Измерение дерева

Деревья имеют большое разнообразие размеров, форм и особенностей роста. Образцы могут расти как отдельные стволы, многоствольные массы, поросли , клональные колонии или даже более экзотические комплексы деревьев. Большинство программ по деревьям-чемпионам сосредоточены на поиске и измерении самого большого экземпляра с одним стволом каждого вида. Существует три основных параметра, которые обычно измеряются для характеристики размера одного ствола дерева: измерение высоты дерева , измерение обхвата дерева и измерение кроны дерева . Лесники также проводят измерения объема деревьев . Подробное руководство по этим основным измерениям представлено в «Руководстве по измерению деревьев Восточного общества коренных народов». Уилл Блозан.

Это краткое изложение того, как измерять деревья, также представлено различными группами, занимающимися документированием больших деревьев по всему миру. К ним, среди прочего, относятся: а) Руководство по измерению деревьев в американских лесах; б) Национальный реестр больших деревьев – Деревья-чемпионы Австралии: измерение деревьев, чемпионы и проверка; в) Реестр деревьев: уникальный список выдающихся и древних деревьев в Великобритании и Ирландии – Как измерить деревья для включения в Реестр деревьев ; и d) Фонд выдающихся деревьев Новой Зеландии. Другие измеряемые параметры включают объем ствола и ветвей, структуру кроны, объем кроны и общую форму дерева. Обзоры некоторых из этих более сложных измерений обсуждаются выше у Блозана и в «Протоколах поисковых измерений Tsuga» Уилла Блозана и Джесс Риддл, сентябрь 2006 г., и моделирование ствола дерева Роберта Леверетта. и Леверетт и другие. Соответствующие протоколы измерений для многоствольных деревьев и других более экзотических форм менее четко определены, но некоторые общие рекомендации представлены ниже.

Высота

Основная статья: Измерение высоты дерева

Высота дерева – это расстояние по вертикали между основанием дерева и самой высокой веткой на вершине дерева. Основание дерева измеряется как по высоте, так и по обхвату как высота, на которой сердцевина дерева пересекает поверхность земли под ней или «там, где пророс желудь». На склоне это считается посередине между уровнем земли на верхней и нижней сторонах дерева. Высоту дерева можно измерить разными способами с разной степенью точности. Есть прямые измерения. Более короткие деревья можно измерить с помощью длинного шеста, протянутого вертикально к вершине дерева. На большие деревья можно залезть и измерить рулетку от самой высокой точки подъема до основания дерева. Расстояние до верхушки дерева при необходимости можно измерить от этой точки с помощью шеста. Исторически сложилось так, что наиболее прямым способом определения высоты дерева было срубить его и измерить, распростёртое на земле.

Высоту деревьев также можно измерить дистанционно с земли. Самые основные методы дистанционного измерения высоты представляют собой разновидности измерения стержнем. Высота рассчитывается по принципу подобных треугольников. Короткую палку держат вертикально на расстоянии вытянутой руки так, чтобы ее основание было направлено вертикально. Геодезист входит и выходит к дереву до тех пор, пока основание палки над нижней рукой не совместится с основанием дерева, а вершина палки не совпадет с верхушкой дерева. Измеряется расстояние от нижней руки до глаза геодезиста, измеряется расстояние от нижней руки до вершины палки, а расстояние от глаза до основания дерева измеряется рулеткой. Отношение расстояния от глаза до руки равно расстоянию от глаза до основания дерева и равно отношению длины палки к высоте дерева при условии, что вершина дерева расположена вертикально над основанием.

(расстояние от проушины до основания дерева/расстояние от проушины до основания палки) × длина палки = высота дерева

Метод измерения палочки

Второй метод использует клинометр и рулетку и обычно применяется в лесной промышленности. В этом процессе применяется функция тригонометрического тангенса. При этом с позиции прицеливания измеряется горизонтальное расстояние до ствола дерева. Угол к вершине дерева измеряется клинометром.

Горизонтальное расстояние на уровне глаз до ствола дерева x касательная Θ = высота над уровнем глаз

Если дерево простирается ниже уровня глаз, тот же процесс используется для определения длины ниже уровня глаз и добавляется к высоте над уровнем глаз для определения общей высоты дерева. Разные клинометры имеют разные шкалы показаний, но все они выполняют одну и ту же функцию. Расчеты аналогичны приведенным выше, если они выражены в градусах. Если имеется процентная шкала, то процент умножается на расстояние до дерева, чтобы определить высоту или расширение выше и ниже уровня глаз. Другие имеют шкалу 66 футов, и при использовании на расстоянии 66 футов от дерева высоту выше или ниже уровня глаз можно непосредственно прочитать по шкале. Этот тип измерений часто сопровождается ошибками. Этот процесс предполагает, что вершина дерева находится прямо над основанием дерева. Вершина дерева может быть значительно смещена от точки, находящейся непосредственно над основанием (или точки уровня на стволе). Типичные ошибки из-за этого эффекта часто составляют порядка 10–20 футов. Более серьезная проблема — ошибочно принять наклоненную вперед ветку за фактическую верхушку дерева. Ошибки, связанные с этой ошибкой, могут привести к отклонению измерений на многие десятки футов, а некоторые ошибки более сорока футов и более попали в различные списки деревьев чемпионов, и по крайней мере в двух случаях ошибки превысили 60 футов.

