Bazinės Ploto Skaičiuoklė Miško Medžiams

Įvadas

Bazinės ploto skaičiuoklė yra esminis įrankis miškų specialistams, ekologams ir miškų valdytojams, siekiant kiekybiškai įvertinti medžių tankį ir miško struktūrą. Bazinis plotas atspindi medžių kamienų skerspjūvio plotą krūtinės aukštyje (paprastai 1,3 metro arba 4,5 pėdos virš žemės) ir yra pagrindinė matavimo priemonė miško inventorizacijoje ir valdyme. Ši skaičiuoklė leidžia greitai nustatyti atskirų medžių arba visų miško plotų bazinį plotą, įvedant kiekvieno medžio skersmenį krūtinės aukštyje (DBH). Suprasdami bazinį plotą, miškų specialistai gali priimti informuotus sprendimus dėl retinimo operacijų, medienos gavybos, laukinės gamtos buveinių vertinimo ir bendros miško sveikatos stebėsenos.

Matuojant bazinį plotą, gaunama vertingų įžvalgų apie miško stovo tankį, konkurenciją tarp medžių ir potencialią medienos derlių. Tai yra tikslesnis miško užimtumo atspindys nei tiesiog skaičiuojant medžių skaičių, nes atsižvelgiama į faktinę erdvę, kurią užima medžių kamienai. Mūsų bazinės ploto skaičiuoklė supaprastina šį kritinį miškų skaičiavimą, padarydama jį prieinamą tiek profesionalams, tiek studentams šioje srityje.

Kas yra Bazinis Plotas?

Bazinis plotas apibrėžiamas kaip medžio kamieno skerspjūvio plotas, matuojamas krūtinės aukštyje (1,3 metro arba 4,5 pėdos virš žemės). Vienam medžiui tai atspindi hipotetinį „pjaustymą“ per medžio kamieną krūtinės aukštyje. Kai jis apskaičiuojamas miško stovo atžvilgiu, bazinis plotas atspindi visų individualių medžių bazinių plotų sumą, paprastai išreikštą kvadratiniais metrais hektare (m²/ha) arba kvadratiniais pėdomis akre (ft²/acre).

Bazinio ploto sąvoka yra ypač naudinga, nes:

• Ji suteikia standartizuotą miško tankio matą
• Ji gerai koreliuoja su stovo tūriu ir biomasė
• Ji rodo konkurencijos lygį tarp medžių
• Ji padeda nustatyti tinkamus retinimo intensyvumus
• Ji tarnauja kaip įvestis įvairiems miško augimo modeliams

Skaičiavimo Formulė

Medžio bazinis plotas skaičiuojamas naudojant formulę:

$\text{Bazinis Plotas} = \frac{\pi}{4} \times \text{DBH}^2$

Kur:

• Bazinis plotas matuojamas kvadratiniais centimetrais (cm²) arba kvadratiniais metrais (m²)
• DBH (Skersmuo krūtinės aukštyje) matuojamas centimetrais (cm)
• π (Pi) yra maždaug 3.14159

Praktinėms miškų taikymams bazinis plotas dažnai konvertuojamas į kvadratinius metrus naudojant:

$\text{Bazinis Plotas (m²)} = \frac{\pi}{4} \times \text{DBH}^2 \times \frac{1}{10000}$

Dalinimas iš 10 000 konvertuoja kvadratinius centimetrus į kvadratinius metrus.

Miško stovo atžvilgiu bendras bazinis plotas yra visų individualių medžių bazinių plotų suma:

$\text{Bendras Bazinis Plotas} = \sum_{i=1}^{n} \text{Bazinis Plotas}_i$

Kur n yra medžių skaičius stovo.

