Teoretyczne podstawy inwentaryzacji lasu

z zastosowaniem kołowych powierzchni próbnych

Podstawowe cechy inwentaryzacji:

- pierśnicowe pole przekroju drzew na powierzchni próbnej gi,

- miąższości drzew (suma) na powierzchni próbnej vi,.

W jednostce inwentaryzacyjnej (drzewostan, jednostka kontrolna, grupa podobnych drzewostanów np. danej klasy wieku) gi oraz vi są zmiennymi losowymi, a wartości na kolejnych powierzchniach próbnych i:

- nie zależą od położenia powierzchni próbnej (autokorelacja równa 0),

- zależą od wielkości powierzchni próbnej,

- częściowo zależą od czasu (autokorelacja z reguły tym większa im krótszy okres czasu między pomiarami; zależy od zdarzeń losowych ale i od czynności gospodarczych).

Proces stochastyczny, taki jakim podlegają gi i vi, nazywa się ciągłym normalnym procesem losowy Gaussa. Jego własności:

- każda z badanych wielkości (gi i vi) jest niezależną zmienną losową o rozkładzie zbliżonym do normalnego,

- w każdej jednostce inwentaryzacyjnej ta zmienna losowa jest określona dwoma parametrami rozkładu normalnego - wartością średnią i wariancją,

- wartość średnia jest wprost proporcjonalna do wielkości powierzchni próbnej i jest niezależna od serii powierzchni próbnych składających się na wziętą do pomiaru próbę losową,

- wariancja jest wprost proporcjonalna do wielkości powierzchni próbnej i jest niezależna od serii powierzchni próbnych składających się na wziętą do pomiaru próbę losową.

Na tej podstawie, znając średnią i miary zmienności na powierzchni próbnej wielkości a* można oszacować średnią, wariancję, odchylenie standardowe i współczynnik zmienności na powierzchni próbnej wielkości a.

Na podstawie pierwszego wzoru można oszacować średnią wartość (np. gi vi) na powierzchni 1 ha.

Wartość średnia obarczona jest błędem przybliżenia, którego źródłem jest wykonanie pomiarów tylko w próbie losowej (obejmującej tyli niewielką część jednostki inwentaryzacyjnej). Miarą błędu przybliżenia, z jakim oszacowano wartość średnią, jest błąd średni S. Oblicza się go:

Znając wielkość błędu średniego można oszacować przedział ufności, w którym prawdziwa ale nieznana wartość średnia μ, mieści się z przyjętym prawdopodobieństwem P (= przy przyjętym poziomie istotności α, = przy przyjętym poziomie ufności β=1-α):

Teoretyczne podstawy inwentaryzacji lasu

z zastosowaniem prób relaskopowych

Podstawowa zasada pomiaru:

pierśnicowe pole przekroju drzew w próbie oblicza się na podstawie liczby drzew spełniających „warunek relaskopu":

[m2/ha]

Liczba drzew li jest skokową zmienną losową; jej wartości w kolejnych próbach i:

- nie zależą od położenia powierzchni próbnej (autokorelacja równa 0),

- zależą od przyjętej stałej relaskopu k,

- częściowo zależą od czasu (autokorelacja z reguły tym większa im krótszy okres czasu między pomiarami; zależy od zdarzeń losowych ale i od czynności gospodarczych; zależność nieco innego typu niż w wypadku powierzchni kołowych).

W wypadku prób relaskopowych:

- badana wielkość gi jest niezależną zmienną losową o rozkładzie dyskretnym (skokowym) ­można go aproksymować z wykorzystaniem rozkładu normalnego,

- w każdej jednostce inwentaryzacyjnej ta zmienna losowa jest określona dwoma parametrami rozkładu normalnego - wartością średnią i wariancją,

- wartość średnia jest wprost proporcjonalna do wielkości powierzchni próbnej, czyli od odwrotności 1/k, i jest niezależna od serii powierzchni próbnych składających się na wziętą do pomiaru próbę losową,

- wariancja jest wprost proporcjonalna do wielkości powierzchni próbnej i jest niezależna od serii powierzchni próbnych składających się na wziętą do pomiaru próbę losową.

