ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПЫТА ДАННЫХ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЫСОТ ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПЫТА ДАННЫХ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЫСОТ ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ

Научная статья

Вайс А.А.^1, *, Пономаренко Д.В.²

¹ ORCID: 0000-0003-4965-3670;

¹ Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева», Красноярск, Россия;

² Таежинское лесничество Красноярского края, с. Новобирилюссы, Россия

* Корреспондирующий автор (vais6365[at]mail.ru)

Аннотация

Цель работы – выявление достоверности средних показателей высот (точности опыта) деревьев в сосновых древостоях по средним величинам и изменчивости высот. Общая методика исследования основывается на измерении ряда таксационных показателей в насаждениях, основным элементом которых являются древостои сосны обыкновенной. В каждом лесотаксационном выделе были измерены диаметры и высоты четырех модельных деревьев для каждой ступени толщины. Всего указанные морфологические показатели замерены у 1350 деревьев.

По результатам исследований установлено следующее. В молодняках, имеющих значительную разницу высот по ступеням толщины, можно рекомендовать увеличить число измеряемых высот до 5 учетных деревьев для каждой ступени толщины. В остальных группах возраста следует рекомендовать считать достаточным измерение 4-х учетных дерева в каждой ступени толщины.

Ключевые слова: сосна, высота, связь, диаметр, точность опыта.

THE EVALUATION OF THE DATA ACCURACY OF THE PINE TREE HEIGHTS ANALYSIS

Research article

Weis A. A.^1, *, Ponomarenko D. V.²

¹ ORCID: 0000-0003-4965-3670;

¹ Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia;

² Taezhinsky forestry of Krasnoyarsk territory, Novobirilyussy, Russia

* Corresponding author (vais6365@mail.ru)

Abstract

The purpose of the work is to identify the reliability of average height indicators (experiment accuracy) of the trees in the pine stocks judging by the average values and variability of heights. The general research methodology is based on the measurement of taxational specifications of the growing stock, the main elements of which are the stocks of ordinary pine. The diameters and heights of four control trees for each level of thickness were measured in each forest taxing section. In total, 1350 trees were measured according to these morphological indicators.

According to the research results, for young pines that have a significant height difference in thickness level, it is recommended to increase the number of measured heights to 5 measured trees for each level of thickness. In other pine stock ratios, it is recommended to consider the measurement of 4 control trees for each level of thickness sufficient enough.

Keywords: pine, height, connection, diameter, experiment accuracy

Введение

Высота деревьев в любом насаждении различна [1]. Значение высоты обуславливает целый комплекс процессов и оценочных показателей [2]. Это формирование ярусности, определение качества условий местопроизрастания, оценка роста деревьев, характеристика развития насаждений, установление разряда высоты и т.д. [3], [4], [5].

Средняя высота насаждений зависит от древесной породы, условий местопроизрастания, возраста и осуществляемых в лесу хозяйственных мероприятий [6], [7], [8]. В пределах насаждения различия в высоте обуславливаются разным положением деревьев в отношении света, смежных деревьев, микроповышений и почвенных разностей [9], [10]. При одном и том же диаметре деревьев в пределах насаждения высоты оказываются разными [11], [12].

Методика исследований

Исследования проведены на территории Караульного и Таежинского лесничеств Красноярского края. Общая методика исследования основывается на измерении ряда таксационных показателей в насаждениях, основным элементом которых являются древостои сосны обыкновенной. В каждом лесотаксационном выделе были измерены диаметры и высоты четырех модельных деревьев для каждой ступени толщины. Ступени толщины приняты в зависимости от среднего диаметра насаждений: при среднем диаметре более 16 см – 4 см; при среднем диаметре от 6 до 16 см – 2 см; при среднем диаметре менее 6 см – 1 см. Измерения диаметров производились при помощи мерной вилки на высоте 1,3 м, в насаждениях, где измерение диаметра на высоте 1,3 м невозможно, замеры производились у основания корневой шейки. Измерения высот производились при помощи высотомера, в молодняках – при помощи мерного шеста. Всего указанные таксационные показатели замерены у 1350 деревьев.

