МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗУЮЩЕЙ ФОРМЫ НИЖНЕЙ ЧАСТИ

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
в некоторых типах леса Новолялинского района.
В лесных насаждениях, многократно пройденных
сплошными рубками, среднее количество шишкоягод с 1 га составляет 68,6 тыс. шт. при средней
урожайности (1,5 балла) и средней плотности
ценопопуляций (535 шт. на 1 га). По количеству
декоративных форм новолялинские ценопопуляции можжевельника обыкновенного не отличаются большим внутривидовым разнообразием
(максимум 5 форм), что связано с антропогенной
нагрузкой и обеднением генофонда данного вида,
несмотря на его концентрацию и соответствие
экологическим условиям бореальных лесов севера
Свердловской области. К другим экологическим
особенностям можжевельника обыкновенного
относится отсутствие разновозрастных и старовозрастных биотипов в составе ценопопуляций,
преобладание мужских особей (83,8%).
Приведённые данные по учёту лесных площадей с можжевельником обыкновенным являются основой для инвентаризации ценного
лекарственного сырья и готовых декоративных
форм для озеленения населённых пунктов
Свердловской области.
Сосняки зеленомошниковые являются
экологическим оптимумом ценопопуляций
можжевельника в южных и северных районах
Свердловской области. Максимальная площадь
(87895,7 га) лесных насаждений, имеющих в
составе подлеска можжевельник обыкновенный, установлена в северных районах области
(Новолялинском, Серовском, Оуском, Нижнетагильском). В южных районах можжевельник
распадается на локальные одновозрастные
географические изоляты, занимающие площадь
от 0,006 до 1 тыс. га. В центральных и краеареальных ценопопуляциях можжевельник чаще
всего сосредоточен в перестойных (30–40%) и
приспевающих (20–30%) сосняках, где находит
фитоценотическую защиту.
Литература
1. Кожевников А.П. Стратегия и биологические особенности
Juniperus communis L. в естественных и нарушенных лесных
экосистемах Южного Урала // Лесной вестник. 2008. № 3.
С. 31–36.
2. Кожевников А.П., Тишкина Е.А., Кожевникова Г.М.
Методологический подход к изучению особенностей распространения можжевельника обыкновенного на Урале //
Известия ОГАУ. 2009. № 2. С. 77–79.
3. Истратова М.И. Размножение можжевельника // Тр. Соч
НИЛОС. М., 1968. Вып. 5. С. 90–114.
4. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной
ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.
5. Колесников Б.П., Зубарева Р.С., Смолоногов Е.П. Лесорастительные условия и типы леса Свердловской области.
Свердловск: УНЦ, 1974. 176 с.
Моделирование образующей формы нижней
части деревьев берёзы (Betula pendula) в условиях
Средней Сибири
А.А. Вайс, к.с-х.н., доцент, Сибирский ГТУ
работы были поставлены следующие программные вопросы.
1.Установить перечень параметров ствола,
которые в наибольшей степени связаны с коэффициентами изучаемой модели.
2.Разработать оптимальный алгоритм вычисления коэффициентов уравнения.
3.Составить норматив определения коэффициентов для различных районов Сибири.
Изучению подвергались учётные и модельные деревья берёзы повислой (Betula pendula)
из Среднесибирского подтаёжно-лесостепного
лесорастительного района (Иркутская область
– Эхирит-Булагатский муниципальный район;
Красноярский край – Большемуртинский муниципальный район) [4]. Общее число моделей,
на основе которых были построены образующие
нижней части ствола, – 754 штуки.
Корреляционный анализ позволил установить тесноту связи между признаками деревьев и коэффициентами образующей Harris
model. В таблице 1 приведены лимиты показа-
Моделирование сбежистости комлевой части
деревьев важно с точки зрения определения
объёмов пней [1, 2], оставшихся после рубки, и
выращивания деревьев с оптимальной формой
продольного сечения ствола.
Как было установлено ранее, адекватным
уравнением, отражающим образующую продольного сечения нижней части ствола, является
функция Harris model [3]: у = 1/(a + b·xc), которая вычисляется по трём точкам: диаметру у
шейки корня (d0), диаметру на высоте груди (d1,3)
и диаметру на высоте пня (dп)). Коэффициент
а отражает сдвиг кривой от начала координат,
коэффициент b определяет форму кривой в комлевой, самой нижней части ствола и параметр с
влияет на общую форму кривой (рис. 1).
