Деревья на пробной площади

Проба номер три

Одним из важнейших объектов исследования в отечественном лесоводстве являются постоянные пробные площади — ограниченные территории, на которых раз в несколько лет производится замер высоты, диаметра и других биометрических показателей деревьев. Попутно при этом описывают живой напочвенный покров, закладывают почвенные прикопки и фиксируют прочие наблюдения. В теории, эти данные накапливаются год за годом, а их анализ дает возможность проследить динамику развития растительного сообщества, что необходимо для объективного прогноза и экстраполяции данных.

На практике эти пробные площади нахуй никому не нужны. Как и отечественное лесное хозяйство, которое издревле держалось на подневольных, а когда люди закончились, накрылось пиздой в которую глянуть страшно. Погуляйте по дождливой лесной дороге — сразу поймете, почему единственным возможным видом достойного заработка в лесу являются концентрированные рубки средствами крупных лесопромышленных компаний.

Не думайте, что я вещаю из глубин пессимизма и депрессии. Наоборот, меня такая ситуация радует и любые попытки позитивных изменений я встречаю тревожным скепсисом: про возрождение лесного хозяйства в России обычно вспоминают отправляясь на постройку очередного ГУЛАГа.

Но хотя бы сегодня, давайте забудем про разных пидарасов и окунемся в мир статистики. Тем более, что процесс исследования постоянных пробных площадей, даже при отсутствии в нем всякого смысла, остается очень увлекательным занятием. Примерно как онанизм. Поэтому давайте уединимся и пока никто нас не спалил, посмотрим на данные сплошных перечетов древостоя, проведенные на одной из постоянных пробных площадей в Ханты-Мансийском автономном округе Западной Сибири.

Перечеты проведены разными исследователями в 2002 (З.Я. и В.З. Нагимовы), 2008 (Г.М. Кукуричкин) и 2018 году на ограниченной площади в 0,4 гектара. Все деревья на площади пронумерованы, на каждое дерево нанесена линия на высоте которой измеряется диаметр ствола. Изначально, эта высота должна составлять ровно 1,3 метра, но спустя шестнадцать лет, уровень ее колеблется между 1.0-1.7 м от шейки корня. Предположительно, это можно объяснить динамикой микрорельефа, хотя состояние пробы в целом создает впечатление того, что при закладке создатели были в говно пьяны. Древостой сложен лиственницей, пихтой, кедром, елью и березой, развит подрост и подлесок, живой напочвенный покров представлен лесными кустарничками и видами эвтрофных местообитаний (кислица, аконит, майник и др.). Если не смотреть на породный состав — типичный буреломный кисличник.

Первое, что необходимо сделать перед началом любой работы — привести все данные в машиночитаемый вид. Отдельно замечу: не в электронный, а именно в машиночитаемый, пригодный для автоматической обработки. Все эти бесконечные ворды, пдф-ы и эксели в девяносто девяти случаях из ста представляют собой богомерзкую хуету, которая для анализа пригодна ничуть не лучше, чем запись в полевом дневнике. При этом неизбежна стандартизация данных. В итоге разношерстные тексты сводятся в единую таблицу вот такого вида:

ele;num;d02;h02;l02;d08;d18;h18;l18 abies;1;19;NA;TRUE;20;21;NA;TRUE picea;2;38;NA;TRUE;38;37;NA;FALSE abies;3;12;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE

Таблица целиком, пояснения и обозначения заголовков
Заголовки:
ele — (текст) — порода;
num — (текст) — номер в перечете, нанесен на ствол дерева;
d02 — (число) — диаметр в см ствола согласно перечету 2002 года;
h02 — (число) — высота в м ствола согласно перечету 2002 года;
l02- (логическое) — состояние дерева в 2002 году. TRUE — живое, FALSE — мертвое;
d08 — (число) — диаметр в см ствола согласно перечету 2008 года;;
d18 — (число) — диаметр в см ствола согласно перечету 2018 года;;
h18 — (число) — высота в м ствола согласно перечету 2018 года;
l18- (логическое) — состояние дерева в 2018 году. TRUE — живое, FALSE — мертвое;

Породы:
abies — пихта;
betula — береза;
larix — лиственница;
picea — ель;
pinsib — кедр;
none — дерево, по разному определенное в разные перечетах. Порода не установлена;

Прочее:
NA — нет данных

При составлении таблицы:
1. Отсутствующие значения (дерево выпало, еще не выросло, пропущено в ходе перечета или замер для него не проводился) обозначаются как NA;
2. В качестве названия вида используется название данное в перечете 2002 года в случае:
— если оно соответствует названию вида по перечету 2018 года
— если при перечете 2018 года это дерево было представлено сухостоем или валежом (полагая, что ошибка в определении живого дерева менее вероятна);
3. Если название дерева по перечету 2002 года не соответствует названию дерева по перечету 2018 года, дерево считается неназванным (неизвестно, кто именно допустил ошибку);
4. Значения диаметров и высот округлены до целых чисел (процедура необязательная, но позволяет избежать случайных ошибок и упрощает работу);
5. Состояние деревьев принимается бинарным (живое/мертвое). Любое дробное деление при ограниченности выборки приведет лишь излишней работе и недостоверным оценкам;

