Таксация и лесоустройство, лабораторные работы, 2013 г. 1079
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
ТАКСАЦИЯ И ЛЕСОУСТРОЙСТВО
Методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 022000 – Экология и природопользование
.
Воронеж 2013
2
УДК 630*5+630*524.4
Ревин, А. И. Таксация и лесоустройство [Текст] : методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 022000 – Экология и природопользование / А. И. Ревин, А. Н. Водолажский ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2013. – 83 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 6 от 24 мая 2013 г.)
Рецензент главный инженер филиала ФГУП «Рослесинфорг» «Воронежлеспроект» А.П. Кабанцов
Методические указания составлены в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавра 022000 – Экология и природопользование, утвержденным приказом Министерства образования и науки РФ от 12 августа 2010 г.
№ 854 г. и учебным планом направления, утвержденным ректором ВГЛТА в 2011 г.
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение Часть 1. Таксация отдельного дерева и его частей
Лабораторная работа № 1. Построение продольного сечения древесного ствола…………….…………………………………………………………...
Лабораторная работа № 2. Вычисление объемов ствола срубленного дерева по стереометрическим формулам……………………………..…… Лабораторная работа № 3. Вычисление коэффициентов формы и видовых чисел древесного ствола…..……………………………………… Лабораторная работа № 4. Сортиментация древесного ствола……………
Часть 2. Таксация лесной продукции ……………………………………….
Лабораторная работа № 5. Таксация круглого делового леса…………….
Лабораторная работа № 6. Таксация пиломатериалов..………………..…. Лабораторная работа № 7. Таксация дров. Определение коэффициентов полнодревесности……………………………………………………..…….. Лабораторная работа № 8. Экскурсия на склад лесопродукции………….
Часть 3. Таксация насаждений …………………………………………..… Лабораторная работа № 9. Определение запаса насаждения по объемным таблицам…….……………………………………………………………….. Лабораторная работа № 10. Определение запаса насаждения по сортиментным таблицам…..………………….……………………………. Лабораторная работа № 11. Определение запаса насаждения по способу средней модели..……………………………………………………………..
Лабораторная работа № 12. Определение запаса насаждения по таблицам хода роста и стандартным таблицам….…………………………. Часть 4. Лесоустройство…………………………………………………..… Лабораторная работа № 13. Составление карточек таксации, таксационного описания и таблиц классов возраста…………………….... Лабораторная работа № 14. Расчѐт средних значений основных таксационных признаков лесных насаждений по преобладающим породам.………………………………………………………………………
Лабораторная работа № 15. Распределение площади и запаса насаждений по хозяйственным секциям и группам возраста. Расчѐт эксплуатационного фонда……..……………………...…………………….. Лабораторная работа № 16. Расчѐт лесосек. Установление расчѐтной лесосеки….………………………………………………………….………... Лабораторная работа № 17. Товаризация эксплуатационного фонда годичной лесосеки.……………………………….………………………….
Библиографический список…………………………………………………
Приложения ………………………………………………………………….
Исходные данные для лабораторных работ………………………………..
4
5
5
7
9
11
13
13
14
16
17
18
18
20
20
23
25
25
26
29
31
33
36
37
45
4
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Таксация и лесоустройство» имеет большое значение в подготовке студентов, обучающихся по направлению подготовки 022000 – Экология и природопользование (квалификация «бакалавр»). Важное значение в выполнении общей программы имеет выполнение лабораторных работ.
Курс «Таксация и лесоустройство» - специальная дисциплина, в соответствии с учебным планом на ее изучение предусмотрено 108 часа, в том числе: лекций – 20 часов, лабораторных занятий – 34 часа и 54 часа выносится на самостоятельную подготовку. Дисциплина изучается на III курсе в 5 семестре. Для углубленного изучения курса предусмотрено выполнение курсового проекта.