Измерение высоты синуса

Третий удаленный метод называется методом синусоидальной высоты или методом ENTS. Для этого необходимо использовать лазерный дальномер и клинометр. В этом методе расстояние до вершины дерева измеряется геодезистом напрямую с помощью лазерного дальномера. Угол к вершине измеряется клинометром. Высота верхушки дерева над уровнем глаз: [высота = синус Θ угла x расстояние до вершины] тот же процесс используется для измерения длины основания дерева ниже или даже выше уровня глаз. Поскольку измерение проводится вдоль гипотенузы прямоугольного треугольника, а верхний и нижний треугольники независимы, не имеет значения, смещена ли вершина дерева от основания, поскольку это не влияет на расчет. Кроме того, верхние ветви дерева можно сканировать с помощью лазерного дальномера, чтобы определить, какая вершина на самом деле самая высокая, и можно избежать основной ошибки, связанной с ошибочным определением вершины. Если истинная вершина дерева определена неверно, то высота дерева будет просто на некоторую величину меньше и не будет преувеличена. Высота будет соответствовать измеряемой цели. Благодаря калибровке, нескольким измерениям и технике работы с весами, которые считывают показания только с точностью до ближайшего ярда или метра, с помощью этой методики высоту деревьев обычно можно измерить с точностью до одного фута. Другие методы измерений включают съемку с помощью транзитного и тахеометра, метод расширенной базовой линии, метод параллакса и метод трех вертикалей.

Обхват

Основная статья: Измерение обхвата дерева

Обхват — это измерение расстояния вокруг ствола дерева, измеренное перпендикулярно оси ствола. Использование обхвата для получения эквивалентного диаметра — это старая единица измерения в лесном хозяйстве, которая используется до сих пор. В США обхват измеряется на высоте 4,5 футов над уровнем земли. В других странах мира его высота составляет 1,3 метра. 1,4 метра, или 1,5 метра.

Измерение обхвата дерева обычно выполняется путем обертывания ленты вокруг ствола на нужной высоте. Обхват дерева также можно измерить дистанционно с помощью монокуляра с сеткой, путем фотографической интерпретации или с помощью некоторых электронных геодезических инструментов . В этих дистанционных методах фактически измеряется диаметр, перпендикулярный геодезисту, и он преобразуется в обхват путем умножения этого числа на число пи . Многие деревья расширяются у основания. Стандартную высоту ствола для определения обхвата легко измерить, и у большинства деревьев она превышает большую часть раструба у основания и дает достаточное приближение к размеру ствола. Для самых больших деревьев или деревьев с широким раструбом у основания ствола было бы уместно также измерить второй обхват над раструбом и отметить эту высоту.

Схема измерения обхвата дерева

Если ниже этой высоты появляются значительные низкие ветви, игнорируя любые мелкие надкорневые побеги и мертвые ветви, то обхват следует измерить в самом узком месте под самой нижней веткой и отметить эту высоту. Если на высоте измерения имеется кап или выступ, то обхват следует измерить непосредственно над выступом или в самом узком месте ствола ниже выступа и отметить эту высоту.

Если дерево растет на наклонной местности, основанием дерева следует считать место, где центр или сердцевина дерева пересекает опорную поверхность внизу, обычно на середине склона вдоль боковой части дерева. Если дерево большое и в результате этого измерения одна часть обхвата окажется ниже уровня земли, тогда измерение следует проводить на высоте 4,5 футов над уровнем земли на высокой стороне склона.

Всегда следует отмечать, является ли измеряемое дерево одноствольным или многоствольным. Одноствольное дерево — это дерево, у которого на уровне земли имеется только одна сердцевина. Если дерево имеет более одной сердцевины на уровне земли, его следует указать как многоствольное дерево и указать количество стволов, включенных в измерение обхвата. Если расширение у основания дерева превышает эту высоту обхвата по умолчанию, то в идеале следует провести второе измерение обхвата, где это возможно, над базальным расширением и отметить эту высоту.

