Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага



Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага
Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага

 


Владельцы патента RU 2529164:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к дендрометрии. Способ включает выбор пробной полосы леса поперек оврага или холма с расположенными вдоль нее деревьями. У каждой березы на пробной полосе измеряют максимальную высоту комля от корневой шейки ствола до поверхности почвы на нижней стороне по склону оврага или холма и угол местного склона поперек общего склона места произрастания дерева. Для анализа роста и развития берез, произрастающих на склоне, по множеству измеренных параметров высоты комля берез и угла местного склона мест их произрастания статистическим моделированием выявляют взаимосвязь между высотой комля берез и углом местного склона мест их произрастания. Такая технология позволит расширить функциональные возможности при борьбе с водной эрозией. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к дендрометрии при изучении влияния склона оврагов и холмов на рост и развитие комлевой части березовых деревьев с учетом места каждой березы на этом склоне, разработке мероприятий по защите земельных участков около оврагов и холмов от водной эрозии и может быть для разработки экологических и климатических технологий использовано, а также при дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети и рационализации землепользования с учетом изменений формы комлевой части растущих на склоне оврага или холма березовых деревьев.

Известен способ анализа комля древесного ствола по патенту №2254707, включающий разметку ствола на секции кратной или некратной длины в зависимости от расположения неровностей ствола с измерением соответствующих расстояний от корневой шейки, секции некратной длины размечают на неровностях комлевой части ствола, по крайней мере, дважды в трех точках неровности, а измерения вдоль и поперек ствола по секциям выполняют гибкой мерной лентой, причем поперек ствола измеряют гибкой мерной лентой периметр сечения ствола.

Недостатком является то, что измерения выполняют у деревьев, растущих на ровной местности. При этом известный способ не позволяет учитывать влияние периметров комля ниже корневой шейки деревьев. Причем березы могут произрастать на склоне оврага, сильно изменяя высоту корневой шейки от точки склона посередине ствола.

Известен также способ анализа комля растущего дерева для определения поперечного профиля оврага по патенту №2416193 РФ, характеризующийся тем, что поперек оврага выбирают пробную полосу леса с расположенными вдоль нее деревьями, измеряют расстояния и общий угол склона в поперечном сечении оврага между серединами диаметров корневой шейки смежных вдоль пробной полосы деревьев.

Недостатком также является отсутствие измерений периметра комлевой части дерева ниже корневой шейки, что не позволяет изучать влияние склона оврага или холма на комлевую часть, начиная на стволе от высоты 1,3 м над корневой шейкой до поверхности почвы на склоне оврага или холма. Кроме того, в дендрометрии до сих пор не выделены те лимитирующие факторы комля, которые влияют на параметры места произрастания дерева.

Технический результат - расширение функциональных возможностей анализа комлевой части деревьев, произрастающих на склоне оврага или холма, а также повышение точности измерений березы ниже корневой шейки, начиная от стандартной высоты ствола в 1,3 м над корневой шейкой дерева до поверхности склона оврага. По другим породам нужны исследования.

Этот технический результат достигается тем, что способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага, характеризующийся тем, что поперек оврага выбирают пробную полосу леса с расположенными вдоль нее деревьями, измеряют расстояния и общий угол склона в поперечном сечении оврага между серединами диаметров корневой шейки смежных вдоль пробной полосы деревьев, отличающийся тем, что у каждой березы на пробной полосе вдоль оврага дополнительно измеряют максимальную высоту комля от корневой шейки ствола до поверхности почвы на нижней стороне по склону у комля, а по множеству измеренных берез выполняют статистическое моделирование идентификацией многочленной однофакторной математической модели.

По множеству комлей измеренных берез и мест их произрастания выполняют статистическое моделирование идентификацией многочленной однофакторной математической модели вида:

φ = φ 1 + φ 2 + i = 1 m y i ,

φ 1 = a 1 exp ( a 2 h max a 3 ) ,

φ 2 = a 4 h max a 5 exp ( a 6 h max a 7 ) ,

y i = b 1 i h max b 2 i exp ( b 3 i h max b 4 i ) cos ( π h max / ( b 5 i + b 6 i h max b 7 i ) b 8 i ) ,

где φ - угол местного склона для места произрастания, град;

φ1 - первая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого закона экспоненциального роста угла местного склона в зависимости от максимальной высоты комля у множества измеренных берез, град;

φ2 - вторая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого биотехнического закона, показывающего стрессовое возбуждение мест произрастания популяции берез (по-видимому, при адаптации этого места произрастания к водной эрозии почвы на склоне оврага или холма) по ускоренному увеличению угла местного склона на каком-то интервале изменения максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

y1 - волновые составляющие модели, показывающие колебательное возмущение места произрастания по углу местного склона в зависимости от максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

i - номер волновой составляющей в виде асимметричного вейвлет-сигнала о колебательном взаимодействии комля популяции берез с местами их произрастания, шт.;

m - общее количество волновых функций, зависящее от вычислительной возможности программной среды (CyrveExpert дает только две дополнительные составляющие, то есть только до 19 параметров модели) и погрешности измерений (измерение угла в один градус и высоты в один сантиметр дали возможность получить дополнительно и пятую составляющую модели или же третью волновую составляющую);

hmax - максимальная высота пня со стороны комля ниже по склону оврага или холма, см;

a1…a7, b1…b8 - параметры статистической модели, численные значения которых выявляются в программной среде при обработке одного примера в виде массива исходных данных измерений (максимальная высота комля и угол местного склона места произрастания) по всем березам из популяции.

