Экология / Экологический мониторинг

Авдеев Ю.М., Хамитова С.М.

Вологодская ГМХА имени Н.В. Верещагина

Исследование продуктивности древесных стволов

в зелёных насаждениях урбанизированной среды

 

Значительное внимание уделяется понятию формы ствола как важнейшего биологического индикатора продуктивности и качества дерева в физиологии, т.е. биологическая продуктивность и экологической морфологии древесных растений. [1-39]

Форму древесного ствола принято характеризовать коэффициентами формы. Наибольшее значение имеет коэффициент q2 определяемый как частное от деления диаметра ствола на середине его высоты на диаметр, определенный на высоте 1,3 м.

Коэффициент q2 - это основной показатель продуктивности, экологического состояния, качества древесного ствола, определяющий размерные параметры штамба, показывающий развитие древесного ствола на разных его участках.

Суть нашего опыта заключалась в исследовании формы (продуктивности) стволов сосны обыкновенной в древесных экосистемах.

        Наши исследования коэффициента формы были проведены в Вологодской области в городских насаждениях сосны обыкновенной (возраст 65 лет).

Учитывая общую направленность нашей работы, более подробно остановимся на оценке формы (продуктивности) стволов сосны.

На основании более глубокого анализа древостоя нами выявлено (рис.1),  что существует сильная криволинейная зависимость (корреляционное отношение равно 0,8) между увеличением дерева в толщину и высоту,  отражённая на рисунке 1.

Рис.1. Взаимосвязь диаметра дерева на высоте 1,3 м и высоты дерева

 

Выявленная корреляция (рис. 1) выражается уравнением параболы третьего порядка. Данный факт говорит о том,  что линейные размеры стволов деревьев на исследованных нами насаждениях сосны обыкновенной изменяются в сторону увеличения сопряжено.

Кроме того, получена сильная зависимость относительной высоты с диаметром кроны дерева (рис 2),  которая имеет также криволинейную направленность (корреляционное отношение равно 0,85).

Рис.2.  Взаимосвязь диаметра кроны дерева и относительной высоты дерева

Показанная взаимосвязь (рис. 2) лучше всего выражается уравнением параболы третьего порядка. В данном случае следует констатировать,  что  изменение размера кроны в поперечнике влечёт за собой закономерное увеличение или уменьшение размера ствола дерева,  подтверждая тот факт,  что крона дерева является регулирующим центром в развития изменений ствола.

 Необходимо заключить,  что в данных насаждениях изменение линейных размеров стволов деревьев – процесс взаимосвязанный и что крона в нём играет значительную роль.

Средние значения коэффициента формы q2 представлены в таблице 1.

Таблица 1-Коэффициент формы стволов (q2)  в лесных культурах сосны обыкновенной

M±m

σ

min

max

C,%

p,%

t

0,71±0,03

0,07

0,35

0,9

11,0

2,3

23,7

 

 

Анализируя данные таблицы 1, следует отметить,  что средний значение показателя статистически достоверно (t > 4) равно 0,71, которое варьирует на 11, % (средняя изменчивость), при точности опыта 2,3%.  По показателю q2  в данном древостое наблюдается средняя дифференциация древесных стволов согласно коэффициента вариации. Максимальный показатель составляет 0,9,  а минимальный 0,35,  что также подтверждает различия древесных стволов по коэффициенту формы  q2.

Формирование стволов деревьев на различных этапах возрастного развития древостоев является важным процессом, когда образуется древесное сообщество и заполняется  кроновое пространство лесных экосистем, складываются взаимосвязи особей деревьев. В последние время при изучении процессов формирования древесных стволов применяется математическое моделирование. Математические модели позволяют проверить справедливость гипотез о механизмах, управляющих ростом деревьев в древостое, и использовать их для решения практических задач по оптимизации и созданию целевых насаждений. Как показывает опыт стран, где интенсивно создаются лесные культуры и осуществляется уход за древостоями, создание моделей на основе знаний о закономерностях роста деревьев и древостоев позволяет значительно повысить эффективность природопользования. [28]      

Итак,  необходимо отметить,  что среди факторов, влияющих на форму стволов, огромная роль принадлежит диаметру и высоте ствола, а также диаметру кроны. Данные показатели,  кроме того, играют важнейшую экологическую роль в функционировании ценозов и имеют важное значение. Они определяют структуру древостоев, характеризуют продукционный процесс, конкурентные и кооперативные взаимоотношения деревьев,  что не может не отражаться на процессе формообразования стволов.