Распространение короны

Основная статья: Измерение кроны дерева

Размах кроны — это мера площади основания или площади кроны дерева, выраженная в диаметре. Самый простой способ измерения размаха кроны — это средняя длина двух линий на площади кроны. Первое измерение производится по самой длинной оси коронки от одного края до противоположного края. Второе измерение проводится перпендикулярно первой линии через центральную массу короны. Эти два значения усредняются для расчета разброса кроны. Второй метод — взять ряд из четырех или более спиц, идущих от центра ствола к краю кроны. Чем больше спиц измерено, тем лучше отображается размер короны. Размах короны в два раза больше, чем у всех спиц. Для деревьев на открытых территориях размах кроны также можно измерить с помощью аэрофотоснимков, таких как Google Earth. В программу встроены инструменты измерения длины, которые позволяют измерять или усреднять несколько диаметров коронки. В качестве альтернативы доступны дополнительные пакеты программного обеспечения, которые могут позволить обрисовать область на изображении Google Earth и рассчитать площадь внутри. Затем его можно преобразовать в спред кроны. также предоставил четыре варианта измерения площади кроны с помощью компаса и клинометрической съемки вокруг внешнего края кроны или с помощью комбинации измерений от края кроны и до ствола, а также измерений по периметру кроны. При необходимости также можно измерить максимальный размах короны и максимальную длину конечностей.

Измерение размаха кроны дерева

Объемы кроны можно измерить как дополнение к базовому измерению размаха кроны. Один из методов заключается в нанесении на карту сети точек на внешней поверхности кроны из различных положений вокруг дерева и нанесении на карту положения и высоты на карте. Саму корону можно разделить на более мелкие сегменты и объем каждого сегмента рассчитывать индивидуально. Например, корону можно разделить на серию дискообразных срезов по высоте, вычислить объем каждого диска, а общее количество всех дисков сложить для определения объема короны. Откровенный разработал более простой метод, который требует измерения среднего размера кроны, высоты кроны от основания до вершины и сопоставления профиля кроны с тем, чтобы он лучше всего соответствовал семейству форм профиля кроны. Метод рассчитывает объем, охватываемый путем вращения выбранного профиля вокруг оси дерева, учитывая измеренную длину кроны и средний размах кроны.

Картирование объемов и купола

Основная статья: Измерение объема дерева

Измерения объема дерева могут включать только объем ствола или также объем ветвей. Измерения объема могут быть выполнены наземными или воздушными методами. Наземные измерения проводятся с помощью монокуляра с сеткой, лазерного дальномера и клинометра. Измерения с воздуха — это прямые измерения рулеткой, полученные альпинистом на дереве. Монокуляр с сеткой — это небольшой телескоп, внутренняя шкала которого видна через стекло. Монокуляр устанавливают на штатив и через объектив рассматривают ствол дерева. Ширина ствола измеряется во многих единицах шкалы сетки. Высота и расстояние до целевой точки измеряются с помощью лазерного дальномера и клинометра. Зная расстояние, измеренный диаметр дерева, выраженный в единицах шкалы сетки, и оптический коэффициент масштабирования для монокуляра с сеткой, предоставленный производителем и откалиброванный пользователем, диаметр дерева в этой точке можно быть рассчитан:

Диаметр = (шкала сетки) X (расстояние до цели) ÷ (оптический коэффициент)

С помощью этой процедуры систематически измеряют ряд диаметров дерева вверх по стволу от основания дерева до вершины и отмечают их высоту. Разрабатываются некоторые фотографические методы, позволяющие рассчитывать диаметры сегментов туловища и конечностей на фотографиях, содержащих масштаб известного размера и расстояние до цели.

Альпинисты по деревьям могут физически измерить окружность дерева с помощью рулетки. Альпинист будет подниматься на дерево до тех пор, пока не достигнет самой высокой безопасной точки лазания. Как только эта точка будет достигнута, ленту натягивают вдоль боковой части багажника с помощью троса. В этом месте верхний конец ленты слегка прикрепляется и позволяет свободно свисать по стволу. Расстояние от самой высокой точки подъема и верхушки дерева измеряется с помощью шеста, который проходит от верхушки дерева до точки крепления ленты. Отмечают эту высоту и в этой точке измеряют диаметр дерева. Затем альпинист спускается по дереву, измеряя окружность ствола с помощью ленты, обмотанной на разной высоте, причем высота каждого измерения относится к фиксированной ленте, проходящей по стволу. Независимо от того, используете ли вы воздушные или наземные методы, измерения диаметра или обхвата не обязательно должны быть равномерно распределены вдоль ствола дерева, но необходимо провести достаточное количество измерений, чтобы адекватно отобразить изменения диаметра ствола.

Для расчета объема ствола дерево подразделяется на ряд сегментов, причем последовательные диаметры представляют собой нижнюю и верхнюю часть каждого сегмента, а его длина равна разнице высот между нижним и верхним диаметром. Совокупный объем ствола рассчитывается путем сложения объемов измеренных сегментов дерева. Объем каждого сегмента рассчитывается как объем усеченного конуса, где:

Объем= h(π/3)(r ₁ ² + р ₂ ² +р ₁ р ₂ )

Кусок конуса

Аналогичную, но более сложную формулу можно использовать, если ствол имеет значительно более эллиптическую форму, где длины большой и малой осей эллипса измеряются вверху и внизу каждого сегмента.

