Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Охрана и защита, обустройство, индикация и тести-рование природной среды. Сборник статей студентов, аспирантов и преподавателей: Научно-учебное издание

Мазуркин П. М.,

КОМЛИ ДЕРЕВЬЕВ НА ДНЕ КАРСТОВОЙ ВПАДИНЫ (П.М. Мазуркин, М.Р. Дмитриева, бакалавриат (ЗОС-31))

Карстовый процесс начинается с проникновения воды в трещину, постепенного растворения минеральной породы и образования подземной полости, а также небольших воронок над трещинами и полостями. В середине такой воронки есть отверстие - понор, через которое вода просачивается вниз. Разрастаясь, воронки сливаются, и возникают котловины. Рыхлые породы под полостями проседают и со временем обрушиваются. Теперь полости выглядят как провалы, которые, сливаясь, создают замкнутые бессточные котловины - полья. Для развития карста нужно обилие осадков, в т.ч. и ливневых.

Чтобы надолго сохранить природный ландшафт, например, на территории национального парка «Марий Чодра», нужно познать богатство, обилие и разнообразие видов растений и изучать закономерности их распределения. Главной растительностью является лес. А важнейшим параметром древостоя, как растительного ядра леса, леса считается расстояние между деревьями.

Объектом исследования была выбрана карстовая впадина эллипсовидной формы примерно размерами 30× 20 м. Крупные деревья, находящиеся в карстовой впадине на территории посёлка Кленовая гора Республики Марий Эл, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры крупных деревьев на дне карстовой впадины

№ п/п	Вид дерева	h, см	, см	, см	Параметры модели (1)
					P0, см	a1	a2
1	осина	210	14	224	80.01	0.063051	0.08448
2	осина	187	15	202	82.17	0.031002	0.43591
3	осина	187	70	257	85.45	0.026086	0.33090
4	осина	192	16	208	88.98	0.030176	0.39195
5	берёза	238	80	318	191.16	0.031599	0.44646
6	берёза	200	60	260	136.02	0.063840	0.22559
7	берёза	208	50	258	68.01	0.059522	0.33691
8	берёза	244	90	334	65.96	0.038584	0.38902
9	берёза	252	16	268	118.59	0.007221	0.69187
10	берёза	256	80	336	86.09	0.034769	0.44592

Цель работы - оценка условий развития комля и роста лесных деревьев на дне карстовой впадины.

Для достижения поставленной цели по патенту [6] были решены следующие задачи исследования:

1) измерения комлевой части лесных деревьев на дне карста;

2) составления по полученным данным табличной модели;

3) моделирование устойчивым законом и графический анализ.

Для обследования качества природной среды были выбраны деревья на дне карстовой впадины (рис. 1).

Рис. 1. Схема измерений комлевой части деревьев на дне впадины

С каждого дерева по разным высотам от корневой шейки мерной гибкой лентой измеряли периметр поперечного сечения ствола. Полученные данные обрабатывали в программной среде CurveExpert-1.3 [1-5] по общей статистической модели

,                      (1)

где P - периметр поперечного сечения ствола на корневой шейке;
P_1.3 - периметр поперечного сечения ствола в месте измерения.

Например, для дерева № 10 была поучена закономерность (рис. 2):

.                         (2)

Рис. 2. График изменения периметра поперечного сечения ствола в зависимости
от высоты от корневой шейки до измеряемого поперечного сечения ствола

Из графика видно, чем больше высота, тем тоньше ствол дерева. Изменения происходят по экспоненциальному закону гибели.

Расстояния между деревьями на дне воронки были приняты по выбору исследователя (рис. 3) и они приведены в таблице 2.

Таблица 2 Расстояния между деревьями № длины Ранг длины r Расстояние между деревьями L, см 1-2 10 225 2-3 1 620 3-4 11 198 3-8 4 420 4-10 0 750 10-7 5 340 7-6 14 150 6-1 9 230 1-5 12 160 5-7 7 260 5-9 8 246 9-10 6 290 9-4 2 510 9-8 13 158 8-2 3 440

 

Рис. 3. Схема расположения деревьев
на дне карстовой впадины и расстояния между ними

Между деревьями мерной гибкой лентой измеряли расстояния между ними. Данные обрабатывали в программной среде CurveExpert-1.3 (рис. 4).