При разработке методических указаний учитывались изменения в лесном законодательстве, в связи с принятием в 2006 году Лесного кодекса Российской Федерации. В связи с этим данная работа раскрывает методику основ современного лесоустройства, обобщая основные виды лесоустроительного проектирования.
Выполнение лабораторных работ позволяет студенту освоить основы таксации лесного и лесосечного фонда, а также ознакомиться с элементами лесоустроительного проектирования.
Методические указания предусматривают выполнение лабораторных работ по основным разделам таксации и лесоустройства:
–таксация отдельного дерева и его частей;
–таксация лесной продукции;
–таксация насаждений;
–обработка лесоинвентаризационных материалов (составление таксационных описаний и таблиц классов возраста, вычисление основных средних таксационных показателей);
–установление хозяйственных секций, возрастов и способов рубок спелых и перестойных насаждений, и расчет пользования лесом.
5
Часть 1. Таксация отдельного дерева и его частей
Лабораторная работа № 1 Тема: «Построение продольного сечения древесного ствола»
Цель работы – изучить форму продольного сечения древесного ствола. При выполнении настоящей лабораторной работы имеется в виду таксация лишь древесного ствола, а не всего дерева, т.е. без учета недревесных его частей.
Исходный материал. Для выполнения работы студенту выдаются исходные данные проведенного ранее обмера срубленного модельного дерева (табл. 1).
Порядок выполнения
У основания ствола, основания вершинки и на серединах двухметровых отрубков (1,3,5,7,.. 19 м), а также на высоте 1,3 м вычисляют средние из двух обмеров диаметров СЮ и ЗВ.
Область – Воронежская |
Порода – Дуб |
Лесхоз – Воронцовский |
Диаметр 1,3 м – 22 см |
Лесничество – Красное |
Высота – 21,1 м |
Квартал – 50 |
|
Таблица 1
Обмер диаметров ствола на разных высотах (см)
Расстояние |
|
С-Ю |
|
3-В |
Средний |
|||
от шейки |
В коре |
|
Без коры |
В коре |
|
Без коры |
В коре |
Без коры |
корня |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
0,0 |
27,7 |
|
25,5 |
25,3 |
|
25,1 |
26,5 |
25,3 |
1,0 |
22,4 |
|
20,4 |
22,0 |
|
20,0 |
22,2 |
20,2 |
1,3 |
22,2 |
|
20,2 |
21,8 |
|
19,7 |
22,0 |
20,0 |
3,0 |
12,0 |
|
19,8 |
21,6 |
|
20,0 |
21,8 |
19,9 |
5,0 |
21,3 |
|
19,5 |
20,8 |
|
19,2 |
21,1 |
19,4 |
7,0 |
19,8 |
|
18,6 |
19,4 |
|
18,7 |
19,6 |
18,7 |
9,0 |
17,5 |
|
16,9 |
17,1 |
|
16,6 |
17,3 |
16,8 |
11,0 |
15,7 |
|
14,9 |
15,3 |
|
14,7 |
15,5 |
14,8 |
13,0 |
13,4 |
|
12,6 |
13,0 |
|
12,4 |
13,2 |
12,5 |
15,0 |
11,5 |
|
10,6 |
11,8 |
|
10,5 |
11,7 |
10,5 |
17,0 |
8,8 |
|
8,2 |
8,7 |
|
8,3 |
8,8 |
8,2 |
19,0 |
5,0 |
|
4,4 |
4,8 |
|
4,3 |
4,9 |
4,3 |
20,0 |
3,8 |
|
3,2 |
3,7 |
|
3,4 |
3,8 |
3,3 |
Продольное сечение древесного ствола вычерчивается на миллиметровой бумаге. Рекомендуемые масштабы по высоте: 1:100 или 1:200, а по диаметру: 1:5, 1:4, 1:2. Принимая форму поперечного сечения ствола за круг, от оси откладывают по обе стороны половины средних значений диаметров,
6
как в коре, так и без коры. Полученные точки соединяют между собой, сначала в коре, а затем без коры. На графике продольного сечения ствол разбивается на двухметровые секции, отмечается основание его вершинки (табл. 2). Абсолютный сбег двухметровых отрезков – это разность между диаметрами двух сечений ствола, стоящих одно от другого на расстоянии 2 м.
