Лесная инвентаризация

Инвентаризация леса – это систематический сбор данных и информации о лесах для оценки или анализа. Оценка стоимости и возможного использования древесины является важной частью более широкой информации, необходимой для поддержания экосистем . При инвентаризации леса важно измерить и отметить следующие параметры: порода, диаметр на высоте груди (DBH), высота, качество участка , возраст и дефекты. На основе собранных данных можно рассчитать количество деревьев на акр, базальную площадь , объем деревьев на площади и стоимость древесины. Инвентаризации могут проводиться по другим причинам, помимо простого расчета стоимости. Можно обойти лес, чтобы визуально оценить древесину и определить потенциальную опасность пожара и риск пожара. Результаты такого рода инвентаризации можно использовать в профилактических действиях, а также в целях повышения осведомленности. Обследования дикой природы могут проводиться вместе с инвентаризацией древесины, чтобы определить количество и тип диких животных в лесу. Целью статистической инвентаризации лесов является предоставление комплексной информации о состоянии и динамике лесов для стратегического и управленческого планирования . Простой осмотр леса для оценки называется налогообложением .

История

Обследование и инвентаризация деревьев зародились в Европе в конце 18 века из-за опасений, что древесина закончится (основной источник топлива). Первая информация была организована в виде карт, используемых для планирования использования. В начале 19 века лесозаготовители оценивали объем и распространение деревьев в небольших лесах на глаз. Более разнообразные и крупные леса были разделены на более мелкие участки деревьев одного типа , которые индивидуально оценивались путем визуального осмотра. Эти оценки были связаны вместе, чтобы определить доступные ресурсы всего леса. В XIX веке развивались и методы измерения. Были обнаружены и использованы новые взаимосвязи между диаметром, высотой и объемом. Эти вновь обнаруженные взаимосвязи позволили более точно оценить типы древесины и урожайность гораздо более крупных лесов. К 1891 году эти исследования проводились с использованием выборочных методов, включающих статистические средние значения, и были внедрены более сложные измерительные устройства. В 20 веке статистический метод выборки получил широкое распространение и получил широкое распространение. Возникли дальнейшие разработки, такие как выборка с неравной вероятностью. По мере развития 20-го века понимание коэффициентов ошибки становилось более ясным, а новые компьютерные технологии в сочетании с доступностью аэрофотосъемки и спутниковой фотографии еще больше усовершенствовали этот процесс. Лазерное сканирование как наземное, так и воздушное теперь используется наряду с более ручными методами. В результате точность выборки и оценочные значения стали более точными и позволили возникнуть современным практикам.

Инвентаризация леса не только фиксирует высоту деревьев, DBH и количество деревьев для расчета урожайности. Он также записывает состояние леса, которое может включать, например, геологию , состояние участка, здоровье деревьев и другие лесные факторы.

Лесной круиз

Пример аппаратного оборудования для инвентаризации леса: GPS и лазерный дальномер для картографирования, подключенный к защищенному полевому компьютеру .

Лесной круиз — это выборочное измерение древостоя , используемое для оценки количества древесины лесу на корню, содержащейся в . Эти измерения собираются в местах отбора проб, называемых участками, квадрантами или полосами. Каждая из этих отдельных областей выборки представляет собой одно наблюдение в серии наблюдений, называемой выборкой. Эти выборочные территории обычно располагаются случайным образом, обычно в форме линейного обследования . В зависимости от размера участка и количества измеренных участков, данными, собранными на этих участках, можно затем манипулировать для достижения различных уровней достоверности оценки, которую можно применить ко всему древостою. Эту оценку состояния насаждений, видового состава , объема и других измеренных характеристик лесной системы можно затем использовать для различных целей. Например, в Британской Колумбии продажа древесины Crown является деловым предложением, и как покупатель, так и Министерство лесов и пастбищ (продавец) должны знать количество и качество продаваемой древесины. Обычно экспедиция за лесоматериалами включает в себя измерения или оценки объема древесины по видам лесоматериалов (а иногда и по сортам), дефект журнала и длину журнала, независимо от того, сделаны ли оценки в полевых условиях или с использованием компьютерного программного обеспечения.

Выбор сюжета

Участки представляют собой образцы инвентаризируемого леса и поэтому отбираются в соответствии с тем, что ищите.

