IT-Reviews    

ИСПЫТАНИЕ РАСТУЩЕГО ДЕРЕВА

Рекомендуем: фильм Все в твоих руках (Россия) - пересказ сюжета, спойлеры
Источник:
Мазуркин П.М. Варсегова Л.Ю. По результатам измерений ширины годичных слоев на рабочей части керна и определения радиального роста дерева, и последующей идентификации по ним статистической закономерности, выполняют прогнозирование на ретроспективу на число лет с начала рабочей зоны керна до момента начала жизни измеряемого учетного дерева. Статья в формате PDF 180 KB кернширина годичного слоястатистическая закономерность роста

Динамика радиуса ствола сосны была изучена на керне древесины, начиная с 1948 по 1992 годы на каждом годичном слое. Дерево произрастало в сосново-березовом насаждении с примесью ели и осины естественного происхождения: состав пород 9С + 1Б (единичные Е + Ос); тип лесорастительных условий - А2; тип леса - сосняк зеленомошниковый; полнота - 0,8.

Для измерений ширины годичных слоев использовался керн комнатно-сухой влажности, взятый в 2000 году на высоте 1,3 м. Возраст подроста на высоте 1,3 м составлял 11 лет. Замеры проводились, начиная с 22 по 66 год жизни дерева. Полный же возраст дерева составляет 74 года (рис. 1).

Рис. 1. Схема взятия керна

Из схемы на рис. 1 видно, существующими способами, например, с использованием измерительной лупы, первые 10 лет попадали в сердцевину и не могли быть измеренными из-за малых значений. Поэтому рабочая часть керна начинается с 22 года. При этом рабочая часть керна завершается, не доходя до камбиального слоя на 8 лет. Поэтому отрезок керна на последних годичных слоях также не был измерен из-за малости ширины годичных слоев.

В лесной таксации принято измерять ширину годичных слоев (или же считать их число), начиная от периферии к сердцевине. В предлагаемом способе лучше всего измерять от сердцевины к периферии, причем с применением более точных методов измерения можно учитывать и нерабочие зоны керна - присердцевинную и заболонную.

Если отсутствует подрост для определения возраста до места взятия керна, то придется брать керн и на корневой шейке дерева.

Для замеров был выбран керн с минимальными углами наклона годичных слоев в продольно-радиальной и радиально-тангенциальной плоскостях анизотропии. Ширина годичного слоя измерялась с точностью 0,05 мм при начальном годичном слое, равном 22 году жизни дерева.

Полученные данные были обработаны в математической среде EUREKA (табл. 1 и рис. 2) и была получена статистическая формула вида:

,    (1)

где  Rt - расчетный радиус дерева по годичным слоям в направлении от сердцевины к периферии, мм;

t - время жизни растущего дерева до момента взятия керна, с учетом возраста каждого годичного слоя от корневой шейки растущего дерева, лет.

Первая составляющая формулы (1) соответствует биотехническому закону проф. П.М. Мазуркина. Вторая составляющая является волновой закономерностью. Амплитуда этого колебательного изменения является законом гибели. Это означает, что уравнение колебательного движения с убыванием амплитуды показывает адаптивную способность растущего дерева к среде его произрастания, причем отрицательный знак перед второй составляющей показывает кризисное изменение радиального прироста с изменением возраста годичного слоя. Период этой колебательной адаптации растущего дерева к месту своего произрастания равен 10,75915 х 2 = 21,6 лет. Причем сдвиг начала волны происходит через 6,13388 радиан, то есть через почти 21 год после начала жизни изучаемого дерева сосны. По лесоводственным данным можно узнать, что происходило в это время, то есть в 2000 - 74 + 21 = 1947 году. Сама сосна появилась в 2000 - 74 = 1926 году, по-видимому, после крупных лесных пожаров 1921 года.