В местах, где ствол раздваивается, ствол не будет иметь круглый или простой эллиптический диаметр. Блозан в рамках проекта Tsuga Search Project создал деревянную раму, которая подходила бы к секции необычной формы, и измерил положение поверхности ствола относительно рамы. Эти точки наносились на график и рассчитывалась площадь поперечного сечения ствола неправильной формы. Эта площадь, в свою очередь, была преобразована в эквивалентную круглую площадь для использования в формуле объема.

Многие деревья значительно расширяются наружу у основания, и этот базальный клин имеет сложную поверхность из неровностей и впадин. У деревьев, растущих на склоне, объем становится еще более сложным. Во многих случаях можно использовать аппроксимацию объема этого базального сегмента с использованием наилучших оценок показанного эффективного диаметра. В других случаях возможно картирование контуров. При картировании контуров уровня прямоугольная система отсчета размещается вокруг основания дерева, чтобы создать горизонтальную плоскость. Положение нескольких точек на поверхности туловища измеряется относительно рамы и наносится на график. Этот процесс повторяется на разной высоте, создавая серию виртуальных срезов на разной высоте. Затем рассчитывается объем каждого отдельного среза, и все они суммируются для определения объема базального клина. Тейлор разрабатывает процесс картографирования облаков с использованием технологии оптического параллаксного сканирования, при которой вокруг ствола дерева проводятся тысячи измерений. Их можно использовать для воссоздания трехмерной модели багажника, а данные об объеме входят в число значений, которые можно рассчитать.

Картирование навеса — это процесс, при котором положение и размер ветвей внутри навеса наносятся на карту в трехмерном пространстве. Это трудоемкий процесс, который обычно применяется только к самым важным образцам. Обычно это делается из заданной позиции или серии позиций в дереве. Для облегчения процесса используются эскизы и фотографии. Лазают по деревьям и наносят на карту общую архитектуру, включая расположение главного ствола и всех повторяющихся стволов, а также всех ветвей, исходящих от стволов. Также наносится на карту положение каждой точки ветвления в кроне до определенного размера, а также положения различных повторений, разрывов, изломов или любых других эксцентриситетов в дереве. У каждого нанесенного на карту ствола и ветви измеряются базальный диаметр, длина и азимут. Альпинисты измеряют определенные окружности и детализируют другие особенности дерева.

Деревья необычной формы

Не все деревья имеют один ствол, а другие создают дополнительные проблемы при измерении из-за своего размера или конфигурации. К странным формам относятся те формы, которые выросли из-за необычных обстоятельств, повлиявших на дерево, или те деревья, которые просто имеют необычную форму роста, не наблюдаемую у большинства других пород деревьев. Откровенный предложил систему классификации различных форм деревьев: 1) Одноствольные деревья; 2) Многоствольные деревья; 3) Клональные перелески; 4) Клональные колонии; 5) Сросшиеся и обнимающиеся деревья; 6) Поваленные деревья; 7) Древесные комплексы и 8) Баньяноподобные деревья; 9) Деревья с крупной воздушной корневой системой; и 10) Эпифитные деревья. Эта первоначальная структура продолжала развиваться в ходе дискуссий в рамках NTS, но обеспечивает начальное начало и предложения о том, как подходить к измерению этих различных форм роста деревьев.

Поскольку большинство этих деревьев уникальны или необычны по своей форме и не поддаются простому измерению, рекомендуемый подход состоит в том, чтобы написать подробное повествовательное описание дерева с указанием размеров, которые можно провести, чтобы усилить и лучше осветить описания. Эти деревья должны быть задокументированы, даже если результаты имеют форму письменного описания, а не набора числовых измерений.

Есть некоторые параметры, которые следует постоянно измерять, когда это возможно, например, высота. Площади поперечного сечения, занимаемые стволами и кроной, также являются параметрами, обычно поддающимися измерению. Другие измерения могут быть проведены там, где они, по-видимому, дополняют повествовательное описание этого конкретного дерева. По возможности следует определять местоположение по GPS. При отсутствии GPS-инструмента местоположения следует брать с Google Maps или топографических карт. Помимо этих основ, следует записывать такие значения, как количество стволов, превышающих заданное значение, максимальный обхват самого большого ствола и все, что кажется подходящим для этой конкретной группы деревьев. Фотографии этих необычных деревьев важны, поскольку они могут значительно улучшить понимание описываемого и помочь другим визуализировать дерево. Необходим процесс или система, с помощью которой фотографии конкретного дерева можно было бы связать с описанием дерева в заметках исследователя. Целью описания и измерений является документирование дерева или группы деревьев.

