СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ СТВОЛА ДЕРЕВА Российский патент 1995 года по МПК A01G23/00 

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к лесной биогеоценологии и лесной таксации, и может быть использовано при определении массы ствола деревьев.

Известен сложный способ определения массы ствола дерева, заключающийся в вычислении объема ствола и последующего расчета его массы через условную плотность с учетом влажности (1).

Известные способы сложны и очень трудоемки. Многочисленные измерения и расчеты сопровождаются большим количество трудно выявляемых систематических и случайных ошибок, что в итоге сводится к получению некорректных результатов. При определении массы ствола необходимо взятие образцов на плотность и влажность по всему стволу, от основания до вершины, в целях учета варьирования плотности и влажности по диаметру и высоте дерева. Все это приводит к большим затратам труда и времени.

Целью изобретения является сокращение общих затрат труда и времени, снижение трудоемкости работ и повышение точности оценки.

Поставленная цель достигается тем, что берется отрезок ствола длиной 0,1 протяженности ствола, относительная величина массы которого (его доля в процентах от общей массы ствола) обладает высокой стабильностью, т. е. является величиной постоянной, практически не зависящей от возраста и дифференциации деревьев в древостое, в связи с чем и применяется в качестве количественного признака, для последующего определения общей массы ствола.

Изобретение основано на функциональной связи между массой ствола и массой его относительных отрезков, длиной равной 0,1 протяженности ствола. Эта связь подтверждена в специальных опытах с соосной обыкновенной.

П р и м е р 1. Определение степени тесноты связи массы ствола с массой его относительных отрезков. На пробной площади, заложенной в 20-летнем сосняке, по ступеням толщины были взяты модельные деревья, у которых, после обрубки ветвей, стволы были разделены, от основания до вершины, на 10 равных частей. Каждый отрезок, соответствующий 0,1 протяженности ствола, взвешивался отдельно. Взятие образцов на влажность позволило определить абсолютно-сухую массу отрезков и всех стволов. Вычисленные парные коэффициенты корреляции и их ошибки, между этими показателями, показывают, что степень тесноты связи очень высокая, приближается к единице, т. е. функциональная. Надежность связей подтверждается малой ошибкой коэффициентов и высокими критериями надежности (табл. 1).

П р и м е р 2. Определение относительных величин масс отрезков ствола и их статистические параметры. Значения массы отрезков ствола, выраженные в процентах (доля, ) от массы всего ствола, были подвергнуты статистической обработке. Установлено, что функциональная связь между массой ствола и массой относительных отрезков (0,1 H) подтверждается, кроме вышеперечисленных параметров, высокой стабильностью относительных величин (%) масс выделенных отрезков ствола (табл. 2), обладающих также низкой степенью варьирования и высокой точностью их определения, что позволяет использовать их в качестве количественных признаков.

П р и м е р 3. Определение относительных величин масс отрезков ствола в древостоях разного возраста. Пробные площади заложены в 20, 40, 70 и 90-летних сосняках, на которых по ступеням толщины взяты модельные деревья: в 20-летних 14, в 40-летних 12, в 70-летних 9 и в 90-летних 9 деревьев. Дальнейшая их обработка и статистический анализ полученных данных показали, что значения относительных величины масс отрезков ствола, выраженные в процентах, независимо от возраста, стабильный характер. Имеющиеся различия несущественны (табл. 3).

П р и м е р 4. Проверка точности определения массы ствола у деревьев сосны. Анализ полученных данных показывает, что точность оценки массы ствола деревьев по предлагаемому способу вполне удовлетворяет предъявляемым требованиям. Причем можно использовать относительные величины масс любого из 10 отрезков (табл. 4). Однако, исходя из целесообразности снижения трудоемкости работ и получения данных с достаточной точностью, не рекомендуется использовать комлевой (первый) и вершинный (десятый) отрезки ствола. Наиболее точные результаты по предлагаемому способу получаются с использованием четвертого, пятого, шестого и седьмого отрезков, т. е. срединных отрезков.

