21 Zbornik gozdarstva in lesarstva 34, 1989, s. 21-50 GDK 524.63.001.5 RAZVOJ IN UPORABA INVENTURNE VZORČNE METODE 2x6-DREVES Milan HOČEVAR* Izvleček Izhajajoč iz vzorčne inventurne metode 6-dreves je bil razvit postopek snemanja z zrcalnim vzorcem 2x 6-dreves ter izdelana metodologija izračuna regresijskih ocen, ki neenake površine vzorcev upošteva kot kovariablo. Primerjalna analiza na populaciji 94 vzorcev medocenami, dobljenimi z metodo 2x6-dreves in referenčnimi vrednostmi metode odmerjenih vzorcev je potrdila zanesljivost nove metode. Snemalni postopek je pri novi metodi zelo en'ostaven in hi- ter, metoda se je v primerjavi z nekaterimi drugimi postopki snemanja pokazala tudi kot eko- nomsko zelo učinkovita. Ključne besede: gozdna inventura, vzorčenje, vzorec 2x6-dreves DEVELOPMENT AND USE OF THE 2x6-TREES INVENTORY SAMPLE METHOD Milan HOČE V AR* Abstract Deriving from the 6-trees inventory sample method, the process of 10 . QJ ____ ,__ ~ ~ o r-t ·n > QJ ~ HI) , ... ----------------- površinski razred (m2) Slika 3: Porazdelitev velikosti vzorčnih ploskev po površinskih razredih Bild 3: Verteilung der SP-Flaechen nach Groessenkategorien 32 Zbornik go::.da_rstva in lesarstva, 34 Kakovost ocene pri metodah stalnega števila drevja (kamor sodi tudi možnost poja- va sistematičnih napak) je v veliki meri pogojena s porazdelitvijo vzorčnih površin. Pomembna je čim bolj normalna porazdelitev znotraj stratumov (Kapucu 1972, Hirner 1978). Naše raziskav~ porazdelitve po sestojnih tipih kažejo, da je ta pogoj najbolje izpolnjen pri metodi 2x6 dreves, vendar tudi pri M6 nismo ugotovili značil­ nih razlik (sliki 4a in 4b). a) C: ·r-1 >ti) t.. > 0,20 o a. .C: 0,16 ·r-1 ,8 t.. 0,12 o ~ >N 0,08 cu ,-f cu 0,04 'O o 2 p6 m b) C: tiP •r-i '\, sestojni >t/) §: 0,20 o a. .C: 0,16 ·r-1 ,8 s.. 0,12 o ~ >N .0,08 cu ,-f cu 0,04 'O o Slika 4: Frekvenčna porazdelitev vzorčnih površin po sestojnih tipih (a: metode: 6-dreves, b: metoda 2x 6 dreves) Bild 4: Verteilung der SP-Flaechen nach Bestandestypen (a: Methode 6-Baueme b: Methode 2x6-Baueme) a) C: ·rl )C/) ~ o o. .C: ·rl C: >O t. o ~ b) C: ·rl >C/) • ~ o o. .C: ·rl C: )C) t. ~ 0,4 0,3 0,2 0,1 o· o 33 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne metode 2x6 dreves ................................. : . ' ........ 'i ........... : ........... ·-· 100 200 300 2 površina vzorca m •·-·-··•-•: normalna porazdelitev . . 400 500 600 o,4r--.-ir-,--.. ~.-.~ ..~.-.. T.-.~ ..~.-,--.-~-,-r-,-,--,..-.--,--.,.......,.......,.-,-~~ ..T.-.. ~.~.-. ~.-.,-,--, 0,3 ······-······ :normalna pora zdel itey 0,2 ...•.. '.-t-.,-·~ ....... 1 • ·-.. 0,1 o o 100 200 300 400 500 600 v. 2 povrs1na vzorca m Slika 5: Frekvenčna porazdelitev velikosti vzorčnih površin v stratumu debeljakov z rahlim sklepom (a: metoda 6-dreves, b: metoda 2x 6-dreves) Bild 5: Verteilung der SP-Flaechen nach Groesse innerhalb Stratums aufgelocker- tes Baumholz (a: Methode 6-Baeume, b: Methode 2x6-Baeume) 34 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 Podrobne primerjave danih porazdelitev z normalo so bile opravljene za nekatere iz- brane stratume z zadostnim številom vzorcev. Na slikah 5a in 5b je prikazana poraz- delitev v debeljakih z rahlim sklepom. Porazdelitev pri obeh metodah ne odstopa od normale (chi2-test: M2x6 p = 0,48 in M6 p = 0,25). . Med ocenami za Niha in O/ha (aritmetična sredina za ves gozd), ugotovljenimi z različnimi metodami, ni značilnih razlik. Razlike so absolutno in relativno zelo majhne. Najvišjo oceno temeljnice (O/ha) smo dobili z metodo 2x6-dreves (103 OJo glede na Oodm/ha), vendar razlika ni značilna (parna primerjava: verjetnost HO-hipoteze p = 0,25). Pač pa se ocene bistveno razlikujejo v velikosti koeficienta variacije, ki s številom dreves v vzorcu pada, kar je v skladu z dosedanjimi ugotovitvami (Freese, 1961). Koeficient variacije se giblje v mejah od 30% (Modm) do 46o/o (M6), kar so sorazmerno nizke vrednosti. Podrobnejši vpogled v variabilnost posameznih vzorčnih ploskev dobimo na sliki 6, ki prikazuje frekvenčno porazdelitev temeljnic vseh treh metod snemanja. Medtem ko sta si porazdelitvi za O2x6/ha in Oodm/ha zelo podobni (oblika in razpon po- razdelitve), je porazdelitev pri M6 pomaknjena v smer manjših vrednosti, bistveno širši pa je tudi razpon med ekstremnimi vrednostmi. 20 t l,5 ~ ~ 16 o r-1 -~ CI) -4-J >!O ---·-··- . -------------- 2 .. 10 18 26 34 temeljnica m2,lba l. 