Результаты исследований

На следующем этапе был выполнен статистический анализ высот деревьев для оценки их изменчивости и средних значений. Оценка изменчивости производилась по шкале М.Л. Дворецкого, согласно которой, по величине коэффициента вариации, устанавливают меру изменчивости признака: при величине коэффициента вариации до 5 % - изменчивость слабая; 6-10 % - умеренная; 11-20 % - значительная; 21-50 % - большая; 51 % и более – очень большая. Статистические показатели высот деревьев представлены в таблице 1.

На участках № 11, 12, 17, 22 изменчивость высот умеренная (в пределах от 6 до 10 %), на этих же выделах наблюдаются максимальные значения средних высот, что соответствует площадям, занятым перестойными насаждениями. На участках № 6-9, 12 наблюдается значительная изменчивость высот (в пределах от 11 до 20 %). Для выделов № 1-5, 10, 13-16, 18-20, 23, 25, 27 коэффициент вариации находится в пределах от 21 до 50 %, что указывает на большую изменчивость высот. Такая изменчивость высот характерна для молодняков, а также насаждений, в которых представлено значительное число ступеней толщины.

 Точность опыта для большей части лесных участков находится в пределах от 1,4 до 4,9 %, что позволяет сделать вывод о достоверности полученных результатов и достаточности числа измерений в соответствии с принятой методикой проведения исследования. Однако на нескольких выделах (№ 1-5, 25, 28-30) точность опыта превышает 5 % и находится в пределах от 5,1 до 8,2 %, что указывает на недостаточность числа измерений. Насаждения на указанных участках представлены древостоями, находящимися в фазе активного роста, то есть молодняками, для указанных участков также характерна значительная или большая изменчивость высот.

На основании данных таблицы 1 построены диаграммы связи точности опыта со средней высотой и изменчивостью высот. Обе зависимости имеют линейный характер. При увеличении средней высоты точность опыта уменьшается, а при росте изменчивости точность опыта возрастает (рисунок 1).

Линейная форма связи позволила использовать множественное уравнение для определения точности опыта по средней величине и изменчивости высот.

 

Таблица 1 – Статистические показатели высот деревьев сосны

Примечание: все статистические оценки получены при уровне доверительной вероятности р=0,954.

 

Рис.1 – Связь точности опыта со средними высотами и их изменчивостью

  P (%) = 2,2198 + 0,1292*V–0,0712*X_{ср ,} R=0,96; m=0,46%; F=221.

Все коэффициенты уравнения значимы так, как р < 0,05.

На основании уравнения построена таблица 2 определения допустимых параметров сосновых древостоев для получения достоверных оценок высот деревьев. Показатели точности опыта определены для средних высот от 2 до 28 м изменчивости высот от 5 до 45%. При изменчивости высот 40-45% точность опыта не достигает 5% (критическая точность опыта различия оценки выборки и генеральной совокупности). Это указывает на то, что при такой изменчивости высот число учетных деревьев необходимо увеличить.

Заключение

Таким образом, при проведении измерительных работ можно рекомендовать следующее.

- В молодняках, имеющих значительную разницу высот по ступеням толщины, можно рекомендовать увеличить число измеряемых высот до 5 учетных деревьев для каждой ступени толщины.

- В остальных группах возраста следует считать достаточным измерение 4 учетных дерева в каждой ступени толщины.

 

Таблица 2 – Достоверные параметры высот деревьев (точность опыта) с учетом средней арифметической высоты и изменчивости высот

V, %	Средняя арифметическая высота, м
	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28
точность опыта, %
5	2,7	2,6	2,4	2,3	2,2	2,0	1,9	1,7	1,6	1,4	1,3	1,2	1,0	0,9
10	3,4	3,2	3,1	2,9	2,8	2,7	2,5	2,4	2,2	2,1	1,9	1,8	1,7	1,5
15	4,0	3,9	3,7	3,6	3,4	3,3	3,2	3,0	2,9	2,7	2,6	2,4	2,3	2,2
20	4,7	4,5	4,4	4,2	4,1	3,9	3,8	3,7	3,5	3,4	3,2	3,1	3,0	2,8
25	5,3	5,2	5,0	4,9	4,7	4,6	4,5	4,3	4,2	4,0	3,9	3,7	3,6	3,5
30	6,0	5,8	5,7	5,5	5,4	5,2	5,1	5,0	4,8	4,7	4,5	4,4	4,2	4,1
35	6,6	6,5	6,3	6,2	6,0	5,9	5,7	5,6	5,5	5,3	5,2	5,0	4,9	4,7
40	7,2	7,1	7,0	6,8	6,7	6,5	6,4	6,2	6,1	6,0	5,8	5,7	5,5	5,4
45	7,9	7,7	7,6	7,5	7,3	7,2	7,0	6,9	6,8	6,6	6,5	6,3	6,2	6,0