В процессе анализа формы стволов нами также выявлена практически значимая корреляция между диаметром дерева на высоте 1,3 м и коэффициентом формы, выражающаяся уравнением параболы второго порядка (рис. 3).

 

Рис. 3.Взаимосвязь диаметра на высоте 1,3м и коэффициента формы q2

 

Из рисунка 3  видно,  что при увеличении толщины деревьев по диаметру на высоте 1,3 м происходит сначала плавное уменьшение коэффициента формы q2 (примерно до диаметра 15 см),  а затем более резкие спад показателя.

Более полнодревесные стволы формируются у деревьев более мелких деревьев,  в отличии от крупномерных (табл.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица  2 -  Значения коэффициента формы q2 в зависимости от диаметра ствола дерева на высоте 1,3 м

Диаметр ствола дерева

на высоте 1,3 м

Коэффициент формы q2

12

0,74

13

0,74

14

0,74

15

0,73

16

0,72

17

0,71

18

0,69

19

0,67

20

0,65

21

0,62

22

0,59

23

0,55

24

0,51

25

0,47

26

0,43

 

В ходе проведённых исследований формы стволов нами выявлено,  что коэффициент формы q2 равен 0,71.

Выявлено,  что диаметр на высоте 1,3 м,  высота деревьев, относительная высота и диаметр кроны оказывают довольно сильное воздействие на форму стволов,  характеризуемую коэффициентом формы q2, (более 90%).

Данные параметры деревьев,  а также построенную аналитическую модель следует учитывать при экологическом мониторинге городских сосновых насаждений, формировании мероприятий по улучшению роста и развития древостоев и биоценотической ситуации в ценозе, кроме того, следует уделять значительное влияние здоровью почвы и напочвенного покрова [40-42] – как одним из важнейших условий  состояния древесных сообществ.

 

Библиографический список

 

 

1.     Крамер П.И., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений. М.: Гослесбумиздат, 1963 г. 627 с.

2.     Chiba Y., Shinozaki K. A simple mathematical model of growth pattern in tree stems // Annals of Botany, 1994. № 73. P. 91-98.

3.     Полубояринов, О.И. Сучковатость древесного сырья – Л. ЛТА, 1972. – 54 с.

4.     Писаренко, А.И. Лесное хозяйство России: от пользования –  к управлению – М.: ИД «Юриспруденция», 2004. – 552 с

5.     ГОСТ 9463–88. Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия – Взамен ГОСТ 9463-72; введ. 01.01.1988. – М.: Изд-во стандартов, 1988. - 13 с.

6.     Войчаль Е. В. Культуры внутривидовых форм ели. // Материалы научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ
Архангельского ЛТИ». Архангельск, 1955.

7.     Костин А.Е., Авдеев Ю.М. ГЕОБОТАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЕ Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2015. № 3. С. 19-23.

8.     Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Евтушенко Ю.С., Климовская А.Р., Селякова Н.С. ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ ФЛОРЫ ВЫТЕГОРСКОГО РАЙОНА ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ Современные научные исследования и инновации. 2015. № 7-1 (51). С. 40-43.

9.     Авдеев Ю.М., Хамитова С.М. ВНУТРИВИДОВЫЕ ВАРИАЦИИ СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ В ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
Современные научные исследования и инновации. 2015. № 7-2 (51). С. 72-74.

10. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М. ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ЭКОЛОГО-ДРЕВЕСИНОВЕДЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕРЕВЬЕВ ПО ФАЗАМ РОСТА И РАЗВИТИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ Современные научные исследования и инновации. 2015. № 7-2 (51). С. 75-84.