Сущность технического решения заключается в том, что наиболее часто на склонах оврагов в лесостепной зоне России произрастают березы естественного происхождения. Они закрепляют овраги от водной эрозии, и происходит симбиоз между березняком и почвой на склоне оврага: березы своими корнями защищают почву от смыва, а почва наращивает свою плодородие, позволяя расти березам продуктивно без потери питательных веществ.

Сущность технического решения заключается также в том, что именно береза обладает замечательным свойством стать древесным растением для климатических и экологических технологий по изменению местного климата лесостепной зоны (стабилизируя температуру и водный баланс в почве в течение года) на земельных участках, подверженных водной эрозии, и предотвращает дальнейшее развитие овражной сети.

Сущность технического решения заключается также и в том, что в некоторых природно-антропогенных условиях частично восстанавливается и полноводность и регулярность водотока в течение года на дне оврага.

Сущность технического решения заключается также и в том, что факторный анализ множества измеренных параметров комля берез и места каждой березы по углу местного склона на общем склоне оврага показал наибольшую тесноту факторной связи между углом местного склона места произрастания каждой из 30 измеренных берез и максимальной высотой комля от поверхности почвы на нижней стороне по склону у комля березы до корневой шейки ствола этой же березы.

Положительный эффект достигается тем, что выявление среднестатистической закономерности изменения угла местного склона места произрастания берез на пробной площади, заложенной на склоне оврага или холма, в зависимости от максимальной высоты комля, начиная от корневой шейки до самой нижней точки комля на нижней стороне березы по склону, позволяет проводить экологический мониторинг за состоянием и развитием самого оврага на участке с изучаемым березняком. Это позволит следить за укреплением склонов оврагов и холмов от водной эрозии в ходе роста и развития посаженных берез. Такой мониторинг, по мере накопления опыта и данных измерений, дает возможность рекомендовать экологические и климатические технологии вначале на территориях лесостепной зоны России, а затем и в степной зоне. Это, по опыту США (с 1960 года) и Китая (с 1970 года) значительно повысит урожайность зерновых культур на полях около оврагов и холмов, а также повысит продуктивность травяного покрова пойменных лугов на склонах оврагов со ставшими полноводными ручейками, а также на склонах холмов и берегов малых рек и их притоков.

Новизна технического решения заключается в том, что впервые измерения проводят ниже корневой шейки ствола растущего дерева, что позволит в будущем подойти к поиску научно-технических решений и по изучению изменений формы комлевой части дерева. Кроме того, научная новизна заключается в том, что впервые получена математическая закономерность влияния максимальной высоты комля берез на изменение угла местного склона на месте произрастания каждой березы.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, нами не обнаружено. Поэтому предлагаемое изобретение становится научно-техническим решением, полученным на основе выявления фундаментальной закономерности влияния параметра комля березы на параметр места ее произрастания.

На фиг.1 приведена схема измерения параметров комля и места произрастания березы: φ - угол местного склона для места произрастания; hmax - максимальная высота пня со стороны комля ниже по склону оврага или холма; на фиг.2 показан график детерминированной модели φ = ƒ (hmах) с двумя устойчивыми законами; на фиг.3 - показан график третьей составляющей математической модели в виде волновой функции; на фиг.4 - то же на фиг.3 четвертой составляющей; на фиг.5 дан график общей математической (статистической) модели φ = ƒ (hmax) с четырьмя составляющими; на фиг.6 показан график следующей за четырехчленным уравнением колебательной закономерности в виде резко возмущающегося колебания.

Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага выполняется следующими действиями.

Вначале выбирают по прототипу пробную площадь с березами, в виде полосы на склоне вдоль оврага, а также холма, малой реки, озера или другого элемента рельефа или ландшафта. На этой полосе выбирают учетные деревья для измерений. Для измерений максимальной высоты комля и угла местного склона в простейшем случае применяют гибкую мерную ленту и транспортир с отвесом на гибкой нитке.