Таблица данных:
ele;num;d02;h02;l02;d08;d18;h18;l18
abies;1;19;NA;TRUE;20;21;NA;TRUE
picea;2;38;NA;TRUE;38;37;NA;FALSE
abies;3;12;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
picea;4;24;NA;TRUE;24;22;NA;FALSE
picea;5;47;NA;TRUE;46;42;NA;FALSE
pinsib;6;37;NA;TRUE;28;32;NA;TRUE
abies;7;11;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
picea;8;22;NA;TRUE;24;24;NA;FALSE
none;9;14;NA;FALSE;14;13;NA;FALSE
picea;10;31;27;TRUE;32;31;NA;FALSE
picea;11;19;NA;TRUE;18;20;NA;FALSE
picea;12;17;NA;TRUE;16;18;NA;FALSE
picea;13;17;NA;TRUE;16;16;NA;FALSE
betula;14;22;NA;TRUE;22;24;NA;TRUE
abies;15;14;NA;TRUE;14;15;NA;TRUE
abies;16;24;NA;TRUE;24;26;NA;TRUE
abies;17;15;16;TRUE;16;16;NA;TRUE
abies;18;18;NA;TRUE;18;17;NA;FALSE
picea;19;41;NA;TRUE;40;40;NA;FALSE
picea;20;36;NA;TRUE;36;35;NA;FALSE
pinsib;21;22;NA;FALSE;20;25;NA;FALSE
none;22;15;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
picea;23;9;NA;TRUE;8;9;NA;TRUE
none;24;21;NA;FALSE;20;NA;NA;TRUE
larix;25;67;NA;TRUE;68;66;NA;TRUE
picea;26;25;NA;TRUE;24;24;NA;FALSE
picea;27;48;NA;TRUE;48;49;NA;FALSE
picea;28;27;NA;TRUE;26;27;NA;FALSE
picea;29;42;NA;TRUE;42;41;30;FALSE
larix;30;56;NA;TRUE;54;56;NA;FALSE
picea;31;20;NA;TRUE;20;20;NA;FALSE
picea;32;37;NA;TRUE;36;36;NA;FALSE
larix;33;54;NA;TRUE;54;58;39;TRUE
larix;34;28;NA;TRUE;28;28;NA;TRUE
picea;35;49;NA;TRUE;48;44;NA;FALSE
picea;36;38;27;TRUE;38;39;NA;FALSE
picea;37;13;NA;TRUE;12;NA;NA;TRUE
pinsib;38;6;NA;TRUE;6;6;NA;FALSE
abies;39;14;NA;FALSE;14;NA;NA;TRUE
abies;40;15;NA;TRUE;14;NA;NA;TRUE
pinsib;41;40;26;TRUE;40;39;NA;FALSE
abies;42;13;NA;TRUE;14;16;NA;TRUE
picea;43;27;24;TRUE;26;28;NA;TRUE
abies;44;9;NA;TRUE;10;13;NA;TRUE
picea;45;28;NA;TRUE;28;27;NA;FALSE
picea;46;35;NA;TRUE;34;36;NA;FALSE
abies;47;29;NA;TRUE;20;23;23;TRUE
picea;48;44;NA;TRUE;44;44;NA;FALSE
betula;49;18;NA;TRUE;18;22;NA;TRUE
picea;50;12;NA;TRUE;12;12;NA;TRUE
betula;51;28;NA;TRUE;28;31;NA;TRUE
abies;52;16;NA;TRUE;16;20;NA;TRUE
picea;53;14;NA;TRUE;16;18;NA;TRUE
abies;54;17;NA;TRUE;18;20;NA;TRUE
betula;55;30;NA;TRUE;30;30;NA;TRUE
pinsib;56;39;NA;TRUE;40;40;NA;FALSE
betula;57;16;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
abies;58;20;NA;TRUE;20;23;NA;TRUE
abies;59;12;NA;TRUE;12;15;NA;TRUE
betula;60;26;NA;TRUE;24;NA;NA;TRUE
betula;61;30;NA;TRUE;30;29;NA;TRUE
picea;62;16;NA;TRUE;16;18;NA;TRUE
betula;63;26;NA;TRUE;28;24;NA;FALSE
picea;64;8;NA;TRUE;8;11;NA;TRUE
larix;65;70;NA;TRUE;72;70;NA;TRUE
betula;66;17;NA;TRUE;18;19;NA;TRUE
betula;67;13;NA;TRUE;12;13;NA;FALSE
abies;68;21;17;TRUE;22;25;26;TRUE
pinsib;69;12;NA;TRUE;12;13;16;TRUE
pinsib;70;42;24;TRUE;42;44;NA;FALSE
abies;71;10;NA;TRUE;12;13;13;TRUE
abies;72;17;NA;TRUE;18;20;19;TRUE
abies;73;14;NA;TRUE;14;16;19;TRUE
larix;74;42;29;TRUE;42;42;34;TRUE
larix;75;63;NA;TRUE;64;65;NA;TRUE
larix;76;60;NA;TRUE;62;58;37;TRUE
picea;77;29;25;TRUE;28;28;NA;FALSE
picea;78;35;NA;TRUE;38;36;NA;FALSE
abies;79;19;NA;TRUE;18;20;NA;TRUE
abies;80;10;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
picea;81;33;NA;TRUE;34;34;NA;FALSE
abies;82;10;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
abies;83;9;NA;TRUE;10;12;16;TRUE
larix;84;35;29;TRUE;36;37;NA;TRUE
abies;85;18;NA;TRUE;18;NA;NA;TRUE
picea;86;24;NA;FALSE;24;NA;NA;TRUE
abies;87;13;15;TRUE;14;14;12;TRUE
larix;88;42;NA;TRUE;40;41;33;TRUE
larix;89;60;NA;TRUE;62;60;32;TRUE
picea;90;18;NA;TRUE;18;19;NA;FALSE
larix;91;56;NA;TRUE;54;57;NA;TRUE
larix;92;60;NA;TRUE;60;58;35;TRUE
larix;93;22;NA;FALSE;22;19;NA;FALSE
larix;94;68;NA;TRUE;70;66;NA;TRUE
pinsib;95;21;20;TRUE;22;23;NA;TRUE
picea;96;29;NA;TRUE;28;29;NA;FALSE
larix;97;52;NA;TRUE;54;50;NA;TRUE
picea;98;31;NA;FALSE;30;32;NA;FALSE
abies;99;22;NA;TRUE;22;24;NA;TRUE
larix;100;62;NA;TRUE;64;58;NA;TRUE
larix;101;61;NA;TRUE;62;60;NA;TRUE
picea;102;50;NA;TRUE;48;48;NA;FALSE
picea;103;41;NA;TRUE;40;42;NA;FALSE
picea;104;38;NA;TRUE;38;36;NA;FALSE
picea;105;35;NA;TRUE;34;35;NA;FALSE
picea;106;19;NA;TRUE;20;20;NA;FALSE
abies;107;27;NA;TRUE;26;28;27;TRUE
abies;108;23;NA;TRUE;22;20;NA;FALSE
abies;109;15;NA;TRUE;16;17;NA;TRUE
abies;110;27;NA;TRUE;28;28;NA;TRUE
abies;111;14;NA;TRUE;16;17;NA;TRUE
abies;112;21;NA;TRUE;20;22;NA;TRUE
abies;113;25;NA;TRUE;26;28;NA;TRUE
abies;114;25;NA;TRUE;26;26;NA;TRUE
abies;115;24;NA;TRUE;24;26;NA;TRUE
abies;116;21;NA;FALSE;NA;NA;NA;TRUE
abies;117;21;NA;TRUE;20;23;NA;TRUE
abies;118;20;NA;TRUE;20;22;NA;TRUE
abies;119;17;NA;TRUE;18;19;NA;TRUE
picea;120;16;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
pinsib;121;14;NA;TRUE;14;16;NA;TRUE
abies;122;12;NA;TRUE;12;14;NA;TRUE
abies;123;13;NA;FALSE;12;14;NA;FALSE
pinsib;124;43;NA;TRUE;44;46;NA;TRUE
picea;125;26;NA;TRUE;28;28;NA;TRUE
pinsib;126;24;NA;TRUE;26;29;NA;TRUE
larix;127;21;NA;TRUE;22;21;NA;TRUE
abies;128;19;NA;TRUE;20;20;NA;TRUE
picea;129;19;NA;TRUE;20;21;NA;TRUE
picea;130;22;NA;FALSE;22;NA;NA;TRUE
abies;131;13;NA;TRUE;12;14;NA;TRUE
picea;132;20;NA;TRUE;22;24;NA;TRUE
picea;133;22;NA;FALSE;20;NA;NA;TRUE
picea;134;22;23;TRUE;22;25;NA;TRUE
pinsib;135;34;22;TRUE;34;36;NA;TRUE
picea;136;41;27;TRUE;42;42;NA;TRUE
abies;137;12;NA;TRUE;12;14;NA;TRUE
abies;138;11;NA;TRUE;12;12;18;TRUE
larix;139;42;NA;TRUE;44;47;NA;TRUE
picea;140;24;NA;TRUE;24;26;NA;TRUE
abies;141;20;NA;TRUE;20;21;NA;TRUE
larix;142;55;NA;TRUE;54;56;NA;TRUE
pinsib;143;28;NA;TRUE;26;23;NA;TRUE
abies;144;17;13;TRUE;18;19;NA;TRUE
pinsib;145;32;NA;TRUE;22;17;NA;TRUE
picea;146;23;22;TRUE;24;28;NA;TRUE
abies;147;26;21;TRUE;NA;NA;NA;TRUE
abies;148;15;NA;TRUE;16;19;NA;TRUE
abies;149;12;NA;TRUE;12;14;NA;TRUE
abies;150;27;NA;TRUE;26;28;NA;TRUE
abies;151;29;NA;TRUE;28;29;NA;FALSE
abies;152;13;NA;TRUE;14;16;NA;TRUE
betula;153;37;NA;TRUE;36;36;NA;FALSE
abies;154;18;NA;TRUE;18;21;NA;TRUE
abies;155;23;23;TRUE;22;24;NA;TRUE
pinsib;156;16;NA;TRUE;16;18;20;TRUE
pinsib;157;8;NA;TRUE;8;11;NA;TRUE
pinsib;158;34;23;TRUE;36;40;NA;TRUE
abies;159;26;NA;TRUE;26;27;23;TRUE
abies;160;23;NA;TRUE;24;25;27;TRUE
abies;161;16;NA;TRUE;18;20;22;TRUE
abies;162;13;NA;TRUE;14;NA;NA;TRUE
abies;163;20;NA;TRUE;22;24;NA;TRUE
abies;164;16;NA;TRUE;16;19;NA;TRUE
picea;165;36;NA;TRUE;36;36;NA;FALSE
picea;166;28;NA;TRUE;28;28;NA;FALSE
abies;167;21;NA;TRUE;22;24;22;TRUE
larix;168;52;NA;TRUE;54;54;37;TRUE
larix;169;66;NA;TRUE;66;70;NA;TRUE
picea;170;29;NA;TRUE;30;33;25;TRUE
picea;171;33;NA;TRUE;34;35;NA;TRUE
larix;172;27;NA;TRUE;26;29;33;TRUE
larix;173;31;29;TRUE;32;33;32;TRUE
abies;174;18;NA;FALSE;18;NA;NA;TRUE
betula;175;24;NA;TRUE;24;24;NA;FALSE
abies;176;10;NA;TRUE;10;10;NA;TRUE
abies;177;18;NA;TRUE;16;21;NA;TRUE
pinsib;178;48;NA;TRUE;48;48;NA;TRUE
picea;179;15;NA;TRUE;16;17;NA;TRUE
abies;180;12;NA;TRUE;12;15;19;TRUE
abies;181;19;NA;TRUE;18;NA;NA;TRUE
abies;182;11;NA;TRUE;12;14;NA;TRUE
abies;183;12;NA;TRUE;14;15;NA;TRUE
picea;184;52;NA;TRUE;52;54;NA;FALSE
pinsib;185;8;NA;TRUE;8;8;NA;TRUE
abies;186;11;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
abies;187;18;NA;TRUE;18;21;NA;TRUE
betula;188;19;NA;TRUE;20;22;NA;TRUE
abies;189;11;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
abies;190;12;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
abies;191;9;NA;TRUE;8;8;NA;FALSE
abies;192;21;NA;TRUE;22;22;NA;TRUE
pinsib;193;43;NA;TRUE;44;44;28;TRUE
abies;194;8;NA;TRUE;8;10;NA;TRUE
picea;195;23;NA;TRUE;24;24;23;TRUE
abies;196;9;NA;TRUE;8;9;NA;TRUE
abies;197;9;NA;TRUE;10;10;12;TRUE
abies;198;8;NA;TRUE;8;8;NA;TRUE
abies;199;19;NA;TRUE;18;20;NA;TRUE
abies;200;9;NA;TRUE;8;9;NA;TRUE
abies;201;7;NA;TRUE;6;NA;NA;TRUE
pinsib;202;48;NA;TRUE;48;48;NA;FALSE
abies;203;10;NA;TRUE;10;11;NA;TRUE
abies;204;9;NA;TRUE;8;9;NA;TRUE
abies;205;21;NA;TRUE;22;23;24;TRUE
abies;206;7;NA;TRUE;8;8;12;TRUE
abies;207;12;NA;TRUE;14;14;11;FALSE
picea;208;8;NA;FALSE;8;NA;NA;TRUE
abies;209;11;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
abies;210;16;NA;TRUE;16;16;20;TRUE
pinsib;211;32;NA;TRUE;34;36;NA;TRUE
pinsib;212;15;NA;TRUE;14;14;NA;TRUE
abies;213;17;NA;TRUE;18;20;NA;TRUE
pinsib;214;27;23;TRUE;26;29;NA;TRUE
pinsib;215;22;20;TRUE;22;24;28;TRUE
picea;216;45;NA;TRUE;46;44;NA;TRUE
abies;217;10;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
abies;218;21;NA;TRUE;22;23;NA;TRUE
abies;219;9;NA;TRUE;10;10;NA;TRUE
pinsib;220;14;NA;TRUE;14;14;NA;FALSE
abies;221;9;NA;TRUE;10;NA;NA;TRUE
abies;222;15;NA;TRUE;16;NA;NA;TRUE
picea;223;26;NA;FALSE;26;NA;NA;TRUE
abies;224;19;NA;TRUE;20;23;NA;TRUE
larix;225;40;29;TRUE;42;44;NA;TRUE
abies;226;13;NA;TRUE;14;18;NA;TRUE
picea;227;44;30;TRUE;46;46;NA;TRUE
abies;228;17;NA;TRUE;18;18;NA;TRUE
abies;229;14;NA;TRUE;14;14;NA;TRUE
abies;230;22;NA;TRUE;22;NA;NA;TRUE
abies;231;14;NA;TRUE;14;15;18;TRUE
abies;232;20;NA;TRUE;20;20;21;TRUE
abies;233;25;NA;TRUE;26;27;22;TRUE
larix;234;54;NA;TRUE;54;56;34;TRUE
betula;235;21;NA;TRUE;20;21;22;TRUE
pinsib;236;17;NA;TRUE;18;21;NA;TRUE
picea;237;23;NA;TRUE;24;26;NA;TRUE
larix;238;47;NA;TRUE;50;50;NA;TRUE
larix;239;15;NA;TRUE;16;17;NA;TRUE
larix;240;37;NA;TRUE;38;38;NA;TRUE
picea;241;11;NA;TRUE;12;12;NA;TRUE
picea;242;11;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
picea;243;25;NA;TRUE;26;28;NA;TRUE
picea;244;14;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
picea;245;16;NA;TRUE;16;19;NA;TRUE
picea;246;13;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
betula;247;25;NA;TRUE;24;27;NA;TRUE
abies;248;20;NA;TRUE;20;23;NA;TRUE
larix;249;45;29;TRUE;44;45;NA;TRUE
larix;250;42;30;TRUE;42;43;NA;TRUE
abies;251;21;NA;TRUE;20;22;NA;TRUE
pinsib;252;33;NA;TRUE;34;38;NA;TRUE
betula;253;21;NA;TRUE;20;20;NA;FALSE
betula;254;22;NA;TRUE;22;25;NA;TRUE
betula;255;23;NA;TRUE;22;19;NA;FALSE
betula;256;11;NA;TRUE;10;11;NA;TRUE
betula;257;21;NA;TRUE;18;NA;NA;TRUE
pinsib;258;8;NA;FALSE;8;8;NA;FALSE
picea;259;23;NA;TRUE;24;25;NA;TRUE
betula;260;22;NA;TRUE;22;23;NA;TRUE
picea;261;25;NA;TRUE;26;27;NA;TRUE
picea;262;15;NA;TRUE;14;14;NA;FALSE
abies;263;10;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
picea;264;19;NA;TRUE;18;20;NA;TRUE
picea;265;21;NA;TRUE;22;24;NA;TRUE
picea;266;15;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
larix;267;49;NA;TRUE;50;52;NA;TRUE
picea;268;8;NA;TRUE;8;8;NA;TRUE
picea;269;23;NA;TRUE;24;24;NA;TRUE
picea;270;11;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
abies;271;28;NA;TRUE;28;28;NA;FALSE
abies;272;16;NA;TRUE;16;18;NA;TRUE
pinsib;273;52;NA;TRUE;34;54;NA;TRUE
picea;274;39;NA;TRUE;38;40;NA;TRUE
picea;275;30;NA;TRUE;30;30;NA;TRUE
abies;276;11;NA;TRUE;12;12;NA;TRUE
picea;277;27;NA;TRUE;26;28;NA;TRUE
picea;278;NA;NA;TRUE;24;25;NA;TRUE
pinsib;279;23;NA;TRUE;30;32;NA;TRUE
larix;280;29;NA;TRUE;42;43;NA;TRUE
pinsib;281;40;24;TRUE;44;45;NA;TRUE
pinsib;282;43;15;TRUE;14;16;NA;TRUE
pinsib;283;15;NA;TRUE;52;52;NA;FALSE
pinsib;284;50;NA;TRUE;60;57;NA;FALSE
pinsib;285;59;NA;TRUE;34;33;NA;FALSE
abies;286;36;NA;FALSE;16;NA;NA;TRUE
abies;287;16;21;TRUE;20;22;NA;TRUE
abies;288;20;NA;TRUE;12;13;NA;TRUE
picea;289;12;29;TRUE;44;42;NA;TRUE
pinsib;290;42;NA;TRUE;26;29;NA;TRUE
pinsib;291;26;NA;TRUE;18;17;NA;TRUE
abies;292;16;NA;TRUE;10;12;NA;TRUE
pinsib;293;10;NA;TRUE;10;10;NA;TRUE
picea;294;11;NA;TRUE;42;42;NA;TRUE
abies;295;41;NA;TRUE;12;NA;NA;TRUE
abies;296;12;24;TRUE;NA;NA;NA;TRUE
abies;297;23;NA;TRUE;14;16;NA;TRUE
abies;298;13;NA;TRUE;12;15;NA;TRUE
abies;299;12;21;TRUE;24;24;NA;TRUE
pinsib;300;23;NA;TRUE;42;40;NA;TRUE
abies;301;41;NA;TRUE;16;12;NA;TRUE
abies;302;11;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
abies;303;15;NA;TRUE;16;16;NA;TRUE
abies;304;15;NA;FALSE;10;NA;NA;TRUE
abies;305;11;NA;TRUE;18;19;NA;TRUE
abies;306;18;NA;TRUE;18;20;NA;TRUE
abies;307;17;NA;FALSE;8;NA;NA;TRUE
betula;308;NA;NA;TRUE;20;22;NA;TRUE
abies;267А;20;NA;FALSE;NA;16;NA;TRUE
larix;267Б;NA;NA;FALSE;NA;46;NA;TRUE
picea;б/н;NA;NA;TRUE;NA;10;NA;TRUE
none;б/н;NA;NA;TRUE;NA;9;7;TRUE
picea;б/н;NA;NA;TRUE;NA;6;NA;TRUE