11. Трифонов Н.П., Авдеев Ю.М.  ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ методические указания для выполнения лабораторных работ студентами специальности 110201.65 «Агрономия» / Вологда; Молочное, 2010.

12. Трифонов Н.П., Авдеев Ю.М. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ методические указания для выполнения лабораторных работ и самостоятельной подготовки студентами, обучающимися по направлению подготовки «Лесное дело и ландшафтное строительство» / Вологда; Молочное, 2010.

13. Трифонов Н.П., Авдеев Ю.М. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ методические указания для студентов заочного отделения направления подготовки «Агрономия», «Лесное дело и ландшафтное строительство» / Вологда-Молочное, 2010.

14. Дурягина Н.В., Андреева Т.В., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. ОРГАНИЗАЦИЯ И СОСТОЯНИЕ ФИТОСАНИТАРНОГО КОНТРОЛЯ В ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ В сборнике: Ростки науки Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященный 70-летию факультета агрономии и лесного хозяйства. 2013. С. 17-18.

15. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М. ВНУТРИВИДОВОЕ БИОРАЗНООБРАЗИЕ КАК ФАКТОР УСТОЙЧИВОСТИ, КАЧЕСТВА И ФИТОСАНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ В сборнике: Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса сборник научных трудов III Международной научно-технической конференции. ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КГТУ»). Кострома, 2015. С. 54-55.

16. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Марченко М.Н., Зайцев Н.С. ДЕКОРАТИВНЫЕ ФОРМЫ КРОН ДЕРЕВЬЕВ В ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В сборнике: ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ материалы четвертой республиканской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов. Петрозаводск, 2013. С. 41-43.

17. Авдеев Ю.М., Розанов В.Н., Гребёлкин Д.Н. КРОНА ДЕРЕВА КАК КЛЮЧЕВОЙ ФАКТОР ПРИ ВСЕСТОРОННЕМ ЕГО ФОРМИРОВАНИИ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 77. С. 31.

18. Авдеев Ю.М. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОРТНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ НА КОРНЮ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 77. С. 40.

19. Авдеев Ю.М. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ ФАУТНОСТИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 77. С. 33.

20. Хамитова С.М. ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКЦИИ СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ (НА ПРИМЕРЕ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ) диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Сев. (Арктический) федер. ун-т. Вологда, 2012

21. Хамитова С.М. ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКЦИИ СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ
автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова. Архангельск, 2012

22. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Климовская А.Р., Селякова Н.С., Евтушенко Ю.С. БИОРАЗНООБРАЗИЕ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ, КАЧЕСТВА И ФИТОСАНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 63. С. 63.

23. Авдеев Ю.М. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ НА ПРИМЕРЕ СУЧКОВАТОСТИ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 73. С. 69.

24. Авдеев Ю.М. ПРИМЕНЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ СОРТНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ СТВОЛОВ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 73. С. 70.

25. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. ДЕНДРОПАРК ИМЕНИ НИКОЛАЯ КЛЮЕВА - НОВОЕ МЕСТО ГОРОДСКОГО ПРОСТРАНСТВА Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2015. № 9. С. 51-55.

26. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Климовская А.Р., Селякова Н.С., Евтушенко Ю.С. КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ И БИОРАЗНООБРАЗИЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 53. С. 87.

27. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Катаева А.С., Евтушенко Ю.А. ВЛИЯНИЕ ВНУТРИВИДОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ НА СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ В ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ИСКУСТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Russian Agricultural Science Review. 2014. Т. 3. № 3. С. 13-23.

28. амитова С.М. БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СЕМЯН В ШИШКАХ КЕДРА СИБИРСКОГО
Вестник ИрГСХА. 2013. № 59. С. 69-76.

29. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Катаева А.С., Евтушенко Ю.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМЫ ДРЕВЕСНОГО СТВОЛА В ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ИСКУСТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Russian Agricultural Science Review. 2014. Т. 3. № 3. С. 24-36.

