Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ ПОТЕРЕЙ ВЛАГИ ВЕТОЧКАМИ ЕЛИ (А.О. Петренко, аспирант)

Способ испытания деревьев ели для оценки влагоудерживающей способности срезанных веточек дерева ели [1, 2] нами реализуется, например, на учетном дереве ели.

Выбирают пробную площадку, а затем отбирают учётное дерево 1 по внешним признакам. По компасу определяют направление сторон света (рис. 1). Путём подсчёта количества мутовок вычисляют возраст учётного дерева ели. Определяют мутовки, с которых будут срезаться пробы веточек для анализа их влагоудерживающей способности.

На учетном дереве ели ветви первого порядка выбираются в четырех направлениях света - север, восток, юг и запад. С ветвей первого порядка с конца стебля 2 срезаются пробы в виде веточек 3 (рис. 2) для анализа их влагоудерживающей способности, причем срезка веточек проводится вне вегетационного периода деревьев ели и для анализа берутся веточки только с однолетней хвоей.

1 

Рис. 1. Ель с геодезической привязкой к сторонам света

В комнатных условиях проводят изучение потери содержащейся влаги в опытных образцах по замерам массы веточек, причем в первые сутки взвешивания проб веточек проводят через каждые три часа, в последующие несколько суток - 2-3 раза днём, а затем в течение двух недель - один раз днём и далее один раз в неделю, причем замеры проводят, пока их масса не достигнет постоянного значения при колебании массы в пределах ошибки взвешивания.

Данные измерений массы веточек деревьев молодой ели подвергают статистической обработке. Статистическим моделированием выявляют модель потери влаги веточками по формуле:

3,                  (1)

где m - масса пробы в ходе процесса естественной сушки, г; 2 - начальная масса влаги в пробе, г; 2 - переменная масса теряемой пробой влаги, г; mc - постоянная масса сухих иголок с веточкой с гигроскопической влажностью, г; t - время естественной сушки с момента срезки пробы, сутки.

2 

Рис. 2. Ветвь ели первого порядка

По модели процесса потери влаги рассчитывают время достижения постоянной массы веточек T и начальную массу влаги в пробе 2.

Для всех проб рассчитывают среднюю скорость обезвоживания по выражению:

2,             (2)

где 2 - средняя скорость обезвоживания, г/сутки; T - время сушки до постоянной массы, сутки.

Пример. На территории учебно-опытного лесхоза (46 квартал, 1 выдел) были отобраны 4 молодых деревца ели европейской, или обыкновенной Picea аbies (расстояние от автодороги более 50 м).

Масса веточки после срезки (табл. 1) ели № 1 с южной стороны имеет вид (рис. 3):

2.               (3)

Таблица 1

Динамика влаги веточкой дерева ели № 1

 с южной стороны света

Время t,

сутки

Факт.

 масса

m, г

Расчетные значения

m        

ε         

Δ,%      

0,04

1,45

1,358

0,092

6,31

0,17

1,35

1,346

0,004

0,30

0,29

1,30

1,334

-0,034

-2,58

0,42

1,30

1,320

-0,020

-1,52

0,54

1,30

1,307

-0,007

-0,53

0,67

1,25

1,293

-0,043

-3,44

0,79

1,25

1,280

-0,030

-2,40

0,92

1,25

1,266

-0,016

-1,29

1,04

1,25

1,253

-0,003

-0,27

1,17

1,25

1,240

0,010

0,82

1,79

1,20

1,177

0,023

1,94

2,14

1,15

1,143

0,007

0,60

3,79

1,00

1,006

-0,006

-0,58

4,00

1,00

0,991

0,009

0,92

5,00

0,95

0,926

0,024

2,50

6,00

0,90

0,872

0,028

3,07

8,00

0,80

0,791

0,009

1,17

9,00

0,75

0,760

-0,010

-1,38

11,00

0,70

0,715

-0,015

-2,18

12,00

0,70

0,699

0,001

0,17

13,00

0,65

0,686

-0,036

-5,46

14,00

0,65

0,675

-0,025

-3,81

15,00

0,65

0,666

-0,016

-2,47

15,00

0,65

0,659

-0,009

-1,39

18,00

0,65

0,649

0,001

0,16

20,00

0,65

0,642

0,008

1,16

22,00

0,65

0,638

0,012

1,80

25,00

0,65

0,635

0,015

2,34

27,00

0,65

0,633

0,017

2,55

29,00

0,60

0,633

-0,033

-5,44

35,00

0,65

0,632

0,018

2,83

36,00

0,65

0,632

0,019

2,84

43,00

0,65

0,631

0,019

2,87

55,00

0,60

0,631

-0,031

-5,22

63,00

0,65

0,631

0,019

2,88

 