По множеству комлей измеренных берез и мест их произрастания выполняют статистическое моделирование идентификацией многочленной однофакторной математической модели вида:

ϕ = ϕ 1 + ϕ 2 + i = 1 m y i ,

ϕ 1 = a 1 exp ( a 2 h max a 3 ) ,

ϕ 2 = a 4 h max a 5 exp ( a 6 h max a 7 ) ,

y i = b 1 i h max b 2 i exp ( b 3 i h max b 4 i ) cos ( π h max / ( b 5 i + b 6 i h max b 7 i ) b 8 i ) ,

где φ - угол местного склона для места произрастания, град;

φ1 - первая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого закона экспоненциального роста угла местного склона в зависимости от максимальной высоты комля у множества измеренных берез, град;

φ2 - вторая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого биотехнического закона, показывающего стрессовое возбуждение мест произрастания популяции берез (по-видимому, при адаптации этого места произрастания к водной эрозии почвы на склоне оврага или холма) по ускоренному увеличению угла местного склона на каком-то интервале изменения максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

yi - волновые составляющие модели, показывающие колебательное

возмущение места произрастания по углу местного склона в зависимости от максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

i - номер волновой составляющей в виде асимметричного вейвлет-сигнала о колебательном взаимодействии комля популяции берез с местами их произрастания, шт.;

m - общее количество волновых функций, зависящее от вычислительной возможности программной среды (CyrveExpert дает только две дополнительные составляющие, то есть только до 19 параметров модели) и погрешности измерений (измерение угла в один градус и высоты в один сантиметр дали возможность получить дополнительно и пятую составляющую модели или же третью волновую составляющую);

hmax - максимальная высота пня со стороны комля ниже по склону оврага или холма, см;

a1…a7, b1…b8 - параметры статистической модели, численные значения которых выявляются в программной среде при обработке одного примера в виде массива исходных данных измерений (максимальная высота комля и угол местного склона места произрастания) по всем березам из популяции.

Способ анализа комля и места произрастания березы на склоне оврага, например, с ручейком на дне оврага, имеющего на склоне березняк естественного происхождения, реализуется следующим образом.

У каждой березы на пробной полосе вдоль оврага дополнительно измеряют максимальную высоту комля от корневой шейки ствола до поверхности почвы, на нижней стороне по склону у комля, а по множеству измеренных берез выполняют статистическое моделирование идентификацией многочленной однофакторной математической модели.

По множеству комлей измеренных берез и мест их произрастания выполняют статистическое моделирование идентификацией многочленной однофакторной математической модели вида:

ϕ = ϕ 1 + ϕ 2 + i = 1 m y i

ϕ 1 = a 1 exp ( a 2 h max a 3 )

ϕ 2 = a 4 h max a 5 exp ( a 6 h max a 7 ) , y i = b 1 i h max b 2 i exp ( b 3 i h max b 4 i ) cos ( π h max / ( b 5 i + b 6 i h max b 7 i ) b 8 i ) ,

где φ - угол местного склона для места произрастания, град;

φ1 - первая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого закона экспоненциального роста угла местного склона в зависимости от максимальной высоты комля у множества измеренных берез, град;

φ2 - вторая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого биотехнического закона, показывающего стрессовое возбуждение мест произрастания популяции берез (по-видимому, при адаптации этого места произрастания к водной эрозии почвы на склоне оврага или холма) по ускоренному увеличению угла местного склона на каком-то интервале изменения максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

yi - волновые составляющие модели, показывающие колебательное возмущение места произрастания по углу местного склона в зависимости от максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

i - номер волновой составляющей в виде асимметричного вейвлет-сигнала о колебательном взаимодействии комля популяции берез с местами их произрастания, шт.;

m - общее количество волновых функций, зависящее от вычислительной возможности программной среды (CyrveExpert дает только две дополнительные составляющие, то есть только до 19 параметров модели) и погрешности измерений (измерение угла в один градус и высоты в один сантиметр дали возможность получить дополнительно и пятую составляющую модели или же третью волновую составляющую);

hmax - максимальная высота пня со стороны комля ниже по склону оврага или холма, см;

а1…а7, b1…b8 - параметры статистической модели, численные значения которых выявляются в программной среде при обработке одного примера в виде массива исходных данных измерений (максимальная высота комля и угол местного склона места произрастания) по всем березам из популяции.

Пример

Для снижения линейной эрозии почвы оврагами применяют растения. Цель исследования - изучение формы комля деревьев, растущих в овраге, для выявления закономерностей взаимодействия между древесными растениями и склоном. Объектом исследования был лесной овраг около деревни Ямолино Горномарийского района Республики Марий Эл. Эксперименты были проведены летом 2011 года.

Методика измерения комля выполняется следующим образом (фиг.1).

Сначала определяли участок оврага по методике, изложенной в патенте №2416193 РФ по прототипу, на склоне которого растут деревья. Выбрали учетные деревья для измерений в количестве 30 штук. Для измерений применяли гибкую мерную ленту и транспортир с отвесом.

После факторного анализа 14 измеренных параметров комля и места произрастания берез оказалось, что имеются сильная факторная связь влияния максимальной высоты комля от корневой шейки ствола до поверхности почвы на нижней стороне по склону на угол местного склона места произрастания деревьев. При этом обратное влияние угла местного склона на максимальную высоту комля березы по коэффициенту корреляции составляет менее 0,3. Поэтому прямое влияние φƒ(hmax) является высокоадекватным.

