4. Коэффициенты формы и видовые числа

В качестве следующей характеристики формы ствола используется группа параметров, расчет которых полностью основан на данных о сбеге. Общепринято использование четырех относительных диаметров, которые получили название коэффициентов формы:

,

где - коэффициенты формы, - диаметры соответственно на нулевой высоте ствола, на высоте груди, на четвертой части высоты ствола, на половине высоты и на трех четвертях высоты.

Каждый коэффициент в отдельности характеризует сбег той части ствола, к которой он относится. Взятые вместе они достаточно точно позволяют судить о форме всего ствола, степени его сбежистости, объеме, характере и размере лесоматериалов, которые можно получить из ствола.

Наиболее изучен коэффициент он, в частности, используется при расчете другого показателя формы ствола, который получил название видового числа. Первые исследователи в поисках обобщающего показателя формы ствола пришли к единому мнению, что сравнение объема ствола с объемом цилиндра, имеющего с ним одинаковую высоту и площадь основания, равную площади сечения на высоте груди, хорошо описывает степень приближения объема ствола к объему такого цилиндра. Установленное таким способом видовое число получило название старого видового числа:

,

где – видовое число (старое в данном случае), – объемы ствола и цилиндра. Старое видовое число дает качественную характеристику формы ствола, получившую название полнодревесность: чем больше видовое число, тем в большей степени объем ствола приближается к объему цилиндра, то есть тем более ствол полнодревесен, и наоборот. Точность расчета видового числа по приведенной формуле зависит от точности определения объема ствола. Более поздние исследования обосновали расчеты видовых чисел на иных зависимостях: – этот способ основан на определении объема по простой формуле через срединное сечение ствола, поэтому дает невысокую точность; хорошую точность ( 3 %) определения видового числа дает формула Шиффеля :

.

Эта формула устанавливает зависимость видового числа от коэффициента формы и высоты; известен также ряд эмпирических формул, в частности, для сосны: – 0,20, для ели .

Еще один способ определения видового числа, основанный на массовом статистическом материале, разработал проф. М.Е. Ткаченко. Составленные им таблицы Всеобщих видовых чисел (прил. 10), в которых представлена зависимость от и , позволили сформулировать закон, согласно которому стволы всех древесных пород, растущих в насаждениях, в любых условиях, при равной высоте, диаметре и коэффициенте формы, имеют почти равные видовые числа, а следовательно, и объемы.

Используя данные своего варианта и приведенные выше формулы, студенты выполняют расчеты согласно примерам приведенных в табл. 5 и 6 .

Определение коэффициентов формы и видовых чисел ствола
Коэффициенты в коре формы без коры				Видовые числа в коре, вычисленные по:
q0	q1	q2	q3	отношению Vcтв Vцил (точное)	формуле f=q22	таблице проф. М.К. Ткаченко	формуле А. Шиффеля	формуле Кунце для сосны q2─0,20; для ели q2─0,21
q0=D0/D1,3=29,9/27,2=1,10 q0=26,4/25,2=1,05	q1=D1/4H/D1,3=22,8/27,2=0,84 q1=22,1/25,2=0,88	q2=D1/2H/D1,3=18,8/27,2=0,69 q2=18,4/25,2=0,73	q3=D3/4H/D1,3=11,9/27,2=0,44 q3=11,6/25,2=0,46	f=Vc/Vц= 0,6678/(0,0581*24,4)=0,471	f=q22=0,476	f=0,477	f=0,66q22+0,32/q2H+0,14= =0,473	f=q2-0,20=0,490 (для сосны)
					Расхождение с точным видовым числом в процентах
					+1,1	+1,3	+0,4		+4,0

П ример выполнения задания 4 Т а б л и ц а 6

Структура формул, по которым рассчитываются видовые числа, предполагает наличие достаточно тесной корреляционной зависимости между , а следовательно, между сбегом и видовым числом. Поэтому видовое число является интегрирующим показателем формы ствола и обоснованно используется в качестве объемообразующего параметра в формуле V_ст = GHƒ .

где G – площадь сечения на высоте 1,3 м от основания ствола, м² ;

H – высота ствола, м ;

ƒ– видовое число .

Студенты вычерчивают схемы ствола, где показывают все измерения, необходимые для последующих расчетов. Коэффициенты формы вычисляют в коре и без коры, а видовые числа только в коре.

Видовое число, найденное как отношение объема ствола к объему цилиндра, наиболее точное и принимается за истинное значение, а все остальные сравниваются с ним. На основе полученных расхождений в процентах студент делает вывод о степени точности различных способов определения видового числа и устанавливает причину разной точности этих способов.

Коэффициенты формы вычисляются с точностью до 0,01, а видовые числа до 0,001.