Bāzes platības kalkulators meža kokiem

Ievads

Bāzes platības kalkulators ir būtisks rīks mežsaimniekiem, ekoloģiem un meža pārvaldītājiem, lai kvantificētu koku blīvumu un meža struktūru. Bāzes platība pārstāv koku stumbra šķērsgriezuma laukumu krūšu augstumā (parasti 1,3 metru vai 4,5 pēdas virs zemes) un ir pamatmērījums meža inventarizācijā un pārvaldībā. Šis kalkulators ļauj ātri noteikt bāzes platību atsevišķiem kokiem vai veseliem meža gabaliem, ievadot katra koka diametru krūšu augstumā (DBH). Saprotot bāzes platību, mežsaimniecības speciālisti var pieņemt pamatotus lēmumus par retināšanas operācijām, koksnes novākšanu, savvaļas dzīvotņu novērtēšanu un kopējo meža veselības uzraudzību.

Bāzes platības mērīšana sniedz vērtīgu ieskatu meža stāvokļa blīvumā, konkurencē starp kokiem un potenciālajā koksnes ražā. Tā ir precīzāka meža apdzīvošanas pārstāvība nekā vienkārši skaitot koku skaitu, jo tā ņem vērā faktisko telpu, ko aizņem koku stumbri. Mūsu bāzes platības kalkulators vienkāršo šo kritisko mežsaimniecības aprēķinu, padarot to pieejamu gan profesionāļiem, gan studentiem šajā jomā.

Kas ir bāzes platība?

Bāzes platība tiek definēta kā koka stumbra šķērsgriezuma laukums, kas mērīts krūšu augstumā (1,3 metri vai 4,5 pēdas virs zemes līmeņa). Atsevišķam kokam tā pārstāv hipotētiskā "šķēles" laukumu caur koka stumbru krūšu augstumā. Aprēķinot to meža stāvoklim, bāzes platība pārstāv visu individuālo koku bāzes platību summu, parasti izteikta kvadrātmetros uz hektāru (m²/ha) vai kvadrātpēdās uz akru (ft²/acre).

Bāzes platības koncepcija ir īpaši noderīga, jo:

• Tā nodrošina standartizētu meža blīvuma mērījumu
• Tā labi korelē ar stādu tilpumu un biomasu
• Tā norāda uz konkurences līmeni starp kokiem
• Tā palīdz noteikt piemērotus retināšanas intensitātes
• Tā kalpo kā ievads dažādiem meža augšanas modeļiem

Aprēķina formula

Koka bāzes platība tiek aprēķināta, izmantojot formulu:

$\text{Bāzes platība} = \frac{\pi}{4} \times \text{DBH}^2$

Kur:

• Bāzes platība tiek mērīta kvadrātcentimetros (cm²) vai kvadrātmetros (m²)
• DBH (diametrs krūšu augstumā) tiek mērīts centimetros (cm)
• π (Pi) ir aptuveni 3.14159

Praktiskās mežsaimniecības lietojumos bāzes platība bieži tiek pārvērsta kvadrātmetros, izmantojot:

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

Dalīšana ar 10,000 pārvērš kvadrātcentimetru par kvadrātmetriem.

Meža stāvokļa gadījumā kopējā bāzes platība ir visu individuālo koku bāzes platību summa:

$\text{Kopējā bāzes platība} = \sum_{i=1}^{n} \text{Bāzes platība}_i$

Kur n ir koku skaits stāvoklī.

Malu gadījumi un apsvērumi

• Ļoti mazi koki: Koki ar DBH mazāk par 1 cm būs ar niecīgu bāzes platību, bet var tikt skaitīti visaptverošās meža inventarizācijās.
• Ļoti lieli koki: Veco koku ar lieliem diametriem proporcionāli vairāk ietekmē stāvokļa kopējo bāzes platību.
• Nekārtīgi stumbri: Formula pieņem, ka koku šķērsgriezumi ir apļveida, kas var nebūt precīzi kokiem ar neregulārām formām vai saknēm.
• Mērījumu kļūdas: Mazas kļūdas DBH mērījumos var novest pie būtiskām kļūdām bāzes platības aprēķināšanā, ņemot vērā kvadrātā esošo terminu.

Kā izmantot šo kalkulatoru

Mūsu bāzes platības kalkulators ir izstrādāts, lai būtu intuitīvs un vienkāršs. Izpildiet šos soļus, lai aprēķinātu bāzes platību atsevišķiem kokiem vai meža gabaliem:

1. Ievadiet koku diametrus: Ievadiet diametru krūšu augstumā (DBH) katram kokam centimetros. Jūs varat pievienot tik daudz koku, cik nepieciešams, noklikšķinot uz pogas "Pievienot koku".