В таком виде собранные данные пригодны для обработки хоть вручную, хоть в Экселе, SPSS или любом отличном от брэйнфака языке. Мы воспользуемся R.

Подключение пакетов и загрузка данных

#Устанавливаем необходимые пакеты
install.packages("moments") #Коэффициенты эксцесса и асимметрии
install.packages("nortest") #Тесты на нормальность
#===================================================================
#Подключаем необходимые библиотеки
library(moments)
library(nortest)
#===================================================================
#Загружаем данные
alldata <- read.table(file="alldata", header=TRUE, sep=";")
spec <- split(alldata,alldata$ele)
#===================================================================

Перед тем, как вникать в статистику, посмотрим на размеры выборки. При первом перечете описано 307 деревьев (на самом деле 308, но у елки №278 не указан диаметр, поэтому будем считать ее незафиксированной). При последующих перечетах добавилось еще шесть новых деревьев (включая ель №278). Рассчитаем, как распределяются 313 деревьев по породам с учетом количества усохших и выпавших деревьев:

Пример количественной оценки пихт

abies.all <- spec$abies
length(abies.all$ele) #Всего записей, которые относятся к пихтам (127)
sum(!is.na(abies.all$d02)) #Количество пихт в перечете 2002 года (127)
sum(!is.na(abies.all$d08)) #Количество пихт в перечете 2008 года (123)
sum(!is.na(abies.all$d18)) #Количество пихт в перечете 2018 года (110)
#===================================================================
# Подсчитываем количество пихт в 2002 году
abies.all.live02 <- split(abies.all,abies.all$l02)
length(abies.all.live02$'FALSE'$ele)# Количество измеренных мертвых (FALSE) пихт в 2002 году (8)
length(abies.all.live02$'TRUE'$ele)# Количество измеренных живых (TRUE) пихт в 2002 году (119)
#===================================================================
# Подсчитываем количество пихт в 2018 году
abies.all.live18 <- split(abies.all,abies.all$l18)
length(abies.all.live18$'FALSE'$ele) # Количество измеренных мертвых (FALSE) пихт в 2018 году (7)
sum(!is.na(abies.all.live18$'TRUE'$d18))# Количество измеренных живых (TRUE) пихт в 2018 году (103)
#===================================================================

В перечете 2008 года отсутствует информация о разделении деревьев на живые и усохшие, поэтому данные этого года представлены одним числом — общим количеством учтенных стволов. Данные 2002 и 2018 года представлены операцией вычитания, в которой уменьшаемое — число всех деревьев породы, вычитаемое — число сухих деревьев, разность — число живых деревьев.