Простая случайная выборка : для назначения графиков для выборки используется компьютерный или калькуляторный генератор случайных чисел. Здесь случайный означает равную вероятность выбора любого участка из всех доступных участков. Это не означает случайности. Часто его модифицируют, чтобы избежать выборки дорог, обеспечить охват невыбранных территорий и обеспечить логистику фактического прибытия на участки.

Систематический отбор проб : обычно это делается из случайной точки, а затем накладывается сетка на карту области, из которой будет взята проба. Эта сетка будет иметь заранее назначенные области графиков для выборки. Это означает более эффективную логистику и устраняет некоторую человеческую предвзятость, которая может возникнуть при простой случайной выборке.

Систематическая стратифицированная выборка : наиболее распространенный тип. запасов – это метод, в котором используется метод стратифицированной случайной выборки. Включает первую группировку по возрастным классам, характеристикам почвы или высоте склона. Затем из каждой группы с помощью другого метода выборки выбираются участки. Сначала требуется некоторое знание местности, а также уверенность в том, что группировка выполнена правильно. В лесном хозяйстве это может быть сделано, например, для отделения плантаций от смешанного леса и сокращения времени, необходимого для отбора проб.

Систематическая кластерная выборка : когда невозможно создать слои для стратифицированной выборки , могут быть некоторые сведения о лесу, и можно сказать, что возможны небольшие группы. Эти небольшие группы участков, если они расположены близко друг к другу, образуют кластер. Затем эти кластеры выбираются случайным образом с уверенностью, что они представляют собой фактическую структуру леса. Поскольку они расположены близко друг к другу, ходить приходится меньше, и это более эффективно.

Типы пробных участков

На участке фиксированного радиуса лесник находит центр участка и измеряет каждое дерево на определенном фиксированном расстоянии от этой точки. Выборочные замеры проводятся так, чтобы они составляли часть всего древостоя. Это означает, что все цифры пропорциональны фактической стоимости стенда и что, умножив на правильное соответствующее значение, вы можете получить фактическую стоимость участка. Эти графики строятся случайным образом, чтобы каждая точка выборки имела равную вероятность быть включенной в случайную выборку . Часто используются круговые графики, поскольку для этого требуется измерить только радиус. Обычно используются участки размером в десятый акр (радиус 37,2 фута).

Участок переменного размера в большей степени зависит от размера деревьев. Участок измеряется по ряду точек, и деревья подсчитываются на предмет того, находятся ли они внутри или снаружи, в зависимости от их размера и местоположения относительно центра участка. Обычно угловой датчик , клиновая призма , Tunagmetor или Relascope для сбора данных для этого типа графика используются . Это позволяет очень быстро оценить объем и виды данного участка.

Трансекты представляют собой произвольно определенные линии (во избежание систематической ошибки выборки) через древостой, используемый в качестве линейной формы пробной площади. Их иногда называют «полосковыми линиями».

Показатели древесины

Количество древесины на корню, содержащейся в лесу, определяется по формуле:

• Возрастной класс (Размерный класс). Это неправильное название, поскольку в немецком языке это Wuchsklass (класс роста) и, по сути, это должен быть размер дерева (класс размера), который может быть ограничен тенью над ним, а не обязательно биологическим и, следовательно, физиологическим возрастом дерева. Это различие важно, если владелец или лесник ожидает, что рост дерева с течением времени приведет к производству древесины, поскольку маленькое старое дерево будет расти иначе, чем маленькое молодое дерево. Обычно эти возрастные категории делятся на: рассада, саженец, шест, зрелое дерево (разделяется на этапы слабой древесины, средней древесины и сильной древесины), старое/стареющее дерево. Иногда его называют размерным классом или когортой . Существуют различия между странами и лесами.
• Базальная площадь - определяет площадь данного участка земли, занимаемую поперечным сечением стволов деревьев и стволов у их основания.
• Диаметр на высоте груди (DBH) - измерение обхвата дерева, стандартизированное в разных странах, имеющих разные стандарты, они часто находятся на высоте 1,3 метра (около 4,5 футов) над землей.
• Фактор формы – форма дерева, основанная на зарегистрированных деревьях и обычно затем используемая для расчета объема деревьев для данного вида. Обычно это связано с DBH или возрастным классом. Он отличается от конуса. Например, он может быть коническим или параболоидным.
• Класс формы Жирара - выражение конусности дерева, рассчитанное как отношение диаметра внутренней коры на высоте 16 футов над землей к диаметру внешней коры в DBH, основное выражение формы дерева, используемое в Соединенных Штатах.
• Средний квадратичный диаметр - диаметр дерева, соответствующий базовой площади древостоя.
• Индекс участка – видоспецифичный показатель продуктивности участка и вариантов управления, отражаемый как высота доминирующих и содоминантных деревьев ( деревьев участка ) в насаждении в базовом возрасте, например 25, 50 и 100 лет.
• Конусность дерева – степень уменьшения диаметра ствола или ствола дерева в зависимости от высоты над землей. Поэтому оно может быть резким или постепенным.