 

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Анучин Н.П. Лесная таксация: учебник для вузов. – 5-е изд., доп. / Н.П. Анучин. - М.; Лесн. пром-сть, 1982. – 552 с.
2. Алексенков Ю.М. Соотношение высот и диаметров основных лесообразующих пород под воздействием ветровала в Висимском заповеднике / Ю.М. Алексенков, Г.В. Андреев, Е.Г. Поздеев и др. // Аграрный вестник Урала. – 2009. - № 2. – с. 75-77.
3. Кузьмичев В.В. Зависимость высот деревьев от их толщины в сосновых древостоях / В.В. Кузьмичев, В.В. Гончарук // Лесная таксация и лесоустройство: межвуз. сб. науч. тр. – 1993. – с. 9-16.
4. Кузьмичев В.В. Обобщенная зависимость высот от диаметров в сосновых древостоях / В.В. Кузьмичев, А.Г. Неповинных // Научный журнал КубГАУ. – 2008. - № 41 (7).
5. Кузьмичев В.В. Анализ отклонений от кривых роста в высоту деревьев сосны в Минусинских борах / В.В. Кузьмичев, В.Г. Руссков // Научный журнал КубГАУ. – 2012. - № 76 (02).
6. Справочник таксатора: учебно-справочное пособие / С.Л. Шевелев, В.В. Кузьмичев, Н.В. Павлов и др. – Красноярск: СибГТУ, 2004. – 172 с.
7. Шевелев С.Л. Таксация лиственничников: учебное пособие / С.Л. Шевелев. – Красноярск: КГТА, 1994. – 128 с.
8. Кулик К.Н. Исследование взаимосвязи между основными таксационными показателями древостоя в защитных лесных насаждениях на юге Приволжской возвышенности в пределах Волгоградской области / К.Н. Кулик, А.В. Кошелев, Н.А. Ткаченко // Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибири. – 2016. – с. 78-83.
9. Мазуркин П.М. Оценка компонентного неравновесия древостоя по кривым высот и диаметров растущих деревьев / П.М. Мазуркин, Э.Н. Бедертдинов, Н.В. Русинова // Успехи современного естествознания: научно-теоретический журнал. – 2009. - №8.
10. Нагимов З.Я. Особенности роста и формирования фитомассы древостоев ели в высокогорьях Южного Урала (на примере г. Малый Иремель) / З.Я. Нагимов и др. // Хвойные бореальной зоны – 2007. –ΧΧΙV. - № 4 – 5. - с. 427-430.
11. Скоробогатько Н.Д. Зависимость среднего диаметра на высоте 1,3 метра от средней высоты, качества условий произрастания, полноты и сомкнутости полога в березовых насаждениях для таксационных районов равнинной части Прикамья / Н.Д. Скоробогатько, Л.Е. Дробаха // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2005. - № 10. – с. 58-60.
12. Хлюстов В.К. Моделирование роста смешанных древостоев пойменных лесов Урала / В.К. Хлюстов, М.М. Елекшеева, Ж.Н. Токтасынов // Аграрный научный журнал. – 2017. - № 6. – с. 41-45.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Anuchin N.P. Lesnaja taksacija: uchebnik dlja vuzov [Forest taxation: textbook for universities] / N.P. Anuchin. – 5^th edition. - M.; Lesn. prom-st', 1982. – 552 p. [in Russian]
2. Aleksenkov Ju. M. Sootnoshenie vysot i diametrov osnovnyh lesoobrazujushhih porod pod vozdejstviem vetrovala v Visimskom zapovednike [The ratio of heights and diameters of the main forest-forming trees under the influence of wind in the Visimsky reserve] / Ju. M. Aleksenkov, G. V. Andreev, E. G. Pozdeev et al. // Agrarnyj vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals]. – 2009. – № 2. – p. 75–77. [in Russian]
3. Kuz'michev V. V. Zavisimost' vysot derev'ev ot ih tolshhiny v sosnovyh drevostojah [The dependence of the heights of trees on their thickness in a pine forest stands] / V. V. Kuz'michev, V. V. Goncharuk // Lesnaja taksacija i lesoustrojstvo: mezhvuz. sb. nauch. Tr [Forest taxation and forest management: the collection of scientific works as a result of several universities' collaboration]. – 1993. – p. 9–16. [in Russian]