'f 1 42 50 58 / 66 74 -G6arit. m2jba - G2:x6ari t. m2,lha --Godm m2jba Slika 6: Frek~enčna porazdelitev temeljnice. Primerjava ocen, ugotovljenih z raz- ličnimi vzorčnimi metodami. Bild 6: Verteilung der Orundflaechen fuer untersuchte Stichprobenverf ahren Na podlagi koeficientov variacije, zahtevane točnosti in porabe časa za snemanje z različnimi metodami je mogoče opredeliti ekonomsko najbolj zanimivo metodo. 35 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne metode 2x6 dreves Elementi za optimiranje so razvidni iz razpredelnice 2 in slik 7a in 7b. Poraba časa za snemanje enega vzorca pri posameznih metodaj je ocenjena na podlagi izkušenj GO Ljubljana in lastnih snemanj. Izračun kaže, da je za oceno temeljnice najugodnejša metoda 2x6 dreves. Približno isti rezultat bi dobili za oceno lesne zaloge, za katero je znano, da je močno korelira- na s temeljnico, koeficienti variacije pa so običajno nekoliko yišji (3 do 6 O/o). še bo- lje bi se odrezala metoda 2x6 dreves, če bi vzeli kot kriterij koeficient variacije ocen števila drevja (Niha). a) lOOr---------------------, 87 odmer.krogi 6-dreves 2x6-dreves 12-dreves b) metoda snemanja 1200 - 11 1() ~ 1000 - ~ ~ ~~ 870 ... ,- .... r 800 ~ 774 ~ 1- 1- ~ 645 ~ 600 - ~ -a ,_ 1- • 1- 1 400 - al •o 1- i 200 ... 3?1 L?, ~r o t8 p. ... o odmer.krogi 6.drevea 2x6-drevee 12-dreves metoda snemanja Slika 7: Optimiranje metode vzorčnega snemanja [[I] št. vzorcev za 8=5% ~ varianca % OTI11 čas skupno . za 8=5% c=:I Čas min/vzorec a) Statistični parametri vzorčnih metod, b) Poraba časa Bild 7: Wahl des geeigneten Stichprobeverfahrens a) Statistische Kennwerte, ~) Zeitaufwand 36 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 3.3.2 Zanesljivost ocene in možnost pojava sistematičnih-napak Čeprav naše raziskave ·na ravni celotne populacije (gozda) niso razkrile značilnih razlik med ocenami dendrometričnih parametrov, dobljenimi z različnimi metoda- mi, smo v nadaljevanju raziskave skušali s poglobljenimi analizami osvetliti odnose med kakovostjo ocen in nekaterimi strukturnimi značilnostmi populacije in stratu- mov, na podlagi katerih bi lahko ocenili možnost pojava in velikost sistematičnih napak. Obenem smo v sklopu te študije podrobno obdelali vprašanje izračuna srednjih vrednosti z različnimi metodami. 3.3.2. l Izračun srednjih vrednosti V poglavju 2.2. smo nakazali dva možna postopka izračuna srednjih vrednosti obračunskih·enot. Postopek izračuna aritmetičnih sredin je običajen način obraču­ navanja podatkov pri vzorčnih inventurah v gozdarstvu in temu so prilagojeni tudi vsi računalniški programi. Postopek sloni na izračunu hektarskih vrednosti dendro- metrijskih elementov (Niha, G/ha, V /ha) za posamezne vzorce v prvi fazi in oceni njihove poprečne sredine za obračunsko enoto na podlagi izračuna aritmetične vred- nosti. Opisani postopek daje pri metodi 6-dreves često previsoke ocene (Kapucu 1972: 5 do 10 %), vendar tega rezultati naše raziskave ne potrjujejo. Da bi se izognili precenjevanju, predlagajo nekateri avtorji (Ko in dr., 1969) izračun poprečne vrednosti obračunske enote kot tehtane sredine, ki daje večjo težo podat- kom, pridobljenim na večjih vzorčnih ploskvah (poglavje 2.2.). Ker se pogosto do- gaja, da dobimo velike vzorčne površine v vrzelastih delih gozda (ha vrednosti takih vzorcev so nizke), je razumljivo, da so tako izračunane poprečne vrednosti manjše kot po metodi aritmetičnih sredin. Iz izkušenj in literature (KAPUCU 1972) vemo, da je ta razlika precejšnja, saj znaša do 20o/o. Naše raziskave te ugotovitve potrjuje- jo. Pri metodi 6-dreves je bila tehtana sredina za 6,6 % nižja od aritmetične, vendar je statistično ni bilo mogoče potrditi. Bistveno manjša je bila razlika pri metodi 2x6-dreves (-2,9 %). Pri metodi tehtanih sredin vrednosti za posamezne vzorce ne poznamo (npr.: V /ha), kar prinaša nevšečnosti pri nadaljnji interpretaciji inventur- nih podatkov. Povsem nov pristop zahteva tudi izračun statističnih kazalcev. Zaradi vseh omenjenih razlogov smo iskali metodo izračuna, ki bi združevala pred- nosti obeh omenjenih postopkov in imela obenem čim manj pomanjkljivosti. Misli- mo, da to v veliki meri velja za postopek regresijskih vrednosti, ki sicer v literaturi ni neznan, vendar za reševanje problema neenakih površin pri obračunu podatkov pri metodah stalnega števila drevja doslej, kolikor nam je znano, ni bil proučen (velja za dosegljivo literaturo). Osnovne značilnosti regresijskega postopka bomo predsta- vili na primeru izračuna temeljnice pri metodi 2x 