Калкулатор на базалната площ за горски дървета - Безплатен инструмент за преобразуване на диаметъра към площ

Калкулатор за базална площ на горски дървета

Калкулаторът за базална площ намира площта на напречното сечение на ствола на дърво въз основа на диаметъра, измерен на височина на гърдите (DBH), след което събира площите на няколко дървета, за да получи общата площ на пробна площ или насаждение. Базалната площ е стандартен показател в горското стопанство. Тя показва каква площ от земята биха покрили стволовете на дърветата в насаждението, ако бъдат отрязани хоризонтално на височината на гърдите.

Какво представлява базалната площ?

Базалната площ е площта на напречното сечение на ствола на дърво, измерена на гръдната височина. Гръдната височина е определена на 1,3 метра (4,5 фута) над земята. Базалната площ на едно дърво обикновено се посочва в квадратни сантиметри или квадратни метри. Базалната площ на цялото насаждение е сборът от базалните площи на всички дървета и обикновено се изразява на хектар (m²/ha) или на акър (ft²/acre).

Базалната площ е полезна, защото отчита размера на дърветата, а не само броя им. Насаждение с 100 тънки млади дървета може да има много по-малка базална площ от насаждение с 20 големи, стари дървета. Лесовъдите използват базалната площ за сравняване на гъстотата на насажденията, оценяване на обема на дървесината, планиране на прореждания и проследяване на растежа на гората с течение на времето.

Височината за измерване от 1,3 метра е отдавна установена конвенция в горското стопанство. Тя е над разширената и неравномерна дървесина в основата на повечето дървета, но е достатъчно ниска, за да се измерва без специално оборудване.

Формула за базалната площ

Тъй като напречното сечение на ствола е приблизително кръгло, за базалната площ се използва формулата за площ на кръг, изразена чрез диаметъра, а не чрез радиуса:

$B = \frac{\pi}{4} \times D²$

• B е базалната площ на едно дърво, а D е диаметърът на ствола, измерен на височина на гърдите, в сантиметри.
• π (пи) е приблизително 3,14159.
• Резултатът е в квадратни сантиметри (cm²).

За преобразуване в квадратни метри разделете на 10 000, тъй като 1 м² се равнява на 10 000 cm²:

$B_m = \frac{\pi}{4} \times D² \div 10000$

където $B_m$ е базалната площ в квадратни метри.

За група дървета съберете базалната площ на всяко дърво:

$T = \sum B$

където T е общата базална площ, а сумата обхваща всяко измерено дърво.

Ако дърветата са измерени върху пробна площ, по-малка от един хектар, разделете общата площ на пробната площ на площта на пробната площ в хектари, за да получите базалната площ на хектар.

Как се изчислява базалната площ: примери с изчисления

Едно дърво. Дърво с DBH 30 cm има базална площ:

(π/4) × 30² = 706,86 cm² = 0,0707 м²

Няколко дървета. Малка пробна площ има три дървета със стойности на DBH 20 cm, 25 cm и 35 cm.

Общата базална площ на пробната площ е приблизително 0,177 м². Ако пробната площ обхваща 0,05 хектара, базалната площ на насаждението на хектар е 0,1767 ÷ 0,05 ≈ 3,53 м²/ha.

Използване на този калкулатор

1. Въведете DBH в сантиметри за първото дърво. Използвайте „Добавяне на дърво“, за да добавите ред за всяко следващо дърво.
2. Калкулаторът приема стойности, по-големи от 0 и до 1 000 cm.
3. Общата базална площ на всички дървета се показва под списъка в квадратни метри, закръглена до четири знака след десетичната запетая. Стълбовидна диаграма под общата стойност показва базалната площ на всяко дърво поотделно.
4. Използвайте „Копиране на резултата“, за да копирате общата стойност за използване в електронна таблица или отчет.
5. За да получите базалната площ на хектар от пробна площ, разделете общата площ на площта на пробната площ в хектари.

Бележки относно измерването

Формулата приема, че стволът е идеално кръгъл. В действителност стволовете често са леко овални, особено при видове с подпорни корени или повреди от бури. При неправилен ствол измерете диаметъра два пъти под прав ъгъл и осреднете двете показания.

Тъй като във формулата диаметърът се повдига на квадрат, малките грешки при измерването се увеличават в крайния резултат. Ако дърво с 30 cm бъде отчетено като 32 cm, грешка от само 2 cm увеличава изчислената му базална площ с около 14 процента. Диаметърна лента, увита около ствола, обикновено е по-точна от шублер при полеви измервания.

Размерът на дървото оказва голямо влияние върху базалната площ. Фиданка с 5 cm има базална площ около 0,002 м², докато дърво с 50 cm има около 0,196 м², точно 100 пъти повече. Едно старо дърво от гора в естествено състояние с DBH 150 cm има базална площ около 1,77 м², равна на тази на 900 дървета с DBH 5 cm. Затова при много горски инвентаризации се определя минимален DBH, често около 10 cm, и по-малките фиданки, които допринасят малко към общата стойност, се пропускат.

