Математические модели сортиментных таблиц.

В настоящее время для составления сортиментных таблиц и для более удобного пользования ими применяют математическое моделирование. Выход сортиментов в зависимости от породы и размера дерева выражают в виде уравнений.

Например, аналитические зависимости лесохозяйственной сортиментации осиновых насаждений имеют вид:

· К_дел = 0,59065 + 0,0083079 D - 0,00013773 D²;

· К_кр = -2,43864 + 0,12709 D - 0,0012875 D² при 26<D<46;

· К_кр = К_дел при D ³ 46;

· К_ср = К_дел - К_м при 16 £ D £ 26;

· К_ср = К_дел - К_кр при 26 < D £ 44;

· К_м = 103,213885 е- ^{0,36970 D} + 0,015536 при 14 < D < 26;

· Км = К_дел при D £ 14;

· К_др = 1- (К_дел + К_отх);

· К_отх = 13,45675 D ^-2.85022 + 0,07198.

 

Аналитические зависимости при лесопромышленной сортиментации:

· К_{тарника} - 0,0005 D- 0,01 при D ³24;

· К_{баланса} = 0,61^.10^-В ´ D^8,01277 е^{- 0,53116 D}

· К_{спич. кр} = К_дел - (К_{тарника} + К_{баланса}) при D ³ 18;

· К_жерди = К_дел - К_{баланса} при D £ 16.

Пример математической модели сортиментных таблиц приведен на рисунке, выход сортиментов указан в процентах.

Рисунок– Выход сортиментов в зависимости от среднего диаметра насаждений осины, %, (по Н. Т. Войнову, 1971).

 

Для определения выхода сортиментов в м³ объем таксируемых стволов умножается на относительные значения выхода сортиментов, полученных по математическим моделям сортиментных таблиц

 

Порядок применения сортиментных таблиц состоит в следующем.

Выделение участков. Лесоучастки на делянках выделяются только в том случае, когда древостои разных частей лесосеки отличаются по высотам и диаметрам настолько, что требуется применение к одноименным породам этих частей делянки разных разрядов сортиментных таблиц. При выделении участков на лесосеках допускается более широкое объединение насаждений, чем в таксационный выдел при лесоустройстве. В один участок могут быть включены насаждения, различающиеся по составу, полноте и классу товарности, но при непременном условии, что одни и те же породы этих насаждений таксируются по одному разряду высоты.

Выделенные при необходимости участки в пределах лесосеки или делянки нумеруются, отмечаются в натуре колышками с нанесением на них номера участка и отдельно таксируются.

Перечет деревьев производится во всех случаях отпуска леса. Перечет деревьев должен быть отдельным на каждую делянку, а если последняя разделена на участки, то на каждый участок делянки или лесосеки.

В пределах делянки или участка перечет ведется по породам. В том случае, когда древостой по форме сложный и та или другая порода входит в состав первого и второго ярусов, то перечет этой породы проводится отдельно по ярусам.

При перечете деревья каждой породы группируются по классам (ступеням) толщины на высоте груди (1,3 м от шейки корня) и по их технической годности. Толщина деревьев отражается по ступенями диаметров в 4 см. Перечету и рубке подлежат все деревья на делянке, начиная с 10 см, т.е. с 12-сантиметровой ступени, а угнетенные деревья основного древостоя, мягколиственные молодые деревья и нежизнеспособный молодняк хвойных и твердолиственных пород, начиная с 8-сантиметровой ступени, т.е. от 6 см.

По технической годности деревья делятся на 2 категории: деловые, и дровяные.

К деловым относятся деревья, у которых длина деловых сортиментов в комлевой половине равна 6,5 м и более. У деловых деревьев высотой ниже 20 м длина деловой части может не достигать 6,5 м, но она должна быть не менее одной трети высоты ствола.

Деловые деревья допускают комлевой отрез дровяного качества по длине до 2,0 м.. При большей длине дровяного отреза с комля дерево переходит в низшую категорию.

Деревья, у которых в комлевой половине деловая древесина вовсе отсутствует или менее 2,0 м по длине, относятся к категории дровяных.

Перечет деревьев — основа правильной сортиментации лесосек. Неправильное измерение диаметров деревьев (неточно по высоте от шейки корня или неточной мерной вилкой) и неправильное распределение деревьев на категории по технической годности всегда приводит к ошибочным результатам.