Пример: при высоте ствола 21,1 м – длина вершинки равна 1,1 м, при четном количестве двухметровых отрубков высота таксационной вершинки равна 0 м. Диаметры ствола на 1/4, 1/2 и 3/4 его высоты определяются по графику, с учетом заданного масштаба. Площади сечения для всех обозначенных на графике диаметров определяются по таблице площадей сечений. Так при диаметре на 1/4 высоты ствола в коре 21,1 см, площадь сечения -
349,7 см2 (0,0349 м2).
Таблица 2
Изучение формы продольного сечения древесного ствола
График продоль- |
Диаметр |
Пло- |
Диаметр |
Пло- |
Диаметр |
Площадь |
Абсо- |
ного сечения |
на |
щадь |
на кон- |
щадь |
на 1,3 м; |
сечения на |
лютный |
ствола |
среди- |
сечения |
цах от- |
сечения |
1/4;1/2;3/4 |
1,3 м; |
сбег |
|
нах от- |
на сре- |
резков, |
на кон- |
высоты |
¼; ½; ¾ |
двух- |
|
резков, |
динах |
см |
цах от- |
|
высоты |
метро- |
|
см |
отрез- |
|
резков, |
|
|
вых от- |
|
|
ков, см2 |
|
см2 |
|
|
резков |
|
|
|
3,8 |
11,3 |
|
|
|
|
4,9 |
18,9 |
3,3 |
8,6 |
|
|
|
|
4,3 |
14,5 |
|
|
|
|
3,9 |
|
|
|
|
|
|
|
3,9 |
|
8,8 |
60,8 |
|
|
|
|
|
|
8,2 |
52,8 |
|
|
10,3 |
83,3 |
2,9 |
|
|
|
|
|
|||
|
11,7 |
107,5 |
|
|
9,1 |
69,4 |
2,3 |
|
|
|
|
|
|||
|
10,5 |
86,6 |
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13,2 |
136,8 |
|
|
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
12,5 |
122,7 |
|
|
|
|
2,3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
15,5 |
188,7 |
|
|
|
|
2,3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
14,8 |
172,0 |
|
|
15,9 |
198,6 |
1,8 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
15,3 |
183,9 |
|
|
17,3 |
235,1 |
|
|
2,0 |
||
|
|
|
|
|
|||
|
16,8 |
221,7 |
|
|
|
|
2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,6 |
301,7 |
|
|
|
|
1,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18,7 |
274,6 |
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21,1 |
349,7 |
|
|
21,1 |
349,7 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,4 |
295,5 |
|
|
19,4 |
295,5 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21,8 |
373,2 |
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
||
|
19,9 |
311,0 |
|
|
22,0 |
380,1 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|||
|
22,2 |
387,1 |
|
|
|
||
|
|
|
20,0 |
314,2 |
0,3 |
||
|
|
|
|
|
|||
|
20,2 |
320,5 |
|
|
|
||
|
23,6 |
433,7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
21,3 |
356,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масштабы: а) для диаметров 1:5 |
б) для высоты 1:100 |
|
|
Выводы по сбегу ствола: наибольший сбег приходится на верхнюю часть древесного ствола
7
Лабораторная работа № 2 Тема: «Вычисление объемов ствола срубленного дерева по стереомет-
рическим формулам» Цель работы – вычисление объема ствола по стереометрическим фор-
мулам. Сопоставление результатов.
Исходный материал: вычисленные площади поперечных сечений древесного ствола (табл. 2).