Количество учтенных деревьев (размеры выборок)

Порода 2002 год 2008 год 2018 год Сохранность,%
Ель (picea) 82-6=76 83 79-36=43 56.6
Береза (betula) 21-0=21 22 20-6=14 66.7
Кедр (pinsib) 40-2=38 40 40-11=29 76.3
Пихта (abies) 127-8=119 123 110-7=103 86.6
Лиственница (larix) 34-2=32 34 35-2=33 103.1
Неопределенная порода (none) 3-2=1 3 3-1=2 200


За шестнадцать лет в насаждении активно выпадает елка, кедр и береза (тут нельзя забывать об эффекте низкой базы, см. 200% сохранности неопределенных пород). Любой нормальный лесовод на этом бы завершил свои изыскания, но мы продолжим наши статистические фрикции.

Для того, что-бы оценить качество исследуемых данных, сравним между собой их наиболее значимые части — подеревные перечеты. Логично предположить, что при неизменных данных график зависимости значений диаметров текущего перечета от значений диаметров прошлого перечета будет представлять собой идеальную прямую которая проходит под углом сорок пять градусов. В реальности всегда есть отклонения от такой прямой. Даже при неизмеряемой величине радиального прироста, диаметры могут как увеличиваться (за счет неравномерности окружности ствола, ошибок округления при измерении), так и уменьшаться (за счет отслаивания коры, указанных выше или других причин). Однако эти изменения при качественно выполненной работе всегда невелики. При одностороннем замере диаметров встречаются отклонения до пяти сантиметров с единичными отклонениями до 10 см (при измерении стволов неправильной формы).

Я не могу объяснить изменение диаметра стволов на двадцать пять сантиметров за шесть лет иными причинами, кроме разъебайства исследователей. Очевидно, что это грубые ошибки наблюдения, поскольку в перечетах 2008-2018 года таких выбросов не наблюдается (за исключением одного кедра). При финальной обработке данных, такие значения должны быть удалены из выборки, однако, в данный момент делать это некорректно. В ситуации, когда два наблюдения противоречат друг другу (стабильность и разброс измеренных величин) даже в самом примитивном подходе необходимо третье наблюдение. Тем более, что выбросы наблюдаются преимущественно в измерениях кедров и пихт, а для берез, лиственниц и елей нехарактерны.

Тем не менее, следует помнить, что все нижеприведенные рассуждения основаны на анализе исходных странных данных, поэтому всякая интерпретация результата должна быть подвержена великому сомнению.

Прежде чем перейти к описательной статистике, необходимо протестировать данные на нормальность. Без этого мы не имеем права делать сложный анализ. Да что анализ, даже сравнивать между собой средние значения без теста нормальности недопустимо. Существует около двух десятков популярных тестов на нормальность — заебешься тестировать, поэтому мы ограничимся лишь наиболее подходящими тестами по совету А.И. Кобзаря («Прикладная математическая статистика». — М.: Физматлит, 2006. — 816 с.). Для этого оценим, насколько распределения отличаются от гауссовской палатки с помощью коэффициентов ассиметрии и эксцесса:

Пример расчета ассиметрии и эксцесса

skewness(abies.all$d02, na.rm = TRUE) # Ассиметрия распределения диаметров пихт в 2002 году (1.144345)
kurtosis(abies.all$d02, na.rm = TRUE) # Эксцесс распределения диаметров пихт в 2002 году (5.02645)
#===================================================================

В числителе указана ассиметрия, в знаменателе эксцесс. Значения коэффициентов, рассчитанные для всех деревьев породы (живые и сухие) указаны вне скобок. В скобках даны значения коэффициентов только для живых деревьев породы.

Порода 2002 год

асс/экс

2008 год

асс/экс

2018 год

асс/экс

Предпочтительные тесты

на нормальность

Ель (picea) 0.418 (0.398)/2.298 (2.173) 0.311/2.206 0.173 (0.436)/2.237 (2.451) Критерий Шапиро-Уилка, Критерий Дэвида-Хартли-Пирсона, Критерий Андерсона-Дарлинга
Береза (betula) 0.296 (0.296)/3.263 (3.263) 0.240/3.194 0.078 (-0.494)/3.032 (2.958) Критерий Дарбина, Критерий Шапиро-Уилка, Критерий хи-квадрат
Кедр (pinsib) 0.139 (0.083)/1.964 (1.961) 0.245/2.117 0.106 (0.250)/1.869 (1.937) Критерий Филлибена, Критерий Шапиро-Уилка, Критерий Мартинса-Иглевича
Пихта (abies) 1.144 (1.103)/5.026 (4.985) 0.329/2.316 0.190 (0.154)/2.079 (2.019) Критерий Шапиро-Уилка, Критерий Дэвида-Хартли-Пирсона, Критерий Андерсона-Дарлинга
Лиственница (larix) -0.43 (-0.475)/2.189 (2.347) -0.419/2.325 -0.58 (-0.53)/2.610 (2.684) Критерий Шапиро-Уилка, Критерий Дэвида-Хартли-Пирсона, Критерий Андерсона-Дарлинга


В качестве наиболее универсальных критериев нормальности наших данных используем критерии Шапиро-Уилка и Андерсона-Дарлинга. Можно было бы ограничиться лишь Шапиро-Уилка, но этот тест плохо работает на больших выборках. Действующий ГОСТ Р ИСО 5479-2002 не рассматривает применение критерия Шапиро-Уилка для выборок свыше пятидесяти наблюдений, что создает препятствия для оценки нормальности распределения диаметров елок и пихт.

Полученные значения асимметрии и эксцесса сами по себе отражают динамику развития древостоя (преобладание крупных или мелких деревьев, изменение количества средних по диаметру деревьев). Для наглядности, представим ядерную плотность этих распределений на фоне доверительной полосы соответствующего нормального распределения. В верхнем ряду изображений показаны распределения для всех деревьев породы, живых и усохших (три маленькие картинки), в нижнем только для живых деревьев (две большие картинки).

Построение графиков плотности распределения

sm.density(picea.all.live02$'TRUE'$d02, model = "Normal", xlab="Диаметр ствола ели, см", ylab="Плотность распределения")
dev.print(png, filename="RGraph.png", width=7, height=7, pointsize=12, units="in", res=200)
#===================================================================


Самые интересные процессы наблюдаются у пихты. В 2002 году в древостое преобладали деревья диаметром 10-25 см с ассиметричным распределением. Спустя шестнадцать лет ассиметрия уменьшилась в семь раз. В настоящее время элемент леса дифференцируется на две группы: деревья с преобладающим диаметром 10-15 см и деревья диаметром 20-25 см. Предпосылки к бимодальному распределению наблюдались еще в перечете 2002 года (еще раз указываю на странность тех данных), однако лишь в перечете 2018 года бимодальность проявляется явно. Это может быть связано с изреживанием элемента: часть пихт (левый пик распределения) достигла предельных возможностей развития. Эти деревья угнетаются, замедляются в росте и постепенно будут выпадать. Напротив, правая часть распределения представлена наиболее перспективными и жизнеспособными особями. Со временем это должно привести к разделению пихты на два элемента леса: угнетенные деревья 4-го и 5-го класса Крафта и нормально распределенный второй ярус древостоя.

В еловом элементе за время наблюдений выпала большая часть деревьев диаметром 30-40 см и значительная часть тонких деревьев менее 20 см. Это привело к увеличению преобладающего диаметра (мода распределения) примерно на пять сантиметров. В отличие от пихты, ель не проявляет бимодального распределения, что вероятнее всего свидетельствует о неспособности занимать в данных условиях доминирующее положение. Текущая динамика позволяет предположить, что меньшая часть деревьев из правой части распределения сохранит свое положение во втором ярусе, в то время как основная часть перейдет в низкие классы Крафта. В конечном итоге, ель будет представлять собой разнородную примесь в разных ярусах

Распределение берез по диаметру внешне напоминает нормальное распределение и за время наблюдений сохранило свою форму, за исключением смещения коэффициента ассиметрии в область отрицательных значений (усыхание деревьев с диаметром ствола менее 20 см). Впрочем, берез на пробе к 2018 году осталось лишь полтора десятка (меньше половины процента), поэтому информативность данной выборки переоценивать не стоит.

Кедр за шестнадцать лет сохранил суббимодальное распределение по диаметрам, однако его ассиметрия утроилась за счет выпадения деревьев толще 20 см. К настоящему времени ярко выделяется преобладающая мода в диапазоне 15-25 см. Вероятнее всего со временем бимодальность и ассиметрия в распределении будет расти, количество деревьев существенно снизится: отдельные деревья займут промежуточный ярус между лиственницей и пихтой, большая же часть кедров останется угнетенной во втором ярусе.

Распределения еловых, кедровых и, частично пихтовых стволов прямо не соответствуют кривой Шарлье, однако имеют сходство с распределением в насаждениях, где длительное время производят выборочные рубки, направленные на уборку отстающих в росте деревьев (Н.П. Анучин, 1982). В отличии от них, у лиственницы распределение с изначально отрицательной ассиметрий за время наблюдений еще больше сместилось в правую область. Равномерное снижение количества деревьев при уменьшении диаметра сменилось небольшим прогибом в диапазоне 20-40 см, что компенсировало выпадение деревьев толще 60 см.