По принципу «от простого к сложному» можно предложить (табл.1) «кирпичики» для построения, по ходу структурно-параметрической идентификации биотехнического закона, любой статистической модели.

Таблица 1
Математические конструкты для построения статистической модели
Фрагменты без предыстории изучаемого явления или процесса Фрагменты с предысторией изучаемого явления или процесса
y = ax - закон линейного роста или спада (при отрицательном знаке перед правой стороной приведенной формулы) y = а - закон не влияния принятой переменной на показатель, который имеет предысторию значений
y = ахb - закон показательного роста (закон показательной гибели y = ах-b) не является устойчивым, из-за бесконечности при нулевом значении объясняющей переменной y = а ехр(±сх) - закон Лапласа (Ципфа в биологии, Парето в экономике, Мандельброта в физике) экспоненциального роста или гибели, относительно которого создан метод операторных исчислений
y = axbexp(-ct) биотехнический закон в упрощенной форме y = a exp(±cxd) - закон экспоненциального роста или гибели, по автору статьи
y = ахb exp(-cxd) - биотехнический закон, предложенный проф. П.М. Мазуркиным

В таблице 1 показаны все «нормальные» фрагменты, у которых впереди могут быть расположены оперативные константы, в виде знаков «+» или «-». Все шесть устойчивых законов распределения являются частными случаями биотехнического закона, показанного внизу таблицы 1.

Как известно из классической математической статистики, грубая классификация уровней коэффициента корреляции следующая:

а) до 0,3 - нет связи между факторами (то есть можно не учитывать эти связи, хотя они в других условиях проявления могут оказаться даже сильными по факторной связи);

б) от 0,3 до 0,7 - есть связь между двумя факторами, но она считается достаточно слабой, чтобы ее учитывать в практических выводах, однако дополнение волновыми возмущениями может перевести в сильные связи;

в) выше 0,7 - имеется сильная связь между переменными факторами даже при не волновых биотехнических закономерностях.

По множеству комлей измеренных берез и мест их произрастания выполнили статистическое моделирование идентификацией многочленной однофакторной математической модели общего вида:

ϕ = ϕ 1 + ϕ 2 + i = 1 m y i

ϕ 1 = a 1 exp ( a 2 h max a 3 )

ϕ 2 = a 4 h max a 5 exp ( a 6 h max a 7 )

y i = b 1 i h max b 2 i exp ( b 3 i h max b 4 i ) cos ( π h max / ( b 5 i + b 6 i h max b 7 i ) b 8 i ) ,

где φ - угол местного склона для места произрастания, град;

φ1 - первая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого закона экспоненциального роста угла местного склона в зависимости от максимальной высоты комля у множества измеренных берез, град;

φ2 - вторая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого биотехнического закона, показывающего стрессовое возбуждение мест произрастания популяции берез (по-видимому, при адаптации этого места произрастания к водной эрозии почвы на склоне оврага или холма) по ускоренному увеличению угла местного склона на каком-то интервале изменения максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

yi - волновые составляющие модели, показывающие колебательное возмущение места произрастания по углу местного склона в зависимости от максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;

i - номер волновой составляющей в виде асимметричного вейвлет-сигнала о колебательном взаимодействии комля популяции берез с местами их произрастания, шт.;

m - общее количество волновых функций, зависящее от вычислительной возможности программной среды (CyrveExpert дает только две дополнительные составляющие, то есть только до 19 параметров модели) и погрешности измерений (измерение угла в один градус и высоты в один сантиметр дали возможность получить дополнительно и пятую составляющую модели или же третью волновую составляющую);

hmах - максимальная высота пня со стороны комля ниже по склону оврага или холма, см;

а1…а7, b1…b8 - параметры статистические модели, численные значения которых выявляются в программной среде.

Исходные данные для моделирования приведены в таблице 2.

Примечание. Береза №6 резко отклоняется по значению угла местного склона, поэтому она была исключена из статистической выборки для моделирования.

Вначале получили тренд, то есть тенденцию (фиг.2), с детерминированными составляющими в виде формулы

φ = 13,62968ехр(1,61495·10-5 hmax 2,02456)+

+3,63583·10-96hmax57,87164exp(-0,0096015hmax1,84610).

Затем наращиванием статистической модели получили две волновые составляющие (фиг 3 и фиг.4), а после их объединения получилась конкретная модель вида:

φ=φ1φ234,

φ1 = 13,31534exp(2,35264·10-5hmax1,94375),

φ2 = 4,49196·10-96hmax57,99893exp(-0,0097477hmax1,84784).

