Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Экологическое равновесие древостоя

Степкина Е. А., Мазуркин П. М.,

4.2. Все деревья на пробной площади квартала 30

Первичными называются факторы, имеющие физические размерности. Численность деревьев  N (шт.) относится к ним.

Остановимся подробней на каждом геодезическом направлении.

Север. Это направление является уникальным и по патентам на изобретения кафедры природообустройства северная сторона ствола ели и других пород чаще всего определяет техническую древесину.

После структурно-параметрической идентификации была получена трехчастная биотехническая закономерность (рис. 4.2) вида

f

p

                         f                      (4.1)

p

Рис. 4.2. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в северном направлении (здесь и далее абсцисса - расстояние, ордината - численность деревьев)

Первая составляющая формулы (4.1) показывает общую тенденцию экспоненциального роста численности всех деревьев в зависимости от расстояния L до центрального дерева. Оно своей кроной загораживает свет Солнца и поэтому с удалением от него другие деревья, в том числе и свои подростки, подавляются в развитии и росте.

Вторая составляющая характеризует влияние материнской ели на генерацию и расселение молодого потомства. Картина затем усложнилась тем, что на расстоянии 30 м от центральной особи находится вторая взрослая ель.

Поэтому второе стрессовое возбуждение численности всех видов деревьев по третьей составляющей формулы (4.1) происходит уже от совместного влияния первой и второй взрослой ели.

Северо-восток. В этом основном геодезическом направлении получили уравнение (рис. 4.3) двух частной биотехнической закономерности

а

                                         а                       (4.2)

Адекватность полученной статистической модели определяется коэффициентом корреляции . Его значение показано в правом верхнем углу каждого графика. В данном случае он равен 0,9931. Такое высокое доверие к распределениям деревьев показывает, что в ельнике проростки разных видов деревьев появляются не случайным образом, а вполне закономерно. Этот факт указывает на то, что взрослые деревья образуют мощное биополе, вытягивая из семян те или иные деревья на свет.

p

Рис. 4.3. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в северо-восточном направлении

Поэтому доверие к модели (4.2) равно не ниже уровня значимости 0,99. Почти все модели получили такую высокую адекватность, явно несвойственную для существующих методов лесной таксации при измерении кубатуры стволов деревьев.

Высокая адекватность искомых биотехнических закономерностей указывает на то, что между лесными деревьями существуют фундаментальные закономерности в распределении по территории лесного участка.

Из графика на рис. 4.3 видно, что на расстоянии 40-70 м от взрослой ели произошел скачок численности лесных деревьев. Это явление, конечно же, не связано с освещением, так как взрослая ель, находящаяся в центре круговой пробной площади, своей кроной не может затенять рост и развитие своих восточных соседей. До 40 м подавление развитию и росту других деревьев происходит биополем центральной ели.

Восток. После структурно-параметрической идентификации снова получилось двухчленное уравнение (рис. 4.4) вида

p

                                      f                         (4.3)

p

Рис. 4.4. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в восточном направлении

Характер закономерности не изменился, только первая составляющая превратилась в закон гибели, однако из расположения точек относительно графика на рис. 4.4 видно, что по сравнению с северо-востоком близко к центральной ели происходит колебательное возмущение с большой амплитудой. Но, в данной книге, волновые возмущения между лесными деревьями не будем рассматривать.

Это, по-видимому, является результатом влияния освещенности на волновое поведение растущих вблизи материнской ели различных видов (пород) деревьев.

Юго-восток. По биотехнической закономерности (рис. 4.5) вида с меньшим колебательным возмущением около материнской ели

p

                                    p                        (4.4)

получается, что в этом направлении возмущение деревьев около центра по сравнению с востоком также существенно снижается.

p

Рис. 4.5. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в юго-восточном направлении

Таким образом, в секторе более чем 90 градусов на восток происходит снижение численности деревьев относительно материнской ели.

Причина такой закономерности должна быть выяснена дополнительными измерениями на других круговых пробных площадях.

Юг. Как и северное направление, здесь получили трехчастную модель (рис. 4.6) в виде биотехнической закономерности

p

p

                                       p                         (4.5)

p

Рис. 4.6. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в южном направлении

Однако, в отличие от северного направления, по первой составляющей формулы (4.5) происходит не рост, а снижение численности деревьев с удалением от центральной ели.