Оценка объема

• Заселение – количественная мера площади, занимаемой деревьями, относительно оптимального или желаемого уровня плотности, который будет варьироваться в зависимости от цели управления.
• Индекс плотности древостоя – показатель заселенности древостоя, основанный на количестве деревьев на единицу площади и DBH дерева средней площади у основания, основанный на исторических данных и зависящий от типа участка и вида.
• Таблица объема - диаграмма, основанная на уравнениях объема, в которой используются корреляции между определенными аспектами дерева для оценки постоянного объема.
• Диаграмма управления плотностью насаждений – модель, которая использует текущую плотность насаждений для прогнозирования будущей структуры насаждений.

Объем можно рассчитать на основе показателей, записанных в выборке графика. Например, если было измерено дерево высотой 20 м и высотой DBH 19 см с использованием предыдущих измеренных данных о дереве, объем можно аппроксимировать в зависимости от вида. Такая таблица была построена Йозефом Полланшюцем. в Австрии.

Объем дерева = BA X hxf pollanchutz

Таким образом, f pollanschütz будет получен из таблицы и правильно называется форм-фактором.

Чтобы масштабировать это до уровня гектара, результат нужно будет умножить на количество деревьев такого размера. Это называется коэффициентом раздутия.

Инструменты, используемые в инвентаре

• Палка Билтмора - использует окулярную тригонометрию для быстрого измерения диаметра и высоты.

  

  Рисунок, демонстрирующий глазные тригонометрические принципы, лежащие в основе палочки Билтмора.

• Лента по диаметру — тканевая или металлическая лента, обернутая вокруг ствола, масштабированная по диаметру.
• Штангенциркуль для дерева - два штыря, соединенные с измерительной лентой или палкой, помещаются вокруг самой средней части ствола для определения диаметра.
• Relascope - инструмент многократного использования, который позволяет определить высоту дерева, площадь у основания и диаметр дерева в любой точке ствола.
• Клинометр - распространенный инструмент, используемый для измерения изменений высоты и высоты деревьев.
• Круизный стержень - используется для оценки количества пиломатериалов, получаемых из данного куска древесины.
• ЛАЗЕРНЫЙ сканер используется с компьютерным программным обеспечением для расчета показателей на основе собранных данных с помощью лидара .
• Клиновая призма – небольшой стеклянный клин, который преломляет свет, создавая видимые смещения, чтобы иметь возможность выбирать, какие деревья в точке отбора проб должны быть включены в выборку.
• Сборщик данных - электронное устройство, используемое для быстрого ввода выборочных данных, географического определения местоположения данных, а в более современные времена также для доступа к справочным, веб- и историческим материалам во время перевозки леса.
• Инкрементальный бур - устройство, используемое для извлечения цилиндрического образца древесного материала перпендикулярно стволу, причиняя при этом как можно меньше повреждений оставшимся тканям.

В 2014 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций и партнеры при поддержке правительства Финляндии запустили Open Foris, архивировано 6 октября 2022 г., на Wayback Machine — набор программных инструментов с открытым исходным кодом, которые помогают странам в сбор, производство и распространение достоверной информации о состоянии лесных ресурсов. Эти инструменты поддерживают весь жизненный цикл инвентаризации: от оценки потребностей, проектирования, планирования, сбора и управления полевыми данными, оценочного анализа и распространения. Включены инструменты обработки изображений дистанционного зондирования, а также инструменты для международной отчетности для REDD+ MRV и Глобальной оценки лесных ресурсов ФАО . Архивировано 14 августа 2015 г. на Wayback Machine .

См. также

• Лесная информатика
• Управление лесами
• Сокращение выбросов в результате обезлесения и деградации лесов (REDD)
• Inventaire Forestier National (на французском языке) (Национальная инвентаризация лесов)
• Измерение дерева

Внешние ссылки

• Вики-инвентаризация леса.
• Общие показатели инвентаризации лесов.
• Национальная инвентаризация лесов (Канада)