A1 = 0,52162hmax0,40329exp(-0,11685hmax0,34888),

p1 = 11,74668-0,0022848hmax1,52715,

φ4 = A2cos(πhmax / p2+5,02174),

A2 = 2,05982,

где А1, А2 - амплитуды (половина) первого и второго колебательного возмущения угла местного склона на развитие и рост комля по максимальной высоте, измеренной ниже по склону от корневой шейки, град,

р1, р2 - полупериоды колебательного возмущения угла местного склона в зависимости от максимальной высоты комля березы, см.

Для анализа наглядней запись в матричной форме как обобщенной волновой функции. В этом случае детерминированные составляющие являются амплитудами больших волн, у которых полупериод намного превышает диапазон (интервал) изменения влияющего фактора по оси абсцисс. Тогда получается, что две составляющие детерминированной модели имеют полупериоды колебательного возмущения намного более 130 см.

В таблице 3 дана матричная запись всех пяти составляющих.

Анализ показывает, что по первой детерминированной составляющей с увеличением максимальной высоты комля березы происходит экспоненциальный рост угла местного склона места ее произрастания. По таблице 2 этот процесс является кризисным (отрицательный знак перед параметром а3i). При благоприятных условиях произрастания комли деревьев стараются выравнивать склон до горизонтального уровня.

Первая волна возмущения имеет параметр а6i = -0,0022848 и в этом случае полупериод колебания уменьшается. В итоге частота колебательного возмущения нарастает с ростом максимальной высоты комля березы. Это также становится кризисным (в экологическом осмыслении) для склона оврага. Поэтому склон оврага под изученными учетными березами может не выдержать сильных ливней.

Этот вывод подтверждает пятая составляющая (третья волна возмущения) с нарастающей по закону экспоненциального роста амплитудой. Чтобы компенсировать дальнейший рост максимальной высоты комля, стволы берез стали искривляться. Поэтому на крутых склонах трудно ожидать развитие и рост прямоствольных берез.

Таким образом, предлагаемое техническое решение основано на результатах фундаментальных исследований взаимного влияния комлевой части лесных деревьев, произрастающих как единая популяция и как микрогеотехническая система, десятилетиями на склоне оврага или холма.

Поэтому предлагаемый способ может быть применен в индикации не только лесного рельефа, но и фитоиндикации тех мест произрастания берез, расположенных на склонах оврагов и холмов, берегов малых рек и озер. Минимальное количество деревьев на одной пробной площади в виде полосы вдоль склона определяется возможностью идентификации биотехнических закономерностей и должно быть не менее 30 деревьев.

1. Способ анализа роста и развития березы, произрастающей на склоне оврага или холма, включающий выбор пробной полосы леса поперек оврага или холма с расположенными вдоль нее деревьями, отличающийся тем, что у каждой березы на пробной полосе вдоль оврага или холма измеряют максимальную высоту комля от корневой шейки ствола до поверхности почвы на нижней стороне по склону оврага или холма и угол местного склона поперек общего склона места произрастания дерева, а для анализа роста и развития берез, произрастающих на склоне, по множеству измеренных параметров высоты комля берез и угла местного склона мест их произрастания статистическим моделированием выявляют взаимосвязь между высотой комля берез и углом местного склона мест их произрастания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что статистическое моделирование выполняют идентификацией многочленной однофакторной математической модели вида
,
,
,
,
где φ - угол местного склона для места произрастания, град;
φ1 - первая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого закона экспоненциального роста угла местного склона в зависимости от максимальной высоты комля у множества измеренных берез, град;
φ2 - вторая детерминированная составляющая модели в виде устойчивого биотехнического закона, показывающего стрессовое возбуждение мест произрастания популяции берез по ускоренному увеличению угла местного склона на каком-то интервале изменения максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;
yi - волновые составляющие модели, показывающие колебательное возмущение места произрастания по углу местного склона в зависимости от максимальной высоты комля деревьев в популяции берез, град;
i - номер волновой составляющей в виде асимметричного вейвлет-сигнала о колебательном взаимодействии комля популяции берез с местами их произрастания, шт.;
m - общее количество волновых функций, зависящее от вычислительной возможности программной среды и погрешности измерений;
hmax - максимальная высота пня со стороны комля ниже по склону оврага или холма, см;
a 1a 7, b1…b8 - параметры статистической модели, численные значения которых выявляются в программной среде при обработке одного примера в виде массива исходных данных измерений максимальной высоты комля и угла местного склона места произрастания по всем березам из популяции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к дендрометрии при изучении относительного сбега комля в ходе роста и развития деревьев, преимущественно берез, и может быть использовано при фитоиндикации качества территорий и разработке мероприятий по защите земельных участков от водной эрозии, а также в дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети с учетом изменений относительной формы комля растущих березовых деревьев.
Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при облесении засушливых, например, меловых склонов, имеющих почвенный покров.

Изобретение относится к способу ультразвукового испытания технической древесины в виде чураков, например специальных сортиментов в виде резонансных чураков, и может быть использовано при сертификации древесины в условиях лесозаготовок, лесного хозяйства и деревообработки при контроле качества чураков при различных условиях их хранения, а также в инженерной экологии при оценке экологического качества территории по значениям скорости ультразвука древесины чураков, заготовленных на данной территории.