Ранее на кафедре природообустройства было выяснена высокая изменчивость показателей стволовой древесины, в частности, ширины годичного кольца, на южной стороне дерева ели.

Поэтому южная сторона была рекомендована для экологической таксации растущих деревьев ели. Иначе говоря, пробы на образцах-кернах древесины, а также листвы, с южной стороны позволяют проводить эффективный экологический мониторинг близлежащей к изучаемому (учетному) дереву территории. Это позволило изучать не только лесные деревья, но и одиночно стоящие в городских условиях.

Юго-запад. В этом геодезическом направлении (рис. 4.7) формулой

p

                               p                       (4.6)

p

Рис. 4.7. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в юго-западном направлении

определяется резкий экспоненциальный рост численности соседних деревьев. При этом по второй составляющей стрессовое возбуждение относительно малое.

Нами выдвигается гипотеза о том, что причиной такого поведения популяции деревьев относительно выбранной центральной ели является влияние преобладающих ветров и высокая активность солнечного освещения после полуденного времени.

Запад. Сюда число деревьев изменяется (рис. 4.8) по формуле

p

p

                                    p                         (4.7)

Для подтверждения этой гипотезы нужны сравнения с розой ветров.

По данным метеорологической станции г. Волжск, преобладающими являются ветра с северо-западной и западной сторон.

p

Рис. 4.8. График изменения количества деревьев

на пробной площадке на запад

Поэтому в дальнейшем необходимо наложить розу ветров с измеряемыми геодезическими направлениями по распределениям численности деревьев в одной биогруппе, а также в лесорастительном комплексе множества взаимосвязанных биогрупп лесных деревьев.

Однако такие сопоставления требуют проведения специальных измерений в период рассеивания семян ели.

Северо-запад. Интересно отметить, что между сложными северным и западным направлениями (радиальными трансектами от материнской ели) промежуточное северо-западное направление получило двухчленную биотехническую закономерность в виде идентифицированной по статистическим данным измерений однотипной формулы

p

                                   p                      (4.8)

Таким образом, вокруг центральной ели другие соседи расположились неоднородно по численности, причем по кольцевым волнам от принятого центра строго распределяясь по геодезическим направлениям.

Аналогичная ситуация, по-видимому, подтвердится и по соседям взрослой ели. Однако это требует дальнейшего подтверждения.

p

Рис. 4.9. График изменения количества деревьев

на пробной площадке в зависимости от расстояния в северо-западном направлении

Такие выводы уместны потому, что лесной массив находится на особо охраняемой территории. Здесь проводили только санитарные рубки деревьев, рубки переформирования лесного древостоя и очистку квартала леса от хлама. Эти биотехнические мероприятия вынуждены были выполнять из-за сильного антропогенного воздействия на леса до создания государственного национального парка. Поэтому не рекреация, а особо охраняемые территории спасут российские леса от уничтожения.

Всего деревьев на кольцах. Удивительным фактом (рис. 4.10) является то, что по концентрическим кольцам круговой пробной площади численность всех видов и возрастов деревьев по формуле

p                               (4.9)

распределилась по фундаментальному закону экспоненциального роста. Этот закон по формуле (4.9) показывает, что взрослая ель становится доминирующим древесным растением, то есть деревом-лидером в сравнении с соседними особями не только по размерам, но и по генерации потомства, на значительном круге земельного участка радиусом, по крайней мере, не меньше 70 м.

p

Рис. 4.10. График изменения общего количества деревьев на кольцевых пробных площадках

в зависимости от расстояния

Все остальные особи древостоя подчинены этой центральной ели и это доказывается волнообразным расположением точек относительно графика на рис. 4.10. причем эта волна растет по амплитуде и частоте колебательного возмущения. Волновая теория распределения лесных деревьев на лесном земельном участке должна исходит из биоэнергетического представления не конкуренции, а симбиоза между отдельными особями разных видов древесных растений.

Идентификацией были получены четыре волновые составляющие.

Тогда получается, что второй и последующей составляющей формулы (4.9) станет вейвлет-функция колебательного возмущения остальных древесных растений относительно поведения материнской ели. Однако такие сложные модели с волновыми уравнениями, показывающими совместное биоэнергетическое поведение лесных деревьев в процессах жизнедеятельности, требуют усложнения методики и более тщательных измерений на уровне биогрупп лесных деревьев и их сообществ.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074