6 dreves: 37 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne metode 2x6 dreves - Temeljnico (G/ha) vsakega posameznega vzorca izračunamo tako; da računsko projeciramo (niveliramo) temeljnico vzorca (vsota temeljnic vseh dreves v vzor- cu) na poprečno vzorčno površino stratuma, s tem da upoštevamo površino vsa- kega posameznega vzorca kot kovariablo. Računamo po obrazcu: GR/ha = 10000* [(gj + b (P - Pj))/P] pri čemer velja: GRj - regresijska vrednost temeljnice vzorca j v m2/ha gj - vsota temeljnic posameznih dreves v vzorcu je v m2 b - regresijski koeficient povezave: gj = f(pj) P - Poprečna površina vzorca (populacije, stratuma) v m2 Pj - površina vzorca j v m2 Razpredelnica 3: Regresijska in korelacijska povezava med temeljnico vzorčnih ploskev (m2) ter površino vzorcev pri metodah stalnega števila drevja M6 in M2x6 Tabelle 3: Regression und Korrelation zwischen Grundflaeche (m2) und Groesse der SP-Flaeche (m2) fuer die Methoden 6-Baume und 2x6-Baume metoda parameter - ocena metoda 2x6 dreves metoda 6- dreves 1 gj = a + b . Pj 2 gj = b . Pj a = 0,068461 b = 0,00251 a = 2 b = 0,00276 a = 0,076781 b = 0,00196 a = 2 b -= O, 00244 parameter SE 0,06258 0,00024 0,00009 0,03474 0,00024 0,0001 l korelacijski koeficient r SE regresija r =0,7372 SE = 0,23075 r = 0,90720 SE = 0,2310 r = 0,6415 SE = 0,1537 r = 0,8317 SE = 0,1569 verjetnost HO za a in b p = 0,2770 p = O, 0000 p = 0,0000 p = 0,0290 p = 0,0000 p = 0,0000 Račun zahteva poznavanje regresijske povezave med temeljnico gj in površino vzor- ca Pj (razpredelnica 3, sliki 8a in 8b), ki ga lahko naredimo za cel gozd ali po stratu- mih. Primeren pa je predvsem izračun po posameznih stratumih, ki jih pri gozdni inventuri običajno oblikujemo z združevanjem podobnih sestojnih tipov. Regresij- ske vrednosti, ki jih navajamo v nadaljevanju članka, so bile izračunane na omenje- ni način. 38 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 Slika 8: a) f\J e \! ,.. o ~ f1 ·a .,.., ~ E! CII .... b) . "\ 1,5 1 ...... r· 1 , .. 1 1,2 i 0,9 i 1 t ; l·· i ;· o,6 ! i . ! ! i'"" 0,3 ! \ o : o l,5\-' 1 ; ' . t 1,21 o,(): .... ! o,6 L .. 0,3 ' 1 oi \...' o i ·1 100 100 · ..•. i .... , ........... 'l·-·· T ..... r· .. ,.- .. ,.---, ... T··· ··r- .. , ,, · · · · · · · '!', • · 11· '·' • · • • • ·' ·' • i ·, / . .. - ·: -{ .i. ;. ,, ,., .... ... f'l _•:, površina vzorca m~ 1 "" • 200 .,. ~·· " 300 '. 1 300 površina vzorca m? " ., ,., :.. .... . ( < . ~~-; -~ ,r···. ; -, : -1 . ! : ·1 . ! .. : ··, ·1 . 1 ; ! 1 • • • • • ; • ·-i ...• _, ·•-•'"·· ~J ... ~., ... ·• 4oo . '-~ ' .. 400 500 ' \ .J : ·-1 . ·1 J ·-1 7 ..... , . 1 1 1 1 1 . ~- ! ..... ' .... ! 500 Slika 8: Povezava temeljnice s površino vzorca a: metoda 2x6-dreves, b: metoda 6-dreves (model: y = a + bx; črtkano so podane meje zaupanja, p = 0,95) Bild 8: Regression und Korrelation zwischen Grundflaeche (Summe der Baumgrundfaechen) und Groesse der SP-Flaeche (a: 2x6-Baeume, b: 6-Baeume) 39 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne metode 2x6 dreves Seveda je vsaka regresijska vrednost obremenjena z vzorčno napako, ki se prenaša na oceno poprečne sestojne vrednosti in oceno za gospodarsko enoto. Za izračun statističnih kazalcev smo uporabili postopke enostavnega slučajnostnega vzorčenja, ki se kljub temu, da ne ustrezajo povsem načelom teoretične statistike, pri gozdnih vzorčnih inventurah splošno uporabljajo (ZOEHRER 1980). 3.3.2.2 Križna primerjava prekrivanja ocen Točnost ocen, ki smo jih dobili z metodami stalnega števila drevja, je mogoče preso- diti na podlagi prekrivanja z referenčnimi vrednostmi metode odmerjenih ploskev. Kakovost prekrivanja ponazarjajo vrednosti korelacijskih koeficientov (r), potek regresijske premice, izračunane po metodi najmanjših kvadratov (model: Y = a + b*X) in porazdelitev odklonov od regresijske premice, ki gre skozi koordinatni si- Razpredelnica 4: Regresijska in korelacijska povezava med ocenami temeljnice G/ha, ugotovljenih z metodami stalnega števila drevja (06, G2x6, G2x6T) ter metodo odmerjenih krožnih ploskev (Godm) Tabelle 4: Regression und Korrelation zwischen Schaetzungen der Grund- flaeche (G/ha) mit der Methode der festen SP-Kreise und 2x6- Baum-, bzw. 6-Baummethode metoda parameter - ocena metoda a = 6,72381 2x 6 dreves b = 0,7875 2x6 (aritmetične a = - 2 vrednosti) b = 1,01128 2x6 a = 5,23681 (regresijske b = 0,8169 vrednosti) a = 2 b = 0,9912 metoda a = 11 ,93371 6-dreves b = 0,5515 (aritmetične -vrednosti) a = - 2 b = 0,9487 1 G/ha = a + b . Godm/ha 2 G/ha = b . Godm /ha parameter SE 2,405 0,084 0,025 2,091 0,073 0,022 4,213 0,146 0,0439 korelacijski koeficient r SE regresija r = 0,701 SE = 6,745 r = 0,946 SE = 6,988 r = 0,761 SE = 5,863 r = 0,956 SE = 6,027 r = 0,35 SE= 11,81 r = 0,834 SE = 12,253 verjetnost HO za a in b 0,0063 0,0000 0,0000 0,0140 0,0000 0,0000 0,0057 0,0000 0,0000 40 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 stem (model: Y = b*X). Omenjeni kazalci za metodi 6-dreves in 2x 6 dreves (aritme- tične in regresijske vrednosti) so prikazani v razpredelnici 4. In razpredelnice 4 je razvidno, da je korelacija ocen, dobljenih z metodo 2x 6 dreves z referenčnimi vrednostmi z r = O, 70, razmeroma visoka ter bistveno boljša kot pri metodi 6-dreves (r = 0,35). To je razumljivo, saj je delež identičnih dreves (to je dreves, ki jih zajema tudi 3-arski vzorec), ki jih primerjava zajema, pri prvi bistveno višji kot pri drugi. Pri metodi 6-dreves pa so neugodnejše tudi vse druge statistične vrednosti. Pri metodi 2x 6-dreves smo korelacijo z izbiro regresijskih vrednosti še izboljšali (rR = O, 76), kar se kaže tudi v občutni izboljšavi vseh drugih statističnih parame- trov. Vpogled v razporeditev posameznih vzorčnih vrednosti je mogoč na slikah 9a, b in c. Prekrivanje ocen je seveda le delno, ker primerjamo med seboj vrednosti dveh vzor- čnih metod (tudi referenčna vrednost je obremenjena z vzorčno napako), značilno razhajanje obeh premic na slikah 9a, b in c (glej tudi razpredelnico 4) pa nakazuje sistematična odstopanja. Podrobneje so ta odstopanja analizirana na slikah 10a, b in c, kjer so podani odkloni, izmerjeni od regresijskih vrednosti (kondicionirana re- gresijska premica z a = 0). Na podlagi analize odklonov na slikah 10a, b, in c lahko ugotovimo, da je disperzija (varianca) ocen okoli regresijske premice pri metodi 2x 6-dreves občutno manjša kot pri metodi 6-dreves, manj je pa tudi ekstremnih vrednosti (kar v treh primerih je bila ocena temeljnice pri M6 za 200 fl/o previsoka). Pri uporabi regresijskih vrednosti je slika še ugodnejša. Kljub temu lahko na splošno ugotovimo rahlo težnjo k precenje- vanju pri nizkih in podcenjevanju pri visokih sestojnih temeljnicah. Težnja je pred- vsem izrazita pri M6 metodi, vendar je zaradi visoke variance ni bilo mogoče tudi statistično potrditi (glej tudi sliko 6). Kopičenje pozitivnih odklonov pri nizki sestoj- ni temeljnici je opazno tudi pri metodi 2x6 dreves (sliki 10a in b, motijo vrednosti pri temeljnici 16 do 20 m2/ha), vendar tega analiza slike 6a za aritmetične vrednosti in slike 11 za regresijske vrednosti ne potrjujeta. 3.3.2.3 Analiza odklonov po sestojnih tipih Da bi nakazano težnjo k sistematičnim odklonom še podrobneje proučili, smo po- pulacijo razdelili v 4 strukturno zelo različne stratume in za vsakega posebej ponovi- li analizo odklonov. Stratume smo oblikovali na podlagi združevanja sorodnih se· stojnih tipov v homogene skupine, kar je v gozdarstvu že ustaljen postopek. 41 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inven/urne vzorčne metode 2x6 dreves •> 6o ~--.-, ·-r·-,-~·~r--r-,,--•l-·r···-r-·-, -... --,·-·r··-,··· ,•·-,·-·1··· ... . .......... ,, ········ .. . 50 . ' . . : "° .. :,o 20 ~ "' II :6 10 CI o ··········· .._.___.__.~___,_ ..a......L....l.-~-----"--'. _\ _ _, ___ J .-1..-J __ j_ ·O 10 20 :,o lto 50 0,,d• -2,'ba_ - b) 6o ,- --~~~~~-.-,--.-1·7··-,--.., -,.--.--~--- 50 1 "° . . : . .. ; .. -- 10 i .. 20 ' ' { 10 j ..... ; .. ,. 0 :_;~~~--i-.. ~ _,_~· ..... ··L~.i.....:._;_:....__, ·•-•--•-~·....i o 10 20 lto 50 o) 80 : .. ! ·,· f 1 ' • 1 f ··, ·-r· .... · • 1 ..- ·r-,. ·, -r ·f·· .. 6o •" o ,,, 1 l. . .i.. l l_ J -l---l .. -..L... J •• 1 .t. .L--l ..• J .• J .,.1 •. 1, l L .1 .1 o 10 20 '40 1' ; .. 1 50 Slika 9: Primerjava ocen, ugotovljenih z različnimi metodami vzorčenja: a) 2x6, b) 2x6-regresijske vrednosti, c) M6 (Polna diagonalna linija naka- zuje teoretično pravilen razpored vrednosti) Bild 9: Vergleich der Schaetzwerte gewonnen mit unterschiedlichen SP-Methoden: a) M2x6, b) 2x6-Regressionswerte, c) M6-Baeume 42 Zbornik xozdarstva in lesarstl'a, 34 a) b) ~ "b p:; l1 t'.1 8 ~ o c) 54 .•.. ' , , 1 , .. 1 1· , .•.. r ..--, , , , 1 f „T. 1 r • 1 · 1 1 ··· 1 1 , ·· • ' • • , • • • 1 34 . : . o;.·: "' ·.; '1'I. -26 - . ... J ... 1 ..• J ... _J. J. I ... ...J,.,.. • .J._J __ ..,_ __ j. l .. J. __ _i __ .t., ..• J,.. .• L. .• I .. J .... t. 1 o 10 20 4o regresijska ocena • 2/ha , . . .. ·, ; h• .I •. J •. 