Основной целью данного исследования являлось прогнозирование средней формы продольного сечения нижней части деревьев берёзы
повислой (Betula pendula). Перед выполнением
50
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
С целью поиска общих закономерностей
данные объединили в пределах Большемуртинского муниципального района. Благодаря корреляционному и графическому анализам было
установлено, что коэффициент а моделируется
с помощью парной линейной регрессии (а =
f(d0)) (рис. 2).
Диаметр, см
100
80
а=0,05
60
а=0,0116
40
а=0,03
а=0,015
20
0
0
0,5
1
1,5
Расстояние от основания дерева, м
0,16
0,14
80
b=0,01095
60
b=0,0017
b=0,1
40
0,1
0,08
0,06
b=0,01
20
0,04
0,02
0
0
0,5
1
0
1,5
0
Расстояние от основания дерева, м
100
10
20
30
0,1
c=0,5039
60
c=0,4439
c=1
20
60
70
80
y = 0,9131x -0,9697
R2 = 0,9873
0,08
c=1,5
40
50
d0
а) Большемуртинский район
80
40
0,06
a
Диаметр, см
y = 0,9998x -1
R2 = 1
0,12
a
Диаметр, см
100
0,04
0
0
0,5
1
1,5
0,02
Расстояние от основания дерева, м
0
Рис. 1–Зависимость диаметров деревьев (d0 = 20 см и 86
см) от расстояний, замеренных на нижних сечениях
от основания по модели у = 1/(а+b·xc)
0
б) Эхирит-Булагатский район
1. Показатели корреляции связи
признаков деревьев и коэффициентов
образующей кривой
Район
исследований
b
c
Большемуртинский
муниципальный
-0,867–
0,945 (d0)
-0,654–
0,931 (dп)
-0,102–
0,818 (d0)
-0,490–
0,908 (dп)
0,105–
0,871 (а)
ЭхиритБулагатский
муниципальный
0,020–
0,672 (b)
0,054–
0,394 (Hп)
-0,023–
0,560 (dп)
-0,927 (d0)
-0,890 (dп)
-0,494 (d0)
-0,579 (dп)
0,486 (а)
-0,350 (b)
0,125 (Hп)
0,097 (dп)
20
30
40
50
d0
Рис. 2–Зависимости коэффициентов а и b с показателями
деревьев
Коэффициенты b и с аппроксимируются с
помощью множественной регрессии. Показатели
моделей представлены в таблице 2.
Использовать полученные уравнения необходимо в следующем порядке:
а)измеряют диаметр у шейки корня растущего дерева (d0);
б)вычисляют коэффициент а = f(d0);
г)измеряют дополнительно диаметр на высоте пня и определяют значения коэффициента
b → f(d0, а, dп) по уравнению множественной
регрессии;
д)используя коэффициенты образующей а и
b, а также морфологические признаки нижней
части ствола (d0, dп, Нп), вычисляют значения
коэффициента с.
Протабулировав модели таблицы 2, получили
выравненные значения двух коэффициентов по
районам исследования (табл. 3).
Данные таблицы 3 показывают, что значения
коэффициента а имеют незначительные различия в сравниваемых районах по диаметрам у
шейки корня.
В результате проведенных исследований
можно сделать следующие выводы.
Коэффициенты корреляции
a
10
теля корреляции по районам и пробным площадям.
В таблице представлены значения коэффициентов корреляции для наиболее тесных
связей. Во всех районах коэффициент а имел
высокую корреляцию с диаметром на высоте
пня и шейки корня. Коэффициент b в значительной и высокой степени связан с диаметрами
у шейки корня и на высоте пня, а также с коэффициентом а. Коэффициент c слабо связан
с показателями деревьев и коэффициентами
кривой.