При проверке распределения диаметров на нормальность воспользуемся p-значением 0.01. Классическое p=0.05, несмотря на его популярность не выдерживает критики, особенно в биологических исследованиях, где выборки представлены небольшим числом наблюдений (да, истинная причина в обосновании дальнейших параметрических методов, но я согласен с теми, кто даже 99% точность считает недопустимо низкой).

Проверка на нормальность диаметров живых пихт в 2002 году

shapiro.test(abies.all.live02$'TRUE'$d02) # тест Шапиро-Уилка
ad.test(abies.all.live02$'TRUE'$d02) # тест Андерсона-Дарлинга

В таблице указаны результаты теста Шапиро-Уилка (W) и Андерсона-Дарлинга (A) с вероятностями принятия нуль-гипотезы. В скобках указаны результаты тестов для живых деревьев, в остальных случаях для всех учтенных на пробе деревьев определенной породы.

Порода 2002 год 2008 год 2018 год
Ель (picea) W = 0.963, p-value = 0.018 (W = 0.959, p-value = 0.015);A = 0.801, p-value = 0.036 (A = 0.867, p-value = 0.025); W = 0.963, p-value = 0.018;A = 0.903, p-value = 0.020; W = 0.980, p-value = 0.239 (W = 0.952, p-value = 0.071);A = 0.494, p-value = 0.210 (A = 0.630, p-value = 0.094);
Береза (betula) W = 0.980, p-value = 0.925 (W = 0.980, p-value = 0.925);A = 0.218, p-value = 0.815 (A = 0.218, p-value = 0.815); W = 0.969, p-value = 0.681;
A = 0.381, p-value = 0.370;
W = 0.980, p-value = 0.936 (W = 0.958, p-value = 0.686);A = 0.249, p-value = 0.712 (A = 0.266, p-value = 0.633);
Кедр (pinsib) W = 0.961, p-value = 0.186 (W = 0.964, p-value = 0.263);A = 0.480, p-value = 0.222 (A = 0.440, p-value = 0.278); W = 0.963, p-value = 0.207;
A = 0.461, p-value = 0.247;
W = 0.960, p-value = 0.161 (W = 0.957, p-value = 0.274);A = 0.488, p-value = 0.211 (A = 0.420, p-value = 0.305);
Пихта (abies) W = 0.922, p-value = 1.653e-06 (W = 0.923, p-value = 3.764e-06);A = 0.801, p-value = 0.036 (A = 1.679, p-value = 0.0002); W = 0.962, p-value = 0.001;
A = 0.903, p-value = 0.020;
W = 0.966, p-value = 0.007 (W = 0.965, p-value = 0.007);A = 0.494, p-value = 0.210 (A = 1.117, p-value = 0.006);
Лиственница (larix) W = 0.956, p-value = 0.184 (W = 0.959, p-value = 0.236);A = 0.476, p-value = 0.224 (A = 0.437, p-value = 0.280); W = 0.958, p-value = 0.207;
A = 0.488, p-value = 0.209;
W = 0.950, p-value = 0.111 (W = 0.961, p-value = 0.281);A = 0.544, p-value = 0.151 (A = 0.387, p-value = 0.369);


Диаметры елей, берез, кедров и лиственниц распределены нормально во всех выборках, исходя из обоих тестов. При последнем наблюдении p-значения елок существенно увеличены, а критерий Андерсона-Дарлинга значительно снижен, что косвенно говорит о нормализации элемента леса.

Сложнее обстоит дело с пихтами. В 2002 году их распределение существенно отличалось от нормального по тесту Шапиро-Уилка и соответствовало нормальному по тесту Андерсона-Дарлинга. Данная выборка превышает сотню наблюдений, поэтому тест Шапиро-Уилка мы можем проигнорировать, но даже в этом случае нормальность распределения наблюдается лишь для всей совокупности деревьев (живых и мертвых). При наблюдениях 2008 и 2018 года нормальность всей совокупности подтверждается обоими тестами, причем, как в случае с елями, вероятность случайного распределения существенно возрастает к настоящему времени. При этом выборка измеренных диаметров живых деревьев остается далекой от нормального распределения.

Полученные результаты дают нам основание сравнивать между собой средние значения диаметров пород в разные годы наблюдения, за исключением живых деревьев пихты. В последнем случае мы вынуждены использовать для сравнения медианные значения и не можем достоверными параметрическими методами выявить изменение величины радиального прироста.

Таблицы описательных статистик распределения диаметров

Вычисление описательных статистик

mean(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE) # Арифметическая средняя
median(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE) # Медиана
sd(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE)# Стандартное отклонение
var(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE) # Дисперсия
min(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE) # Минимальное значение
max(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE) # Максимальное значение
sd(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE)/sqrt(sum(!is.na(abies.all.live02$'TRUE'$d02))) # Стандартная ошибка
IQR(abies.all.live02$'TRUE'$d02, na.rm = TRUE) # Интерквартильный
размах

Описательные статистики для ели (в скобках данные для живых деревьев, за скобками данные для всей совокупности деревьев)

Характеристика выбоки 2002 г. 2008 г. 2018 г.
Арифметическая средняя 26.000 (26.303) 26.819 27.519 (23.512)
Стандартная ошибка 1.257 (1.332) 1.241 1.254 (1.604)
Медиана 24.0 (24.5) 24.0 27.0 (24.0)
Стандартное отклонение 11.384 (11.608) 11.305 11.148 (10.518)
Дисперсия 129.605 (134.747) 127.808 124.279 (110.637)
Минимальное значение 8 (8) 8 6 (6)
Максимальное значение 52 (52) 52 54 (46)
Интерквартильный размах 18.0 (18.5) 18.0 17.0 (12.0)


Описательные статистики для лиственницы (в скобках данные для живых деревьев, за скобками данные для всей совокупности деревьев)

Характеристика выбоки 2002 г. 2008 г. 2018 г.
Арифметическая средняя 47.353 (48.121) 48.353 48.371 (49.030)
Стандартная ошибка 1.648 (2.517) 1.631 1.594 (2.361)
Медиана 50.5 (52.0) 52.0 50.0 (50.0)
Стандартное отклонение 14.926 (14.458) 14.857 14.167 (13.566)
Дисперсия 222.781 (209.047) 220.720 200.711 (184.030)
Минимальное значение 15 (15) 16 17 (17)
Максимальное значение 70 (70) 72 70 (70)
Интерквартильный размах 22.25 (20.0) 21.0 16.5 (16.0)


Описательные статистики для кедра (в скобках данные для живых деревьев, за скобками данные для всей совокупности деревьев)

Характеристика выбоки 2002 г. 2008 г. 2018 г.
Арифметическая средняя 28.750 (29.474) 27.950 29.375 (27.897)
Стандартная ошибка 2.255 (2.300) 2.218 2.272 (2.399)
Медиана 27.5 (30.0) 26.0 29.0 (29.0)
Стандартное отклонение 14.264 (14.180) 14.029 14.368 (12.921)
Дисперсия 203.474 (201.067) 196.818 206.446 (166.953)
Минимальное значение 6 (6) 6 6 (8)
Максимальное значение 59 (59) 60 57 (54)
Интерквартильный размах 24.75 (25.25) 24.5 23.25 (21.0)


Описательные статистики для березы (в скобках данные для живых деревьев, за скобками данные для всей совокупности деревьев)

Характеристика выбоки 2002 г. 2008 г. 2018 г.
Арифметическая средняя 22.476 (22.476) 22.0 22.9 (23.0)
Стандартная ошибка 1.310 (1.310) 1.276 1.339 (1.456)
Медиана 22.0 (22.0) 22.0 22.5 (22.5)
Стандартное отклонение 6.005 (6.005) 5.984 5.990 (5.449)
Дисперсия 36.062 (36.062) 35.810 35.884 (29.692)
Минимальное значение 11 (11) 10 11 (11)
Максимальное значение 37 (37) 36 36 (31)
Интерквартильный размах 7.0 (7.00) 5.5 5.75 (5.25)


Описательные статистики для пихты (в скобках данные для живых деревьев, за скобками данные для всей совокупности деревьев)

Характеристика выбоки 2002 г. 2008 г. 2018 г.
Арифметическая средняя 16.701 16.081 17.745
Стандартная ошибка 0.570 0.477 0.521
Медиана 16 (16) 16 17 (17)
Стандартное отклонение 6.425 5.294 5.461
Дисперсия 41.275 28.026 29.825
Минимальное значение 7 (7) 6 8 (8)
Максимальное значение 41 (41) 28 29 (28)
Интерквартильный размах 8 (8) 8 9 (9)


Средние значения диаметров всех деревьев (живых и мертвых) за время наблюдения возросли у ели, лиственницы, кедра (кроме 2008 г.), березы (кроме 2008 г.) и снизились у пихты. При этом средние диаметры живых елей и кедров снизились. Однако, ни одно из этих изменений нельзя назвать статистически достоверным. В этой связи, приходится признать, что значимых изменений радиального прироста за шестнадцать лет зафиксировать не удалось.

Распределение диаметров пород выравнивается (подтверждается снижением интерквартильного размаха и дисперсии на 10-30 процентов) вокруг средних значений. Максимальные значения диаметров снижаются, минимальные возрастают. Одновременное выпадение наиболее крупных и мелких деревьев свидетельствует об увеличении однородности насаждения и его несформированности. Однако, окончательный вывод о динамике развития древостоя по существующим данным делать недопустимо.

