Влияние параметров древесной коры на форму ствола деревьев сосны обыкновенной

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДРЕВЕСНОЙ КОРЫ НА ФОРМУ СТВОЛА ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

Лебков В.Ф., Каплина Н.Ф.

The authors suggest to classify pine trees by their relative bark thickness as thin barked, medium-barked or thick-barked, and the limits for each of the three groups are defined. Based on the experimental data, the indices of stem shape were calculated for pines belonging to different groups, with and without their barks. Bark influence on stem shape was shown to correlate directly with its thickness.

Форма древесного ствола в коре определяет объем ствола, в то время как форма ствола без коры, наряду с объемом, и его сортиментную структуру. Форму ствола без коры можно считать функцией , с одной стороны, формы в коре, с другой - параметров древесной коры.

Целью настоящего сообщения, в соответствии с этим, является выявление степени влияния размеров древесной коры на форму ствола деревьев сосны.

Исходным экспериментальным материалом послужили данные обмера сбега по диаметру в коре и без коры у 165 модельных деревьев сосны на 15 пробных площадях, заложенных В.Ф. Лебковым в Красноярском крае и Архангельской области. Возраст древостоев - 30, 32, 47, 62, 75, 77, 93, 109, 120, 163, 191, 200, 220, 270 и 332 года. Диаметр деревьев на высоте груди в коре - от 5 до 64 см, второй коэффициент формы q2 колеблется в интервале 0,55 - 0,80. Двойная толщина коры на 1.3 м варьирует от 4 до 25%.

В качестве параметров древесной коры можно использовать либо двойную толщину коры на высоте груди (Pd), либо объем коры всего ствола (Pv), выраженные в процентах. Между ними существует весьма тесная связь, выраженная уравнениями (1) и (2):

Pv = 0,569 Pd + 5,00 , R2 = 0,51 ,

Pd = 0,889 Pv + 0,742 , R2 = 0,51 .

Целесообразнее пользоваться относительным объемом коры, являющимся, на наш взгляд, более устойчивой величиной.

Для классификации деревьев по массе коры предварительно изучили её связь с таксационными показателями - d13 (диаметр на высоте груди, см), A (возраст, лет) и q2. Уравнение множественной корреляции Pv с перечисленными признаками приводится ниже:

г> о т л -0,184 /0,043 -1,73 г> л i/оч

Pv = 8,37 d13 A q2 , R2 = 0,16 .

Парные связи Pv с d13 и A очень слабые, а с q2 несколько выше: Pv = 5,96 q2"1'50 , R2 = 0,11 .

Для расчленения деревьев по объему коры наиболее приемлемой оказалась связь Pv с q2. Эта связь носит криволинейный характер. С учетом этого обстоятельства поле расеивания точек Pv было разделено на три разряда: I (толстокорые деревья), II (среднекорые) и III (тонкокорые). Границы разрядов показаны на рис. 1. Принадлежность конкретного дерева к тому или иному разряду определяется по двум входам - величинам q2 и Pv.

Ниже приводятся верхние и снижние границы разрядов: Разряд д2

0,55 0,60 0,65

19 - 23,5 16,5 - 21 15 - 19 14 - 19 12 - 16,5 10,5 - 15 9 - 14 7,5 - 12 6 - 10,5

I

II

III

0,70 14 - 18 9,5 - 14 5 - 9,5

0,80 12 - 16 8 - 12 4 - 8

0,75 12,5 - 17 8,5 - 12,5 4,5 - 8,5 Границы разрядов деревьев сосны по толщине коры имеют динамичный характер и с увеличением сбежистости ствола смещаются вверх, т.е. в одну категорию попадают деревья, существенно различающиеся по относительному объему коры. Следует отметить, что таблицы сбега и сорти-ментно-сортные, приводимые в таксационных справочниках [2], характеризуют, как правило, деревья со средним коэффициентом формы q2, равным 0,65, и относящиеся по приведенной шкале к разряду сред-некорых (Pv 11-13%).

Наличие разрядной сетки позволило репрезентативно отобрать модельные деревья для непосредственного определения «образующих» кривых стволов в коре и без коры (по четыре дерева для групп толстокорых и среднекорых деревьев и три - тонкокорых) с использованием уравнения, приведенного в [1]:

у = 1- 2/

где у - относительная (в долях единицы) удаленность места обмера ствола от вершины дерева, х - диаметр ствола в месте обмера, Ь - коэффициент масштаба, с1 и с2 - коэффициенты формы. Результаты вычислений для отдельных деревьев объединены по категориям размеров их коры и приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что толстокорые деревья изначально, т.е. в коре, имеют несколько более худшую форму ствола, чем среднекорые и тем более тонкокорые (коэффициент формы с2 соответственно равен 4,33, 4,59 и 4,83). При сравнении формы ствола без коры деревьев различных категорий по доле коры наблюдается противоположная картина. Наивысшим коэффициентом формы с2 характеризуются толстокорые деревья, несколько меньшим - среднекорые, и самым маленьким - тонкокорые деревья. Объяснение этому кроется в относительном изменении коэффициентов формы ствола деревьев без коры в сравнении с теми же деревьями в коре. У толстокорых деревьев эффект улуч-

шения формы ствола более чем в два раза превышает категорию тонкокорых деревьев (коэффициенты с2 соответственно повышаются на 35,3 и 16,5%).