51
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
2. Параметры уравнений связи коэффициентов образующей формы и показателей деревьев
Район исследований
Большемуртинский
Эхирит-Булагатский
Модель
a = 0,9998·d0-1
b = 0,035–0,0021·dп + 0,2854·а + 0,00095·d0
c = 1,573–3,742·а + 9,278·b-1,125·(d0/dп)
+ 1,113·Hп + 0,0059·dп
а = 0,913·d0 – 0,9697
b= -0,0026·dп + 0,0021·d0 + 0,319·a
c = 3,910–6,689·a + 11,075·b +
+ 2,366·Hп – 3,031·(d0/dп)
R
1,0
0,785
mx
–
0,011
F
дост.
дост.
0,684
0,992
0,219
–
дост.
дост.
0,689
0,780
0,007
0,162
дост.
дост.
Примечание: R – коэффициент корреляции; m – основная ошибка; F – критерий Фишера; коэффициенты уравнений
значимы, так как р<0,05 при уровне доверительной вероятности 0,954
– Коэффициент b определяется по линейному уравнению множественной регрессии с
входными переменными d0, а, dп.
– Коэффициент c характеризуется слабой связью с входными переменными. Поэтому рекомендуется этот коэффициент определять по уравнению
множественной регрессии с учетом а, b, d0, dп, Нп
в зависимости от лесорастительного района.
– Построение всеобщей модели требует накопления экспериментального материала из
различных районов Сибири.
Литература
– С помощью функции Harris model адекватно
описывается продольное сечение нижней части
ствола по трём точкам: у шейки корня, на высоте пня и на высоте 1,3 метра.
– Коэффициент а моделируется степенным
уравнением по значениям диаметров у шейки
корня.
3. Выравненные значения коэффициента а
по районам исследований
Показатель
дерева
d0
8
16
24
32
40
48
56
60
Район исследований
Большемуртинский Эхирит-Булагатский
Коэффициент а
0,1215
0,1250
0,0621
0,0625
0,0419
0,0417
0,0317
0,0312
0,0255
0,0250
0,0214
0,0208
0,0184
0,0179
0,0172
0,0167
1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-ть, 1982. 550 с.
2. Третьяков Н.В. Методика составления массовых таблиц
сбега и объемов для древостоев ценных пород Северного
Кавказа // Вопросы лесной таксации: сб.тр. ЦНИИЛХа.
Ленинград, 1937.
3. Вайс А.А. Образующая формы продольного сечения нижней части деревьев: мат. интернет-конф. «Леса ХХI века»
[Электронный ресурс]. Режим доступа: http: // www. ftacademy.
ru/internet-conference/.
4. Об утверждении перечня лесорастительных зон и лесных
районов Российской Федерации [Электронный ресурс].
Режим доступа: http://www. forestforum.ru/.
Фитосанитарное состояние растений –
индикатор экологического качества
А.П. Глинушкин, к.б.н., С. А. Душкин, аспирант, А. А. Хайрулинова, соискатель, Оренбургский ГАУ
В 1940–60 гг. диагностирована болезнь ИтайИтай в префектуре Тояма (Япония), вызываемая
сбросом необработанных стоков цинковых рудников. Её симптомы выражаются в размягчении
костей и пиелонефрите, что соответственно приводит к скелетной деформации и дисфункции
почек [4, 5].
Экологическая особенность элементов бывает
различная. Так, медь в химическом отношении
является малоактивным металлом, малоподвижным элементом в почвах, представленным
главным образом валовой формой. Однако все
соли меди достаточно ядовиты. Наибольшее
значение в токсикологии имеют её подвижные
соединения [6].
Последствия отравлений животных и человека, вызванные ТМ, нередко необратимы,
поэтому актуальна оценка экологического состояния производимой растениями продукции.
Источниками загрязнения сельскохозяйственной продукции считаются автомобили, технические, синтетические и перерабатывающие
заводы, комбинаты, а также средства химизации,
применяемые в земледелии и животноводстве.
Тяжёлые металлы (ТМ) практически всегда
входят в состав органических, минеральных
удобрений и химических мелиорантов [1].
Свинец, попадая в организм человека, вызывает интоксикацию и серьёзные заболевания:
свинцовые энцефалопатии, венозный стаз,
пневмосклероз, сердечную гипертрофию, цирроз
печени и др. Негативное влияние кадмия на
животные организмы со временем приводит к
болезням костей, почек, анемии, гипертонии
[2], всех форм рака [3].
52