Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ВЫСОТА ПЛОЩАДКИ И УРОЖАЙНОСТЬ ПАСТБИЩА (П.М. Мазуркин, Н.В. Петрова, бакалавриат (ПО-41))
В книге [1] было доказано, что высота расположения пробной площадки размерами 1,00× 1,00 м над уровнем водной поверхности малой реки оказывает большее влияние на удельную массу срезанной пробы луговой травы в сравнении с расстоянием вдоль створа. Этот факт позволяет закладывать временные пробные площадки без учета створов, то есть на любом мессе мозаичного пойменного пастбища, но с обязательным измерением расстояния до центра каждой площадки от кромки берега малой реки. Тогда ширина реки оценивается по руслообразованию берегов и это позволяет закладывать биологический трансект в виде ломанной линии, перпендикулярной реке и не учитывать линию уреза водной поверхности. Нивелиром или теодолитом высота пробной площадке измеряется над уровнем водной поверхности реки примерно в летнюю межень, то есть при малой глубине реки.Такой способ весьма удачен для измерения мозаичности прируслового пойменного луга и близлежащих земельных участков.
Эксперименты были выполнены на 38 пробных площадках, расположенных на левой (22 площадки) и правой (16 площадок) берегах малой реки Арборка. Общая пробная площадь пастбища (рис. 1) имеет длину 1450 м и ширину 160 м, то есть площадь 23,2 га.
Рис. 1. График рельефа пробной площади
Относительно крутые береговые склоны прируслового пастбища позволяют выявлять на разном уровне фрактального анализа.
На первом уровне рассматриваются все 38 пробных площадок, на втором уровне по двум Бергам малой реки. После этого на третьем уровне фрактала выявляется биотехническая закономерность распределения массы пробы срезанной травы вдоль каждого створа наблюдений. Причем эти створы закладываются по ходу течения реки с левого берега на правый. И, наконец, на четвертом уровне фрактальной иерархии пробные площадки размерами 2,00× 2,00, 1,00× 1,00 или 0,50× 0,50 м рассматриваются вдоль биологических трансектов, начинающихся от береговой кромки.
Трехчленная модель для всех площадок (рис. 2 и рис. 3) имеет вид:
, (1)
,
,
,
, 
,
,
.
Рис. 2. График влияния высоты над поверхностью реки на массу пробы травы
Рис. 3. Остатки после модели (1)
Из остатков после модели (1), показанных на рисунке 3, видно, что непосредственно над водой реки происходят резкие микроколебания продуктивности прируслового пойменного пастбища. Такое возмущение, кончено же, определяется изменением уровня реки в течение вегетационного периода.
На правой стороне из 16 площадок формула (1) не проявляется. Она закономерно зависит от левобережья (рис. 3 и рис. 4) по формуле
, (2)
,
,
,
, 
.
Рис. 3. Влияние высоты над рекой на массу пробы травы на левой стороне реки
Рис. 4. Остатки после модели (2)
Сравнение показало, что прибрежное возмущение урожайности пастбища характерно только для правого берега реки. Левый берег, как видно из рисунка 4, на высоте до двух метров, то есть от уреза воды по высоте в среднем до кромки берега, имеет более чем в шесть раз меньшую флюктуацию по сравнению с правым берегом на рисунке 2.
В модели (2), по сравнению с уравнением (1), второй член из волновой составляющей превратился в не волновую (трендовую) закономерность. Третья часть модели (2) получила постоянный период колебания массы пробы срезанной травы 2× 0,20916 ≈0,42 м.
Это связано, по-видимому, с кочковатостью поверхности пастбища из-за многолетнего поедания травы на одних и тех же лучших микро участках территории прируслового луга.
Вдоль лучшего четвертого створа высота влияет (рис. 5) так:
, (3)
,
,
,
,
.
Рис. 5. Влияние высоты над рекой на массу пробы травы на 4-ом створе наблюдений
Остатки после модели (3) оказались нулевыми. Волновая составляющая оказалась уникальной тем, что амплитуда колебания урожайности травы с ростом высоты над рекой убывает по закону экспоненциальной гибели, а период волнового возмущения, начинаясь около кромки берега с высоты «кочек» в 2 ×0,10631≈ 0,21 м, по мере удаления от реки убывает по показательному закону. Может оказаться, что такая малая высота условных кочек зависит от мелкой мозаичности почвы по её биохимическим свойствам.
Для биологического трансекта на левой стороне четвертого створа была получена (рис. 6) аналогичная предыдущим закономерность вида
, (4)
,
,
,
,
.
Рис. 6. Влияние высоты на массу пробы на левом трансекте 4-ого створа наблюдений
Таким образом, все фрактальные уровни характеризуются одной и той же биотехнической закономерностью. В ней первый член показывает экспоненциальный рост продуктивности пастбищной травы по мере увеличения высоты над водной поверхностью малой реки, второй член (волновой или не волновой характер изменения) характеризует стрессовое возбуждение луговой травы по продуктивности на оптимальном интервале высоты в пределах 1,8 ... 5,0 м, а третья составляющая (обязательно волна) дает влияние микрорельефа .
Практически проще выполнять новые эксперименты только по трансектам поперек русла реки, а интерпретацию результатов можно распространить на весь земельный участок изучаемого пастбища.
Литература
1. Мазуркин, П.М. Биотехническая оценка пойменного луга / П.М. Мазуркин, С.И. Михайлова. - М.: Изд-во «Академия естествознания», 2009. - 279 с.