Kraštutiniai Atvejai ir Apsvarstymai

• Labai maži medžiai: Medžiai, kurių DBH mažesnis nei 1 cm, turės nereikšmingą bazinį plotą, tačiau vis tiek gali būti skaičiuojami išsamiuose miško inventoriuose.
• Labai dideli medžiai: Senų medžių su dideliais skersmenimis indėlis į bendrą stovo bazinį plotą yra neproporcingai didelis.
• Nekoncentriški kamienai: Formulė numato apvalius medžių skerspjūvius, kas gali būti netiksli medžiams su netaisyklingomis formomis arba šaknimis.
• Matuojamų klaidų: Mažos klaidos DBH matavime gali sukelti reikšmingas klaidas bazinio ploto skaičiavime dėl kvadrato termino formulėje.

Kaip Naudotis Šia Skaičiuokle

Mūsų bazinės ploto skaičiuoklė yra sukurta taip, kad būtų intuityvi ir paprasta. Sekite šiuos veiksmus, kad apskaičiuotumėte bazinį plotą atskiriems medžiams arba miško plotams:

1. Įveskite medžių skersmenis: Įveskite skersmenį krūtinės aukštyje (DBH) kiekvienam medžiui centimetrais. Galite pridėti tiek medžių, kiek reikia, paspausdami mygtuką „Pridėti Medį“.

2. Peržiūrėkite individualius rezultatus: Skaičiuoklė iš karto apskaičiuos kiekvieno medžio bazinį plotą, kai įvesite skersmenis.

3. Gaukite bendrą bazinį plotą: Skaičiuoklė automatiškai sumuoja visų medžių bazinius plotus ir rodo bendrą bazinį plotą kvadratiniais metrais.

4. Vizualizuokite duomenis: Skaičiuoklė apima vizualizacijos komponentą, kuris padeda suprasti kiekvieno medžio indėlį į bendrą bazinį plotą.

5. Kopijuokite rezultatus: Naudokite mygtuką „Kopijuoti Rezultatą“, kad nukopijuotumėte apskaičiuotą bazinį plotą, kad galėtumėte naudoti ataskaitose ar tolesnėje analizėje.

Patarimai Tiksliems Matavimams

• Matuokite DBH tiksliai 1,3 metro (4,5 pėdos) aukštyje virš žemės, ant kalvos pusės.
• Naudokite skersmens juostą (d-tape) tiksliausiems DBH matavimams.
• Medžiams su netaisyklingais kamienais atlikite kelis matavimus ir naudokite vidurkį.
• Išskirkite medžius, kurių DBH yra mažesnis už minimalią ribą, svarbią jūsų inventoriui (dažnai 5 arba 10 cm).
• Pasvirusiems medžiams matuokite DBH statmenai kamieno ašiai.

Naudojimo Atvejai

Bazinio ploto skaičiavimai yra būtini daugybėje miškų ir ekologinių taikymų:

Miško Valdymas

Miškų specialistai naudoja bazinį plotą, kad:

• Nustatytų stovo tankį ir užpildymo lygius
• Planuotų retinimo operacijas, kad optimizuotų medžių augimą
• Įvertintų medienos tūrį ir galimą derlių
• Stebėtų miško augimą laikui bėgant
• Rengtų ir įgyvendintų silviculturalines rekomendacijas

Ekologiniai Tyrimai

Ekologai ir tyrėjai naudoja bazinį plotą, kad:

• Kiekybiškai įvertintų miško struktūrą ir sudėtį
• Tyrinėtų konkurenciją tarp medžių rūšių
• Įvertintų buveinių kokybę laukinei gamtai
• Stebėtų pokyčius miško ekosistemose
• Vertintų anglies kaupimą ir sekvestraciją

Išsaugojimas ir Atkūrimas

Išsaugojimo specialistai naudoja bazinį plotą, kad:

• Nustatytų bazines sąlygas saugomose teritorijose
• Stebėtų miško atkūrimo projektų sėkmę
• Įvertintų sutrikimų, tokių kaip gaisras ar liga, poveikį
• Planuotų išsaugojimo strategijas nykstančioms miško rūšims
• Palygintų miško struktūrą skirtingose vietose

Pavyzdiniai Taikymai

1. Medienos Inventorizacija: Miškų specialistas matuoja visų medžių DBH pavyzdinėje plotėje, kad apskaičiuotų bendrą bazinį plotą, kuris padeda įvertinti medienos tūrį ir vertę.