Деревья с одним стволом также могут создавать проблемы с измерением. Рассмотрим деревья с очень большим обхватом, например секвойи, произрастающие на западе Соединенных Штатов. Если они растут даже на пологом склоне, если обхват измеряется на высоте 4,5 футов над местом, где сердцевина дерева выходит из земли, верхняя часть ленты может легко находиться ниже уровня земли. В этом случае лучшим вариантом было бы измерить стандартный размер обхвата на высоте 4,5 футов над уровнем земли на высокой стороне дерева и отметить это в описании измерений. Если измерить горный лес с чахлыми деревьями высотой всего шесть футов, измерение обхвата на высоте 4,5 футов будет бессмысленным. В случае этих низкорослых деревьев более подходящим может быть обхват на высоте 1 фута над основанием. По возможности измерения обхвата следует проводить на стандартной высоте. Если это измерение не имеет смысла, следует провести дополнительное измерение обхвата в более подходящем месте и отметить эту высоту.

Двухствольное вишневое дерево

Многоствольные деревья являются наиболее распространенной формой после одноствольных деревьев. Часто это отдельные стволы, растущие из одной корневой массы. Это часто происходит у некоторых видов, когда первоначальный ствол был поврежден или сломан и на его месте из исходной корневой массы вырастают два или более новых побега. Они генетически одинаковы, но, поскольку форма их роста различна, их следует рассматривать как другую категорию измерения, чем деревья с одним стволом. Эти многочисленные стволы обычно срастаются вместе, образуя большую объединенную массу у основания и разделяющиеся на отдельные стволы на большей высоте. Если это отдельные стволы на высоте груди, то отдельные стволы можно измерить отдельно и рассматривать как отдельные деревья с одним стволом. Если они срослись на высоте груди, то измерение их общего обхвата следует провести на той высоте, сколько стволов включено в указанное измерение обхвата. Если дерево сильно выпирает наружу на высоте груди, то обхват следует измерить в самом узком месте между высотой груди и землей и отметить эту высоту. Другие рекомендации по измерению обхвата, изложенные для одноствольных деревьев, например, низкие ветви и капы, также применимы и к многоствольным обхватам. Тогда высота самого высокого ствола многоствольного экземпляра будет равна высоте многоствольного экземпляра, а совокупный размах кроны всех отдельных стволов многоствольного экземпляра в совокупности будет размахом многоствольной кроны. Если один из отдельных стволов значительно больше всех остальных, его можно рассматривать как одноствольное дерево. Его обхват измеряется там, где он выступает из общей массы, а высота и размах кроны этого конкретного ствола измеряются индивидуально.

Клональные колонии, такие как осина Пандо, могут занимать многие акры. Следует измерить площадь, занимаемую колонией, а также размер самого большого отдельного ствола.

Деревья, похожие на баньян, также состоят из нескольких стволов, разбросанных по большой площади. У многих из этих экземпляров внутренние багажники труднодоступны. Подход к их измерению может заключаться в измерении площади, занимаемой множеством стволов, площади, занимаемой кроной дерева, высоты дерева и любых других измерений, которые исследователь сочтет целесообразными. Эти измерения затем дополнялись описательным описанием и фотографиями. Целью всех этих случаев деревьев необычной формы является документирование их характеристик.

Форма дерева

Разные породы деревьев, как правило, имеют разную форму, и формы деревьев также различаются в пределах одной породы деревьев. Как правило, деревья, растущие на открытой местности, как правило, короче и имеют более широкую крону, тогда как деревья, растущие в лесной зоне, обычно выше и имеют более узкие кроны. В лесных районах деревья растут выше и тратят больше энергии на рост высоты, поскольку они конкурируют с другими деревьями за доступный свет. Часто самые высокие экземпляры многих видов встречаются там, где они являются второстепенными видами на участке и конкурируют за свет с другими более высокими породами деревьев. Высокий лавр ( Umbellularia Californica ) на высоте 169,4 фута, обнаруженный Зейном Муром. в государственном парке Генри Коуэлла Редвудс является примером исключительно высокого подлеска, растущего среди других более высоких видов.