 

Рис. 2. Динамика радиуса ствола сосны по годичным слоям керна

Таблица 1

Динамика радиуса ствола сосны по годичным слоям керна, мм

Год

Время

t, лет

Факт

Расчетные значения

Составляющие модели

Rt

ε

Δ, %

Rt1

a

Rt2

1992

66

71,5

71,1

0,42

0,59

71,1

0,0

0,0

1991

65

70,3

70,2

0,05

0,08

70,2

0,0

0,0

1990

64

69,1

69,4

-0,27

-0,39

69,4

0,0

0,0

1989

63

68,6

68,5

0,14

0,20

68,5

0,0

0,0

1988

62

67,6

67,5

0,09

0,14

67,5

0,0

0,0

1987

61

66,6

66,5

0,08

0,12

66,5

0,0

0,0

1986

60

65,7

65,5

0,21

0,32

65,5

0,0

0,0

1985

59

64,8

64,4

0,37

0,57

64,4

0,0

0,0

1984

58

64,0

63,3

0,67

1,05

63,3

0,0

0,0

1983

57

62,6

62,2

0,41

0,65

62,2

0,0

0,0

1982

56

61,4

61,0

0,38

0,62

61,0

0,0

0,0

1981

55

59,9

59,8

0,09

0,14

59,8

0,0

0,0

1980

54

58,6

58,6

0,03

0,04

58,6

0,0

0,0

1979

53

57,0

57,3

-0,30

-0,53

57,3

0,0

0,0

1978

52

55,6

56,0

-0,40

-0,72

56,0

0,0

0,0

1977

51

54,2

54,7

-0,46

-0,86

54,7

0,0

0,0

1976

50

53,1

53,3

-0,20

-0,38

53,3

0,0

0,0

1975

49

51,3

51,9

-0,61

-1,18

51,9

0,0

0,0

1974

48

50,3

50,5

-0,18

-0,36

50,5

0,0

0,0

1973

47

49,6

49,0

0,57

1,15

49,0

0,0

0,0

1972

46

48,2

47,5

0,65

1,35

47,6

0,0

0,0

1971

45

46,7

46,0

0,66

1,41

46,1

0,1

0,1

1970

44

44,8

44,5

0,29

0,64

44,6

0,1

0,1

1969

43

43,6

43,0

0,64

1,46

43,1

0,1

0,1

1968

42

42,2

41,4

0,79

1,88

41,5

0,1

0,1

1967

41

40,3

39,8

0,45

1,13

40,0

0,2

0,1

1966

40

38,2

38,3

-0,10

-0,26

38,4

0,2

0,1

1965

39

36,3

36,8

-0,48

-1,33

36,9

0,3

0,1

1964

38

34,9

35,3

-0,41

-1,17

35,3

0,4

0,0

1963

37

33,3

33,9

-0,59

-1,78

33,7

0,5

-0,2

1962

36

32,2

32,5

-0,35

-1,07

32,1

0,7

-0,4

1961

35

31,4

31,3

0,14

0,45

30,6

0,9

-0,7

1960

34

30,5

30,0

0,48

1,57

29,0

1,1

-1,0

1959

33

29,3

28,8

0,51

1,73

27,5

1,3

-1,3

1958

32

27,6

27,5

0,07

0,27

25,9

1,7

-1,6

1957

31

26,3

26,1

0,16

0,59

24,4

2,0

-1,8

1956

30

24,7

24,6

0,13

0,53

22,9

2,5

-1,7

1955

29

22,7

22,7

-0,02

-0,11

21,4

3,0

-1,3

1954

28

20,3

20,5

-0,25

-1,21

19,9

3,6

-0,6

1953

27

17,4

18,0

-0,60

-3,46

18,5

4,2

0,5

1952

26

15,3

15,1

0,18

1,18

17,1

5,0

2,0

1951

25

12,2

12,0

0,21

1,76

15,7

5,8

3,8

1950

24

9,2

8,8

0,44

4,78

14,4

6,8

5,7

1949

23

5,8

5,7

0,13

2,19

13,2

7,8

7,5

1948

22

2,8

3,0

-0,21

-7,35

11,9

8,9

8,9

Таким образом, по измеренным значениям ширины годичных слоев можно составить статистические закономерности роста каждого учетного дерева без его валки и уничтожения. Что чрезвычайно важно для прогнозирования и последующей повторной идентификации по результатам дополнительных замеров, например по керну, взятом в 2010 году.