Изобретение относится к дендрометрии и может быть использовано для разработки экологических и климатических технологий, а также при дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети и рационализации землепользования.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам фитомелиорации опустыненных земель. В способе закрепляют пески путем посадки крупномерных саженцев терескена с использованием кулис из камышитовых плит.

Способ включает обработку почвы под посадку деревьев с определенным шагом в местах непосредственного расположения рядов высаживаемых в лесополосе деревьев на ширину, величина которой зависит от необходимой площади питания различных пород деревьев и определяется по формуле: B=πD2/4L, где B - ширина зоны обрабатываемой почвы под посадку рядов деревьев в лесополосе; D - диаметр площади питания дерева и разрастания его корневой системы при вспашке почвы по всей ширине лесополосы с включением междурядий и закраек; L - длина зоны площади питания дерева и разрастания его корневой системы при обработке почвы непосредственно в местах расположения рядов растений, адекватная зоне площади питания при вспашке почвы по всей ширине лесополосы. При обработке почвы и посадке лесных полос образуют, а при агротехнических уходах поддерживают форму поперечного профиля поверхности почвы лесополосы: в рядах деревьев - вогнутую влагонакопительную, в виде углублений, а в междурядьях - выпуклую стокообразующую, в виде вала, форму которых определяют по следующим формулам: - вогнутая h i y = h max y ⋅ sin { π [ x − L м ( n − 1 ) ] L y }     - выпуклая h i в = h max в ⋅ sin { π [ x − L y − L м ( n − 1 ) ] L м − L у }     где hiу - текущее значение величины углубления в ряду лесополосы; hmaxу - максимальная величина углубления в ряду лесополосы; Lу - ширина углубления в ряду; hiв - текущее значение высоты вала в междурядье лесополосы; hmaxв - максимальная высота вала в междурядье; Lм - ширина междурядья; Lм-Lу - ширина вала в междурядье лесополосы; x - текущее значение проекций координат углубления и вала на ось x; n - номер ветви синусоиды, зависящий от количества рядов в лесополосе, может быть n=1, 2, 3…. Способ создания лесных полос со специальным поперечным профилем поверхности почвы обеспечит направленный сбор в лунках рядов растений лесополос: зимой - сухих осадков в виде снега, в теплый период - дополнительный сток с наклонных поверхностей междурядий, что улучшит влагообеспечение деревьев, их лучший рост и развитие.

Устройство относится к области лесного хозяйства и предназначено для уничтожения малоценных пород лиственных деревьев при проведении рубок ухода. Устройство содержит раму, выполненную в виде прямоугольной пластины с боковым пазом для дерева.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к рубкам, в том числе и к специализированному виду рубок. Способ включает цикл рубок.

Изобретение относится к машине, перевозящей грузы, в частности к форвардеру бревен. Машина включает узел решетки переднего борта, соединенный с рамой машины.

Изобретение относится к области рекреации, в частности к способам выявления признаков природных катастроф, и может найти применение при оценке опасности поражения территорий.

Изобретение относится к дендрометрии при изучении роста и развития комля деревьев, преимущественно берез, и может быть использовано при фитоиндикации территорий и разработке мероприятий по защите земельных участков от водной эрозии, экологических и климатических технологий, а также в дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети и рационализации землепользования с учетом изменений формы комля растущих, в частности, березовых деревьев. Cпособ включает выбор пробной площади с учетными деревьями, измерение высоты кроны и полной высоты всех учетных деревьев. Форму комля как симметричную геометрическую фигуру учитывают от поперечного сечения комля на пересечении с поверхность почвы до стандартной высоты 1,3 м. Проводят измерения периметров комля не менее чем в трех поперечных сечениях комля каждого учетного дерева ниже корневой шейки ствола, а по измеренным данным, дополнительно с учетом периметров корневой шейки и сечения ствола на стандартной высоте 1,3 м, выявляют математическую закономерность симметричной формы комля по единой общей формуле. По параметрам выявленной единой математической закономерности формы комля выявляют рейтинг учетных деревьев для оценки качества формы комля, после чего выявляют закономерности с волновыми возмущениями влияния параметров учетных деревьев и их комлей на параметры в общем виде у математического уравнения формы комля. Для оценки качества места произрастания выделяют закономерности с волновыми возмущениями с сильной теснотой коррелятивной вариации для последующего выделения лимитирующих факторов комля и самого учетного дерева. Способ обеспечивает расширение функциональных возможностей анализа формы комля деревьев, прежде всего берез, произрастающих на ровной местности или на склоне оврага, а также повышение точности измерений деревьев ниже корневой шейки, начиная от стандартной высоты ствола в 1,3 м над корневой шейкой дерева до поверхности почвы. 5 з.п. ф-лы, 14 ил., 8 табл., 1 пр.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для подготовки лесной почвы к естественному лесовозобновлению. Устройство содержит раму прямоугольного сечения, полый цилиндр, вал, храповые механизмы с гидроцилиндрами. На боковой поверхности полого цилиндра выполнены ниши с установленными в них пластинами с рабочими органами. Рабочие органы выполнены в виде сошников и установлены между собой на расстоянии от 5 до 15 см. Пластины монтируются с возможностью изменения положения в нишах для обеспечения обработки почвы на глубину от 2,5 до 5 см. Таким конструктивным решением обеспечивается повышение качества обработки поверхности лесной почвы и всхожести семян при естественном лесовозобновлении. 3 ил.