Таблица 1- Показатели формы стволов модельных деревьев в коре и без коры

Разряд по доле Pv, Коэффициенты В коре Без коры Изменения, %

коры % уравнения

I - толстокорые 17,4 q2 0,69 0,75 +9,3

Ь 13,9 13,3 -4,1

С1 1,37 1,20 -12,6

С2 4,33 5,86 +35,3

II - среднекорые 11,9 q2 0,69 0,75 +9,2

Ь 14,6 14,0 -3,9

С1 1,08 0,98 -8,5

С2 4,59 5,72 +24,6

III - тонкокорые 7,9 q2 0,69 0,74 +6,6

Ь 24,6 24,0 -2,7

С1 1,19 1,11 -7,1

С2 4,83 5,63 + 16,5

Исключение коры из расчетов при оценке формы ствола ведет к перераспределению объемов ствола от комля к вершине дерева. В таблице 2 показано относительное распределение объемов стволов в коре и без коры по децилям (десятым долям) длины ствола, относящихся к различным разрядам по объему коры.

Таблица 2- Распределение объемов стволов модельных деревьев по деци-

лям длины ствола

Разряд Вариант Середины децилей

по доле обмера 0,05 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95

коры

Толсто- в коре 21,4 17,3 14,8 12,7 10,7 8,8 6,7 4,6 2,5 0,6

корые без коры 18,8 16,2 14,6 13,1 11,5 9,7 7,7 5,3 2,6 0,5

Средне- в коре 21,1 17,3 15,0 13,0 11,1 9,0 6,8 4,4 2,0 0,3

корые без коры 19,4 16,6 14,8 13,3 11,6 9,8 7,5 4,8 2,0 0,3

Тонко- в коре 20,5 17,0 14,8 13,0 11,1 9,2 7,0 4,7 2,3 0,4

корые без коры 19,3 16,5 14,7 13,1 11,5 9,7 7,5 5,0 2,3 0,4

Древесная масса у деревьев без коры распределяется вдоль ствола более равномерно. Её доля в трех прикомлевых децилях уменьшается на 7,1% (у толстокорых деревьев) - 3,4% (у тонкокорых), соответственно возрастая в верхней половине ствола. Это обстоятельство положительно сказывается на качестве деловых сортиментов при разделке хлыстов, особенно толстокорых.

Сопоставление формы ствола в коре и без коры дает возможность оценить относительную долю древесной коры по децилям у деревьев различных разрядов по толщине коры. Результаты соответствующих расчетов помещены в таблице 3.

Таблица 3- Доля коры в объемах децилей ствола у деревьев с различной толщиной коры

Разряд толщины коры Середины децилей

0,05 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95

Тонкокорые 13,8 11,3 9,5 7,7 5,8 3,9 2,5 3,4 9,7 21,6

Среднекорые 20,4 17,2 14,7 12,2 9,5 6,7 4,6 6,1 16,1 32,0

Толстокорые 25,2 20,7 17,3 13,9 10,3 6,8 4,2 5,2 14,4 33,4

Как явствует из таблицы 3, доля коры снижается от комля к середине длины ствола до седьмого дециля, резко увеличиваясь в двух последних децилях.

Число деревьев в древостое распределяется по толщине коры в пропорции: толстокорые - 15%, среднекорые - 45% и тонкокорые - 40%. При низких значениях q2 (0,55 - 0,60) возрастает доля толстокорых деревьев, при высоких (0,75 - 0,80) - увеличивается процент тонкокорых стволов в сравнении с приведенной выше усредненной структурой древостоев по толщине коры. Лесотаксаци-онные таблицы, ориентированные на среднекорые деревья, несколько завышают общий процент коры и отходов в лесоэксплуатационном запасе.

В заключение можно отметить, что форма ствола деревьев зависит от способа её определения: для ствола в коре и без коры. Кора дерева заметно изменяет форму ствола, причем величина различий между формой без коры и в коре адекватна толщине коры. Это обстоятельство следует учитывать при пользовании лесотаксационными нормативами, в основе которых лежат измерения среднекорых деревьев.

Литература

1. Лебков В.Ф., Каплина Н.Ф. Закономерности формы древесного ствола хвойных и лиственных пород // Лесной вестник. 2001. N 5. C. 49-55.

2. Тюрин А.В., Науменко И.М., Воропанов П.В. Лесная вспомогательная книжка. Гос-лестехиздат. М. 1945. 408 с.