Порядок выполнения
Объѐм древесного ствола вычисляется с использованием трѐх простых стереометрических формул и одной сложной. Все значения объѐмов рассчитываются с точностью до 0,0001 м3 (табл. 3)
Таблица 3 Определение объѐма ствола по стереометрическим формулам
Простые формулы |
Сложная формула |
|
|
По концевым сечениям |
По срединным сечениям |
V |
|
g0 |
g L |
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
B коре |
|
|
|
|
|
|
|
|
B коре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
(387,1 |
373,2 |
349,7 |
301,7 |
235,1 |
188,7 |
|
|||||||||
V |
433,7 |
0 |
21,1 |
4575,5см 3 |
0,4576м3 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2 |
|
|
|
136,8 |
107,5 |
60,8 |
18,9) 2 |
11,3 |
1,1 |
0,4323м3 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Без коры |
|
|
|
|
|
|
|
|
Без коры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
V |
356,3 |
0 |
|
21,1 |
3758,9см 3 |
0,3759м3 |
V |
(320,5 |
311,0 |
295,5 |
274,6 |
221,7 |
172,0 |
|
|||||||||||||
2 |
|
|
|
122,7 |
86,6 |
52,8 |
14,5) |
2 |
8,6 |
1,1 |
|
0,4323м3 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
По срединным |
сечениям |
|
|
Простая формула по концевым и срединным |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сечениям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В коре |
|
|
|
|
В коре |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
198,6 |
21,1 |
4190,4 |
0,419м |
3 |
V |
433,7 |
4 198,6 |
0 |
21,1 |
4298,4 |
0,4298м |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без коры |
|
|
|
|
Без коры |
|
|
|
|
|
|
|
||
V |
183,9 |
21,1 |
3880,3 |
0,388м3 |
V |
356,3 |
4 183,9 |
0 |
|
21,1 |
3821,7 |
0,3822м |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
Условные обозначения:
V— объем ствола, м3;
g0 - площадь поперечного сечения у основания ствола, cм2; gn - площадь поперечного сечения основания вершинки, cм2; L - высота ствола, м;
γ - площадь сечения на серединах двухметровых отрезков, cм2; gL – площадь сечения на высоте ствола, cм2 (gL =0);
l - длина отрезка, м;
h - высота вершинки, м.
Объѐмы ствола, высчитанные по разным формулам, в большинстве своѐм не совпадают, поэтому полученные значения следует согласовать с наиболее точными из них. Исследования проф. Н.В. Третьякова показали, что при использовании простой формулы срединного сечения для определения объема целых стволов ошибки не превышают 5 %. Погрешности сложной формулы срединных сечений при длине отрубков 2 м составляют ±2-3 %. Эта формула является основной для определения объема целого ствола, который принимается за условно истинный.
Отклонения от условно истинного вычислялись по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р – отклонение в процентах; |
|
|
|
|
|
|
||||
VCР – объем ствола, сравниваемый с истинным, м 3; |
|
|
|
|||||||
VИСТ – объем, принимаемый за истинный, м3. |
|
|
|
|
||||||
|
Сравнение объемов стволов показано в табл. 4. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
Отклонения объѐмов ствола от истинного |
|
|
||||||
|
|
Объемы по формулам, м3 |
Отклонения от истинного, |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
простая по концевым сечениям |
простая по срединным сечениям |
простая по |
концевым и срединным сечениям |
сложная по срединным сечениям |
простой по концевым сечениям |
простой по срединным сечениям |
простой по концевым и срединным сечениям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В коре |
0,4695 |
0,4190 |
|
0,4359 |
0,4323 |
+8,6 |
23,0 |
+0,8 |
|
|
Без коры |
0,3850 |
0,3880 |
|
0,3869 |
0,3747 |
+2,7 |
+3,5 |
+3,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выводы: наиболее близкий результат к условно истинному объѐму даѐт в коре простая формула по концевым и срединным сечениям, без коры – простая формула по концевым сечениям.
9
Лабораторная работа № 3 Тема: «Вычисление коэффициентов формы и видовых чисел
древесного ствола» Цель работы – освоить используемые в практике способы определения
рассматриваемых признаков и оценить их точность по отношению к истинному.