Еще меньшей информативностью обладают данные по высотам. Измерение высот — чрезвычайно трудоемкий процесс с большой вероятностью субъективных ошибок. Над его улучшением трудились Ленхорд, Ланг, Лайер, Таката, Видеманн, Филипп, Гогенадль, Вейзе, Кренн, Лорей, Митерлих, Жан Парде, Продан и другие выдающиеся исследователи, но результат высотных замеров как был, так и остается хуетой в подавляющем большинстве исследований. Это связано со сложностью распознавания вершины дерева (и самим понятием «вершины»), микрорельефом, трудностью выставления точного базисного расстояния, несоответствием отбираемых деревьев распределению по диаметру и ряду других причин.

Несоответствие диаметров 2002 и 2008-2018 годов заранее вызывает подозрение в плохом качестве проведенной измерительной работы при закладке пробы. Это подтверждают и графики распределения высот по диаметрам. Конечно же, за шестнадцать лет могли произойти видимые изменения, но едва ли они могут иметь столь радикальный характер. Вероятнее предположить, что наблюдаемые изменения являются следствием погрешности и распиздяйства.

Это предположение подтверждает и описательная статистика. Поскольку число модельных деревьев каждой породы составляет максимум полтора-два десятка наблюдений, для оценки нормальности распределения достаточно применить только критерий Шапиро-Уилка. За исключением лиственницы в перечете 2018 года, все остальные выборки распределены нормально, но их средние значения не выявляют достоверных различий.

Таблицы описательных статистик распределения высот

Статистики распределения значений высоты у кедра

Характеристика выборки 2002 г. 2018 г.
Тест Шапиро-Уилка W = 0.905, p-value = 0.281 W = 0.849, p-value = 0.224
Среднее 21.9 23.0
Стандартная ошибка 1.073 3
Медиана 23 24

Статистики распределения значений высоты у лиственницы

Характеристика выборки 2002 г. 2018 г.
Тест Шапиро-Уилка W = 0.496, p-value = 2.073e-05 W = 0.908, p-value = 0.266
Среднее 29.2 34.6
Стандартная ошибка 0.167 0.748
Медиана 29.0 34.0

Статистики распределения значений высоты у ели

Характеристика выборки 2002 г. 2018 г.
Тест Шапиро-Уилка W = 0.954, p-value = 0.737 W = 0.942, p-value = 0.537
Среднее 26.0 26.0
Стандартная ошибка 0.898 2.082
Медиана 27.0 25.0

Статистики распределения значений высоты у пихты

Характеристика выборки 2002 г. 2018 г.
Тест Шапиро-Уилка W = 0.92382, p-value = 0.4248 W = 0.93569, p-value = 0.1612
Среднее 19.0 19.4
Стандартная ошибка 1.280 1.062
Медиана 21.0 19.5

Статистики распределения значений высоты у березы

Характеристика выборки 2002 г. 2018 г.
Среднее 22.0


Таким образом, за период наблюдений 2002-20018 г. на пробной площади не отмечено достоверных изменений средних диаметров, высот, а значит и запасов у элементов леса. Запас продолжает быть необычайно высоким: принимая значение видовых чисел за 0.5, он составляет 452.5 кубометра живой древесины на гектар (лиственница — 270 куб.м, ель — 60 куб.м, кедр — 50 куб.м, пихта — 57.5 куб.м, береза — 15 куб.м). Это значение почти идентично запасу, рассчитанному в 2002 году (466 куб.м), хотя замечу, что в статье З.Я. и В.З. Нагимовых сумма запасов у пород (504 куб.м в таблице и 524 куб. м в тексте статьи) превышает запас на пробной площади: существенно разнятся по запасам ель (в статье 148 куб. м) и береза (в статье 15 куб. м). Запас, определенный в 2008 году идентичен текущему запасу.

Анализ изменения распределений по диаметру елей, кедров и в меньшей степени пихт указывает на процессы изреживания наиболее отстающих в росте деревьев. У пихты и кедра наблюдается небольшая бимодальность распределения в отличии от ели, что косвенно свидетельствует о меньшем потенциале елового элемента в становлении древостоя. Отмечаются слабые процессы нормализации в распределении диаметров у пород, что говорит о повышении его однородности и текущем активном процессе формирования древостоя (хотя это видно визуально и без всяких вычислений).

При рассмотрении выводов, следует помнить про вероятностный характер любых интерпретаций. Во многом это следствие необычных данных 2002 года (вероятно, включающих в себя значительные ошибки), но основная причина в том, что делать однозначные заключения о динамике развития растительного сообщества на основании трех наблюдений может только некомпетентный мудак.

Дендрофлора ямальских городов

Дендрофлора ямальских городов

Ниже приведен конспект видов деревьев и кустарников, произрастающих в городах Воркута (контроль), Пуровск, Тарко-Сале, Пурпе, Губкинский, Муравленко. Это исследование я проводил в 2012 году, поэтому с тех пор что-то могло измениться, в частности, сюда не включен виды, посаженные в рамках эксперимента по интродукции, проводимого с 2013 г.

Общие замечания:  Города Пуровск и Пурпе обследованы с меньшей тщательностью вследствии транзитного пребывания в них. По результатам обследований видны общие свойства растений.

  1. Подмерзают молодые особи (до 15 лет).
  2. Подмерзают особи лишенные достаточного освещения.
  3. Старые (50 и более лет) отдельно стоящие деревья имеют обширные механические повреждения.

«Жимолость» в Губкинском это не жимолость. Растет деревом и я так и не понял, что это.

 

Деревья и кустарники г. Воркута
Воркута

Betula pendula Roth – Береза повислая, или бородавчатая – Деревья высотой 8-10 м. Встречаются очень редко.

Betula pubescens Ehrh. – Береза пушистая – Деревья высотой 8-10 м. Встречаются очень редко.

Betula x aurata Borkh. (B. pubescens x B. pendula) – Береза золотистая – Деревья высотой 8-10 м. Встречается дов. редко. В условиях недостаточной освещенности, близости к зданиям неморозостойки.

Larix sibirica Ledeb. – Лиственница сибирская – Деревья высотой до 12 м. Встречается редко (ул. Московская, д. 27) Зимостойка. В современном озеленении города не используется. Все встреченные экземпляры старше 30 лет.

Larix x czekanowskii Szaf. (L. sibirica Ledeb. x L. dahurica Laws.) — Лиственница Чекановского — Дерево высотой до 12 м. Встречается редко. Зимостойка. В современном озеленении города не используется. Старше 30 лет.

Populus tremula L. – Тополь дрожащий, осина – Деревья высотой 11 м. Повреждаются заморозками. Встречаются очень редко (перед зданием управления МЧС по г. Воркута, ул. Яновского).

Salix caprea L. – Ива козья, бредина – Кустарник высотой до 1,5 м. Встречается довольно редко. Морозостоек. В современном озеленении города не используется, распространяется самосевом.

Salix dasyclados Wimm. – Ива шерстистопобеговая – Деревья или кустовидные деревья высотой до 9-11 м. Встречаются очень часто, морозостойки. Широко использовались в городском озеленении 25-30 летней давности. В настоящее время активно распространяется самосевом.

Salix lanata L. x S. glandulifera Flod. – Кусты. Встречается редко.

Salix phylicifolia L. – Ива филиколистная – Кусты до 3 м выс. Встречается дов. редко. Подмерзает.

Salix viminalis L. – Ива прутовидная, или корзиночная – Деревья или кустовидные деревья высотой до 8-10 м. Встречаются часто, морозостойки. Наряду с ивой шерстистопобеговой широко использовались городских посадках 25-30 летней давности. В настоящее время активно распространяется самосевом.

Sorbus aucuparia L. – Рябина обыкновенная – Кустовидные деревья, высотой 4 м. Встречаются очень редко (парк Первостроителей). Растут на открытом освещенном месте. Периодически повреждаются заморозками, но обильно плодоносят.

Sorbus sibirica Hedl. – Рябина сибирская – Кустовидные деревья, высотой 4 м. Встречаются очень редко (парк Первостроителей). Растут на открытом освещенном месте. Периодически повреждаются заморозками, но обильно плодоносят.

 

Деревья и кустарники г. Пуровск

Betula pubescens Ehrh. – Береза пушистая – Дерево высотой до 12 м. Некоторые деревья повреждаются заморозками. Встречается дов. часто.

Betula x aurata Borkh. (B. pubescens x B. pendula) – Береза золотистая – Дерево высотой до 12 м. Некоторые деревья повреждаются заморозками. Встречается часто.

Larix x czekanowskii Szaf. (L. sibirica Ledeb. x L. dahurica Laws.) — Дерево, высотой до 6-7 м. В городе встречается довольно редко, но преобладает в городских зеленых массивах. Зимостойка.

Picea obovata Ledeb – Ель сибирская – Дерево высотой до 8 м. Встречается редко. Зимостойка. Высаживается в основном в придомовых посадках.

Rosa acicularis Lindl. – Роза (Шиповник) иглистая – Кустарник, высотой до 1,5 м. Встречается довольно редко, в основном на придомовых территориях окраины города. Заморозками повреждается незначительно.