2. Retinimo Sprendimas: Apskaičiavęs esamą stovo bazinį plotą (pvz., 30 m²/ha) ir palyginęs jį su tiksliniu baziniu plotu (pvz., 20 m²/ha), miškų specialistas gali nuspręsti, kiek reikia retinti.

3. Laukinės Gamtos Buvimo Vertinimas: Tyrėjai naudoja bazinio ploto matavimus, kad apibūdintų miško struktūrą ir įvertintų buveinių tinkamumą rūšims, kurioms reikalingas tam tikras miško tankis.

4. Anglies Sekvestracija: Mokslininkai naudoja bazinį plotą kaip įvesties kintamąjį modeliuose, kurie vertina anglies kiekį, saugomą miško ekosistemose.

5. Miško Sveikatos Stebėsena: Sekdami bazinio ploto pokyčius laikui bėgant, valdytojai gali pastebėti miško sveikatos sumažėjimą dėl ligų, kenkėjų ar klimato kaitos.

Alternatyvos Baziniam Plotui

Nors bazinis plotas yra plačiai naudojamas matas miškų srityje, egzistuoja keletas alternatyvių ar papildomų matavimų:

Stovo Tankio Indeksas (SDI)

SDI atsižvelgia tiek į medžių skaičių, tiek į jų dydį, todėl yra naudingas lyginant stovo, turinčio skirtingas amžiaus struktūras. Jis skaičiuojamas naudojant:

$\text{SDI} = N \times \left(\frac{\text{QMD}}{25}\right)^{1.605}$

Kur N yra medžių skaičius hektare ir QMD yra kvadratinis vidutinis skersmuo.

Santykinis Tankis (RD)

RD lygina dabartinį stovo tankį su maksimaliu tankiu, galimu tokiems dydžiams ir rūšims. Tai padeda nustatyti, kada stovas artėja prie savaiminio retinimo sąlygų.

Lapų Ploto Indeksas (LAI)

LAI matuoja bendrą vienpusį lapų audinio plotą, tenkantį vienam žemės paviršiaus vienetui. Tai ypač naudinga tyrinėjant miško produktyvumą ir šviesos sugėrimą.

Svarbos Vertės Indeksas (IVI)

Naudojamas ekologiniuose tyrimuose, IVI apjungia santykinius tankio, santykinio dominavimo (dažnai remiantis baziniu plotu) ir santykinės dažnumo matavimus, kad įvertintų bendrą ekologinę rūšių svarbą bendruomenėje.

Bazinio Ploto Istorija Miškų Ūkyje

Bazinio ploto sąvoka turi turtingą istoriją, susijusią su modernių miškų praktikų plėtra:

Ankstyvas Vystymasis

Bazinio ploto naudojimas kaip miškų matavimo metrika siekia 18-ojo amžiaus Vokietiją, kai buvo pradėta mokslinė miškų ūkininkystė. Vokiečių miškų specialistas Heinrich Cotta (1763-1844) buvo vienas pirmųjų, sukūrusių sistemingas miško inventorizacijos ir valdymo metodikas, padėdamas pagrindus kiekybiniams matavimams, tokiems kaip bazinis plotas.

Standartizavimas 19 Amžiuje

Iki 19 amžiaus vidurio Europos miškų specialistai buvo nustatę standartizuotus metodus medžių skersmenims matuoti ir baziniam plotui apskaičiuoti. Ši sąvoka išplito į Šiaurės Ameriką su profesionalių miškų mokyklų įsteigimu 19 amžiaus pabaigoje.

Modernūs Taikymai

20 amžius matė bazinio ploto matavimo technikų tobulinimą ir jų integravimą į visapusiškas miško inventorizacijos sistemas. Kintamo spindulio ploto mėginių ėmimo (dar vadinamo prism cruising) plėtra, kurią 1940-aisiais sukūrė Walter Bitterlich, revoliucionavo bazinio ploto vertinimo efektyvumą miško inventorizacijose.