Изобретение относятся к лесной отрасли и может быть использовано при сертификации древесины непосредственно на корню, например в ходе лесозаготовительных работ различными видами рубок, при выполнении лесосечных и лесоскладских работ, а также при сертификации древесного сырья и полуфабрикатов на деревообрабатывающих производствах и хранении круглых, колотых и пиленых лесоматериалов. Изобретение может быть использовано также и в экологическом древесиноведении и инженерной экологии при оценке экологического состояния и режима территорий по свойствам древесины растущих деревьев. Способ включает взятие спилов в виде кружков от модельного дерева с отметками о геодезических направлениях для изучения свойств древесины вдоль волокон и по радиусу ствола, и вырезание цилиндрических образцов. Вначале поверхность спила в виде кружка размечают метками по центрам продольных осей будущих цилиндрических образцов. Затем на спил в виде кружка вертикально по меткам устанавливают группу цилиндрических резцов режущей частью вниз. После этого вырезание цилиндрических образцов из спила в виде кружка выполняют одновременно группой цилиндрических резцов. Устройство характеризуется тем, что содержит группу цилиндрических резцов. Каждый резец выполнен из инструментальной стали в виде втулки с внутренним диаметром, равным диаметру вырезаемого цилиндрического образца. Один конец втулки выполнен в виде резца с односторонней заточкой с внешней стороны втулки, а второй конец - с опорной фаской для взаимодействия с кондуктором. Способ и устройство для изготовления образцов древесины обеспечат повышение производительности изготовления цилиндрических образцов на одном спиле в виде кружка древесины и точность их взаимной ориентации относительно годичных слоев древесины на спиле. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при создании полезащитных лесных полос, обладающих непрерывным мелиоративным эффектом. В способе осуществляют посадку быстрорастущих древесных пород рядами, проводят агротехнические и лесоводственные уходы, рубку деревьев и удаление пней с лесокультурной площади, при этом сначала осуществляют подготовку почвы и посадку первого ряда древесных пород, а по достижении им 4 класса возраста осуществляют подготовку почвы и посадку второго ряда, при этом по достижении последним 4 класса возраста проводят полную рубку первого ряда древесных пород, а на освобожденное место после корчевки и удаления пней с площади высаживают третий ряд, причем по достижении третьим рядом 4 класса возраста операции повторяют. Способ обеспечивает улучшение мелиоративных свойств лесных полос. 1 табл.

Изобретение относится к области лесоводства и ландшафтоведения и может быть использовано при биотехнической и биохимической оценке травяного покрова на прирусловых пойменных заливных и незаливных лугах и луговинах лесов. Способ включает выделение в пределах водоохраной зоны визуально по карте или натурно участка луга с испытуемым травяным покровом. Затем на этом участке по течению реки или ее притока размечают группы пробных площадок вдоль и поперек береговой линии. При разметке учитывают постоянное расстояние между центрами пробных площадок вдоль и поперек реки, а после срезки пробы травы подвергают взвешиванию и выявляют закономерности влияния расстояний от берега реки и вдоль него на изменение массы проб свежесрезанной травы. Выделяют ровный по рельефу участок луга с испытуемым травяным покровом между параллельными друг другу дорогой и береговой кромкой малой реки или ее притока. Причем при наличии между дорогой и берегом реки лесного древостоя сбоку участка измеряют расстояние от края участка до кромки леса. На участке испытуемого травяного покрова координатная сетка пробных площадок принимается равномерной в обоих направлениях вдоль и поперек малой реки. Причем расположение пробных площадок принимается по продольным и поперечным по отношению к берегу малой реки или ее притока линиям с равными расстояниями. При этом расстояние от кромки берега до первой продольной линии пробных площадок принимается не менее промежутка между линиями координатной сетки, а за дополнительные линии расположения виртуальных пробных площадок с нулевой массой проб принимают берег реки и кромку дороги со стороны координатной сетки участка луга с испытуемым травяным покровом. Способ позволяет расширить функциональные возможности испытания травяного покрова, в частности прирусловых лугов и лесных луговин, повысить точность измерений и анализа распределений зеленой массы проб травы на пробных площадках, а также выявлять сложные закономерности влияния расстояний от реки, дороги и леса до центров пробных площадок на урожайность луговой травы. 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области лесного хозяйства и лесной биогеоценологии. Способ включает полевую таксацию насаждений и камеральные вычисления. В способе определения полноты древостоев ярусов, насаждения в целом производят дифференцированно с учетом степени использования лесной территории каждым из участвующих в насаждении древостоем элемента леса для получения интегрированной, комплексной оценки относительной полноты древостоя насаждения через частные относительные полноты элементов леса независимо от числа древесных пород, количества древесных ярусов и степени сложности возрастной структуры. Способ позволит повысить точность определения полноты древостоев. 2 табл.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при оценке динамики глобальных климатических изменений в Арктике. Согласно способу проводят спектрометрические измерения в переходной зоне 69°…70° с.ш., содержащей тестовые участки в диапазоне 0,55…0,68 мкм и 0,73…1,1 мкм, а также синхронные радиометрические измерения в диапазоне СВЧ на длине волны ~30 см. Производят расчет значений вегетационного индекса NDVI для каждого пиксела кадра спектрометрических измерений. Формируют синтезированные матрицы измерений результирующего сигнала кадров изображений путем перемножения соответствующих пикселей значений NDVI и пикселей сигнала радиометрических измерений. По измерениям границы зоны тестового участка определяют пороговую величину синтезированного сигнала По. По пороговой величине с помощью программной обработки выделяют линию границы и производят визуализацию границы зоны лес-тундра и ее наложение на контурную карту Арктической зоны. Технический результат - увеличение контраста сигнала на границе переходной зоны лес-тундра. 4 ил.