Статистические модели потери влаги веточками с северной, западной и восточной сторон света дерева ели № 1, а также других деревьев имеют аналогичный характер.

Потери влаги срезанными веточками можно выявить различиями по сторонам света массы влаги в пробах, активности и интенсивности высыхания при сравнении проб, а также времени достижения постоянной массы после высыхания.

В таблице 2 после расчетов по формуле (2) представлены скорости обезвоживания веточек ели в процессе естественной сушки всех веточек у четырех деревьев ели.

Сравнивая средние скорости обезвоживания срезанных веточек у деревьев ели, можно выявить разницы в экологических условиях мест произрастания этих деревьев. В лесных условиях разница между веточками по сторонам света незначительная. Однако в городских условиях эта разница существенная из-за загрязнения.

Таблица 2

Средняя скорость обезвоживания образцов

Номер

дерева ели

Средняя скорость, г/сутки

Юг

Север

Запад

Восток

1

0,028

0,038

0,042

0,028

2

0,040

0,035

0,036

0,036

3

0,040

0,030

0,037

0,057

4

0,039

0,035

0,037

0,040

Среднее

0,037

0,035

0,038

0,040

 

Поэтому разница между стороной к источнику загрязнения и чистым участком существенна.

Положительный эффект заключается в том, что выявленные статистические закономерности процесса потери влаги веточками деревьев ели позволят управлять лесными плантациями ели, определять их жизнеспособность, а также экологический режим на обследуемых лесных территориях [3, 4]. Ель хорошо адаптируется в городской среде, в том числе и с высоким уровнем загрязнения. Возможно использование статистических закономерностей данного процесса для экологического мониторинга урбанизированной среды. Кроме того, положительный эффект заключается и в том, что измерения проводятся на учетных деревьях, что не приводит к физическим разрушающим воздействиям изучаемых деревьев ели.

Новизной предлагаемого способа является:

во-первых, срезка веточек на выбранном учетном дереве ели для оценки влагоудерживающей способности этих веточек в различных геодезических направлениях, что позволяет выявить различия по сторонам света массы влаги в пробах, активности и интенсивности естественного высыхания при сравнении проб, а также времени достижения постоянной массы веточек после высыхания;

во-вторых, срезка на выбранном учетном дереве ели в различных геодезических направлениях только по одной веточке с однолетней хвоей, что также позволит определить разницы в этих направлениях;

3

Рис. 3. График закономерности (3)

в-третьих, сушка проб веточек, срезанных с выбранного учетного дерева ели проводится до тех пор, пока их масса не достигнет постоянного значения, что позволит выявить такие показатели процесса влагоудерживания, как начальная масса влаги в пробе, время достижения воздушно-сухой массы и средняя скорость обезвоживания пробы.

Литература

  1. Демаков Ю.П. Защита растений. Жизнеспособность и жизнестойкость древесных растений. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. - 112 с.
  2. Кучинская, Е.А. Эколого-биологические особенности голосеменных интродуцентов населённых пунктов Адыгеи: автореф. дис...канд. биол. наук: 03.00.16 / Е.А. Кучинская. - Ростов-на-Дону, 2006. - 20 с.
  3. Мазуркин, П.М. Экологический мониторинг (Способы испытания деревьев) / П.М. Мазуркин. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 224 с.
  4. Мазуркин, П,М. Метод анализа территориального экологического неравновесия / П.М. Мазуркин, С.И. Михайлова, А.Н. Автономов // Успехи современного естествознания. - 2008. - № 9. - С.81-85.

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