На рис. 2 построен график динамики радиуса ствола сосны по годичным слоям керна в программной среде Curue Expert, где наглядно видно расположение фактических точек вокруг расчетной кривой.

В табл. 1 приведены следующие условные обозначения:

Rt- расчетный радиус дерева по статистической модели;

ε - абсолютная погрешность (остаток) статистической модели, вычисляемая как разность между фактическими и расчетными значениями изучаемого показателя;

Δ - относительная погрешность статистической модели.

Максимальная относительная погрешность =7,35 % в табл. 1 подчеркнута.

Доверительная вероятность модели (1) будет равна не меньше 100 - 7,35 = 92,65%, что позволяет дать долгосрочный прогноз, равный длине основания прогноза 1992 - 1948 = 44 года, по которому на рис. 3 был построен график в программной среде EXCEL.

 

Рис. 3. Динамика радиуса ствола сосны по годичным слоям керна
с учетом волновой составляющей

Горизонт прогноза показывает на перспективу изменение показателя, то есть в нашем случае переменного радиуса ствола сосны на высоте 1,3 м. А глубина основания прогноза показывает ретроспективу значений показателя до момента зарождения дерева, то есть до 1926 г. В горизонте прогноза по графику на рис. 3 можно видеть, что максимальное значение 79,9 мм радиус ствола сосны достигнет к 87 годам, то есть к 2013 году. Дальнейший радиальный прирост станет убывать, то есть дерево с 87 летнего возраста начнет умирать и засыхать по толщине.

Расположение точек фактических значений около расчетной кривой показывает абсолютную погрешность, то есть остаток . На рис. 4 график остатков показан в виде диаграммы, построенной в программной среде Curve Expert-1.3.

Рис. 4. Остатки между фактическими и расчетными значениями радиального роста сосны

Знак «+» показывает превышение фактического значения по сравнению с расчетным значением показателя, то есть радиуса ствола дерева в ходе его радиального прироста. При этом знак «-» характеризует недостаток фактического значения по сравнению с теоретическим.

Из данных табл. 1 и на рис. 4 заметна некоторая ритмичность в изменении знака остатков. Этот факт позволил бы моделировать и дальше, дополняя уравнение (1) третьей составляющей. Измерения радиуса ствола на керне велись с точностью ±0,05 мм, поэтому дальнейшее повышение адекватности статистической модели за счет усложнения его конструкции не имеет практического смысла.

Предлагаемый способ является универсальным и одновременно простым в практической реализации. Он позволяет реализовать физико-технологический подход к экологической, экономической и комплексной эколого-экономической оценки лесных территорий и участков земель с отдельно растущими деревьями без их разрушения. Взятие кернов на одном и том же учетном дереве через определенные периоды позволяет наладить весьма точный экологический мониторинг окружающей учетное дерево природной среды и технологический мониторинг в лесном хозяйстве выращиваемых лесов, а также парков и садов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Мазуркин, П.М. Геоэкология. Закономерности современного естествознания [Текст]: Научное издание / П.М. Мазуркин. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004 - 336 с.
  2. Мазуркин, П.М. Статистическая экология [Текст]: Учебное пособие / П.М. Мазуркин. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004 - 308 с.



Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ В КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ И ТЕОРИИ ПОЛЯ

В работе показано, что фундаментальные принципы классической механики и теории поля - принцип наименьшего действия и калибровочная инвариантность полей  и  электромагнитного поля - есть прямое следствие существования уже в рамках классической физики функции состояния. ...