1 __ l, .. f . ._ . 50 1 , 1 ··r 1 ··1···1 „1--,--,--, , t T .. "'·,. 1 •· t 1 ,. , \t t ,-·-· }It lit ............ -6 . . .. -26 ·' f .. t •.•. J..._j __ ...L,_1, L . .1 J .J. (. _.l •. f. ~ ,l .. o 10 ?O }O lto 50 regreeijllka ocena •2/ba ,,. 1 ... t I r f t 1 ···1 -· ,.--·-,·--, 1 -, " t 1 "1 . .,. - 1 " f 1 1 1 ,- ,- 1 - . . . . . . . . . . 1 . . ·"· "" ff • .. •--"• • • .. • • ,'!'I " ... rt " " u_., .... __ . ____ .... _ --------·-······· - __ .__ ,..- ;. , . ·,: • ~ n ,, . .. ~-, ""::_.~:"-~~-"- .. " ., . : .... -26 .. ······. . . ..... . ___ l,,. __ J .• ....l. •..•• l •.• J .. 1 ...• L-.. l •.. -L..L---1..-l .. .L ...• .l .•.. J .•• 1 ...• L-.1 .. 1 .... J, l. .1. ..• 1 ..... 1. l o 10 20 50 regreeijeka ocena m2/he Slika 1 O: Odkloni izmerjenih temelj ničnih vrednosti od regresijskih vrednosti (model: y = bx): a) 2x6, b) M2x6-regresijske vrednosti, c) M6 Bild 10: Abweichungen der Grundflaechenmesswerte von theoretischen Erwar- tungswerten: a) M2x6, b) M2x6-Regressionswerte, c) M6-Baeume 25 20 t 15 f ... ~ 10 o ~ > G1 5 _.., >OJ 2 10 43 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne metode 2x6 dreves 18 26 42 _50 temeljnica (m2/ha) 58 66 74 -Godm m21ha Slika 11: Frekvenčna porazdelitev temeljnice. Primerjava ocen metode 2x6-dreves (regresijske vrednosti) z vrednostmi, ugotovljenimi z metodo odmerjenih ploskev · Bild 11: Verteilung der Grundflaechen fuer die 2x6-Methode (Regressionswerte) und die Metode fester SP-Kreise .. ~ ,, E .. ,C c 40 30 20 10 sncojnf lip: 1 drogovnjak normalen 2 drogovnjak , rahel 3 dcbcljnk normalen LEOENl>A: • - :kstremna nednosl 1 rar.pon vrednosti brez ekslremov mediana , 50'1t --,. •rit. sredina vrednoslf { meja zaupanja, p • 9S '1t razpon vrednosll brez ekslremov .. d~bt,IJak rahel Slika 12: Primerjava ocen temeljnice in statističnih kazalcev za metodo 2x6-dreves (a: regresijske vrednosti) in metodo odmerjenih ploskev (b) po sestojnih tipih Bild 12: Vergleich der Grundflaechenwerte und statistischer Kennwerte fuer die 2x6-Methode (Regressionswerte) und die Methode fester Stichprobenkreise 44 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 Osnovne dendrometrične kazalce izločenih stratumov povzema razpredelnica 1, iz katere je razvidno, da so strukturne razlike precejšnje. Temeljnica izločenih sestoj- nih tipov niha v mejah'od 20.33 do 34,13 m3/ha, število drevja pa od 1035 do 328 dreves na hektar. Primerjavo ocen, ugotovljenih z metodo 2x 6-dreves in metodo odmerjenih 3-arskih ploskev, daje razpredelnica 5. Pri metodi 2x6-dreves so ocene za posamezne stratume izračunane kot aritmetične sredine in kot regresijske vredno- sti. Podane so tudi poprečne vzorčne površine po stratumih. Vse bistvene statistične značilnosti proučenih subpopulacij (stratumov) pa so za obe metodi poleg tega gra- fično prikazane na sliki 12. Razpredelnica 5: Primerjava ocen temeljnice, dobljenih z metodo 2x6-dreves in metodo odmerjenih krožnih vzorcev za posamezne sestojne tipe (G2x6/ha - aritmetične vrednosti, G2x6R - regresijske vredno- sti, Godm) Tabelle 5: Vergleich der Grundflaechenwerte f estgestellt mit der Methode 2x6-Baeume (G2x6, G2x6R) und der Methode fester SP-Kreise (Godm) nach Bestandestypen stratum metoda ves drogovnjak drogovnjak debeljak debeljak gozd 1 2 3 4 5 6 n 15 18 21 40 94 2 Godm m 2/ha 29,27 20,33 34,13 26,66 27,53 3 P2x6 m2 116 175 217 330 241 4 G2x6 m 2/ha 27,61 22,92 33,97 28,26 28,41 5 G2x6-Godm m 2/ha -1,66 2,59 -0,16 1,59 0,87 (-5,20 do 1,88) (-0,64 do S,82) (-3,16 do 2,83) (-1,57 do 3,76) (-0,54 do 2,29) 6 G2x6/Godm 0,96 1,13 1,01 1,08 1,05 (0,82 do 1, JO) (1,00 do 1,25) (0,89do 1,13) (0,99do 1,16) (0,99 do 1,11) 7 G2x6R m 3/ha 26,65 22,10 33,33 27,73 27,73 (22,37 do 30, 93) (18,19 do 26,00) (29,71 do 36,94) (25, 11 do 30,35) (26,02 do 29,44) 8 G2x6R-Godm m 2/ha -2,62 1,77 -0,80 1,07 0,20 (-5,66 do 0,42) (-0,01 do 4,54) (-3,37 do 1,77) (0,80 do 2,93) (-1,02 do 1,41) 9 G2x6R/Godm 0,93 1,08 0,99 1,06 1,02 (0,82, do 1,04) (0,98 do 1,18) (0,89 do 1,08) (0,99 do 1,12) (0, 98 do 1,07) Pripomba: V oklepaju je podan interval zaupanja pri 95 % verjetnosti. Y razpredelnici 5 so prikazani rezultati primerjalne analize ocen temeljice (O/ha) kot absolutne vrednosti, odkloni in indeksi. V oklepaju so za izbrane ocene podane 45 HOčevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne metode 2x6 dreves tudi meje zaupanja pri 95 o/o verjetnosti. Odkloni ocen temeljnice, ki smo jih ugoto- vili z metodo 2x 6 