Графики формы троичного дерева. Методику графического изображения различных форм деревьев разработал Фрэнк. с использованием троичных сюжетных диаграмм. Троичные графики можно использовать для графического отображения любого набора данных, включающего три термина, сумма которых равна некоторой константе. Обычно эта константа равна 1 или 100%. Это идеально подходит для построения трех наиболее часто измеряемых размеров дерева. Первым шагом в анализе является определение средней формы деревьев в целом. Эти три основных параметра можно выразить как отношение высоты к обхвату и среднему размаху кроны. Некоторые деревья высокие и узкие, другие низкие и широко раскидистые. Данные, используемые для определения средней формы деревьев, получены из таблицы самых больших деревьев каждого из 192 различных видов в наборе данных NTS 2009. Средние значения обхвата, высоты и ширины кроны были рассчитаны для измерений, включенных в список. Для набора данных средняя высота составила 87,6 футов, средний обхват — 100,1 дюйма, а средний разброс — 54,9 фута. Для целей анализа не критично, чтобы эти значения были точными. Следующим шагом является стандартизация каждого измеряемого параметра. Величина, измеренная для конкретного дерева, делится на стандартное значение, определенное выше. Следующим шагом является нормализация набора данных так, чтобы сумма трех параметров, выраженная в процентах, была равна единице. Это позволяет сравнивать формы разных деревьев разного размера. Последний шаг — построить эти результаты в виде троичного графика, чтобы лучше сравнить результаты. В качестве примера приведены данные измерений 140 живых дубов, измеренных в рамках проекта NTS Live Oak Project. были графически построены с использованием этого процесса.

Схема формы дерева живого дуба

Кластер, представляющий данные живого дуба, находится на крайнем краю общего шаблона форм деревьев. Пропорция высоты составляет максимум 17,23% от значения формы и минимум 6,55%, обхват (минимум 19 футов в наборе данных) составляет максимум 58,25% и минимум 40,25%, а средний размах кроны составляет максимум. 49,08% и минимум 30,92%. Эти точки представляют собой размеры самых крупных экземпляров живого дуба, измеренных в полевых условиях, и обычно представляют собой экземпляры, выращенные в открытом грунте, но плотность формы кластера по-прежнему поразительна. Еще более интересно отметить, что, хотя набор данных содержит как деревья с несколькими стволами, так и деревья с одним стволом, оба они располагаются в одном и том же тесном кластере.

Дендрохронология

Дендрохронология – наука о датировке и изучении годовых колец деревьев. У дерева в умеренном и холодном климате обычно ежегодно вырастает одно новое кольцо, поэтому возраст дерева теоретически можно определить, подсчитав количество присутствующих колец. Проблема заключается в том, что в некоторые годы, особенно в годы засухи, у дерева не вырастает годовое кольцо. В другие годы, когда вегетационный период прерывается, у дерева может вырасти второе ложное кольцо. Кольца деревьев обычно измеряются путем отбора серии образцов керна. Бур используется для извлечения сердцевины диаметром с карандаш или меньше из живого дерева или бревна. Для поваленных и мертвых деревьев также можно взять срез диска или «печенье дерева», его шлифуют, идентифицируют кольца и записывают количество колец и расстояние между ними. Сравнивая кольца с нескольких деревьев посредством перекрестного датирования, дендрохронологи могут определить, отсутствуют ли кольца или присутствуют ли ложные кольца. Благодаря этому процессу запись годичных колец может быть использована для изучения прошлых климатических условий. У тропических деревьев часто отсутствуют годовые кольца, и возраст этих деревьев можно измерить с помощью радиоуглеродного датирования образцов древесины с деревьев.

Есть два основных списка максимального возраста деревьев. OldList — это база данных древних деревьев, поддерживаемая в результате исследования древесных колец Скалистых гор. Его цель - определить максимальный возраст, которого могут достичь разные виды в разных местах, чтобы можно было распознать особей исключительно пожилого возраста. В дополнение к первоначальному OldList Нил Педерсон из Лаборатории годичных колец Земной обсерватории Ламонта-Доэрти и Колумбийского университета создал восточный OLDLIST, ориентированный на старые деревья на востоке Северной Америки. В дополнение к этим источникам данных о годичных кольцах существует ITRDB. Международный банк данных о годичных кольцах поддерживается Палеоклиматологической программой NOAA и Всемирным центром палеоклиматологических данных. Банк данных включает необработанные измерения ширины колец или плотности древесины, а также хронологию мест. Для некоторых областей также доступны восстановленные параметры климата, включая засуху в Северной Америке. Включено более 2000 объектов на шести континентах.

Самым старым известным деревом является щетинистая сосна Большого Бассейна, Pinus longaeva , растущая в Белых горах восточной Калифорнии. Сердцевину дерева вырезал Эдмунд Шульман в конце 1950-х годов, но дата так и не была датирована. Недавно Том Харлан завершил датировку старого образца керна. Дерево все еще живо, и по состоянию на вегетационный период 2012 года ему 5062 года. Более старший возраст указан для ростков, растущих из корней или клональных колоний, но эти значения не относятся к отдельному стеблю, сохранившемуся в течение этого периода. Считаются ли они старыми деревьями или нет, зависит от определения термина «дерево».