Technologiniai Pasiekimai

Pastaraisiais dešimtmečiais bazinio ploto matavimai buvo integruoti su pažangiomis technologijomis:

• Lazeriniai dendrometrai tiksliems skersmens matavimams
• Nuotolinis stebėjimas, siekiant įvertinti bazinį plotą dideliuose kraštovaizdžiuose
• Mobiliosios programėlės, kurios skaičiuoja bazinį plotą lauke
• Integracija su GIS erdvinei miško struktūros analizei

Šiandien bazinis plotas išlieka pagrindine metrika tvariam miško valdymui visame pasaulyje, o taikymai plečiasi į klimato kaitos tyrimus, biologinės įvairovės išsaugojimą ir ekosisteminių paslaugų vertinimą.

Kodo Pavyzdžiai Baziniam Plotui Apskaičiuoti

Čia pateikiami pavyzdžiai įvairiose programavimo kalbose, kaip apskaičiuoti bazinį plotą:

1' Excel formulė vienam medžio baziniam plotui (cm²)
2=PI()*(A1^2)/4
3
4' Excel formulė vienam medžio baziniam plotui (m²)
5=PI()*(A1^2)/40000
6
7' Excel VBA funkcija bendram baziniam plotui
8Function TotalBasalArea(diameters As Range) As Double
9    Dim total As Double
10    Dim cell As Range
11    
12    total = 0
13    For Each cell In diameters
14        If IsNumeric(cell.Value) And cell.Value > 0 Then
15            total = total + (Application.WorksheetFunction.Pi() * (cell.Value ^ 2)) / 40000
16        End If
17    Next cell
18    
19    TotalBasalArea = total
20End Function
21

1import math
2
3def calculate_basal_area_cm2(dbh_cm):
4    """Apskaičiuoti bazinį plotą kvadratiniais centimetrais."""
5    if dbh_cm <= 0:
6        return 0
7    return (math.pi / 4) * (dbh_cm ** 2)
8
9def calculate_basal_area_m2(dbh_cm):
10    """Apskaičiuoti bazinį plotą kvadratiniais metrais."""
11    return calculate_basal_area_cm2(dbh_cm) / 10000
12
13def calculate_total_basal_area(dbh_list):
14    """Apskaičiuoti bendrą bazinį plotą medžių skersmenų sąrašui."""
15    return sum(calculate_basal_area_m2(dbh) for dbh in dbh_list if dbh > 0)
16
17# Pavyzdžio naudojimas
18tree_diameters = [15, 22, 18, 30, 25]
19total_ba = calculate_total_basal_area(tree_diameters)
20print(f"Bendras bazinis plotas: {total_ba:.4f} m²")
21

1function calculateBasalArea(dbh) {
2  // dbh centimetrais, grąžina bazinį plotą kvadratiniais metrais
3  if (dbh <= 0) return 0;
4  return (Math.PI / 4) * Math.pow(dbh, 2) / 10000;
5}
6
7function calculateTotalBasalArea(diameters) {
8  return diameters
9    .filter(dbh => dbh > 0)
10    .reduce((total, dbh) => total + calculateBasalArea(dbh), 0);
11}
12
13// Pavyzdžio naudojimas
14const treeDiameters = [15, 22, 18, 30, 25];
15const totalBasalArea = calculateTotalBasalArea(treeDiameters);
16console.log(`Bendras bazinis plotas: ${totalBasalArea.toFixed(4)} m²`);
17

1public class BasalAreaCalculator {
2    public static double calculateBasalArea(double dbhCm) {
3        // Grąžina bazinį plotą kvadratiniais metrais
4        if (dbhCm <= 0) return 0;
5        return (Math.PI / 4) * Math.pow(dbhCm, 2) / 10000;
6    }
7    
8    public static double calculateTotalBasalArea(double[] diameters) {
9        double total = 0;
10        for (double dbh : diameters) {
11            if (dbh > 0) {
12                total += calculateBasalArea(dbh);
13            }
14        }
15        return total;
16    }
17    
18    public static void main(String[] args) {
19        double[] treeDiameters = {15, 22, 18, 30, 25};
20        double totalBA = calculateTotalBasalArea(treeDiameters);
21        System.out.printf("Bendras bazinis plotas: %.4f m²%n", totalBA);
22    }
23}
24