Погрешность измерений равна ±0,5 см.

Первая составялющая	Вторая составялющая
Третья составляющая	Четвертая составляющая
Пятая составляющая	Остатки после пяти составляющих

Рис. 4. Графики ранговое распределен ерасстояний между деревьями

Остатки после пяти составялющих, показанные на последнем графике на рисунке 4, получаются по рангам в два интервала.

До 6-го ранга (по данным табл. 1 более 290 см) остатки достигли погршности измерений и дальше процесс моделирования прекращается. На втором этапе от 7-го рага и выше (расстояние менее 290 см) заметны новые микрововолновые возмуцщения.

Между деревьями и краем впадины (в табл. 3 край обознаечн буквой) мерной гибкой лентой измеряли расстояния. Измеренные данные относительно рангов по убыванию расстояния моделировали в программной среде CurveExpert-1.38.

По сравнению с таблицей 2 нулевой ранг сдвинулся в сторону увеличения расстояния.

Таблица 3 Параметры деревьев № длины Ранг длины r Рассто- яние L, см 1-2 17 225 2-3 3 620 3-4 18 198 3-8 11 420 4-10 1 750 10-7 12 340 7-6 21 150 6-1 16 230 1-5 19 160 5-7 14 260 5-9 15 246 9-10 13 290 9-4 6 510 9-8 20 158 8-2 10 440 1-к 8 490 2-к 9 450 3-к 5 550 4-к 4 600 10-к 0 805 7-к 2 670 6-к 7 500

На рис. 5 показаана схема распложения 10 деревьев. А в таблице 3 приведены расстояния от крайних деревьев до края впадины.

Рис. 5. Схема расположения деревьев
на дне карстовой впадин оавльной формы

Всходы деревьев внутри биогруппы учитывают размеры карстовой впадины, в том числе расстояний от её края (рис. 6), по формуле

,                    (3)

, ,

, .

Новые всходы появляются только на совбодных местах, а для этого необъодимо учитвать еще и освещенность мест произрастания между куже растущими лесными деревьями.

Литература

1. Мазуркин, П.М. Закон формообразования лесных деревьев / П.М. Мазуркин // Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов: материалы научно-практической конференции. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. - С.29-31.
2. Мазуркин, П.М. Моделирование не выровненного хода роста деревьев и древостоев / П.М Мазуркин, В.Л. Черных // Охрана и рац. исп. водных ресурсов: мат. 2-ой респуб. н.-практ. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. - С.82-87.
3. Мазуркин, П.М. Энергетика формирования ствола лесного дерева / П.М. Мазуркин // Лесной вестник (научно-инф. ж-л). - 2000. - №1(10). - М.: МГУЛ. - С.39-43.
4. Мазуркин, П.М. Изменение площади места произрастания лидирующего дерева / П.М. Мазуркин, Н.В. Русинова // Лесной журнал. -2001. -№1. -С.14-20.
5. Пат. 2201593 Российская Федерация, МПК⁷ G 01 N 33/46, A 01 G 23/00, A 01 G 23/02. Способ анализа древесного ствола / Верхунов П.М., Мазуркин П.М. (РФ); заяв. и патентообл. Марийск. гос. тех. ун-т. - №2001116223/13; заявл. 13.06.01; опубл. 27.03.2003, Бюл. № 5.
6. Пат. 2254704 Российская Федерация, МПК⁷ A 01 G 23/00, 23/02, G 01 N/46. Споосб анализа комлевой части растущего дерева / Мазуркин П.М., Михайлова Т.Ф. (РФ); заяв. и патентообл. Марийск. гос. тех. ун-т. - №2004105917/12; заявл. 27.02.04; опубл. 27.06.05, Бюл. № 18.