Определение объема растущего дерева различными способами

1.4 Определение показателей формы ствола и объема растущего дерева и определение объема растущего дерева

Ствол растущего дерева является качественно иным объектом таксации по сравнению с объемом срубленного дерева. Основной особенностью является то, что невозможно охарактеризовать форму древесного ствола растущего дерева. Для характеристики полнодревесности и формы ствола растущего дерева приемлемы методы составления объема ствола с объемом цилиндра.

В начале 19 века в практике лесного дела был введен коэффициент, получивший название видовое число.

Видовое число – это отношение объема дерева или его части к объему цилиндра, имеющего высоту, равную высоте дерева, и основание, равное площади сечения ствола, взятое на той или иной высоте в нижней части ствола.

Применение термина “видовое число” указывает на попытку охарактеризовать при его помощи вид дерева, его внешнюю форму и степень приближения этой формы к правильному стереометрическому телу – цилиндру. Видовое число, найденное для древесного ствола, действительно служит наглядным показателем его формы.

• старое (видовые числа, представляющие собой отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего со стволом одинаковые высоту и площадь основания)

• нормальное (отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего высоту, равную с высотой ствола и площадь поперечного сечения на одной десятой, на одной двадцатой или на трех десятых высоты ствола)

• абсолютное (если за основание цилиндра взять поперечное сечение у шейки ствола, то получим видовое число)

Источник

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, м: сосны 30, ели 26, пихты 25, дуба и бука 26.

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

16) Математические методы определения объемов стволов растущих деревьев.

Применение дендрометров теоретически позволяет измерять диаметры на любых высотах ствола, а следовательно, определять объемы растущих деревьев теми же способами, что и для срубленных стволов. Однако этот прием очень трудоемок. Поэтому в практике лесоучетных работ применяются приближенные математические формулы определения объемов стволов растущих деревьев, основанные на различных допущениях и упрощениях. Мат формулы из 8, 9 вопросов.

18) Понятие о приросте деревьев. Закономерности в изменении текущего и среднего приростов деревьев.

В процессе роста и развития деревьев на их стволах, ветвях, корнях ежегодно откладываются слои древесины, что ведет к возрастанию их диаметров, площадей сечений и объемов. Вследствие роста побегов в длину повышаются высоты деревьев, размеры их крон. Это естественное увеличение с возрастом размерных показателей деревьев в таксации

леса называют приростом Z. Его величина всегда положительная.

Прирост древесных стволов обусловливается совместным влиянием многих природных факторов, ведущими среди которых выступают:

а) биолого-экологические особенности породы, ее происхождение;

б) почвенно-грунтовые лесорастительные условия;

в) гидротермический режим территории в течение всего года;

д) положение дерева в древостое, простор роста и осветленность индивидуумов;

е) пораженность деревьев различными энтомо- и фитовредителями, проходящими низовыми пожарами и другими стихийными факторами;

ж) проведенные в лесу хозяйственные мероприятия.

Различают следующие категории и виды прироста деревьев.

1. Текущий прирост – это действительная величина увеличения данного таксационного показателя за определенный учетный период времени. По величине этого учетного периода выделяют:

а) текущий годичный прирост – увеличение таксационного признака за один последний год.

б) текущий периодический прирост – увеличение таксационного признака за определенный учетный период (3, 5, 10 или 20 последних лет).

в) текущий полный прирост — величина таксационного показателя за весь период жизни дерева, от возникновения до момента наблюдения.

2. Средний прирост – это средняя, расчетная величина повышения таксационного показателя за 1 год в пределах данного периода времени, охватываемого наблюдением. В свою очередь, различают:

а) средний периодический прирост – изменение таксационного показателя в среднем за один год учетного периода (то есть в среднем за один год в последние 3, 5, 10 или 20 лет жизни дерева)

б) средний общий прирост – увеличение таксационного показателя в среднем за один год всей жизни дерева

В изменении текущего и среднего приростов таксационных показателей деревьев с возрастом проявляются определенные закономерности. Обе категории прироста в первоначальный период ускоренного роста повышаются по своим значениям, достигают в разное время максимума и по мере старения дерева систематически падают. Для различных таксационных показателей эта динамика прироста различна во времени. Для нормально развивающихся деревьев присущи закономерные соотношения между текущим и средним приростами.

