Український журнал лісівництва та деревинознавства

ФОРМА СТОВБУРА СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ В ДЕРЕВОСТАНАХ УКРАЇНСЬКОГО ПОЛІССЯ

Максим Миколайович Бур’янчук, Андрій Михайлович Білоус
Завантажити статтю
Анотація

У зв’язку з переходом України в 2019 році на нові нормативні документи зі стандартизації щодо класифікації круглих лісоматеріалів за класами якості постала необхідність в розробці нормативів оцінювання об’ємів відповідно до нових вимог. Метою статті було розроблення математичної моделі твірної стовбура сосни звичайної для дерев двох груп діаметрів. Робота базується на використанні емпіричного матеріалу, зібраного в різні роки науковцями кафедри таксації лісу та лісового менеджменту Національного університету біоресурсів і природокористування України, який становить 583 модельних дерева сосни звичайної. Як базову для моделювання твірної сосни звичайної було використано модель Козака. Для характеристики мінливості форми стовбурів сосни звичайної проведено калібрування моделі змішаного ефекту. Параметри на роль випадково ефекту відбиралися на основі їх коефіцієнтів варіації за допомогою процесу початкового завантаження (метод bootstrap). Групування даних на дві групи діаметрів проводилося за рахунок аналізу залишків моделювання та оцінювання якості моделей здійснювалось на основі використання інформаційного критерію Акаіке (AIC). За рахунок поділу масиву даних на дві групи ступенів товщини і розроблення моделей твірної для кожної з груп окремо досягнуто зниження показника інформаційного критерію Акаіке (AIC) до рівня AIC=7433,02 для групи (8–28 см) та AIC=13154,67 для групи (32–76см), що підвищило точність розроблених моделей. Включення параметрів випадкового ефекту в модель А. Козак для розроблених математичних рівнянь дозволило більш точно описати мінливість деревного стовбура сосни звичайної. Отримані моделі дають чітке і достатньо точне передбачення визначення діаметрів стовбура по всій довжині. Використання розроблених моделей може бути базисом для удосконалення лісотаксаційних нормативів для оцінювання об’ємів стовбурів дерев у процесі лісогосподарського виробництва та прогнозування виходу об’ємів круглих лісоматеріалів за класами якості

Ключові слова

моделювання, інформаційний критерій Акаіке, видове число, групи діаметрів, рівняння твірної, мінливість форми

ЦИТУВАТИ
Burianchuk, M., & Bilous, A. (2023). The shape of the trunk of Scots pine in the stands of the Ukrainian Polissia. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 14(2), 8-20. https://doi.org/10.31548/forest/2.2023.8
Використані джерела

[1] Adamec, Z., Adolt, R., Drápela, K., & Závodský, J. (2019). Evaluation of different calibration approaches for merchantable volume predictions of Norway spruce using nonlinear mixed effects model. Forests, 10(12), article number 1104. doi: 10.3390/f10121104.

[2] Arias-Rodil, M., Castedo-Dorado, F., Cámara-Obregón, A., & Diéguez-Aranda, U. (2015). Fitting and calibrating a multilevel mixed-effects stem taper model for maritime pine in NW Spain. PLOS ONE, 10(12), article number e0143521. doi: 10.1371/journal.pone.0143521.

[3] Bilous, A., Kashpor, S., Myroniuk, V., Svynchuk, V., & Lesnik, O. (2021a). Forest inventory handbook. Kyiv: Vinichenko Publishing House.

[4] Bilous, A., Myroniuk, V., Svynchuk, V., Kashpor, S., & Lesnik, O. (2022). Stem volume by height classes of immature, mature and overmature stands of the main forest-forming species of Ukraine. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 13(3), 7-12. doi: 10.31548/forest.13(3).2022.7-12.

[5] Bilous, A., Myroniuk, V., Svynchuk, V., Soshenskyi, O., Lesnik, O., & Kovbasa, Y. (2021b). Semi-empirical estimation of log taper using stem profile equations. Journal of Forest Science, 67(7), 318-327. doi: 10.17221/209/2020-JFS.

[6] Bychenko, V.B., Myroniuk, V.V., Lakyda, P.I., & Burianchuk, M.M. (2021). Modeling structure of Scots pine stems volume by grade categories using stochastic process. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 12(3), 6-20. doi: 10.31548/forest2021.03.001.

[7] DSTU EN 1927-2:2018. (2018). “Round coniferous timber. Classification by quality. Part 2. Pine”. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy.

[8] He, P., Xin, S., & Jiang, L.-C. (2020). Research on stem taper equation of Scots pine based on generalized additive model. Journal of Beijing Forestry University, 42, 1-8. doi: 10.12171/j.1000−1522.20200094.

[9] Kashpor, S., & Strochynskii, A. (2013). Forest inventory handbook. Kyiv: Vinichenko Publishing House.

[10] Kozak, A. (2004). My last words on taper equations. The Forestry Chronicle, 80(4), 507-515. doi: 10.5558/tfc80507-4.

[11] Li, R., & Weiskittel, A. R. (2010). Comparison of model forms for estimating stem taper and volume in the primary conifer species of the North American Acadian Region. Annals of Forest Science, 67(3), article number 302. doi: 10.1051/forest/2009109.

[12] Myroniuk, V., Bilous, A., Lakyda, P., Lesnik, O., Burianchuk, M., Svynchuk, V., Bychenko, V., Tyshchenko, O., Zadorozhniuk, R., Soshenskyi, O., Matushevych, L., Diachuk, P., Bala, O., Smolin, V., Yaroshchuk, M., Hrytsenko, O., & Matsala, M. (2023). Taper equations for eight major forest tree species in flat land Ukraine. Forestry: An International Journal of Forest Research, 2023, article number cpac052. doi: 10.1093/forestry/cpac052.

[13] Nikitin, K., & Shvidenko, A. (1978). Methods and techniques for processing forestry information. moscow: Forestry Industry.

[14] Özçelik, R., & Alkan, O. (2020). Fitting and calibrating a mixed-effects segmented taper model for Brutian pine. CERNE, 26, 464-473. doi: 10.1590/01047760202026032737.

[15] Pukkala, T., Hanssen, K., & Andreassen, K. (2019). Stem taper and bark functions for Norway spruce in Norway. Silva Fennica, 53, article number 10187. https://doi.org/10.14214/sf.10187.

[16] R Core Team. (2018). Retrieved from https://www.r-project.org/.

[17] Robinson, A.P., & Hamann, J.D. (2011). Forest analytics with R: An introduction. Berlin: Springer.

[18] Rojo, A., Perales, X., Sánchez-Rodríguez, F., Álvarez-González, J.G., & von Gadow, K. (2005). Stem taper functions for maritime pine (Pinus pinaster Ait.) in Galicia (Northwestern Spain). European Journal of Forest Research, 124(3), 177-186. doi: 10.1007/s10342-005-0066-6.

[19] Salekin, S., Catalán, C.H., Boczniewicz, D., Phiri, D., Morgenroth, J., Meason, D.F., & Mason, E.G. (2021). Global tree taper modelling: A review of applications, methods, functions, and their parameters. Forests, 12(7), article number 913. https://www.mdpi.com/1999-4907/12/7/913

[20] TUU-00994207-001:2018. (2018). “Timber of round coniferous and deciduous species. Classification rules”. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy.

[21] TUU-00994207-003:2018. (2018). “Timber of round coniferous and deciduous species. Classification rules”. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy.

[22] Zuur, A.F. (2009). Mixed effects models and extensions in ecology with R. Berlin: Springer.