Несмотря на обширную работу, проделанную дендрохронологами по изучению деревьев, максимальный возраст, достижимый для большинства распространенных видов, не ясен. Дендрохронологи при исследовании участка обычно сосредотачивают внимание на деревьях, которые, как известно, имеют долгую продолжительность жизни. Это связано с тем, что их целью является палеоклиматическая реконструкция или археологические исследования, а более долгоживущие деревья обеспечивают более длительную запись данных. Большинство видов, считающихся более короткоживущими, не подвергались систематическим исследованиям и перекрестному датированию. Общество коренных деревьев проводит базовый подсчет колец для многих из этих видов, чтобы лучше понять возрастную структуру исследуемых ими лесов, осознавая при этом, что возраст при подсчете колец может быть неверным из-за отсутствия или ложных колец.

Формулы большого дерева

Американская формула леса . Американские леса разработал формулу расчета точек дерева для определения деревьев-чемпионов для каждого вида. Три измерения: окружность туловища (дюймы), высота (футы) и средний размах кроны (футы). Деревья одного вида сравниваются с использованием следующего расчета:

Окружность туловища (дюймы) + рост (футы) + ¼ среднего размаха кроны (футы) = общее количество баллов.

Национальная программа американских лесов «Большие деревья» является крупнейшей в мире, координаторы которой есть во всех пятидесяти штатах и ​​округе Колумбия, и она используется в качестве модели для нескольких программ «Большие деревья» по всему миру. Организация «Американские леса» описывает это как природоохранное движение, направленное на поиск, оценку и защиту самых крупных видов деревьев в Соединенных Штатах. Ежегодно в нем коронуются более 780 чемпионов, а в 2012 году еще 200 видов не имеют коронованного чемпиона, что документируется в их публикации, выходящей два раза в год — «Американские леса». Национальный реестр больших деревьев. Программа действует с 1940 года.

Например, Австралийский национальный реестр больших деревьев использует формулу американских лесов. Отдельные измерения перечислены с использованием как британских, так и метрических значений. Деревья должны быть одноствольными на высоте 1,4 м над землей при измерении окружности. Они пишут, что сделать Австралийские лесные точки напрямую сопоставимыми с США важно, потому что австралийцы могут просмотреть Американский реестр больших деревьев и получить немедленное и большое удовольствие от сравнения своих чемпионов с нашими, и наоборот для североамериканских энтузиастов, просматривающих деревья. наш НРБТ.

Индекс размерности дерева . Общество коренных народов, в дополнение к формуле американских лесов, использует альтернативный подход для сравнения относительных размеров деревьев как внутри одного вида, так и с другими. Индекс размеров дерева (TDI) легко адаптируется и может быть адаптирован для отражения характеристик отдельного дерева и их сравнения с самым крупным известным экземпляром. Идея состоит в том, что конкретным размерам дерева присваивается значение (в процентах), которое отражает его относительный ранг по сравнению с максимальным, известным для того же измерения для вида. Например, самый высокий известный восточный болиголов получил бы значение высоты 100, поскольку оно представляет собой 100% максимального значения, известного для этого вида. Более короткое дерево, высота которого составляет 75 % от максимальной известной высоты, получит значение 75 для своей высоты. Аналогично, значения диаметра и объема будут определяться относительным значением при сопоставлении с известными максимумами. При наличии трех ранжированных атрибутов максимальное значение TDI теоретически будет равно 300. Однако это будет представлять собой одно дерево, демонстрирующее все три максимума, что маловероятно. Однако видимый размер дерева можно определить, ранжируя совокупные значения по отношению к теоретическому максимуму. Масштаб дерева, близкий к 300, предполагает, что это был почти самый крупный экземпляр, теоретически возможный, исходя из известных на данный момент максимумов. Двухзначный TDI с использованием высоты и обхвата был представлен для 259 белых сосен (Pinus strobus) организацией Friends of Mohawk Trail State Forest в MA DCNR в 2006 году. Значения TDI в наборе данных варьировались от 172,1 до 125,2 из возможного максимума в 200.

Аппроксимация значений дерева (США)

Исследования показали, что на некоторых рынках деревья составляют до 27% оценочной стоимости земли, и приведены следующие таблицы. которые можно осторожно экстраполировать.

Основные значения дерева (зависят от региона)

диаметр (дюймы)	ценить (доллары США 1985 года)
10	$1,729
14	$3,388
18	$5,588
26	$11,682
30	$15,554

Скорее всего, в них используется диаметр, измеренный на высоте груди, на высоте 4,5 футов (140 см) над землей, а не больший диаметр основания. Общая модель на любой год и диаметр.

Значение = 17,27939*(диаметр^2)*1,0279^(1985 год) ...при условии инфляции 2,79% в год.

Правая часть этого уравнения написана для вставки в Excel или Google для выполнения расчета. Экстраполяции любой модели могут сильно различаться, поэтому оценки стоимости для диаметров более 30 дюймов (760 мм), возможно, придется ограничить, чтобы деревья не превышали 27% от общей оценочной стоимости земли.

