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