Salix dasyclados Wimm. – Ива шерстистопобеговая – Кустовидные деревья высотой до 8 м. Встречаются часто. Используется в озеленении и распространяется самосевом. Повреждается заморозками.

Salix phylicifolia L. – Ива филиколистная – Кустарник высотой до 1,5 м. Зимостоек. Встречается редко.

Salix viminalis L. – Ива прутовидная, или корзиночная – Кустовидное дерево высотой до 4-5 м. Встречается довольно редко. Зимостойка.

Sorbus sibirica Hedl. – Рябина сибирская – Дерево или кустовидное дерево высотой до 4 м. Встречается довольно часто. Обильно плодоносит. Зимостойка.

 

Деревья и кустарники г. Тарко-Сале
Тарко-Сале

Betula pubescens Ehrh. – Береза пушистая – Дерево высотой до 12 м. В общем, зимостойка, но встречаются деревья поврежденные заморозками, приобретшие кустовидную форму. В основном это связано с затенением. Встречается часто.

Betula x aurata Borkh. (B. pubescens x B. pendula) – Береза золотистая – Дерево высотой до 12 м. В общем, зимостойка, но встречаются деревья поврежденные заморозками, приобретшие кустовидную форму. В основном это связано с затенением. Встречается часто.

Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar – Ольховник кустарниковый – Древовидный кустарник высотой до 2-2,5 м. Встречается редко. Зимостойка.

Juniperus sibirica Burgsd. – Можжевельник сибирский – Кустарник, высотой 1 м. Встречается очень редко – обнаружен лишь один экземпляр, произрастающий на территории частного участка по ул. Мезенцева. Зимостоек.

Larix x czekanowskii Szaf. (L. sibirica Ledeb. x L. dahurica Laws.) — Дерево, высотой до 6-7 м (отдельные растения до 13 м). В городе встречается довольно редко, но преобладает в городских зеленых массивах. Зимостойка.

Larix sibirica Ledeb. – Лиственница сибирская — Дерево, высотой до 6-7 м. В городе встречается довольно редко, но преобладает в городских зеленых массивах. Зимостойка.

Padus avium Mill. – Черемуха обыкновенная – Кустовидные деревья высотой до 6-7 м. Встречается редко, используется в придорожных посадках. Зимостойка.

Picea obovata Ledeb – Ель сибирская – Дерево высотой до 8 м. Встречается редко. Зимостойка. Высаживается в основном в придомовых посадках. Растет в сквере тарко-салинского лесничества.

Pinus sibirica Du Tour – Сосна кедровая сибирская, сибирский кедр – Дерево, высотой до 8-9 м. Встречается редко, преимущественно в парке у «вечного огня» и прилегающих территориях. Зимостойка.

Pinus friesiana Wich. (P. sylvestris ssp. lapponica (Fr. ex Hartm.) E. Holmb.) – Сосна Фриза – Дерево высотой до 9-10 м. Зимостойка. Встречается редко.

Populus tremula L. – Тополь дрожащий, осина – Дерево высотой 7-9 м. Встречается довольно редко. Зимостойка.

Ribes spicatum E. Robson – Смородина колосистая – Кустарник высотой до 1,5 м. Встречается очень редко. Зимостоек.

Rosa acicularis Lindl. – Роза (Шиповник) иглистая – Кустарник, высотой до 1,5 м. Встречается довольно редко, в основном на придомовых территориях окраины города. Заморозками повреждается незначительно.
Rubus matsumuranus Lévl. et Vaniot – Малина Мацумуры, или сахалинская – Встречается очень редко. Высаживается местными жителями на придомовых территориях. Повреждается заморозками.

Salix dasyclados Wimm. – Ива шерстистопобеговая – Кустовидные деревья высотой до 8 м. Встречаются часто. Используется в озеленении и распространяется самосевом. Повреждается заморозками.

Salix phylicifolia L. – Ива филиколистная – Кустарник высотой до 1,5 м. Зимостоек. Встречается редко.

Salix viminalis L. – Ива прутовидная, или корзиночная – Кустовидное дерево высотой до 4-5 м. Встречается довольно редко. Зимостойка.

Salix x stipularis Sm. (Salix viminalis x S. dasyclados) — Кустовидное дерево высотой до 4-5 м. Встречается редко. Зимостойка.

Sorbus sibirica Hedl. – Рябина сибирская – Дерево или чаще кустовидное дерево высотой до 4 м. Встречается довольно часто. Обильно плодоносит. Зимостойка.

 

Деревья и кустарники г. Пурпе

Betula nana L. – Береза карликовая – Кустарник, высотой до 1,5 м. Зимостойка. Встречается довольно редко.

Betula pubescens Ehrh. – Береза пушистая – Дерево высотой 6-7 м. Встречается очень часто. Зимостойка.

Betula x aurata Borkh. (B. pubescens x B. pendula) – Береза золотистая – Дерево высотой 6-7 м. Встречается очень часто. Зимостойка.

Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar – Ольховник кустарниковый – Кустовидное дерево, высотой до 4-4,5 м. Встречается редко. Зимостойкий.

Larix x czekanowskii Szaf. (L. sibirica Ledeb. x L. dahurica Laws.) — Встречается довольно часто. Дерево высотой до 15-18 м. Широко распространена в прилегающих к городу территориях. Зимостойка.

Picea obovata Ledeb – Ель сибирская – Дерево высотой до 4-6 м. Встречается очень редко. Зимостойка.

Pinus friesiana Wich. (P. sylvestris ssp. lapponica (Fr. ex Hartm.) E. Holmb.) – Сосна Фриза – Дерево высотой до 17-18 м. Встречается часто, особенно во дворах жилых домов и на прилегающей к городу территории. Зимостойка. Часто с механическими повреждениями. Распространяется самосевом.

Salix caprea L. – Ива козья, бредина – Кустарник высотой до 3 м. Встречается редко. Распространяется самосевом. Зимостойка.

Salix dasyclados Wimm. – Ива шерстистопобеговая – Деревья и кустовидные деревья высотой до 6-8 м. Встречается очень часто. Широко используется в городском озеленении. Распространяется самосевом, особенно на окраине города. Зимостойка.

Salix phylicifolia L. – Ива филиколистная – Встречается редко. Распространяется самосевом по окраинам города. Зимостойка.

Salix viminalis L. – Ива прутовидная, или корзиночная – Кустовидное дерево высотой до 5-6 м. Встречается довольно редко. Зимостойка. Распространяется самосевом, особенно по окраинам города.

Sorbus sibirica Hedl. – Рябина сибирская – Кустовидное дерево, высотой 2 м. Обильно плодоносит. Встречается редко. Зимостойка.

 

Деревья и кустарники г. Губкинский
Губкинский

Betula nana L. – Береза карликовая – Кустарник, высотой до 1,5 м. Встречается довольно редко. Зимостоек, однако, при затенении повреждается отрицательными температурами.

Betula pubescens Ehrh. – Береза пушистая – Дерево высотой 6-7 м. Встречается очень часто. Используется в городском озеленении. Зимостойка.

Betula x aurata Borkh. (B. pubescens x B. pendula) – Береза золотистая – Дерево высотой 6-7 м. Встречается очень часто. Используется в городском озеленении. Зимостойка.

Caragana arborescens Lam. – Карагана древовидная, желтая акация – Кустарник, высотой до 2 м. Встречается очень редко (ул. Нефтянников – гостиница Сибирь и пр. Мира – сквер близ здания «Пургаза»). Незначительно страдает от заморозков.

Crataegus dahurica Koehne ex C. K. Schneider – Боярышник даурский – Кустовидное дерево высотой до 2 м. Встречается очень редко (ул. Мира). Незимостоек, значительно повреждается отрицательными температурами.

Crataegus sanguinea Pall. – Боярышник кроваво-красный, или сибирский – Кустовидное дерево высотой до 2 м. Встречается очень редко (ул. Молодежная). Повреждается отрицательными температурами.

Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar – Ольховник кустарниковый – Кустовидное дерево, высотой до 4-4,5 м. Встречается редко. Большая часть произрастает в сквере у здания «Пургаза». Зимостойкий.

Larix archangelica Laws. x Larix dahurica Laws. – гибрид Лиственницы архангельской и даурской (или Larix x czekanowskii Szaf., близкая L. dahurica Laws.) – Встречается довольно часто. Дерево высотой до 15-18 м. Широко распространена в городских парках. Зимостойка.

Malus prunifolia (Willd.) Borkh. – Яблоня сливолистная – Встречается очень редко – два экземпляра у здания администрации города. Дерево высотой 2 м, повреждается заморозками. Плодоносит.

Padus avium Mill. – Черемуха обыкновенная – Дерево, высотой 2 м. Встречается редко. Сильно повреждается заморозками, особенно при затенении.

Picea obovata Ledeb – Ель сибирская – Дерево высотой до 4-6 м. Встречается очень редко (ул. Калинина). Зимостойка.

Pinus friesiana Wich. (P. sylvestris ssp. lapponica (Fr. ex Hartm.) E. Holmb.) – Сосна Фриза – Дерево высотой до 17-18 м. Встречается часто, особенно во дворах жилых домов. Зимостойка. Часто с механическими повреждениями. Распространяется самосевом на открытых местах (район пляжа, парк).