12 04 2021 1:57:46

АНАЛИЗ АССОЦИАЦИЙ ПО СОЧЕТАНИЯМ ГЕНОТИПОВ ПОЛИМОРФНЫХ ДНК – ЛОКУСОВ (TAG 1A И NCOI) DRD2, 256A/G ГЕНА SLC6A3 И ОБЪЕМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МИНДАЛЕВИДНОГО КОМПЛЕКСА МОЗГА С ПОВЫШЕННОЙ ТРЕВОЖНОСТЬЮ

Впервые показано, что у крыс с генотипом А2/ А2 по локусу TAG 1A DRD2 с повышенной тревожностью имеет место сочетание генотипов N2N2 локуса NcoI DRD2 и А А локуса 256A/G гена SLC6A3, а также увеличение объемных характеристик базолатеральной группировки миндалевидного комплекса мозга. ...

11 04 2021 3:26:54

COMPUTERIZED FORECASTING MYOCARDIAL INFARCTION AND INSULT

Статья в формате PDF 119 KB...

10 04 2021 8:28:53

ОБ ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ СПЕЦИФИКЕ НАУКИ И ИСКУССТВА

Статья в формате PDF 129 KB...

07 04 2021 0:19:31

РОЛЬ БОБОБЫХ КУЛЬТУР В БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Статья в формате PDF 243 KB...

05 04 2021 14:59:43

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ

При управлении автоматическими космическими аппаратами ( К А) важной проблемой является обеспечение надежного и оперативного анализа и диагностирования работоспособности бортовых систем. Это позволит своевременно выявить негативные тенденции в работе бортовой аппаратуры и предотвратить их развитие. Наибольшую актуальность проблема приобретает при управлении К А со сложными бортовыми системами, характеризующимися большим объемом телеметрических параметров, а так же при необходимости выдачи командных воздействий непосредственно в сеансах связи. Существующий опыт управления К А показывает, что в ряде случаев только своевременная выдача команд немедленного исполнения позволила обеспечить выполнение программы полета К А [1]. В настоящей работе предлагается общий подход к решению указанной проблемы, основанный на создании адекватных моделей анализа и диагностики функционирования бортовых систем и алгоритмов автоматизированной выработки рекомендаций по воздействию на К А. Ожидается, что использование в практике управления таких моделей и алгоритмов даст возможность существенно повысить эффективность работы аппаратуры, в том числе за счет оперативного устранения возникающих на борту нештатных ситуаций. ...

27 03 2021 19:44:25

ФУНКЦИИ СЕТЕВОГО ТРОЛЛИНГА

Статья в формате PDF 257 KB...

21 03 2021 1:51:12

The Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication

Статья в формате PDF 320 KB...

14 03 2021 1:44:57

СТРУКТУРА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 149 KB...

08 03 2021 15:36:24

Организация системы адаптации человека в онтогенезе

Статья в формате PDF 104 KB...

03 03 2021 23:18:30

CLAMIDIOSIS AND UREAPLASMOSIS AT MOTHERS AND THE BIRTH OF CHILDREN WITH ILLNESS OF DOWN

Статья в формате PDF 108 KB...

19 02 2021 13:51:28

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОКАПИЛЛЯРНЫЕ ВОЛНЫ

Исследовано распространение нелинейных поверхностных гравитационных электрокапиллярных волн на поверхности жидкого проводника. Библиогр. 6 назв. ...

18 02 2021 4:30:52

К ТЕОРИИ ВИНТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СИЛ

Статья в формате PDF 376 KB...

13 02 2021 11:32:21

ЛЕД И ЛЕДНИКИ

Статья в формате PDF 279 KB...

10 02 2021 9:43:45

АЛЕКСАНДР НАЗАРОВИЧ БЕЛЯЕВ

Статья в формате PDF 392 KB...

07 02 2021 13:55:38

ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНКУРЕНЦИИ ДВУХ ФИРМ НА ОДНОРОДНОМ РЫНКЕ

Рассмотрена экономико-математическая модель конкуренции двух фирм на однородном рынке сбыта. Приводится формулировка соответствующей задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, описывающей динамику развития системы, которая может быть легко обобщена на случай произвольного количества конкурирующих предприятий. Дана экономическая интерпретация полученных результатов. ...