Поэтому перечет деревьев должен производиться весьма тщательно, с полным знанием этого дела.

 

 

Пример заполнения ведомости перечета деревьев

Лесхоз Гомельский, лесничество Марковичское, дача Калининская, кв.186, делянка N12, площадь 4,7 га, лесосека 1992г., группа лесов вторая, вид пользования главная рубка, способ рубки сплошнолесосечный

 

Ступени толщи- ны в см	Число деревьев по породам	Модельные деревья для определения разряда высот
Сосна
дело-вые	дровя-ные	итого	семенники	диаметр на высоте груди в см	высота в м
	—			—	сосна	—
				—		27,0
				—		25,5
				—		23,0
						23,5
						21,0
						26,0
		—		—		24,5
				—		20,5
		—		—		25,0
Итого					—	—

 

Мерные вилки, используемые для перечетов, должны быть стандартного типа во вполне пригодном для работы состоянии. Расшатанная мерная вилка может приуменьшить запас ликвидной древесины на лесосеке до 20 и даже более процентов.

Определение разряда высот. По окончании перечета деревьев и подсчета их числа по категориям годности и ступеням толщины устанавливается центральная ступень толщины породы, т.е. ступень, характеризующая средний диаметр таксируемой породы древостоя лесосеки. Чаще всего она представлена наибольшим числом деревьев, а суммарное число деревьев в более тонких ступенях толщины обычно в 1,5 раза больше, чем в более толстых ступенях. Для соснового насаждения конкретного примера (см. ведомость перечета деревьев) такой ступенью будет 28-сантиметровая. Никакая другая ступень данного примера не может быть принята за центральную, так как указанные признаки для центральной ступени будут нарушены.

У трех деревьев центральной ступени толщины (28 см ) и у стольких же деревьев двух смежных ступеней — низшей и высшей, т.е. в ступенях 24- и 32-сантиметровых, измеряются высоты высотомером или мерной вилкой, приспособленной для этой цели. При наличии на визирах срубленных деревьев из центральных ступеней толщины измеряются в первую очередь высоты этих деревьев. Результаты измерений заносятся в соответствующие графы перечетной ведомости.

После измерения высот у отдельных деревьев определяются средние высоты для центральной и двум смежным с ней ступеням толщины таксируемой породы. Для нашего примера средние высоты по этим ступеням толщины (24, 28 и 32) соответственно оказались следующими:

21,5 м = (23 + 21 + 20,5) / 3,

24,3 м = (23,5 + 24,5 + 25) / 3 и

26,2 м = (27 + 26 + 25,5) / 3 (см. ведомость перечета).

Полученные средние высоты сравниваются с высотами в сорти-ментных таблицах соответствующих ступеней толщины таксируемой породы, и по наиболее близкому сходству их устанавливается разряд высот.

Центральные ступени толщины	24 см	28 см	32 см
Средние высоты фактические	21,5 м	24,3 см	26,2 м
Табличные высоты II разряда	23 м	25 м	26 м
Табличные высоты III разряда	21 м	22 м	23 м
Разряды высот по ступеням	III	II	II

 

Как видно, средние высоты таксируемого древостоя полностью не совпадают с табличными, но в большей части близки к высотам таблиц II разряда, а это значит, что и весь древостой сосны должен таксироваться по II разряду.

Составление материальной оценки лесосеки. Сортиментно-сортная оценка леса начинается с переноса числа деревьев из перечетной ведомости в ведомость материально-денежной оценки лесосеки. Этот перенос деревьев увязывается с содержанием сортиментных таблиц. В последних выход сортиментов для первосортных и деловых деревьев дан совместно, кроме высококачественной древесины, которая определяется только из первосортных деревьев. Поэтому первосортные и деловые деревья переносятся в оценочную ведомость совместно для определения общего выхода деловой древесины и, кроме того, первосортные деревья записываются отдельно для определения выхода из них высококачественной древесины.

Количество деревьев из перечетной ведомости нашего примера перенесены в ведомость материально-денежной оценки со следующей группировкой их:

1. Всего деловых (деловые и первосортные) для определения деловой древесины по категориям крупности, отходов и дров.

2. Дровяных (дровяные стволы) для определения дров.

После этого приступают к определению деловой древесины по категориям крупности и по производственным сортиментам.

