о точности учета надземной фитомассы культур сосны

УДК 630*28 : 630*5
О ТОЧНОСТИ УЧЕТА НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ
КУЛЬТУР СОСНЫ
Н. А.
БАБИЧ
Архангельский лесотехнический институт
В настоящее время при изучении запасов фитомассы естественных и искусствен­
ных насаждений применяют в основном три метода: средних для древостоя деревьев;
графического выравнивания исходных данных, представленных деревьями разных сту­
пеней толщины; регрессионной оценки.
С учетом опыта исследования запасов фитомассы в лесных культурах региона
[2—4] нами сделана попытка проанализировать преимущества и недостатки каждого
из этих методов.
Опытным объектом послужили чистые по составу 46-летние посевы сосны V a клас­
са бонитета (северная подзона тайги). Первоначальная густота культур •—4 545 по­
севных мест на 1 га, размещение площадок — 2,2 X 0,9 м. Их сохранность на год ис­
следования составила 89,7 %. В одном посевном месте в среднем
произрастает
3,7 особи, что в переводе на 1 га составляет 15 120 шт. Средние: диаметр — 3,4 ±
± 0 , 0 7 см, высота — 5,2 м. Относительная полнота'—1,18. Лесоводственно-таксациоиная характеристика культурфитоценоза получена по результатам закладки пробной
площади (ОСТ 56—69—83). Тип леса — сосняк лишайниковый, тип условий место­
произрастания — Аь
Изучена фитомасса 35 деревьев, 12 из них являются средними для древостоя в
целом. По каждой модели с точностью 25 г определяли массу сухих сучьев и сырых
веток, древесной зелени (охвоенные ветви диаметром у основания не более 0,8 см),
коры и древесины ствола.
Полученные данные свидетельствуют о том, что при увеличении числа средних
для древостоя деревьев от 6 до 12 не повышается точность определения массы всех
фракций (см. таблицу). Так, различия в определении массы сухих сучьев составляют
всего 0,4 %, древесной зелени — 1,3 % и коры —0,5 %, т. е. не выходят за пределы
точности, принятой в лесоводстве. Метод средних для древостоя деревьев не всегда
дает возможность определить массу всех фракций фитомассы. В нашем конкретном
случае он не позволил найти массу сырых веток, так как эта фракция появляется у
более толстых деревьев. Кроме того, этот метод неприемлем из-за недостаточной точ­
ности (52 , . . 1 1 0 %
фактической) [б]. При его применении фактические данные за­
нижаются [1].
Широко применяемый метод графического выравнивания (см. рисунок) опытных
данных, по сравнению с методом среднего для древостоя дерева, на 43 % завышает
массу надземной фитомассы, сохраняя при этом примерно такое ж е процентное соото
т
Учет надземной
ю
см
см
сл
со
см
Ш
ИЗ
фитомассы
00
со
Ю
оо
00
о.
•в-
_
со
Щ
со
см со см см 0 0 in о> со со
г- о"
со
см
со" см о"
см
со 00
in
а.
S
сЗ
я
а
о
а
о
со .со
S
2
СО
о о>
со" со
"5
Cf
о
о.
с
см
2
о
т*< со"
о>
те
а н
<и а;
К»
СП
О.
С
со со
см
8
«
о
а
1П
in"
in щ
со" со
О
CO"
o_ CO
ел"
m in О
Tf"
CO
00
Ч а.
о О)
К ч
са о
CO
CO
га §
а* СП
ч
га
со Е
к =к
s
3 s
Он
и 5"
« га
Е =
ra
ж
o,
О
PQ
а. <"
5
а.«
о
S °
си a
~
э
С ю
о
Ч ш
ношение между отдельными фракциями. В некоторой степени это завышение дости­
гается за счет фракции сырых веток.
Как отмечает А. И. Уткин [71, графическое выравнивание данных модельных де­
ревьев имеет существенный недостаток—невозможно оценить отклонения выравнен­
ных значений от эмпирических. Последнее обеспечивается математическим выравни­
ванием при использовании метода регрессии.