1# R funkcija baziniam plotui apskaičiuoti
2calculate_basal_area <- function(dbh_cm) {
3  # Grąžina bazinį plotą kvadratiniais metrais
4  if (dbh_cm <= 0) return(0)
5  return((pi / 4) * (dbh_cm^2) / 10000)
6}
7
8calculate_total_basal_area <- function(dbh_vector) {
9  valid_dbh <- dbh_vector[dbh_vector > 0]
10  return(sum(sapply(valid_dbh, calculate_basal_area)))
11}
12
13# Pavyzdžio naudojimas
14tree_diameters <- c(15, 22, 18, 30, 25)
15total_ba <- calculate_total_basal_area(tree_diameters)
16cat(sprintf("Bendras bazinis plotas: %.4f m²\n", total_ba))
17

1using System;
2
3public class BasalAreaCalculator
4{
5    public static double CalculateBasalArea(double dbhCm)
6    {
7        // Grąžina bazinį plotą kvadratiniais metrais
8        if (dbhCm <= 0) return 0;
9        return (Math.PI / 4) * Math.Pow(dbhCm, 2) / 10000;
10    }
11    
12    public static double CalculateTotalBasalArea(double[] diameters)
13    {
14        double total = 0;
15        foreach (double dbh in diameters)
16        {
17            if (dbh > 0)
18            {
19                total += CalculateBasalArea(dbh);
20            }
21        }
22        return total;
23    }
24    
25    public static void Main()
26    {
27        double[] treeDiameters = {15, 22, 18, 30, 25};
28        double totalBA = CalculateTotalBasalArea(treeDiameters);
29        Console.WriteLine($"Bendras bazinis plotas: {totalBA:F4} m²");
30    }
31}
32

Dažnai Užduodami Klausimai

Kas yra bazinis plotas miškų ūkyje?

Bazinis plotas miškų ūkyje yra medžio kamieno skerspjūvio plotas, matuojamas krūtinės aukštyje (1,3 metro arba 4,5 pėdos virš žemės). Miško stovo atžvilgiu tai yra visų individualių medžių bazinių plotų suma, paprastai išreikšta kvadratiniais metrais hektare (m²/ha) arba kvadratiniais pėdomis akre (ft²/acre).

Kodėl bazinis plotas yra svarbus miško valdyme?

Bazinis plotas yra svarbus, nes jis suteikia standartizuotą miško tankio matą, gerai koreliuoja su stovo tūriu ir biomasė, rodo konkurencijos lygį tarp medžių, padeda nustatyti tinkamus retinimo intensyvumus ir tarnauja kaip įvestis įvairiems miško augimo modeliams.

Kaip matuojamas DBH (Skersmuo krūtinės aukštyje)?

DBH matuojamas standartiniu aukščiu, 1,3 metro (4,5 pėdos) virš žemės, ant kalvos pusės. Paprastai jis matuojamas naudojant skersmens juostą (d-tape), kuri tiesiogiai konvertuoja apimties matavimą į skersmenį.

Koks yra geras bazinis plotas miškui?

Optimalus bazinis plotas priklauso nuo miško tipo, valdymo tikslų ir vietos sąlygų. Paprastai:

• Medienos gamybai valdomuose pušynuose: 18-25 m²/ha
• Mišriuose lapuočių miškuose: 20-30 m²/ha
• Senų augalų miškuose: gali viršyti 40 m²/ha
• Atviruose miškuose: 5-15 m²/ha

Kaip apskaičiuojamas bazinis plotas hektare?

Bazinis plotas hektare apskaičiuojamas taip:

1. Matuojami visų medžių DBH pavyzdinėje plotėje
2. Apskaičiuojamas kiekvieno medžio bazinis plotas
3. Šios vertės sumuojamos, kad gautų bendrą bazinį plotą plote
4. Dalijamas iš ploto hektarais
5. Dauginamas iš tinkamo plėtimosi faktoriaus

Ar galiu įvertinti bazinį plotą, nematuodamas kiekvieno medžio?