Защо лесовъдите измерват базалната площ

Базалната площ подпомага няколко практически задачи при управлението на горите.

• Сравняване на гъстотата на насажденията. Тя позволява на лесовъдите да сравняват насаждения с различна възраст и видов състав по една и съща скала, тъй като отразява действителното пространство, заемано от стволовете.
• Оценяване на обема. Базалната площ е тясно свързана с обема на дървесината в насаждението, затова е често използван входен показател във формулите за обем на дървесината.
• Планиране на прореждания. Лесовъдите често прореждат насаждение, когато базалната му площ надхвърли целева стойност, за да намалят конкуренцията за светлина и вода между останалите дървета.
• Проследяване на растежа. Базалната площ, измерена в два момента, показва колко бързо расте насаждението или доколко дадено нарушение, например буря или нападение от корояди, го е намалило.

Типичните целеви стойности на базалната площ варират според типа гора. Борово насаждение, отглеждано за дървесина, често се управлява при стойности между 18 и 25 м²/ha. Зряла широколистна гора може да достигне 25 до 35 м²/ha, а старите естествени гори могат да надхвърлят 40 м²/ha.

Базална площ спрямо други показатели за гъстота

Базалната площ не отчита колко дървета съставляват тази площ. Насаждение с 200 големи дървета и насаждение с 800 малки дървета могат да имат еднаква базална площ, но много различна структура. Индексът на гъстотата на насаждението (SDI) коригира това, като съчетава броя на дърветата със средния размер на дърветата. Лесовъдите използват и относителната гъстота, която сравнява базалната площ на насаждението с максималната площ, която даден терен обикновено може да поддържа, за да преценят колко близо е насаждението до необходимостта от прореждане.

История

Практиката за измерване на базалната площ се развива в германското горско стопанство през 1700-те и 1800-те години, когато лесовъдите преминават от визуално оценяване на дървесината към систематичното ѝ измерване. Височината за измерване от 1,3 метра става стандарт във европейските лесотехнически училища до средата на 1800-те години, а по-късно се разпространява и в Северна Америка. През 1948 г. австрийският лесовъд Валтер Битерлих въвежда ъгловото пробовземане — метод, който оценява базалната площ на насаждението на хектар чрез броене на дърветата през прост оптичен уред, без директно измерване на всеки ствол.

Често задавани въпроси

Какво представлява базалната площ в горското стопанство? Базалната площ е площта на напречното сечение на ствола на дърво на гръдната височина, 1,3 метра над земята. За насаждение тя е сборът от базалните площи на всички дървета и обикновено се посочва на хектар или на акър.

Каква е формулата за базалната площ? Базалната площ е равна на (π/4), умножена по квадрата на диаметъра на ствола, измерен на височина на гърдите. Когато DBH е в сантиметри, резултатът е в квадратни сантиметри; разделете на 10 000, за да го преобразувате в квадратни метри.

Защо да се използва базална площ вместо само да се броят дърветата? Броят на дърветата не отчита размера им. Насаждение с много малки фиданки може да има по-малко дървесина и по-слаба конкуренция от насаждение с няколко големи дървета, дори когато броят на дърветата е по-голям. Базалната площ отразява действителния размер на стволовете и така е по-добър показател за гъстотата и наличната дървесина.

Как се измерва DBH? Увийте диаметърна лента около ствола на 1,3 метра над земята, като при наклонен терен измервате от горната страна на склона. Диаметърната лента отчита диаметъра директно по обиколката на ствола.

Как се получава базалната площ на хектар от малка пробна площ? Разделете общата базална площ на пробната площ на площта ѝ в хектари. Пробна площ от 0,04 хектара с обща базална площ 1,2 м² дава 1,2 ÷ 0,04 = 30 м²/ha.

Може ли базалната площ да се използва за оценяване на обема на дървесината? Базалната площ е често използван входен показател в уравненията за обем, обикновено в съчетание с височината на дървото и коефициент на формата, специфичен за вида. Тя не дава обема сама по себе си, но е силно свързана с него.

Източници

• Горската служба на САЩ, програма за инвентаризация и анализ на горите (FIA): https://www.fia.fs.fed.us/
• Kershaw, J.A., Ducey, M.J., Beers, T.W. и Husch, B. (2016). Forest Mensuration (5-то изд.). Wiley-Blackwell.
• Avery, T.E. и Burkhart, H.E. (2015). Forest Measurements (5-то изд.). Waveland Press.
• Bitterlich, W. (1984). The Relascope Idea: Relative Measurements in Forestry. Commonwealth Agricultural Bureaux.