2. Skatiet individuālos rezultātus: Kalkulators nekavējoties aprēķinās katra koka bāzes platību, kamēr jūs ievadāt diametrus.

3. Saņemiet kopējo bāzes platību: Kalkulators automātiski saskaita visu koku bāzes platības un parāda kopējo bāzes platību kvadrātmetros.

4. Vizualizējiet datus: Kalkulators ietver vizualizācijas komponentu, kas palīdz jums saprast katra koka relatīvo ieguldījumu kopējā bāzes platībā.

5. Kopējiet rezultātus: Izmantojiet pogu "Kopēt rezultātu", lai kopētu aprēķināto bāzes platību, lai izmantotu ziņojumos vai tālākai analīzei.

Padomi precīziem mērījumiem

• Mēriet DBH tieši 1,3 metru (4,5 pēdas) augstumā virs zemes līmeņa uz koka augšējās puses.
• Izmantojiet diametra lentu (d-lentu) visprecīzākajiem DBH mērījumiem.
• Koku ar neregulāriem stumbriem mērīt vairākas reizes un izmantot vidējo.
• Izslēdziet kokus ar DBH, kas ir mazāks par minimālo slieksni, kas attiecas uz jūsu inventarizāciju (bieži 5 vai 10 cm).
• Koku ar slīpiem stumbriem mērīt perpendikulāri stumbra ass.

Lietošanas gadījumi

Bāzes platības aprēķini ir vitāli svarīgi daudzos mežsaimniecības un ekoloģiskos pielietojumos:

Meža pārvaldība

Mežsaimnieki izmanto bāzes platību, lai:

• Noteiktu stāvokļa blīvumu un krājumus
• Plānotu retināšanas operācijas, lai optimizētu koku augšanu
• Novērtētu koksnes tilpumu un potenciālos ražojumus
• Uzraudzītu meža augšanu laika gaitā
• Izstrādātu un īstenotu silvikulturālas receptes

Ekoloģiskie pētījumi

Ekologi un pētnieki izmanto bāzes platību, lai:

• Kvantificētu meža struktūru un sastāvu
• Pētītu konkurenci starp koku sugām
• Novērtētu dzīvotņu kvalitāti savvaļas dzīvniekiem
• Uzraudzītu izmaiņas meža ekosistēmās
• Novērtētu oglekļa uzglabāšanu un piesaisti

Aizsardzība un atjaunošana

Aizsardzības speciālisti izmanto bāzes platību, lai:

• Izveidotu bāzes nosacījumus aizsargātās teritorijās
• Uzraudzītu meža atjaunošanas projektu panākumus
• Novērtētu traucējumu, piemēram, uguns vai slimību, ietekmi
• Plānotu aizsardzības stratēģijas apdraudētām meža sugām
• Salīdzinātu meža struktūru dažādās vietās

Piemēru lietojumi

1. Koksnes inventarizācija: Mežsaimnieks mēra DBH visiem kokiem paraugu gabalā, lai aprēķinātu kopējo bāzes platību, kas palīdz novērtēt koksnes tilpumu un vērtību.

2. Retināšanas lēmums: Aprēķinot pašreizējo stāvokļa bāzes platību (piemēram, 30 m²/ha) un salīdzinot to ar mērķa bāzes platību (piemēram, 20 m²/ha), mežsaimnieks var noteikt, cik daudz jāretina.

3. Savvaļas dzīvotņu novērtējums: Pētnieki izmanto bāzes platības mērījumus, lai raksturotu meža struktūru un novērtētu dzīvotņu piemērotību sugām, kurām nepieciešama specifiska meža blīvuma.

4. Oglekļa piesaistīšana: Zinātnieki izmanto bāzes platību kā ievada mainīgo modeļos, kas novērtē oglekļa daudzumu, kas uzglabāts meža ekosistēmās.

5. Meža veselības uzraudzība: Izsekojot izmaiņām bāzes platībā laika gaitā, pārvaldītāji var atklāt meža veselības pasliktināšanos slimību, kaitēkļu vai klimata pārmaiņu dēļ.

Alternatīvas bāzes platībai

Lai gan bāzes platība ir plaši izmantots rādītājs mežsaimniecībā, pastāv vairākas alternatīvas vai papildinošas mērījumu iespējas:

Stāvokļa blīvuma indekss (SDI)

SDI ņem vērā gan koku skaitu, gan to izmēru, padarot to noderīgu stāvokļu salīdzināšanai ar atšķirīgām vecuma struktūrām. To aprēķina, izmantojot:

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

Kur N ir koku skaits uz hektāru un QMD ir kvadrātiskais vidējais diametrs.

