. Шиффеля, используется связь видового числа со вторым коэффициентом формы. Видовое число находится по таблице Ткаченко всеобщих видовых чисел и взаимосвязи их со вторым коэффициентом формы и высотой. Способ не отличается оригинальностью, а лишь избавляет от дополнительных вычислений.

3 Способ номограмм закономерных взаимообусловленных изменений видового числа с коэффициентом формы, разработанный Г. М. Козленко. Одна связь отражает взаимоотношения видового числа, первого коэффициента формы и коэффициента формы для одной десятой высоты ствола. Другая отражает взаимообусловленные изменения коэффициентов первого, второго и определяемого по диаметру на одной десятой части ствола.

Для определения объема по предложению Г. М. Козленко необходимо измерить у растущего дерева наиболее доступные диаметры на одной десятой и одной четвертой высоты ствола, затем найти видовое число и коэффициент формы, которые являются компонентами в формуле определения объема ствола.

Расчеты проведенные по номограммам позволяют без значительных затрат времени рассчитать показатели формы растущих стволов и определить объем растущего дерева.

4 Способ определения объема по взаимосвязям видового числа и высоты дерева. В настоящее время установлены средние величины q₂ для главнейших пород: березы 0,65, сосны 0,67, дуба 0,68-0,69, ели, осины, ольхи черной, пихты 0,70.

Например, если в формуле А. Шиффеля f = 0,14+0,66q , использовать величину q₂ в виде средней величины q₂ в пределах соответствующей породы, то формула приобретет вид f = a + .

Следовательно, видовое число при этом будет зависеть от Н, а не от изменения q₂ по высотам.

Поэтому для лесообразующих пород Беларуси проф. В. Ф. Багинским получены цифровые значения параметров а и b:

сосна	F=1,268 / Н+0,4092 (5£ Н £ 35)
ель	F=1,004 / Н+0,4343 (5£ Н £ 35)
береза	F=0,980 / Н+0,3988 (11£ Н £ 34)
осина	F=0,887 / Н+0,4196 (11£ Н £ 34)
черная ольха	F=0,737 / Н+0,4521 (11£ Н £ 34)
дуб	F=0,855 / Н+0,4333 (11£ Н £ 34)

По ним вычислены средние видовые числа насаждений названных древесных видов. Они приведены в действующем справочнике “Нормативные материалы для таксации леса Белорусской ССР, М., 1984.

В качестве примера в таблице показаны величины F для разных пород.

Средние видовые числа древостоев Беларуси

Средняя высота, м	Видовые числа для пород
сосна	ель	дуб	береза	осина	ольха черная
0,643	0,652	0,621	0,609	0,617	0,618
0,529	0,541	0,517	0,502	0,516	0,525
0,491	0,504	0,483	0,466	0,482	0,493
0,472	0,485	0,465	0,448	0,466	0,478
0,460	0,474	0,455	0,437	0,456	0,468
0,453	0,467	0,448	0,430	0,449	0,462
0,447	0,461	0,443	0,425	0,444	9,458

Вычисление видовых чисел проводится в основном по уравнению гиперболы, по зависимости f от H. Для молодняков учитывается дополнительно и значение диаметра.

Используя видовые высоты, определяемые по приведенным регрессионным уравнениям по соотношению v = Σg×Hf находят объем как отдельного растущего дерева, так и насаждения в целом с приемлемой точностью (при массовых расчетах до 10%) при этом используются утвержденные нормативные видовые высоты (НхF) для основных лесообразующих пород.

5 Кроме указанных, имеются и другие эмпирические формулы для приближенного определения (ориентировочной оценки) объемов растущих деревьев (Денцина, Шустова, Деменьтьева):

Для определения объема ствола растущего дерева может быть использована простая и удобная формула, предложенная Денциным:

Формула удовлетворительно работает при высоте деревьев сосны – 30м, для других пород – 26м. При отличии фактической высоты от базовой на 1м в расчетную величину объема вносится поправка в размере 3%

Формула Н.Н. Дементьева помимо d_1,3, включает и высоту ствола. Установив, что при q₂ = 0,65 видовое число f может быть принято равным 0,425, он включил эту величину в общую формулу объема растущего ствола: v=gHf= Н . 0,425=(3,14 . 0,425 d 2 H) / 4 = 0,333 d 2 H= d 2 . H/3

Для стволов, имеющих иные q₂, в формулу к высоте ствола вводится поправка и формула приобретает вид v = d 2 . (H+h) / 3

На каждые 0,05q₂ следует прибавлять или убавлять 3 м. Так, для стволов, у которых q₂ = 0,70, поправка +3 м; при q₂ = 0,75 поправка +6 м; при q₂ = 0,60 поправка со знаком минус, т.е. — 3 м и т.д. Сопоставление объемов, полученных по этой формуле, с данными объемных таблиц показало, что значения объемов находятся в близких пределах.

Формула проф. Б.А. Шустова учитывает соотношение q₂ : f, которое, по данным его исследований, носит константный характер: для сосны q₂ : f = 1,468, для дуба q₂ : f = 1,476, для ели q₂ : f = 1,450. Исходя из этого, получена формула определения объема на основе измерений трех компонентов: v = 0,534 d_1/2 d_1/3 H

Например, d_1,3 = 20 см; d_1/2 = 14 см; Н = 23 м; тогда

v = 0,534 . 0,20 . 0,14 . 23 = 0,342 м 3 .

По таблицам Союзлеспрома объем такого ствола v = 0,332 м 2 .