Исходный материал. Необходимые для вычисления коэффициентов формы диаметры берутся из табл. 2.
Порядок выполнения
Частным случаем относительных диаметров являются коэффициенты формы (отношение любого диаметра ствола к диаметру на высоте груди). У шейки корня – q0, на ¼ высоты ствола – q1 на ¼ высоты - q2, и на ¾ высоты -
.q3
Пример вычисления коэффициентов формы:
q0 |
|
d0 |
|
23,6 |
1,07 |
|||
|
d1,3 |
22,0 |
||||||
|
|
|
|
|||||
q1 |
d1 4 |
|
21,1 |
|
0,96 |
|||
|
d1,3 |
22,0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
q |
|
|
d1 2 |
|
15,9 |
|
0,72 |
|
2 |
|
d1,3 |
22,0 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
q3 |
d3 4 |
|
10,3 |
|
0,47 |
|||
|
d1,3 |
22,0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
Каждый коэффициент формы в отдельности представляет собой относительный диаметр и не характеризует форму ствола, но вместе взятые они представляют действительный относительный сбег и достаточно хорошо характеризуют форму ствола. Наиболее широко используемым в лесной таксации является второй коэффициент формы. Его величина наиболее полно характеризует форму ствола. По этому коэффициенту можно приблизительно судить о сбежистости нижней половины ствола.
По степени сбежистости стволов различают: -малосбежистые q2=0.75-0.80 -среднесбежистые q2=0.65-0.70
-сбежистые q2=0.55-0.60
Для сосны средний коэффициент формы q2 равен - 0,65; дуба - 0,68; березы - 0,66; ели, пихты и осины - 0,70; ольхи черной - 0,69.
Наиболее полное представление о полнодревесности ствола дает видовое число. Видовым числом ствола (f) называют отношение объема ствола (V) к объему цилиндра (VЦ.), высота которого равна высоте дерева (Н), с диаметром ствола на высоте груди:
|
10 |
|
|||
f |
|
V |
V |
||
|
|
|
|
||
VЦ |
g1,3 H |
||||
|
Таким образом, видовое число показывает, какую часть от объема соответствующего цилиндра составляет объем ствола. В нашем примере объем ствола составляет 50 % объема равновеликого с ним цилиндра.
Помимо истинного видового числа, определяются видовые числа по формулам Кунце, Вейзе, Шиффеля и по таблице всеобщих видовых чисел проф. М.Е.Ткаченко. Самая простая связь выражается формулой Кунце:
где С - постоянная величина для отдельных древесных пород. Проф. Кунце определил величину коэффициента С для сосны - 0,20, для ели - 0,21, для бука - 0,22, для ольхи черной - 0,22, для осины - 0,24, березы - 0,22.
Формула Вейзе:
Австралийский лесовод Шиффель предложил эмпирическую формулу связи между f, q2 и Н:
Установлено, что по этой формуле могут быть определены видовые числа для всех пород со средней ошибкой ±3 %. Для насаждений видовых чисел по таблице проф. Ткаченко следует использовать высоту ствола (Н) и коэффициент формы (q2).
Величина видовых чисел стволов для большей части наших древесных пород в возрасте их хозяйственного использования в пределах 0,400-0,500. Порядок вычисления видовых чисел ствола показан в табл. 5.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
Расчѐт видовых чисел |
|
|
|
|||
Видовые числа |
По объему |
|
По формулам |
|
По таблице |
|
||
в коре |
(истин.) |
Кунце |
|
Вейзе |
|
Шиффеля |
Ткаченко |
|
Абсолютные |
0,539 |
0,500 |
|
0,518 |
|
0,503 |
0,512 |
|
Отклонения от |
- |
-7,2 |
|
-3,9 |
|
-6,7 |
-5,0 |
|
истинного,% |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Выводы: Ствол имеет значение q2 выше среднего для данной породы. Наиболее близкий показатель к условно истинному по видовому числу получен по формуле Вейзе.