Taip, miškų specialistai dažnai naudoja mėginių ėmimo technikas, tokias kaip kintamo spindulio plotai (prizmų kruizavimas) efektyviai įvertinti bazinį plotą dideliuose miško plotuose, nematuodami kiekvieno medžio.

Kaip bazinis plotas susijęs su anglies sekvestracija?

Bazinis plotas teigiamai koreliuoja su biomasė ir anglies kaupimu. Miškai su didesniu baziniu plotu paprastai saugo daugiau anglies, nors ryšys skiriasi priklausomai nuo rūšių, amžiaus ir vietos sąlygų. Bazinio ploto matavimai dažnai naudojami kaip įvestys anglies vertinimo modeliuose.

Koks yra skirtumas tarp bazinio ploto ir stovo tankio?

Bazinis plotas matuoja skerspjūvio plotą, užimtą medžių kamienais, tuo tarpu stovo tankis paprastai nurodo medžių skaičių vienetiniame plote. Bazinis plotas atsižvelgia į medžių dydį, todėl yra geresnis augimo erdvės užimtumo rodiklis nei paprasti medžių skaičiai.

Kaip dažnai turėtų būti matuojamas bazinis plotas valdomuose miškuose?

Aktyviai valdomuose miškuose bazinis plotas turėtų būti matuojamas prieš ir po retinimo operacijų, taip pat paprastai kas 5-10 metų kaip reguliarios miško inventorizacijos dalis. Dažnumas priklauso nuo augimo tempų ir valdymo intensyvumo.

Ar bazinis plotas gali būti naudojamas medžio tūriui įvertinti?

Taip, bazinis plotas dažnai naudojamas tūrio lygtims. Sujungus bazinį plotą su medžio aukščiu ir formos faktoriumi, galima gerai įvertinti medžio tūrį naudojant formulę: Tūris = Bazinis Plotas × Aukštis × Formos Faktorius.

Kas yra bazinis plotas ir jo svarba?

Bazinis plotas yra svarbus miškų valdymo rodiklis, nes jis leidžia įvertinti medžių tankį, augimo potencialą ir miško sveikatos būklę. Tai padeda priimti sprendimus dėl miško valdymo strategijų ir užtikrinti tvarų išteklių naudojimą.

Nuorodos

1. Avery, T.E., & Burkhart, H.E. (2015). Forest Measurements (5th ed.). Waveland Press.

2. Husch, B., Beers, T.W., & Kershaw, J.A. (2003). Forest Mensuration (4th ed.). John Wiley & Sons.

3. West, P.W. (2009). Tree and Forest Measurement (2nd ed.). Springer.

4. Van Laar, A., & Akça, A. (2007). Forest Mensuration. Springer.

5. Kershaw, J.A., Ducey, M.J., Beers, T.W., & Husch, B. (2016). Forest Mensuration (5th ed.). Wiley-Blackwell.

6. Society of American Foresters. (2018). The Dictionary of Forestry. Society of American Foresters.

7. Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2020). Global Forest Resources Assessment 2020. FAO. https://www.fao.org/forest-resources-assessment/en/

8. USDA Forest Service. (2021). Forest Inventory and Analysis National Program. https://www.fia.fs.fed.us/

9. Bitterlich, W. (1984). The Relascope Idea: Relative Measurements in Forestry. Commonwealth Agricultural Bureaux.

10. Pretzsch, H. (2009). Forest Dynamics, Growth and Yield: From Measurement to Model. Springer.

---

Meta Pavadinimo Pasiūlymas: Bazinės Ploto Skaičiuoklė Miško Medžiams: Apskaičiuokite DBH ir Miško Tankį

Meta Aprašymo Pasiūlymas: Apskaičiuokite miško medžių bazinį plotą naudodamiesi mūsų nemokamu internetiniu įrankiu. Įveskite medžio skersmenį krūtinės aukštyje (DBH), kad išmatuotumėte miško tankį ir struktūrą miško valdymui.