6 На основе измерений диаметров и высот определяется объем растущих деревьев с приемлемой точностью и по региональным таблицам объемов стволов. Наибольшее распространение и применение при массовой таксации древостоев получили таблицы объемов с учетом среднего коэффициента формы..

Они применяются следующим образом – по строке ступени толщины, соответствующей диаметру растущего дерева, находят высоту, максимально близкую к высоте дерева, и рядом (справа от колонки значений высоты) находят объем одного ствола, который затем умножается на количество деревьев в таксируемом насаждении.

Таким образом, объем растущего дерева можно найти как по данным параметров замеренных у отдельного дерева, так и использовать усредненные параметры их совокупности. Точность определения его будет находиться в пределах до 10%, повышаясь при увеличении количества замеров и снижаясь при их уменьшении.

Источник

Определение объема ствола растущего дерева

Объем ствола растущего дерева можно определить по таблицам объемов стволов. На практике для нахождения объема отдельных стволов растущих деревьев чаще всего используют таблицы с двумя входами: по диаметру и высоте. Для определения объема ствола по этим таблицам нужно измерить диаметр на высоте груди и высоту ствола дерева . В таблице на пересечении граф, соответствующих измеренным диаметру и высоте, берут значение искомого объема,

Пример 8. Сосна имеет d_1,3 = 29,8 см; h = 25,3 м. По таблице «Объемы древесных стволов по диаметру и высоте» (табл. 2.1 [1 ] V_в/к = 0,69 м 3 .

Объем ствола можно определить по формулам. Исходя из формулы старого видового числа (17), получим

Эту формулу называют формулой для определения объема ствола растущего дерева.

Пример 9. Диаметр ствола сосны на высоте груди в коре d_1,3= 29,8 см, высота h = 25,3 м, коэффициент формы q₂ = 0,64. По таблицам М. E. Ткаченко находим видовое число f = 0,434.

Для приближенного определения объема ствола растущего дерева можно использовать формулы:

; (22)

(23)

В формуле Г. Денцина для стволов сосны с высотой, отличной от 30 м, и ели – 26 м вносят поправку ± 3% на 1 м высоты. При меньших высотах поправку берут со знаком «минус», при больших – со знаком «плюс».

В формуле Н.Н.Дементьева для стволов со значением коэф­фициента формы, отличным от q₂= 0,65, вносят поправку ± 3% на каждое 0,05q₂. При меньших коэффициентах формы поправку берут со знаком «минус», а при больших – со знаком «плюс».

Пример 10. Для сосны d_1,3= 29,8 см, h = 25,3 м, q₂ = 0,64; объемы по формуле Г. Денцина (ф. 22) равен:

с учетом поправки 100% – 14,1%= 85,9%;

V_в/к = 0,888 · 0,859 = 0,762 м 3 .

По формуле Н. Н. Дементьева (ф. 23) расчеты соответственно:

После определения объема ствола растущего дерева по таблицам и формулам находят отклонения от объема, вычисленного по сложной формуле Губера (см. пример 1), приняв его за истинный. Результаты вычислений сводят в таблицу.

По результатам вычислений абсолютных и относительных отклонений делают заключение о точности определения объема ствола разными способами.

Таксация кроны дерева

Крона – одна из важнейших составных частей дерева. Она является фотосинтетическим аппаратом растения и без нее невозможно существование дерева как живого организма. Кроме этого, она несет оздоровительную, фильтрующую, регулирующую, поглощающую, защитную и другие функции, Декоративные свойства кроны с древнейших времен использовали в садово-парковом строительстве и озеленении.

При таксации кроны дерева определяют горизонтальную и вертикальную проекции, диаметры кроны на разной высоте, протяженность кроны, ее объем [3, 15, 16].

По форме крона совпадает с геометрическими телами вращения и может быть конусообразной, эллипсовидной, шарообразной, купо­лообразной и др.

Развитие кроны дерева, горизонтальное и вертикальное ее строение, форма зависят от условий роста дерева в лесу. Горизон-тальная проекция кроны может быть флагообразной, округлой и т.д.

К числу основных показателей форм крон, их габитуса можно отнести: поперечник или ширину крон d_к, длину крон l_к, высоту до наибольшей ширины кроны h_dк .

Высота начала кроны h_н.к. устанавливается высотомером при измерении общей высоты дерева h. Длина (протяженность) кроны l_к определяется по формуле

По протяженности кроны деревья группируются в три класса с учетом отношения l_к/h. Если это отношение более ½ (точка начала кроны расположена на высоте ½ и ниже) высоты ствола, то крону следует считать длинной, от ½ до ¼ – средней длины и менее ¼ (точка начала кроны расположена на ¾ и выше) высоты ствола – короткой. Диаметр горизонтальной проекции кроны d_к определяется крономером или путем проектирования ее краев на горизонтальную поверхность, чаще в направлениях С – Ю и В – З с замером рулеткой расстояния и последующим вычислением среднего диаметра кроны. Для вычисления объема кроны также измеряют диаметры кроны на ¼, ½ и ¾ ее длины (l_к), т.е. d_к1, d_к2, d_к3. Эти измерения выполняют специальной палеткой В. П. Кавтунова в относительных показателях. Переход к абсолютным значениям диаметров выполняется путем перемножения их относительных величин на высоту дерева [6]. При расчетах в учебных целях d_к1, d_к2, d_к3 вычисляют через пропорции исходя из диаметра кроны d_к, м. Взаимосвязь размеров крон деревьев с высотами и диаметрами стволов на высоте груди при умеренных рекреационных нагрузках насаждений рассчитывается:

А длины крон lк, в свою очередь, определяются

Источник