Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
2.2. Способ измерения пробных площадок
Технический результат - повышение точности подбора и закладки пробных площадок в исследуемом древостое путем сопоставления их по закономерностям изменения высоты в зависимости от диаметра на высоте 1,3 м от корневой шейки.
Этот технический результат достигается тем, что вначале выполняют отграничение древостоя в целом, проводят перечет всех или частично (с доказательством представительности числа измеряемых растений) деревьев древостоя с измерением их диаметров и высот. По результатам измерений древостоя выполняют статистическое моделирование для получения закономерности влияния диаметра ствола на высоту дерева.
Затем на компьютере подбирают множество рядом растущих деревьев и по нему снова проводят статистическое моделирование, причем подбор этого множества путем увеличения его численности выполняют до тех пор, пока конструкции статистической закономерности частного множества деревьев не будут совпадать с закономерностью распределения деревьев всего древостоя. После этого найденное множество деревьев отмечают на карте древостоя для определения размера будущей пробной площадки, а затем выполняют отграничение в натуре пробной площадки расчетного размера со статистически вычисленным числом деревьев.
Отграничение древостоя выполняют в пределах таксационного выдела леса, а по результатам статистического моделирования и сопоставления выполняют отграничение в натуре пробной площадки, геодезическую привязку её к ближайшим просекам, визирам и ясно заметным другим ориентирам. Затем выполняют разбивку координатной пробной площади на мелкие площадки размерами 5 х 5 или 10 х 10 м с установкой по углам колышек размером 40-50 см с номерами площадок. Нумерация всех деревьев и определение их местоположения осуществляется путем промеров между колышками по двум взаимно перпендикулярным направлениям.
Затем определяют местоположение деревьев вне границ пробной площадки, но кроны которых хотя бы частично входят в нее, а также местоположение пней, а затем выполняют сопоставление результатов измерений деревьев на постоянной пробной площади с результатами обработки фотоснимков, полученных аэрофотосъемкой.
В ходе перечета на деревьях наносят номера подеревной ведомости и составляют карту размещения отдельных куртин и биологических групп деревьев, причем карту расположения деревьев можно составить по результатам аэрофотосъемки древостоя.
Статистическое моделирование выполняют по закономерности
, (2.1)
где H- высота дерева, вычисляемая по формуле, м;
D13 - диаметр ствола дерева на высоте 1,3 м от корневой шейки, см;
r - целочисленный ранг, принимаемый из ряда 0, 1, 2, 3, ...;
a1....a9 - параметры статистической модели, получающие числовые значения для конкретного древостоя и подобранного множества деревьев для закладки пробной площади.
При изучении динамики таксационных и дешифровочных показателей с учетом взаимосвязей роста деревьев, во второй и последующие этапы измерения отграниченной в натуре постоянной пробной площади выполняют с учетом приращений высоты и диаметра на высоте 1,3 м.
На компьютере подбирают множество рядом растущих деревьев с последовательным включением отдельных смежных куртин и биологических групп деревьев без подразделения этого множества на элементы леса. Причем далеко отстоящие друг от друга куртины и биологические группы деревьев помещают в разные пробные площади.
Повторные измерения выполняют на деревьях пробной площади по всем пробных площадкам, с подразделением деревьев на элементы леса по отдельным ярусам, а также по признакам товарно-сортиментной оценки древостоя.
После отграничения в натуре пробной площади результаты измерений деревьев могут быть распределены по ступням толщины и разрядам высот для определения закономерностей распределений по существующим методам лесной таксации.
Сущность технического решения заключается в том, что значения диаметра и высоты деревьев, растущих в одном древостое, принимаются за общую совокупность, результаты измерений диаметров и высот подвергаются статистическому моделированию без предварительного распределения измеренных значений по ступеням толщины и разрядам высоты. Затем на компьютере подбирают подмножество деревьев так, чтобы не менялась конструкция статистической модели. А затем по этому множеству деревьев отграничивают в натуре пробную площадь. Это позволяет один раз сопоставить древостой с отобранными на компьютере пробными площадями, а затем перечет лесных деревьев вести регулярно только на них.
Сущность способа заключается также в том, что древостой принимается за цельную биологическую популяцию, имеющую общие для всех деревьев закономерности роста и развития. Эти общие для популяции деревьев закономерности проявляются в сопоставлении диаметров и высот деревьев, входящих в популяцию как отдельные организмы (биологические особи). Причем эти закономерности на пробных площадях должны быть по конструкции статистических моделей одинаковыми с древостоем.
Положительный эффект заключается в том, что способ позволяет с высокой точностью определить множества деревьев, устойчиво и адекватно описывающих общую совокупность деревьев всего древостоя. В итоге дальнейшая работа с отобранной и отграниченной в натуре пробной площадью позволяет быть уверенным в экологическом мониторинге, слежении за ходом роста и развития деревьев на пробной площади, а также при необходимости изменять пробную площадь по числу учитываемых в статистическом моделировании деревьев.
Положительный эффект заключается также в том, что предлагаемый способ можно применять и при использовании аэрофотографических методов в лесной таксации. Причем возможно объединение аэросъемок лесов, полей и местности в целом для изучения качества ландшафта по свойствам крон измеренных по фотоснимкам деревьев на постоянной пробной площади.
Существенной новизной является то, что впервые подбор пробных площадок для одной пробной площади выполняется не случайным образом, а через изучение закономерностей распределения деревьев во всем древостое. Только после компьютерного подбора выполняется закладка пробной площади с отграничением её в натуре внутри древостоя. При этом закладка не представляет практических трудностей из-за того, что номера деревьев известны из подеревной ведомости и сохраняются в памяти компьютера. Кроме того, может быть составлена карта расположения деревьев по результатам аэрофотосъемки. После того, как пробная площадь составлена, можно проводить сопоставление древостоя и отдельных пробных площадей и через распределения по любым ступеням толщины в 1, 2, 3 и 4 см.
В связи с этим техническое решение обладает существенными признаками новизны, положительным эффектом и перспективой расширения областей практического применения статистической методологии лесной таксации в инженерной экологии, то есть в экологической оценке лесных территорий.
Эффективность нового способа проявляется в том, что он позволяет применять как современные методы таксации древостоя, так и предлагаемый способ без распределения деревьев по ступеням толщины и разрядам высот. При этом подбор пробной площади выполняется на компьютере по результатам наземного обследования древостоя, а также по фотоснимкам после аэросъемки или комбинированием наземного обследования с аэрофотографическими методами измерения деревьев. Независимо от применяемой технологии измерений и обработки результатов измерений, только после совпадения закономерностей множества деревьев с закономерностями всего древостоя пробная площадь считается подобранной. Только после этого выполняется отграничение пробной площади в натуре и обустройство границ постоянной пробной площади. Это позволяет подбор и закладку постоянных пробных площадей поставить на научную основу (по закономерностям распределения деревьев) и применять результаты измерений и сопоставлений, известных в лесной таксации, для целей экологического мониторинга и природоохранного обустройства территорий.