Изобретение относится к области экологического мониторинга, почвоведения и лесоведения. Способ включает определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории. Для этого намечают площадки отбора по координатной сетке, указывая их номера и координаты. Причем отбор проб проводят с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности. При исследовании сельскохозяйственных угодий пробы отбирают с глубины от 0 до 5 см. Вертикальную структуру почвенного покрова принимают с каждой стороны в отдельности с учетом неоднородности покрова почвы и прибрежного рельефа у малой реки или ее притока в принятом перпендикулярно руслу реки створе измерений. При этом вертикальная структура в виде профиля определяется измерениями расстояния от кромки берега до точки взятия пробы на глубине почвенного слоя 0-5 см и высотой почвенного покрова от поверхности почвы до нижней поверхности почвенного покрова на границе с материнской породой грунта. Причем количество пробных площадок на одном створе измерений и с одной стороны малой реки или ее притока принимают не менее трех. До биохимического анализа из проб почвы удаляют корни травяных растений, измеряют значения биохимических показателей pH, P2O5, K2O, HNO3, сумму подвижного калия, фосфора и азота нитратов. По результатам биохимического анализа трех проб почвы на концентрацию химических веществ по каждой вертикальной структуре проводят статистическое моделирование для выявления устойчивых биотехнических закономерностей. Способ позволяет повысить точность взятия проб почвы под пойменным лугом для сопоставления измеренных концентраций биохимических веществ в почвенном покрове. 6 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 пр.

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано в лесном комплексе для производства топливной щепы. Мобильная технологическая линия по производству топливной щепы включает самоходное шасси, на котором установлены манипулятор с захватом, кабина, рубительная машина, конвейер для отгрузки щепы, силовая установка и газогенераторная установка. Силовая установка выполнена в виде двигателя Стирлинга, имеющего нагреватель и холодильник. Нагреватель расположен внутри газогенераторной установки, имеющей камеру загрузки и камеру сгорания. Рубительная машина оборудована сушилкой для щепы, подвод теплоты к которой осуществляется от уходящих дымовых газов, образовавшихся в камере сгорания, и от воздуха, охлаждающего холодильник двигателя Стирлинга. Такое выполнение обеспечивает упрощение конструкции и производство сухой топливной щепы. 1 ил.

Изобретение относится к технике лесной таксации, и может быть использовано в лесном хозяйстве, лесной промышленности и лесоустройстве, и решает задачу повышения точности определения запаса древостоя. Для этого измеряют высоту и диаметры деревьев на высоте груди, осуществляют сплошной перечет деревьев по диаметру на высоте груди и высоте на пробной площади древостоя. Полученные данные группируют на отдельные размерные градации по диаметру на высоте груди и определяют по размерным градациям запас стволовой древесины в коре и без коры по формулам , , где Vcmi - объем стволовой древесины деревьев без коры в каждой i-й размерной градации, м3; d1,3 - диаметр ствола без коры на высоте груди, м; H - высота ствола, м; Ni - количество деревьев одной градации в однородном выделе древостоя по диаметру; a0, a1, a2, a3, a4 - коэффициенты уравнения образующей данной породы; l - расстояние от комля ствола до любого сечения, м; V - общий объем стволовой древесины в выделе, м3. Способ обеспечивает повышение точности определения запаса древостоя и снижение погрешности измерений. 2 табл.
Наверх