Известный способ включает в себя следующие работы. 1. Валка дерева у основания (шейки корня) ствола. 2. Измерение протяженности дерева. 3. Разметка и раскряжевка ствола на n-ное число отрезков. 4. Обрубка ветвей. 5. Измерение диаметров отрезков стволов. 6. Взятие образцов на плотность и влажность. 7. Вычисление объема ствола по формулам. 8. Вычисление массы ствола с применением полученных коэффициентов плотности и влажности.

По предлагаемому способу перечень операций сводится к следующему. 1. Валка дерева с оставлением пня любого размера. 2. Измерение протяженности ствола. 3. Разметка и выпиливание выделенного отрезка, длиной в 0,1 протяженности ствола, 4. Частичная обрубка ветвей (при их наличии) на выделенном отрезке ствола. 5. Взвешивание выделенного отрезка, с последующим вычислением общей массы ствола.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследуемое дерево спиливают, с оставлением пня, на удобной для работы вальщика высоте. Затем измеряют протяженность ствола, от его основания у шейки корня до вершины, учитывая и высоту пня. Далее производят разметку, с выделением необходимого отрезка, длиной в 0,1 протяженности ствола. Нумерация отрезков во всех случаях начинается от основания ствола 0,1 первый, 0,2 второй и т. д.) до вершины. На выпиленном отрезке обрубают ветви (при их наличии) и взвешивают его. При необходимости из него отбирают один образец на влажность, для последующего перерасчета его массы на абсолютно-сухое состояние. Зная массу взвешенного отрезка и его теоретическую среднюю относительную величину, которые составляют у четвертого 12,6, пятого 10,7, шестого 8,8 и седьмого 6,7 и т. д. (см. табл. 3) и являются величинами постоянными, массу всего ствола определяют по предлагаемой формуле:
P_ст.= · 100% где P_ст. масса ствола (г, кг, ц, т) в сыром или абсолютно сухом состоянии;
P_n масса взятого 2, 3, 4, 5, 6 и т. д. отрезка ствола (г, кг, ц, т) в сыром или абсолютно сухом состоянии;
P_n', предлагаемая средняя относительная величина массы взятого n-го отрезка, выраженная в процентах от общей массы ствола и являющаяся для выбранного отрезка величиной постоянной.

При взятии четвертого, начиная от основания, ствола, отрезка формула примет следующий вид:
P_ст.= · 100% пятого P_ст.=
шестого P_ст.= и седьмого P_ст.=
Предлагаемый способ отличается от известного резким сокращением трудоемких операций и введением новых выпиливанием заданного отрезка, размером 0,1 протяженности ствола, взвешиванием его и последующим определением массы всего ствола по предлагаемой формуле.

Использование предлагаемого способа по сравнению с существующими упрощает и ускоряет оценку массы ствола деревьев, одновременно повышая ее точность, а также облегчает валку дерева, допуская оставление пня любой высоты; исключает влияние варьирования плотности и влажности ствола по высоте на точность определения.

Способ апробирован на примере сосны обыкновенной, но, исходя из общих биологических закономерностей формирования ствола у деревьев, его можно использовать при определении массы стволов у всех остальных древесных пород, с моноподиальным и симподиальным типом нарастания стеблей. Небольшая разница относительных величин возможна лишь в комлевой и вершинной частях, объясняемая разной формой (сбежистостью) ствола и многообразием форм крон у деревьев.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к лесной таксации. Способ определения массы ствола дерева заключается в выпиливании и взвешивании отрезка ствола определенной высоты, пропорциональной высоте самого дерева и подсчета массы всего ствола дерева по формуле. 4 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ СТВОЛА ДЕРЕВА, включающий валку и анализ модельного или учетного дерева путем разделения его ствола на отрезки с последующим определением их массы, отличающийся тем, что предварительно выпиливают и взвешивают какой-либо один отрезок ствола длиной 0,1 его высоты и затем массу P_ст всего ствола определяют по формуле

где P_n масса взятого отрезка стола;
P′n