dreves, od referenčnih vrednosti pri postopku izračuna z regresijs- kimi vrednostmi ne presegajo 8 %, pri aritmetičnih vrednostih pa ne 13 %. Vsi od- kloni so v mejah vzorčne napake, saj niti test parnih primerjav (vrstici 5 in 8: teoreti- čna vrednost je O) niti količnikov (vrstici 6 in 9: teoretična vrednost je 1) nista zavr- gla ničelne hipotez~. Ta ugotovitev velja tako za ocene za posamezne stratume kot ~a ves gozd (stolpec 6). Izračune potrjuje tudi grafična analiza frekvenčne porazdelitve indeksa G2x6R/ Godm v posameznih stratumih, ki je prikazana na sliki 13. Razporeditev vrednosti znotraj posameznih stratumov ima približno obliko normalne porazdelitve. 16 12 > (1) C) 8 t.. o ~ o 4 .--i ·rl > (1) ., o )(/] sestojni tipi Slika 13: Frekvenčna porazdelitev količnika Gzx6T/G0 ctm v posameznih se- stojnih tipih. (Področje teoretično pravilne razporeditve poudarjeno izrisano.) Bild 13: Verteilung des Ausdruckes G2x6R/G0 ctm in einzelnen Bestandestypen 4 DISKUSIJA REZULTATOV RAZISKAVE Metoda 2x 6 dreves se je izkazala kot tehnološko primeren postopek za delno pre- merbo gozdov. Postopek ohranja vse prednosti Prodanove metode (enostavnost, hi- trost, enakomerna poraba časa ne glede na razvojno fazo sestojev), je pa, vsaj v raz- merah slovenskega gozda, ekonomsko učinkovitejši ter za 30 do 50% cenejši. V Slo- veniji metodo že nekaj let operativno uporabljamo pri rednih inventurah. 46 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 Najpomembnejša pomanjkljivost metode 6-dreves je možnost popačenih (bias: ocen pri določenih sestojnih strukturah zaradi značilnega snemanja drevja na ne- enakih vzorčnih površinah. Nobeden od do sedaj predlaganih postopkov izračune (aritmetična tehtana sredina) tega ne rešuje zadovoljivo, vendar izkušnje kažejo, de so bili sistematični odkloni običajno v mejah vzorčne napake. Velikost sistematičm napake je pozitivno sorazmerna varianci dendrometrijskega znaka, ki ga snemamc (temeljnica, lesna zaloga, število drevja) in varianci vzorčnih površin (FAO 1973). Povečava vzorca s 6 na 12 dreves prinaša v tem pogledu bistvene izboljšave pri obet parametrih in že s tem zmanjšuje velikost morebitnega biasa. Do podobnih zaključ• kov prihaja tudi Herbert (HERBERT in dr. 1988), ki ugotavlja zmanjševanje odklo- nov od referenčnih vrednosti pri povečevanju števila dreves v vzorcu od 6 na 24 dre• ves (rezultati analize ocen dobljenih s takoimenovano metodo minimalnega številci dreves). Nova metoda v veliki meri, to velja predvsem za metodo regresijskih vrednosti,.re- šuje tudi problem pojavljanja ekstremnih ocen (outliner), ki smo jih v določenih se- stojnih tipih (panjevski gozd, šopasta rast, prebiralni ali močno raznodobni sestoji) ugotavljali pri snemanjih z metodo 6-dreves. Šopi z 12 drevesi so namreč že zelo red- ki, še manj verjetnosti pa je, da središče vzorca pade ravno v sredino takega šopa. Običajno tako vzorec, poleg šopa, obsega tudi vrzeli med njimi, tako da so polmeri in površine teh ploskev sorazmerno veliki in v dobri povezavi z gostoto sestoja (sli- ka 2). Zaradi neenakih površin vzorčnih ploskev nastopajo pri metodah stalnega števila drevja težave pri ocenjevanju ploskovnih sestojnih vrednosti (O/ha, V /ha, Niha), nasprotno pa je metoda zelo primerna za oceno deležev (v tem primeru je imenova- lec, to je število drevja v ploskvah, enak, nastopajo pa težave pri odmerjenih vzorč­ nih ploskvah s stalno površino). Ta problem v veliki meri odpravlja metoda regre- sijskih vrednosti. Tako izračunane ocene imajo dve bistveni prednosti: - ocene so neodvisne od modela, ki ga predpostavlja postopek tehtanih sredin (po- vezava gj in Pj; premica skozi sečišče koordinatnega sistema), - za vsak vzorec dodimo oceno hektarskih vrednosti (O/ha, V /ha, Niha), kar je pomembno pri prostorskih analizah. Oba postopka se razlikujeta le pri izračunu vzorčnih vrednosti, medtem ko je na- daljnji izračun poprečij in statističnih podatkov za obračunsko enoto enak, kar ve- lja tudi za tabeliranje podatkov po debelinskih stopnjah in drevesnih vrstah. Analiza ocen, dobljenih z različnimi metodami na ravni cele populacije in posamez- nih stratumov, ne odkriva sistematičnih odstopanj. če vzamemo kot merilo popreč­ ni odklon (ta je vedno v mejah vzorčne napake), daje najugodnejše vrednosti izra- čun z regresijskimi vrednostmi. 