Pinus sibirica Du Tour – Сосна кедровая сибирская, сибирский кедр – Деревья до 5 м высотой. Зимостоек.

Populus tremula L. – Тополь дрожащий, осина – Дерево высотой до 9 м. Встречается очень редко. Единственные встреченные посадки на ул. Нефтянников (напротив гостиницы «Сибирь»). Зимостоек.

Rosa acicularis Lindl. – Роза (Шиповник) иглистая – Кустарник высотой до 1,5 м. Встречается очень редко. Обнаружено несколько видов по ул. Набережной и прилегающих улицах. Растения высажены на территории частных владений. Плодоносит. Зимостойка.

Rubus idaeus L. – Малина обыкновенная – Кустарник высотой 0,5 м. Встречается очень редко, единственный экземпляр произрастает на набережной. Зимостоек.

Salix bebbiana Sarg. – Ива Бебба – Куст высотой до 1,5 м. Зимостоек. Самосев. Редко.

Salix caprea L. – Ива козья, бредина – Кустарник высотой до 3 м. Встречается редко. Распространяется самосевом. Зимостойка.

Salix dasyclados Wimm. – Ива шерстистопобеговая – Деревья и кустовидные деревья высотой до 8 м. Встречается очень часто. Широко используется в городском озеленении. Распространяется самосевом, особенно на окраине города. Зимостойка. Широко практикуется стрижка и формирование кроны.

Salix lapponum L. – Ива лапландская – Куст высотой до 1 м. Зимостоек. Очень редко.

Salix phylicifolia L. – Ива филиколистная – Кустарник высотой 1,7 м, возникший путем самосева. Встречается редко. Распространяется самосевом по окраинам города. Зимостойка.

Salix viminalis L. – Ива прутовидная, или корзиночная – Кустовидное дерево высотой до 5-6 м. Встречается довольно редко. Зимостойка. Распространяется самосевом, особенно по окраинам города.

Sorbus aucuparia L. – Рябина обыкновенная – Кустовидное дерево, высотой 2 м. Обильно плодоносит. Встречается редко, большая часть высажена в сквере у здания «Пургаза». Зимостойка.

Spiraea nipponica Maxim. – Спирея ниппонская – Встречается очень редко – единственный обнаруженный экземпляр растет у здания городской администрации. Кустарник высотой 0,3 м. Значительно повреждается заморозками, однако плодоносит.

 

Деревья и кустарники г. Муравленко
Муравленко

Betula nana L. – Береза карликовая – Кустарник. Встречается очень редко. Встречен всего один экземпляр. Зимостойка.

Betula pubescens Ehrh. – Береза пушистая – Встречается часто. Используется в городском озеленении. Средняя высота деревьев 4-6 м. Морозостойки.

Betula x aurata Borkh. (B. pubescens x B. pendula) – Береза золотистая – Встречается очень часто. Используется в городском озеленении. Средняя высота деревьев 4-6 м. Морозостойки.

Caragana arborescens Lam. – Карагана древовидная, желтая акация – Дерево высотой 2 м. Встречается очень редко (ул. Муравленко). Повреждается заморозками.

Crataegus pinnatifida Bunge – Боярышник перистонадрезанный – Встречается очень редко (ул. Муравленко). Дерево высотой 1,7 м. Очень сильно повреждается заморозками.

Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar – Ольховник кустарниковый – Кустовидное дерево высотой 4-5 м. Встречается редко. Зимостоек.

Larix sibirica Ledeb. – Лиственница сибирская – Дерево высотой до 12 м. Встречается довольно часто. Широко распространена в городских парках. Зимостойка.

Padus avium Mill. – Черемуха обыкновенная – Дерево высотой 2 м. Встречается редко (ул. Муравленко). Сильно повреждается заморозками.

Populus tremula L. – Тополь дрожащий, осина – Дерево высотой до 11 м. Встречается довольно редко. Посадки осины сосредоточены по ул. Ленина (ДК «Украина»). Морозостойка.

Picea obovata Ledeb – Ель сибирская – Встречается очень редко. Описан один экземпляр (ул. Ленина). Дерево, высотой 7м. Зимостойко.

Pinus friesiana Wich. (P. sylvestris ssp. lapponica (Fr. ex Hartm.) E. Holmb.) – Сосна Фриза –Деревья высотой до 12-14 м. молодые посадки малочисленны. Большая часть старых деревьев имеет обширные механические повреждения. Встречается часто. Зимостойка.

Rosa acicularis Lindl. – Роза (Шиповник) иглистая – Встречается очень редко. Несколько экземпляров – кусты высотой 1,3 м произрастают вблизи здания «Муравленковскнефть». Незначительно повреждаются заморозками.

Salix bebbiana Sarg. – Ива Бебба – Кустовидное дерево высотой до 5 м. Зимостойка. Редко.

Salix caprea L. – Ива козья, бредина – Кустарник высотой до 3 м. Встречается редко. Распространяется самосевом. Повреждается заморозками, в местах затенения.

Salix dasyclados Wimm. – Ива шерстистопобеговая – Деревья высотой до 8 м. Встречается очень часто. Широко используется в городском озеленении. Морозостойка. Широко практикуется стрижка и формирование кроны.

Salix viminalis L. – Ива прутовидная, или корзиночная – Кустовидное дерево высотой до 6 м. Встречается редко. Зимостойка.

Sorbus aucuparia L. – Рябина обыкновенная – Кустовидное дерево, высотой 1,5-3 м. Встречается довольно часто. Используется в озеленении площадей и придомовых территорий административных зданий (здания «Муравленковскнефть», «управление МЧС по г. Муравленко», ДК «Украина» и др.). Обильно плодоносит. Повреждается зимними температурами.

Оценка сбежистости, возраста и высоты широколиственных пород по диаметру кроны и ствола

Эта статья написана исключительно в прикладных целях, для решения ситуаций, находящихся в стадии «ебтвоюмать, делать-то че?». Поэтому в отношении приведенных здесь формул следует избегать научного промискуитета и не совать их куда попало. Но в случае широколиственных парковых насаждений Петербурга они могут вас здорово выручить. Особенно когда вам требуется оценить кучу всякой ебанины, а из данных есть только диаметры.

Материал для регрессионного анализа (около тысячи деревьев) собран этой осенью в Елагином парке. Из выборки исключены хвойные деревья, поскольку ими преимущественно были лиственницы, больные трутовиком Швейница (Phaeolus schweinitzii), который портил, падла, мне всю картину.

Для начала сбежистость. Вот график, соотношения окружности  на высоте груди (абсцисса) к окружности у основания ствола (ордината):
График диаметров

Идея определять сбежистость по двум диаметрам, мягко говоря — говно. Но мы можем использовать грубую модель ствола, коей является параболоида вращения, аппроксимируя три известных диаметра (у основания, на высоте груди и ноль на макушке) соответствующей функцией. Нужно только определить высоту. Но сделать это достаточно проблематично, поскольку теснота связи между высотой и диаметром для выборок такого объема слишком низкая. И вообще, определять высоту дерева через диаметр могут только склонные к тривиальным решениям мудаки. Поэтому мы пойдем другим путем и определим высоту через диаметр кроны. Если мы решим сделать это напрямую, то непременно получим в результате невнятную хуету, поскольку однозначной связи между этими параметрами нет. Казалось бы, чем выше дерево, тем шире у него крона, но в реальности все выглядит вот так:
Диаметры крон

Нам следует отделить для сравнения молодые деревья с большой кроной, от старых с малой и наоборот. Поэтому не будем ебать мозг и просто перемножим диаметры стволов на диаметр крон. Этим мы получим ряд, на одном конце которого тонкие деревья с малой кроной, на другом толстые деревья с большой кроной. Первые однозначно соответствуют низким растениям, вторые высоким. С этим уже вполне можно работать:
График высот от произведения диаметра кроны и диаметра ствола

Вы можете сказать, мол кроны все равно нужно измерять, на что я замечу, что процесс этот гораздо менее трудоемок и протекает по сравнению с замерами высот молниеносно. Поэтому в какой бы жопе по срокам вы не находились, у вас всегда есть время метнуться и добрать нужные данные. А если уж вы работаете с парковыми насаждениями, то диаметры крон у вас и подавно должны быть.

Теоретически, можно добавить в качестве дополнительного параметра в эти расчеты возраст, благо рассчитывается он достаточно просто:
График возрастов

Но именно потому, что возраст мы не измеряем, а рассчитываем исходя из диаметра, ценность этих данных для оценки высоты ничтожна и нет нужды усложнять формулу дополнительными параметрами.

На тот случай, если у вас на момент прочтения этого поста не подгрузятся картинки (ну всякое бывает, может вас, как и меня таращат консольные браузеры в линуксе), опубликую формулы в текстовом виде.

1. Определение окружности основания ствола (C0):

C0 = 1,406 * C1,3 — 2,164

где C1,3 — окружность дерева на высоте груди. Достоверность аппроксимации (r2) = 0,855

2. Определение возраста (А):

А = 0,317 * C1,3 + 10,27

где C1,3 — окружность дерева на высоте груди. Достоверность аппроксимации (r2) = 0,785

3. Определение высоты (H):

H = 1,154*(C1,3 * Dкр)0,377

где C1,3 — окружность дерева на высоте груди, Dкр — диаметр кроны Достоверность аппроксимации (r2) = 0,801