03 02 2021 6:24:12

Туманова Анна Леоновна

Статья в формате PDF 78 KB...

01 02 2021 3:27:35

ПРОПАГАНДА ПРАВОВЫХ ЗНАНИЙ В ВУЗЕ, КОЛЛЕДЖЕ, ШКОЛЕ

Статья в формате PDF 125 KB...

25 01 2021 18:47:42

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОДУКТАХ ИЗ БОБОВ СОИ

Статья в формате PDF 130 KB...

23 01 2021 16:29:50

БИОЛОГИЯ И ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ СУРКОВ В КУЗБАССЕ

Статья в формате PDF 112 KB...

21 01 2021 13:10:39

ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 97 KB...

20 01 2021 21:53:45

НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА

Статья в формате PDF 120 KB...

16 01 2021 16:43:15

ГАЗИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ТОПЛИВ И БИОМАСС

В последние годы для сжигания как традиционных топлив, так и биомасс различного происхождения широко применяются газификационные технологии. Газификация чаще всего производится в кипящем слое при недостатке окислителя. Конструкции установок по газификации различных топлив отличаются, но не принципиально. Также близкими оказываются и параметры генераторного газа. Необходимо развитие установок и технологий по совместной переработке различных топлив. ...

27 12 2020 17:19:34

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ОСМОТРОВ И ПСИХОСОМАТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ У ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА

Проведено комплексное психо-соматическое обследование 3280 женщин репродуктивного возраста с мастопатией. Сделан вывод о необходимости организации специализированных маммологических кабинетов для квалифицированной диагностики, лечения и психологической коррекции пациенток с заболеваниями молочных желез. ...

26 12 2020 17:57:28

ПРОКОПЕНКО ПЁТР ГЕОРГИЕВИЧ

Статья в формате PDF 318 KB...

21 12 2020 7:47:42

МЕСТО ТОРГОВОЙ СФЕРЫ ЭКОНОМИКИ В СИСТЕМЕ РЫНОЧНОГО ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ

В данной работе авторами выдвигается и обосновывается тезис о том, что торгово-коммерческая деятельность является определяющим фактором в системе рыночных отношений. ...

17 12 2020 14:42:47

АНАЛИЗ ПРОТОКОЛОВ КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ ВВ84 И В92

Статья в формате PDF 151 KB...

16 12 2020 7:29:16

Проблема перевода слов – реалий

Статья в формате PDF 327 KB...

14 12 2020 2:31:41

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБА ИЗ ЦЕЛОГО ЗЕРНА

Разработан способ производства хлеба из целого зерна. Снижение микробиологической обсеменненности зерна осуществляется с помощью природных консервантов, которые можно вносить на стадии замачивания зерна или приготовления теста. Для повышения качества хлеба, сокращения продолжительности замачивания зерна, повышения степени его дисперсности при получении теста целесообразно использовать цитолитические ферментные препараты. ...

12 12 2020 13:32:55

ВИДЫ ПАРАДЕЙСТВИЙ В ЯЗЫКЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕВЕРБАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЯЗЫКОЗНАНИИ

В статье говорится о видах парадействий в языке и исследованиях невербальных элементов в языкознании. ...

09 12 2020 6:38:24

МОДЕЛИРОВАНИЕ КВАЗИФРАКТАЛЬНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦ МЕТОДОМ ИТЕРАЦИИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ НА 2D СЕТКАХ

Обсуждены методика и некоторые результаты моделирования вероятных конфигураций межфазных границ на поверхности композиционных материалов, полученные методом итерации прямоугольных генераторов на определенных сетках Кеплера- Шубникова. ...

03 12 2020 19:52:54

ПОЧЕМУ ДВИЖЕНИЕ – ЭТО ЖИЗНЬ

Статья в формате PDF 90 KB...

25 11 2020 12:30:37

Хирургическое лечение острого холецистита

Статья в формате PDF 125 KB...

21 11 2020 11:43:26

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!