В настоящее время при выявлении связи между отдельными таксационными по­
казателями (диаметр, высота и др.) и массой отдельных фракций фитомассы широко
применяется метод регрессионного анализа (метод Яблокова — К и т р е д ж а ) . Он явля­
ется основным. Нами проанализированы следующие формы связи: линейная, парабо­
лическая квадратная и кубическая, логарифмическая, показательная, степенная, три
гиперболические, оптимума и логической кривой. Приемлемость уравнений оценивали
их ошибкой. Анализ связи фитомассы отдельных фракций с диаметром ствола на вы­
соте 1,3 м свидетельствует о том, что эту зависимость в большинстве случаев, наилуч­
шим образом отражает уравнение параболы, а именно:
8
«Лесной журнал» № 1
Н. А. Бабич
114
/
/
40
•1
1
1
1
11
-f.
t
•/
/
/
Щ50\
I
J
/'
|
/
/
/
••
Графическое выравнивание
исходных
данных
массы
коры (а) и древесины (б)
/
10
-У—
/
S
•
•
8
а
12 О
Диаметр, см
4
^
для сухих сучьев
2
3
у = 0,314 - 0,264Л: + 0,078х — 0,004х ;
для древесной зелени
2
3
у = _ 1,307 + 0,930Л- - 0,114х + 0,010л- ;
для коры ствола
2
у = 0,123 + 0,22х + 0,036л: ;
для древесины ствола
2
3
у = — 2,394 + 1,838л — 0,253л- + 0,036л: .
Исключение составляет фракция сырых веток, расчеты д л я которой выполнены по
уравнению гиперболы:
0
с
о
_
у = 3,837
20,696
—,
у — масса отдельных фракций;
х — диаметр ствола на высоте 1,3 м (независимая переменная).
По этим конкретным уравнениям, как имеющим наименьшие ошибки, была рас­
считана масса фракций д л я среднего дерева каждой ступени толщины. Однако рас­
сматриваемые уравнения не всегда дают надежные результаты д л я угнетенной части
древостоя.
На эту особенность д л я насаждений естественного происхождения указывали
ранее Р. А. Зиганшин и М. Г. Семечкина {5] и др., а д л я культур сосны Европейского
Севера Н. А. Бабич [2]. Поэтому опытные данные д л я угнетенной части древостоя
необходимо выравнять графическим путем. Некоторые исследователи
[8] считают
такое предложение неудачным. Методика определения запасов надземной фитомассы
должна уточняться применительно к отдельным регионам, а возможно и конкретным
объектам.
При регрессионном методе определения запасов фитомассы получены почти такие
же результаты, как и при использовании метода графического выравнивания. Разли­
чия составляют всего 0,6 %. При отсутствии Э В М и необходимости получения экс­
пресс-информации о запасах фитомассы исследуемых насаждений можно применять
метод графического выравнивания.
Д л я определения запасов надземной фитомассы молодняков сосны искусственного
происхождения на Европейском Севере следует признать оптимальным комплексный
метод. Сущность его заключается в том, что из разных ступеней толщины берут
15 учетных деревьев, 5 из них средние по высоте и диаметру и другим показателям
в целом для древостоя. Все 15 деревьев подвергают регрессионному анализу. При
необходимости самые низкие ступени толщины выравнивают графически. Число сред­
них для древостоя деревьев определено требованиями лесной таксации (изучение хода
роста по высоте, определение запаса древесины и др.).
где
Учет надземной
фитомассы
115
ЛИТЕРАТУРА
[!]. А т к и н А. С. О точности учета различных фракций фитомассы в сосновых
молодняках // Леса и древесные породы Северного Казахстана.— Л.: Наука, 1974.—
С. 57—63. [2]. Б а б и ч Н. А. Запасы фитомассы 31-летних посевов сосны в средней
подзоне тайги Архангельской области // Лесная таксация и лесоустройство.— Крас­
ноярск, 1983.— С. 50—57. [3]. Б а б и ч Н. А., Б о р с к и й Н. П. Математические
модели оценки запаса фитомассы в культурах сосны // Лесн. хоз-во.—• 1985.— Яг 2.—
С. 53—55. [4]. Б а б и ч Н. А., Б е л я е в В. В. Рост и биологическая продуктив­
ность культур сосны северной подзоны тайги Европейского Севера: Экспресс-информ.—
М.: ЦБНТИлесхоз, 1985 — № 4 — С . 16—21. [5]. З и г а н ш и н А. А., С е м е ч к и н а М. Г. Анализ пригодности некоторых корреляционных уравнений для выражения
связи диаметра деревьев с показателями их фитомассы // Лесная таксация и лесо­
устройство.— Красноярск, 1973.— С. 150—163. [6]. П о з д н я к о в Л. К., П р о т о ­
п о п о в В. В., Г о р б а т е н к о В. М. Биологическая продуктивность лесов средней
Сибири и Якутии.— Красноярск: Красноярск, кн. изд-во, 1969.— 156 с. [7]. У т ­
к и н А. И. Биологическая
продуктивность лесов // Лесоведение и лесоводство.
Т. 1,—М.: В И Н И Т И , 1975.—С. 1—189. [8].- У т к и н А. И., К а п л и н а Н. Ф.,
И л ь и н а Н. А. Уточнения техники применения регрессионного метода в изучении
биологической продуктивности древостоев // Лесоведение.— 1987.— № 1.— С. 40—53.