Jeżeli z pomiarów wykonanych w jednostce inwentaryzacyjnej na serii powierzchni próbnych o stałej relaskopu k, oszacowano średnią liczby drzew spełniających warunek relaskopu i wariancję, to na powierzchniach próbnych o innej stałej k* można oszacować wartość średnią i miary zmienności:

Jeżeli stała relaskopu k=1, to średnią wartość G na powierzchni 1 ha:

Rozmieszczenie i pomiar powierzchni próbnych

Punkty wyznaczające rozmieszczenie powierzchni próbnych w jednostce inwentaryzacyjnej mogą by rozmieszczone:

- losowo (prosto),

- systematycznie (prosto).

Możliwe jest złożone pobranie próby (w blokach, w warstwach, wielostopniowe).

Gęstość (więźba) powierzchni próbnych może być - stała w całym inwentaryzowanym obiekcie

(nadleśnictwo, obręb, gospodarstwo, klasa wieku) = jednakowa w każdej podstawowej jednostce inwentaryzacyjnej,

- zmienna (różna w kolejnych podstawowych jednostkach inwentaryzacyjnych).

Jeżeli powierzchnie próbne są rozmieszczone systematycznie to postać więźby może być:

- kwadratowa, - prostokątna,

- trójkątna (równoboczna, rzadko stosowana, niekiedy w górach).

Liczba powierzchni próbnych mierzonych w jednostce inwentaryzacyjnej zależy od oczekiwanej dokładności, (oszacowanej) zmienności mierzonej cechy, przyjętego poziomu istotności:

Pomiary na kołowych powierzchniach próbnych:

- kąt nachylenia terenu,

- pierśnica drzew (powyżej progu pomiaru np. d1,3>_7 cm), gatunek i przynależność do piętra,

- wysokość wybranych drzew (np. dwa gatunku głównego i po jednym każdego gatunku domieszkowego

- osobno dla każdego piętra; z reguły wybiera się drzewa najbliższe środka); może być inna zasada wyboru tych drzew,

Ewentualnie dodatkowo inne pomiary:

- wywierty do obliczenia 5- lub 10-letniego przyrostu pierśnicy (do obliczenia przyrostu miąższości) - z reguły na tych samych drzewach, które wybrano do pomiaru wysokości,

- sortymenty drewna - z reguły na tych samych drzewach, które wybrano do pomiaru wysokości.

Pomiary na relaskopowych powierzchniach próbnych:

- kąt nachylenia terenu,

- liczba drzew spełniających warunek relaskopu z uwzględnieniem gatunku i piętra,

- sprawdzenie warunku relaskopu drzew „wątpliwych"; d>odl*(k/100),

- pierśnica dwóch drzew każdego gatunku (i piętra) - z reguły położonych najbliżej środka; może być inna zasada pomiaru - istnieje wersje że mierzy się pierśnice wszystkich drzew spełniających warunek relaskopu - zwiększa to zakres obliczanych cech,

- wysokość po jednym drzewie każdego występującego gatunku - jednego z tych, które miało zmierzoną pierśnicę; może być inna zasada pomiaru,

- ewentualnie inne pomiary.

W wypadku powierzchni stałych (do wielokrotnego wykorzystania) dodatkowo mierzy się w stosunku do środka powierzchni:

- azymut do drzewa (lewa krawędź),

- odległość do drzewa.

W wypadku powierzchni próbnych, które częściowo wychodzą poza drzewostan stosuje sil najczęściej tzw. odbicie lustrzane (nie powinno siĘ przesuwać środka).

Rachunek miąższości

Jednostki inwentaryzacyjne (obliczeniowe):

- podstawowe (drzewostan, jednostka kontrolna, warstwa = grupa stratyfikacyjna = grupa podobnych drzewostanów jeżeli stosuje się tzw. stratyfikację),

- zbiorcze (drzewostany: podklasy wieku, klasy wieku, gospodarstwa, obrębu, fazy rozwojowej, jednostki kontrolne gospodarstwa itp.).

Obliczenia w jednostkach podstawowych:

- rachunek miąższości obejmuje całą serię powierzchni próbnych danej jednostki,

- I wersja obliczeń (typowa dla gospodarstw zrębowych, przerębowo-zrębowych z rębniami częściowymi, często z zastosowaniem prób relaskopowych)

ogólnie:

- II wersja obliczeń (typowa dla gospodarstw przerębowych, przerębowo-zrębowych z rębniami stopniowymi, z zastosowaniem powierzchni próbnych kołowych lub relaskopowych z rozszerzonym zakresem pomiarów)

Obliczenia w jednostkach zbiorczych:

- rachunek miąższości polega na zsumowaniu wartości średnich i błędów średnich

URZĄDZANIE LASU WYKŁADY 2000/2001

Strona 6 z 6

---