4. Kuz'michev V. V. Obobshhennaja zavisimost' vysot ot diametrov v sosnovyh drevostojah [Generalized dependence of the heights on the diameters in pine forest stands] / V. V. Kuz'michev, A. G. Nepovinnyh // Nauchnyj zhurnal KubGAU [The scientific journal of the Kuban State Agrarian University]. – 2008. – № 41 (7). [in Russian]
5. Kuz'michev V. V. Analiz otklonenij ot krivyh rosta v vysotu derev'ev sosny v Minusinskih borah [The analysis of certain deviations from the growth curves in the height of pine trees in Minusinsk forests] / V. V. Kuz'michev, V. G. Russkov // Nauchnyj zhurnal KubGAU [The scientific journal of the Kuban State Agrarian University]. – 2012. – № 76 (02). [in Russian]
6. Shevelev S. L. Spravochnik taksatora: uchebno-spravochnoe posobie [Taxiator's Handbook: educational reference guide] / S. L. Shevelev, V. V. Kuz'michev, N. V. Pavlov et al. – Krasnojarsk: SibGTU, 2004. – 172 p. [in Russian]
7. Shevelev S. L. Taksacija listvennichnikov: uchebnoe posobie [The taxation of larch trees: textbook] / S. L. Shevelev. – Krasnojarsk: KGTA, 1994. – 128 p. [in Russian]
8. Kulik K. N. Issledovanie vzaimosvjazi mezhdu osnovnymi taksacionnymi pokazateljami drevostoja v zashhitnyh lesnyh nasazhdenijah na juge Privolzhskoj vozvyshennosti v predelah Volgogradskoj oblasti [The research of the relationship between the main taxational indicators of the forest stands in the protective forest stands in the South of the Volga upland within the Volgograd region] / K. N. Kulik, A. V. Koshelev, N. A. Tkachenko // Lesnoe hozjajstvo i zelenoe stroitel'stvo v Zapadnoj Sibiri [Forestry and green construction in Western Siberia]. – 2016. – p. 78–83. [in Russian]
9. Mazurkin P. M. Ocenka komponentnogo neravnovesija drevostoja po krivym vysot i diametrov rastushhih derev'ev [Estimation of the component disequilibrium of the forest stand according to the curves of heights and diameters of growing trees] / P. M. Mazurkin, Je. N. Bedertdinov, N. V. Rusinova // Uspehi sovremennogo estestvoznanija: nauchno-teoreticheskij zhurnal [The success of modern natural science: scientific and theoretical journal]. – 2009. – №8. [in Russian]
10. Nagimov Z. Ja. Osobennosti rosta i formirovanija fitomassy drevostoev eli v vysokogor'jah Juzhnogo Urala (na primere g. Malyj Iremel') [The features of growth and formation of phytomass of spruce stands in the highlands of the southern Urals (on the example of Maly Iremel)] / Z. Ja. Nagimov et al. // Hvojnye boreal'noj zony [Coniferous boreal areas]. – 2007. – ΧΧΙV. – № 4 – 5. – p. 427–430. [in Russian]
11. Skorobogat'ko N. D. Zavisimost' srednego diametra na vysote 1,3 metra ot srednej vysoty, kachestva uslovij proizrastanija, polnoty i somknutosti pologa v berezovyh nasazhdenijah dlja taksacionnyh rajonov ravninnoj chasti Prikam'ja [The dependency of the average diameter at a height of 1.3 meters on the average height, quality of growing conditions, closeness of the canopy in the birch plantations for taxational areas of the flat part of the Kama river] / N. D. Skorobogat'ko, L. E. Drobaha // Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa [Topical problems of the forest complex]. – 2005. – № 10. – p. 58–60. [in Russian]
12. Hljustov V. K. Modelirovanie rosta smeshannyh drevostoev pojmennyh lesov Urala [The modeling of the growth of mixed stands of floodplain forests in the Urals] / V. K. Hljustov, M. M. Eleksheeva, Zh. N. Toktasynov // Agrarnyj nauchnyj zhurnal [Agrarian scientific journal]. – 2017. – № 6. – p. 41–45. [in Russian]