а) если средний прирост с возрастом повышается, то текущий прирост также повышается и по своей величине он больше среднего;

б) если средний прирост с возрастом не меняется, то текущий прирост по величине равен среднему;

в) если средний прирост с возрастом снижается, то текущий прирост также снижается и по величине он меньше среднего.

Источник

7) Физические способы определение объема ствола.

К физическим способам определения объема ствола относятся ксилометрические и весовые.

Ксилометрические способы базируются на одном из законов Архимеда, согласно которому тело, погруженное в воду, вытесняет равновеликий ее объем. Для реализации этого закона были предложены особые приборы, названные ксилометрами. На отмеченных ксилометрах отсчеты уровня воды по отградуированной шкале берутся до и после погружения тела в воду. Разность этих объемов дает кубатуру измеряемого предмета.

Весовой способ основан на соотношении между массой тела, его плотностью и объемом: V=m/p. Весовой способ учета на практике применяется при невозможности определения объема древесины стереометрическими методами (перевозка дров в железнодорожных вагонах, отпуск саксауловых дров и т.п.). В этом случае плотность древесины устанавливают по ГОСТу..

20)Определение процента текущего прироста объема растущих деревьев.

На растущих деревьях он определяется приближенными способами, с использованием закономерных соотношений между величинами приростов различных таксационных показателей, а также связей между приростом деревьев и природными факторами, влияющими на рост деревьев.

Соотношение между процентами прироста объема и составляющих

его компонентов в формуле Vств = g1,3 ∙h∙f .

Представляет практический интерес соотношение между процентами прироста d1,3 и Vств, вытекающее из формулы PV = e∙Pd. Как показали исследования, величина коэффициента e меняется в широких пределах

– от 1,7 до 6,4 – и не может быть точно установлена в натуре. Анало-

гичная же картина сохраняется в связях Pg и PV.

Следовательно, по величине процентов прироста d1,3 и g1,3 стволов

нельзя уверенно судить о размерах PV даже в пределах одного и того же древостоя.

Существующие приближенные способы определения процента прироста объема стволов по объему основаны на ряде допущений, не всегда обоснованных и достаточно объективных. Рассмотрим наиболее известные из них.

1. При отсутствии роста дерева в высоту и неизменяемости видового числа формула:

В литературе она известна как формула Бреймана. Однако такое выражение процента прироста объема стволов применимо лишь к старым деревьям. Погрешности же в молодых возрастах составляют до -35…-40 %.

2.При условии неизменяемости только видового числа ствола исходное уравнение прироста приобретает вид:

В таком виде формула показывает систематическое преувеличение результатов, так как с возрастом видовое число стволов обычно уменьшается. Погрешность в проценте прироста объемов составляет

Для улучшения результатов проф. А.В. Тюрин предложил поправку к алгоритму

Уравнение пригодно для деревьев, прошедших кульминацию роста в высоту (обычно старше 50 лет).

3. При условии изменения видовых высот h∙f стволов пропорционально приростам диаметров на высоте 1,3 м формула (5.37) приобретает следующий вид:

Все три рассмотренные формулы для отдельных деревьев могут дать погрешности до ± 40…50 % и применимы лишь к средней оценке разнородной совокупности деревьев.

Широкое распространение в лесном хозяйстве получил способ Пресслера (1868) определения процента объемного прироста деревьев по их относительному диаметру. Относительный диаметр – это отношение диаметра на высоте 1,3 м без коры в настоящий момент к его текущему приросту за t-летний период:

Шнейдер (1853) предложил способ определения процента объемного прироста деревьев по числу годичных слоев в последнем сантиметре радиуса ствола на высоте 1,3 м.

Проф. М.Л. Дворецкий (1964) предложил формулу определения

процента объемного прироста срубленных стволов:

Средняя ошибка способа составляет ± 15 %.

Источник