Relatīvais blīvums (RD)

RD salīdzina pašreizējo stāvokļa blīvumu ar maksimālo blīvumu, kas iespējams šāda izmēra un sugas kokiem. Tas palīdz noteikt, kad stāvoklis tuvojas pašretināšanas apstākļiem.

Lapu virsmas indekss (LAI)

LAI mēra kopējo vienpusējo lapu auduma laukumu uz vienu zemes virsmas vienību. Tas ir īpaši noderīgs meža produktivitātes un gaismas uzņemšanas pētīšanā.

Svarīguma vērtības indekss (IVI)

Izmanto ekoloģiskajos pētījumos, IVI apvieno relatīvos blīvuma, relatīvās dominances (bieži balstoties uz bāzes platību) un relatīvās biežuma mērījumus, lai novērtētu sugu kopienas kopējo ekoloģisko nozīmīgumu.

Bāzes platības vēsture mežsaimniecībā

Bāzes platības koncepcijai ir bagāta vēsture mūsdienu mežsaimniecības prakses attīstībā:

Agrīna attīstība

Bāzes platības izmantošana kā mežsaimniecības rādītājs datējama ar zinātniskās mežsaimniecības agrīnajiem posmiem 18. gadsimtā Vācijā. Vācu mežsaimnieks Heinrihs Kotta (1763-1844) bija viens no pirmajiem, kurš izstrādāja sistemātiskās metodes meža inventarizācijai un pārvaldībai, liekot pamatus kvantitatīviem mērījumiem, piemēram, bāzes platībai.

Standartizācija 19. gadsimtā

Līdz 19. gadsimta vidum Eiropas mežsaimnieki bija izveidojuši standartizētas metodes koku diametru mērīšanai un bāzes platības aprēķināšanai. Koncepcija izplatījās Ziemeļamerikā ar profesionālo mežsaimniecības skolu izveidi 19. gadsimta beigās.

Mūsdienu pielietojumi

20. gadsimtā tika precizētas bāzes platības mērīšanas tehnoloģijas un to integrācija visaptverošās meža inventarizācijas sistēmās. Mainīgā rādiusa paraugu ņemšanas (tā sauktā prizmas kruzing) attīstība, ko veica Valters Biterlihs 1940. gados, revolucionizēja bāzes platības novērtēšanas efektivitāti meža inventarizācijās.

Tehnoloģiskās inovācijas

Pēdējo desmitgažu laikā ir notikusi bāzes platības mērījumu integrācija ar modernām tehnoloģijām:

• Lāzera dendrometri precīziem diametra mērījumiem
• Attālinātā sensora tehnoloģijas, lai novērtētu bāzes platību plašās ainavās
• Mobilās lietotnes, kas aprēķina bāzes platību uz vietas
• Integrācija ar GIS telpiskai meža struktūras analīzei

Šodien bāzes platība paliek pamatmetrika ilgtspējīgā meža pārvaldībā visā pasaulē, un tās pielietojumi paplašinās klimata pārmaiņu pētījumos, bioloģiskās daudzveidības aizsardzībā un ekosistēmu pakalpojumu novērtēšanā.

Koda piemēri bāzes platības aprēķināšanai

Šeit ir piemēri dažādās programmēšanas valodās bāzes platības aprēķināšanai:

1' Excel formula atsevišķa koka bāzes platībai (cm²)
2=PI()*(A1^2)/4
3
4' Excel formula atsevišķa koka bāzes platībai (m²)
5=PI()*(A1^2)/40000
6
7' Excel VBA funkcija kopējai bāzes platībai
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    """Aprēķina bāzes platību kvadrātcentimetros."""
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    """Aprēķina bāzes platību kvadrātmetros."""
11    return calculate_basal_area_cm2(dbh_cm) / 10000
12
13def calculate_total_basal_area(dbh_list):
14    """Aprēķina kopējo bāzes platību koku diametru sarakstam."""
15    return sum(calculate_basal_area_m2(dbh) for dbh in dbh_list if dbh > 0)
16
17# Piemēra izmantošana
18tree_diameters = [15, 22, 18, 30, 25]
19total_ba = calculate_total_basal_area(tree_diameters)
20print(f"Kopējā bāzes platība: {total_ba:.4f} m²")
21

1function calculateBasalArea(dbh) {
2  // dbh centimetros, atgriež bāzes platību kvadrātmetros
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// Piemēra izmantošana
14const treeDiameters = [15, 22, 18, 30, 25];
15const totalBasalArea = calculateTotalBasalArea(treeDiameters);
16console.log(`Kopējā bāzes platība: ${totalBasalArea.toFixed(4)} m²`);
17