Расположение

Как и при любом другом научном исследовании, крайне важно установить местонахождение исследуемых деревьев. Без этой информации местоположение дерева может быть потеряно, и другие исследователи не смогут переместить дерево в будущем. Существует также вероятность того, что одно и то же дерево может быть ошибочно идентифицировано и повторно измерено как другое дерево. Местоположение GPS должно быть определено для каждого измеренного дерева. GPS в большинстве случаев достаточно точен, чтобы определить местоположение конкретного дерева. Фактическая точность, которую достигают пользователи, зависит от ряда факторов, включая атмосферные эффекты и качество приемника. Реальные данные, собранные ФАУ, показывают, что некоторые высококачественные приемники GPS SPS в настоящее время обеспечивают точность по горизонтали выше 3 метров. Если GP недоступны, то приблизительные данные о широте и долготе должны быть представлены топографическими картами или источниками аэрофотоснимков, такими как Bing Maps, Google Earth или аналогичные службы.

Древовидные базы данных

Некоторые из более крупных групп деревьев поддерживают интерактивные базы данных с информацией о деревьях. В разных базах данных доступны разные типы информации, и существуют разные требования к вводу данных. American Forests предоставляет доступную для поиска базу данных своих деревьев-чемпионов. а в 2012 году были включены данные по 780 видам деревьев. Большинство крупных программ отдельных штатов администрируются через программы «Большие деревья американских лесов». У Общества коренных деревьев есть собственная база данных Trees Database. с требованием, чтобы внесенные деревья соответствовали стандартам измерения высоты. Существуют также базы данных, поддерживаемые Национальным реестром больших деревьев Австралии. Реестр деревьев Новой Зеландии, Монументальные деревья (в основном ориентирован на Европу, но включает деревья из других уголков мира) и «Реестр деревьев» - уникальный отчет о выдающихся и древних деревьях в Великобритании и Ирландии.

Существует множество других сайтов, поддерживаемых группами и отдельными лицами, которые включают в себя таблицы больших деревьев определенной местности, определенного вида или просто самых крупных особей. Некоторые из них включают в себя ориентирные деревья, Общество коренных деревьев, Старые деревья в Нидерландах и Западной Европе, большие эвкалипты Тасмании и Виктории, и Сеть старых лесов.

Во всех случаях собранные данные должны быть организованы в удобный для поиска формат, который можно использовать. Общество Native Tree Society предоставляет бесплатную загружаемую электронную таблицу Excel, которую можно использовать для организации наборов данных о деревьях . Таблица данных измерения деревьев . Таблица может быть изменена под нужды пользователя.

Индексы Ракера

Индекс Ракера — это семейство индексов, которые используются для сравнения численности деревьев на разных участках. Он не зависит от вида и может применяться к участкам разного размера. Базовый индекс Ракера — это мера общей высоты дерева. Индекс высоты Ракера 10 или RI10 представляет собой среднее числовое значение высоты в футах самой высокой особи каждого из десяти самых высоких видов на участке. Отдельный вид попадает в индекс только один раз. Индекс дает численную оценку как максимальной высоты, так и разнообразия доминирующих видов. Высокие значения индекса являются результатом многих факторов, включая климат, топографию, почвы и отсутствие беспокойства. В то время как наиболее обширные участки выигрывают от большего разнообразия среды обитания и большего количества отдельных деревьев, некоторые исключительные участки довольно малы. Индекс высоты Ракера, по сути, представляет собой сокращенную версию полного профиля всех видов, обитающих на определенном участке.

Также можно рассчитать вариации индекса Ракера. Если на участке большое разнообразие видов, RI20 можно рассчитать, используя двадцать видов. Для участков с ограниченными данными или низким видовым разнообразием можно рассчитать RI5 только с пятью видами. Индекс обхвата Ракера или RGI10 также можно рассчитать, используя обхват особи с самым большим обхватом каждого из десяти самых толстых видов на участке.

Индекс высоты Ракера или индекс Ракера имеет множество достоинств, которые делают его полезным измерением при сравнении различных участков с высокими деревьями:

1. Формула проста, недвусмысленна и проста в применении;
2. Индекс можно применять к лесам на любой территории с любым составом деревьев;
3. Для создания высокого значения индекса требуется довольно разнообразное сочетание деревьев; и
4. Чтобы получить достаточное разнообразие деревьев большой высоты, требуется, по крайней мере, небольшой размер или больший участок леса, а также достаточно тщательное обследование для получения высокого значения RI.

В январе 2012 года рассчитанный индекс Ракера для мира составил 312,39 футов. Индекс Ракера для западного побережья Северной Америки, а также всей Северной Америки составляет 297. RI10 для национального парка Грейт-Смоки-Маунтинс составляет 169,24, самое высокое место на востоке США. Для северо-востока США RI10 составляет 152,6, а для юго-востока, исключая GSMNP, RI10 составляет 166,9.

См. также

• правило ветвления да Винчи
• Лесная инвентаризация