47 Hočevar, M.: Razvoj in uporaba inventurne vzorčne m~tode 2x6 dreves Celotna analiza rezultatov in ekonomski premisleki nakazujejo nujnost stratificira- nega vzorčenja tudi pri snemanjih v gozdarski operativi. Stratifikacija je potrebna že za sam izračun po regresijski metodi, je pa tudi zelo učinkovito sredstvo za znižanje vzorčne napake in izboljšanje informacijske vsebine inventurnih podatkov (HLADNIK, HOčEV AR, 1989). Razmeroma ugodna ocena, ki smo jo dobili za metodo 2x6-dreves, velja zaenkrat strogo vzeto le za pogoje, kjer je bil opravljen preizkus, to pa Je praktično za tip bu- kovih in jelovo bukovih gozdov osrednje Slovenije. Za močnejše posplošenje so pa vsekakor potrebne dodatne raziskave v gozdovih s poudarjeno šopasto ali prebiral- no zgradbo, ki jih načrtujemo že v bližnji prihodnosti. 5 SKLEP _Metoda 2x6-dreves se je izkazala kot tehnično primeren postopek za delno premero gozdov. Terensko snemanje je enostavno in hitro, delovni učinki so visoki in enako- merni neglede na sestojno zgradbo. V primerjavi z drugimi metodami se je izkazala kot ekonomsko zelo učinkovita. V nekaterih gozdnih gospodarstvih je metoda že postala osnovni postopek za izmero gozdov. Metoda spada v skupino postopkov s stalnim številom dreves v vzorcu in velikostjo ploskve (neenake površine), ki se prilagajajo gostoti sestoja (variabilna stopnja vzorčenja). S tem je metoda zelo primerna za snemanje atributivnih znakov (npr.: deleža poškodovanih dreves). Poseben pristop je potreben pri ocenjevanju vredno- sti, preračunanih na vzorčno površino (npr.: lesne zaloge na hektar). Predlagamo postopek stratificiranega vzorčenja in uporabo regresijskih vrednosti (izračunanih na podlagi povezave med temeljnico in površino vzorcev v posameznih strukturno čim bolj homogenih stratumih), ki vzorčno površino upoštevajo kot izravnalno spremenljivko. Metoda je primerna za delno premerbo gozdnih sestojev, če so v ospredju naslednje zahteve: - snemanje na enkratnih (nepermanentnih ploskvah), - enostaven, hiter postopek, izvedljiv z enostavno opremo in s priučeno delovno silo, - snemanje deležev (npr.: poškodovanost sestojev), - delo na nepreglednem terenu s podrastjo, kjer kotnoštevna metoda ni izvedljiva. 6 -LITERATURA l. FAO, 1973: Manuel d'inventaire forestier, avec references particulieres aux forets tropicales heterogenes. FAO, Rim, 200 s. 48 Zbornik gozdarstva in lesarstva,· 34 2. FREESE, F., 1961: Relationship of plot size to variability: an aproximation. J. Forest., 59: 679. 3. GROSENBOUGH, L.R., STOVER, W.S., 1957: Point-Sampling Compared with Plot-Sampling in Southeast Texas. For. science, 3, 1: 2-14. 4. KAPUCU, F., 1972: Untersuchungen ueber die Anwendbarkeit von Punkt- stichprobevervahren in ungleichaltrigen Naturmischbestaenden. Diss., Freiburg i. Br., 173s. 5. KO, THIRY, PELZ, EHRLENSPIEL, 1969: Sechs-Baum-Stichprobe fuer die Forsteinrichtung. Allg. Forst. u.g. Ztg., 140, 8: 186-189. 6. HIRNER, V., 1978: Theoretische Ueberlegungen zur Sechs-Baum-Stichproben und deren praktische Anwendungsmoeglichkeiten. Diss., Freiburg i. Br., 107s. 7. HERBERT, J., RONDEUX J., LAURENT C., 1988: Comparaison par si- mulation de 3 types d'unites d'echantillonnage en futaies feuillues de hetre .(Fagus silvatica). Ann. Sci., ·45, 3: 209-222. 8. HLADNIK D., HOČEVAR M., 1989: Izboljšanje učinkovitosti in informacij- ske vsebine gozdne inventure s stratificiranim vzorčenjem. Zbornik goz- darstva in lesarstva, Ljubljana, 34(1989). 9. LOETSCH, F. HALLER, K., 1964: Forest inventory, Vol. l., Miinchen, Basel, Dunaj, BLV, 436s. 10. LOETSCH F., ZOEHRER, F., HALLER, K., 1973: Forest inventory, Vol. 11, Miinchen, Bern, Dunaj, BLV, 469s. 11. MAHRER F., VOLLENWEIDER CH., 1983: Das Landesforstinventar der Schweiz, EAFV, Berichte 247, 26s. 12. PRODAN, M., 1968: Punktstichprobe fuer die Forsteinrichtung. Forst u. Holzwirt, 11: 225-226. 13. PUHEK V., 1982: Metoda 6-dreves - metoda izbranega števila potrebe gozd- nogospodarskega načrtovanja, seminar: Mašun 1982, 9s. polikopirano. 14. SCHOEPFER W., 1969: Die 6-Baum Strichprobe in der Forsteinrichtung. Allg. Forstztg., 24, 26: 533-536 in 29: 588-591. 