Для соответствующей породы и разряда высот, находят раздел, где приводится выход деловой древесины по категориям крупности, дров и отходов по ступеням толщины.

Используя данные перечета, определяют для каждой ступени толщины количество крупной, средней, мелкой деловой древесины, дров и отходов (путем перемножения количества деревьев по перечету на объем древесины по таблице). Просуммировав запасы крупной, средней и мелкой деловой древесины, дров и отходов по ступеням толщины, получаем их общее количество в насаждении.

Для сокращения объема посчитываемых операций, выход сортиментов в таблицах приведен для 1-9 стволов. В том случае, когда число деревьев в ступени исчисляется десятками или сотнями, табличные данные увеличиваются в 10 или 100 раз перенесением вправо запятой на одну или две цифры.

Пример сортиментации участка леса (совокупности деревьев) по сортиментным таблицам. Порядок и техника всех этих вычислений лучше всего познаются на конкретном примере, в качестве которого возьмем 32-сантиметровую ступень нашей делянки, древостой сосны которой относится ко II разряду высот. В этой ступени 236 деревьев, из которых деловых совместно с первосортными 232 дерева, в том числе первосортных 72 дерева, дровяных 4 дерева.

По графе «Итого деловых» определяется по сортиментным таблицам для сосны II разряда высоты выход деловой древесины по категориям крупности. Для 232 деревьев имеем:

Крупной деловой древесины 85,84 м³ (как сумма 74,00 м³ для 200 'стволов, 11,10 м³ для 30 стволов и 0,74 м³ для двух стволов).

Средней деловой древесины также 85,84 м³, так как из одного ствола этой ступени получается 0,37 м³, т.е. столько же сколько и крупной деловой древесины.

Мелкой деловой древесины 9,28 м³, полученных суммированием – 8,0 м³ для 200 стволов, 1,20 м³ для 30 стволов и 0,08 м³ для 2 стволов.

Суммируя крупную, среднюю и мелкую деловую древесину, получим деловой по 32-сантиметровой ступени толщины в размере 180,96 м³.

Правильность полученного объема деловой древесины можно проверить определением ее объема по графе сортиментных таблиц «Итого деловой». В самом деле, то этой графе для 232 стволов объем деловой древесины равен 156,00 м³ для 200 стволов, 23,40 м³ для 30 стволов и 1,56 м³ для 2 стволов, а в сумме 180,96 м³.

Дрова из деловых стволов определяются по графе сортиментных таблиц «Дрова», а из дровяных стволов — по графе «Всего».

В нашем примере по данной ступени толщины имеется 232 дерева деловых совместно с первосортными и 4 дерева дровяных. Объем дров для 232 деловых стволов составляет 4,64 м ³ (4,00 м ³ для 200 стволов, 0,60 м ³ для 30 cтволов и 0,04 м ³ для 2 стволов) и 3,64 м ³ для 4 дровяных стволов по графе «Всего», а всего дров из деловых и дровяных 8,28 м ³. Ликвид из кроны 236 деревьев — 4,72 м ³.

Следующая графа ведомости материально-денежной оценки «Итого ликвидной древесины» заполняется суммарным объемом деловой древесины, дров и ликвида из кроны, т.е. 193,96 м³=180,96+8,28 м ³ +4,72 м ³.

Отходы, получаемые только из деловых и первосортных деревьев, исчисляются в размере 25,52 м ³ (22,00 м ³ для 200 деревьев, 3,30 м ³ для 30 деревьев, и 0,22 м ³ для двух деревьев).

Сумма объемов деловой древесины, дров и отходов в размере 219,48 м ³ (193,96+25,52) проставляется в графе «Всего» ведомости материально-денежной оценки лесосеки.

Аналогичная работа проводится по всем ступеням толщины. После этого путем суммирования вертикальных граф определяется объем каждого сортимента.

Точность оценки по сортиментным таблицам общего запаса и деловой ±10%.

Сортиментация насаждений по товарным таблицам.

Товарными называются таблицы, в которых для различных по высоте и диаметру деревьев и различных возрастов или же классов товарности приведены в процентах:

· общий и ликвидный объем древесины, %;

· объем деловой древесины с разделением по классам крупности,%;

· объем важнейших лесных сортиментов, технологического сырья, дров,%;

· объем отходов,%.