30. Авдеев Ю.М. СОРТНОСТЬ ДРЕВЕСНЫХ СТВОЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ СОЗДАНИЯ КУЛЬТУР ЦЕНОЗОВ В сборнике: ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ материалы четвертой республиканской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов. Петрозаводск, 2013. С. 3-4.

31. Хамитова С.М. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ШИШЕК И СЕМЯН СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ В ЧАГРИНСКОЙ РОЩЕ
В сборнике: Научное обеспечение - сельскохозяйственному производству. Биологические наукиМеждународная научно-практическая конференция, посвященная 99-летию академии. 2010. С. 66-70.

32. Авдеев Ю.М. СОРТНОСТЬ ДРЕВЕСНЫХ СТВОЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ СОЗДАНИЯ КУЛЬТУР ЦЕНОЗОВ В сборнике: ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ материалы четвертой республиканской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов. Петрозаводск, 2013. С. 3-4.

33. Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Евтушенко Ю.С., Селякова Н.С., Климовская А.Р. РОЛЬ ЗЕЛЁНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ФОРМИРОВАНИИ МИКРОКЛИМАТА РЕКРЕАЦИЙ Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 56. С. 1.

34. Авдеев Ю.М. ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТА ДРЕВОСТОЯ НА СУЧКОВАТОСТЬ СТВОЛОВ В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ
В сборнике: ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ материалы четвертой республиканской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов. Петрозаводск, 2013. С. 5-6.

35. Авдеев Ю.М. КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ В ТЕРМИНАХ СУЧКОВАТОСТИ НА ПРИМЕРЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2013. № 10. С. 135-138.

36. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Мейкин М. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ НА ПРИМЕРЕ СОЗДАНИЯ ДЕНДРОПАРКА ИМЕНИ НИКОЛАЯ КЛЮЕВА Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 63. С. 62.

37. Авдеев Ю.М. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ НА СУЧКОВАТОСТЬ ДРЕВЕСНЫХ СТВОЛОВ В КУЛЬТУРАХ ЮЖНОЙ ПОДЗОНЫ ТАЙГИ (НА ПРИМЕРЕ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ) диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Архангельский государственный технический университет. Архангельск, 2010

38. Авдеев Ю.М. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ НА СУЧКОВАТОСТЬ ДРЕВЕСНЫХ СТВОЛОВ В КУЛЬТУРАХ ЮЖНОЙ ПОДЗОНЫ ТАЙГИ автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Архангельский государственный технический университет. Архангельск, 2010

39. Авдеев Ю.М., Попель Е.С.  СОРТНОСТЬ СТВОЛОВ В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ В сборнике: Научное обеспечение - сельскохозяйственному производству. Биологические наукиМеждународная научно-практическая конференция, посвященная 99-летию академии. 2010. С. 9-11.

40. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Селищева О.А., Климовская А.Р., Селякова Н.С., Снетилова В.С. Исследования почвенной микрофлоры дендропарка имени Николая Клюева. В сборнике материалов III молодёжного экологического форума (6-8 октября 2015 г), посвященного 65-летию КузГТУ, проведенного при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 15-35-10066. - Кемерово 2015. - 9 [Электронный ресурс]. URL: http://science.kuzstu.ru/wp-content/Events/Forum/Ecology/2015/mef3/pages/Articles/Khamitova.pdf

41.     Гаранович И.М., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Снетилова В.С., Климовская А.Р., Селякова Н.С. Разработка биологических принципов формирования устойчивых биоценотических связей сообществ почвенных микроорганизмов прикорневой зоны и зелёных городских насаждений Вологодской области // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/10/58616 (дата обращения: 06.11.2015).

42.     Рудаков В.О., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Конашенко Ю.И., Климовская А.Р., Селякова Н.С. Микробиологические исследования почв дендропарка имени Николая Клюева // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/09/57835 (дата обращения: 20.10.2015)