1public class BasalAreaCalculator {
2    public static double calculateBasalArea(double dbhCm) {
3        // Atgriež bāzes platību kvadrātmetros
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("Kopējā bāzes platība: %.4f m²%n", totalBA);
22    }
23}
24

1# R funkcija bāzes platības aprēķināšanai
2calculate_basal_area <- function(dbh_cm) {
3  # Atgriež bāzes platību kvadrātmetros
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# Piemēra izmantošana
14tree_diameters <- c(15, 22, 18, 30, 25)
15total_ba <- calculate_total_basal_area(tree_diameters)
16cat(sprintf("Kopējā bāzes platība: %.4f m²\n", total_ba))
17

1using System;
2
3public class BasalAreaCalculator
4{
5    public static double CalculateBasalArea(double dbhCm)
6    {
7        // Atgriež bāzes platību kvadrātmetros
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($"Kopējā bāzes platība: {totalBA:F4} m²");
30    }
31}
32

Biežāk uzdotie jautājumi

Kas ir bāzes platība mežsaimniecībā?

Bāzes platība mežsaimniecībā ir koka stumbra šķērsgriezuma laukums, kas mērīts krūšu augstumā (1,3 metri vai 4,5 pēdas virs zemes). Meža stāvoklim tā ir visu individuālo koku bāzes platību summa, parasti izteikta kvadrātmetros uz hektāru (m²/ha) vai kvadrātpēdās uz akru (ft²/acre).

Kāpēc bāzes platība ir svarīga meža pārvaldībā?

Bāzes platība ir svarīga, jo tā nodrošina standartizētu meža blīvuma mērījumu, labi korelē ar stādu tilpumu un biomasu, norāda uz konkurences līmeni starp kokiem, palīdz noteikt piemērotus retināšanas intensitātes un kalpo kā ievads dažādiem meža augšanas modeļiem.

Kā tiek mērīts DBH (diametrs krūšu augstumā)?

DBH tiek mērīts standartaugstumā 1,3 metru (4,5 pēdas) augstumā virs zemes līmeņa uz koka augšējās puses. To parasti mēra, izmantojot diametra lentu (d-lentu), kas tieši pārvērš apkārtmēra mērījumu diametrā.

Kāda ir laba bāzes platība mežam?

Optimālā bāzes platība ir atkarīga no meža veida, pārvaldības mērķiem un vietas apstākļiem. Parasti:

• Koksnes ražošanai pārvaldītās priedes mežos: 18-25 m²/ha
• Jauktos cietkoksnes mežos: 20-30 m²/ha
• Vecos augšanas mežos: var pārsniegt 40 m²/ha
• Atklātā mežā: 5-15 m²/ha

Kā tiek aprēķināta bāzes platība uz hektāru?

Bāzes platība uz hektāru tiek aprēķināta, veicot šādas darbības:

1. Mērot DBH visiem kokiem paraugu gabalā
2. Aprēķinot katra koka bāzes platību
3. Saskaitot šīs vērtības, lai iegūtu kopējo bāzes platību gabalā
4. Dalot ar gabala platību hektāros
5. Reizinot ar atbilstošo paplašināšanas faktoru

Vai es varu novērtēt bāzes platību, nemērot katru koku?

Jā, mežsaimnieki bieži izmanto paraugu ņemšanas tehnikas, piemēram, mainīgā rādiusa paraugu ņemšanu (prizmas kruzing) vai fiksētas platības paraugus, lai efektīvi novērtētu bāzes platību plašās meža teritorijās, nemērot katru koku.

Kā bāzes platība ir saistīta ar oglekļa piesaisti?

Bāzes platība ir pozitīvi saistīta ar biomasu un oglekļa uzglabāšanu. Meži ar augstāku bāzes platību parasti uzglabā vairāk oglekļa, lai gan attiecības atšķiras atkarībā no sugām, vecuma un vietas apstākļiem. Bāzes platības mērījumi bieži tiek izmantoti kā ievadi oglekļa novērtēšanas modeļos.

Atsauces

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 nosaukuma ieteikums: Bāzes platības kalkulators meža kokiem: Aprēķiniet DBH un meža blīvumu

Meta apraksta ieteikums: Aprēķiniet bāzes platību meža kokiem ar mūsu bezmaksas tiešsaistes rīku. Ievadiet koka diametru krūšu augstumā (DBH), lai izmērītu meža blīvumu un struktūru meža pārvaldībai.