15. ZOEHRER, F., 1980: Forstinventur. Paul, Parey; Hamburg, Berlin; 207s. 7 ZUSAMMENFASSUNG ENTWICKLUNG UND EINSATZ DER 2x6-BAUM-METHODE Die 6-Baum Methode von Prodan fand in Slowenien grosses Interesse und wurde in einigen Forstbetrieben fiir die Waldinventur eingefiihrt. Das Aufnahmeverfahren ist sehr einfach und schnell, jedoch - wie es sich bald herausstellte - nicht bei allen Waldverhaltnissen optimal einsetzbar. Die 6-Baum-Stichprobe erwies sich unter slo- wenischen Wa\dverhaltnissen a\s zu k\ein, in Walden mit typischer Rottenstruktm 49 Hočevar, M.: Razvoj in uporaha inventurne vzorčne metode 2x6 dreves (Gebirgswalder, plenterwaldahnliche Bestande, usw .) kamen systematische Fehler vor. Ausgehend aus der 6-Baumstichprobe wurde daher and der Forstabteilung der Bio- technischen Fakultat in Ljubljana ein abgeandertes Aufnahmeverfahren mit 2x 6 Baumen und einer neuen Berechnungsmethode, die die ungleiche Stichprobenflache als Kovariable berucksichtigt, entwickelt (Bild 1, Kapitel: 3.3.2.1). Das neue Ver- fahren wurde anschliessend einer Genauigkeitspriifung unterzogen. Inzwischen wird das Verfahren bereits in der Praxis operartionell eingesetzt. Die 2x6-Baumstichprobe setzt sich aus 2 Halbkreisen zusammen mit jeweils 6 Bau- men (Bild 1). Die Stichprobenflache wird durch die Entfernung des 6. Baumes in je- dem Halbkreis bestimmt. Die einfachen Stichprobenwerte werden nach Formeln 1 und 2 berechnet (Kap. 2.2). Pur die weitere Berechnung der Flachenwerte wurden das aritmetische Mittel, das gewogene Mittel (Kap. 2.2) und die Methode der Re- gressionswerte angewandt (3.3.2.1). . Mit der Regressionsmethode werden fiir jede Stichprobe die SP-Werte (z.B. Grund- flachensumme der 12 Baume) auf die mittlere Stichprobenflache des Stratums nieve- liert in dem die Probenflache als Kovariable benutzt wird und anschliessend der Fla- chenwert berechnet (Formul 6, Kap. 3.3.2.1). Das Verfahren setzt die Berechnung der Regressionsparamether (Steigungskoeffizient b) zwischen der Grundflache (gj) und SP-Flache (Pj) fiir einzelne strukturell homogene Straten voraus (Tab. 3, Bild 8a, b). Die arbeitstechnischen Aspekte und die Zuverlassigkeit des neuen Verfahrens wur- den anhand einer Probeinventur untersucht (Tab. 1). Auf 94 Stichproben wurden 4 verschiede Aufnahmeverfahren miteinander verglichen. Es waren dies folgende Stichprobenverfahren: 6-Baume, 2x6-Baume, 12-Baume und die Methode der fe- sten 3-Ar-Probekreise. Die Vergleichsauswertung fiir den ganzen Wald ergab eine gute Obereinstimmung der Stammzahl- und Grundflachenschatzungen fiir alle Methoden. Die Unterschie- de waren absolut und relativ sehr gering (Tab. 2, Bild 5 und 11). Erwartungsgemass wurden fiir beide Zwillingsmethoden (2x 6, 12-Baume) praktisch gleiche Werte be- rechnet. Die SP-Flachengrosse der 2x 6-Methode korreliert eng mit der Bestandes- dichte (Bild: 2). Durch die Vergrosserung der SP auf 2x 6 Baume wurde ihre Varia- bilitat wesentlich geringer, die Extremwerte seltener und die Frequenzverteilung sy- metrischer (Bild 3 und 4a, b und 5a, b ). Innerhalb der S traten ist die Flachengros- senverteilung normal (Bild 4a, b und 5a, b). Das 2x 6-Baumverfahren ist sehr schnell, die Datenvarianz ist gering. In der Kosten- Genauigkeitsanalyse erwies es sich als das optimale Verfahren (Tab. 3, Bild 7a, b). so Zbornik gozdarstva in lesarstva, 34 Im Probe bei-Probe-Vergleich wurde eine gute Oebereinstimmung der Grundfla- chenschatzungen der 2x6-Baum-Methode mit Referenzwerten (3-Ar-Probekreise) festgestellt (Tab. 4, Bild 9a, b). Dies gilt insbesondere fiir die Regressionswerte G2x6R (r = .76). Die Streuung der 6-Baumwerte war wesentlich grosser (r = 0.35) und es kamen mehrere Extremwerte vor (Bild 9c). Die Analyse der Abweichungen von der Referenzgerade lasst eine leichte Tendenz zur Oberschatzung bei niedrigen Grundflachen und zur Unterschatzung bei hohen Grundflachendichten erkennen. Sie Jst bei Regressionswerten nur noch bei niedrigen Grundflachendichten wahr- nehmbar (Bild l O) und wird durch die Grundflachenverteilung nicht bestatigt (Bild 11). Zur genauen Oberpriifung dieser Beobachtung wurde die Genauigkeitsanalyse an struktuell sehr unterschiedlichen Straten wiederholt. Trotz detaillierter Prfiifung wurden jedoch keine signifikante Unterschiede festgestellt (Tab. 5, Bild 12 und 13). Fiir den Einsatz in der Praxis wird das stratifizierte Verfahren mit der Berechnung von Regressionswerten filr einzelne Bestandestypen empfohlen. Das Verfahren ist fiir die Waldaufnahme besonders geeignet wenn folgende Punkte im Vordergrund stehen: - Aufnahmen auf temporaren SP-Flachen, - einfaches, schnelles Aufnahmeverfahren durchfiihrbar mit einfachen Mitteln und ungelerntem Personal, - wenn Holzvorratinventur mit der Waldschadenschatzung (Schatzung der Anteile beschadigten Baume) verbunden wird, - auf uniibersichtlichem Gelande und in Bestanden mit starkem Unterwuchs wo die Winkelzahlmethode nicht durchfiihrbar ist.