Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев



Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев
Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев

 


Владельцы патента RU 2549779:

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

Изобретение относится к инженерной биологии и индикации окружающей среды в виде березняка городского сквера. Способ включает выбор учетных деревьев березы в городском сквере вытянутой формы. На каждой удлиненной стороне сквера выделяют не менее пяти учетных деревьев березы. По четырем сторонам света на учетных деревьях березы выделяются висячие укороченные ветви с листьями с флуктуирующей асимметрией. Измеряют высоту от середины вертикально висячей укороченной ветви до поверхности почвы, расстояние от этой ветви до автомобильной дороги и периметр ствола каждой учетной березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы. Проводят статистическое моделирование с построением статистических моделей по каждому из измеренных параметров с определением коэффициента корреляции. Сравнительную оценку состояния территории по сторонам городского сквера проводят по отношению полученных коэффициентов корреляции по двум сторонам городского сквера. Такая технология позволит обеспечить точность оценки экологического состояния территории по сторонам городского сквера. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к инженерной биологии и индикации окружающей среды в виде березняка городского сквера свойствами пространственного расположения пробных ветвей для измерения флуктуирующей асимметрии на множестве листьев каждой ветви. Научно-техническое решение относится к косвенным измерениям качества территории по двум сторонам распределения проб в виде листьев берез с простой и небольшой листовой пластинкой. Оно может быть применено также при экологических измерениях березняков, произрастающих на сельских территориях на колках, у которых имеется хотя бы одна дорога с одной стороны.

Известен способ экологического испытания листьев березы по В.М. Захарову флуктуирующей асимметрии листьев березы (Захаров В.М. К оценке асимметрии билатеральных признаков как популяционной характеристики / В.М. Захаров, В.В. Зюганов // Экология. 1980. - №1, с.10-16; Захаров В.М. Онтогенез и популяция (стабильность развития и популяционная изменчивость) / В.М. Захаров // Экология. 2001. - №3. - С.164-168); Здоровье среды: методика оценки / Захаров В.М. [и др.]. - М.: Центр экологической политики России, 2000. - 68 с.; Здоровье среды: практика оценки / Захаров В.М. [и др.]. - М.: Центр экологической политики России, 2000. - 320 с.), включающий взятие листьев от учетных деревьев, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания, причем листья с одного дерева хранятся отдельно, чтобы можно было проанализировать полученные результаты индивидуально для каждой березы, а для этого следует собранные с одного дерева листья связывать за черешки, причем все листья, собранные для одной выборки, следует сложить в полиэтиленовый пакет, туда же вложить этикетку, в которой указаны номер выборки, место сбора, делая максимально подробную привязку к местности, дату сбора, причем для непродолжительного хранения собранный материал хранится в полиэтиленовом пакете на нижней полке холодильника, а для длительного хранения можно зафиксировать материал в 60% растворе этилового спирта или гербаризировать, при этом для измерения каждый лист помещают перед собой стороной, обращенной к верхушке побега, с каждого листа снимают показатели по пяти параметрам листа с левой и правой сторон листа, а для измерений применяют измерительный циркуль, линейку и транспортир, причем промеры длин снимаются циркулем-измерителем, а угол между жилками измеряется транспортиром.

Наше изобретение расширяет признак аналога «делая максимально подробную привязку к местности».

Основным недостатком известного способа является то, что нарушается принцип индивидуальности флуктуирующей асимметрии, когда берутся в каждой выборке 100 листьев (по 10 листьев с 10 растений). Это выполнено в угоду существующей теории средней арифметической величины. Но такого параметра нет у листьев, поэтому каждый листочек имеет свои значения параметров, которые нужно определять.

Известен также способ экологического испытания листьев березы по патенту 2374828, включающий взятие пробы листьев березы из относительно чистых и загрязненных участков зеленых насаждений города или на любой местности около автомагистрали, причем до взятия пробы листьев выбирают учетные деревья и отмечают на карте местности их расположения относительно сторон света и автомагистрали, затем на каждом учетном дереве выбирают точки отбора проб относительно сторон света и автомагистрали на нижней части кроны.

Недостатком является также нарушение принципа индивидуальности флуктуирующей асимметрии, когда берутся в каждой пробы массы листьев обезличенные выборки и тем самым не удастся проводить испытание отдельных листьев. При этом в прототипе также недостаточно выполнена максимально подробная привязка к местности, когда рассматривается только одно дерево березы, а пробы листьев в совокупности по массе, обеспечивающие расчетную точность взвешивания на переносных весах, берутся с разных сторон света. Поэтому из прототипа признаки массы и процесса взвешивания отпадают и остаются только признаки геодезической привязки к местности у отдельных листьев как биологических особей, произрастающих на нескольких (не менее 10) материнских березах.

Кроме того, недостатком является недостаточный учет асимметричного загрязнения березняка с двух сторон.

Технический результат - расширение функциональных возможностей экологических измерений по косвенным относительно известного по налогу способа измерений флуктуирующей асимметрии с двух сторон березняка, подверженного асимметричному загрязнению, а также повышение точности индикации качества локальной среды в виде самого березняка.

Этот технический результат достигается тем, что способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев, включающий взятие пробы листьев березы из относительно чистых и загрязненных участков зеленых насаждений города или на любой местности около автомобильной дороги, причем до взятия пробы листьев выбирают учетные деревья и отмечают на карте местности их расположения относительно сторон света и автомобильной дороги, затем на каждом учетном дереве выбирают точки отбора проб относительно сторон света и автомагистрали на нижней части кроны, отличается тем, что по березняку вытянутой формы в виде городского сквера выделяют на каждой удлиненной стороне не менее по пяти учетных деревьев березы, затем по четырем сторонам света на учетных деревьях березы выделяются висячие укороченные ветви с возможными пробными листьями для оценки флуктуирующей асимметрии, затем эти вертикально висячие укороченные ветви измеряются по высоте расположения середины укороченной ветви до поверхности почвы, расстоянию от этой ветви до автомобильной дороги, периметру ствола каждой учетной березы на постоянной высоте от почвы.

Для оценки экологического качества одной из двух сторон городского сквера достаточно измерить такие параметры укороченных ветвей, как:

- периметр дерева березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы (примерно 1,3 м от корневой шейки ствола березы), м;

- расстояние от перпендикуляра, опущенного из места сбора пробных листьев для флуктуирующей асимметрии в виде укороченных ветвей, с учетом четырех сторон света, до края дороги, м.

Сущность изобретения заключается в том, что рассматриваются асимметрично загрязненные березняки, которые наиболее распространены в городских скверах с двумя сторонами автомобильного движения с асимметричной интенсивностью движения. Кроме того, такая асимметричность присуща сельским полезащитным полосам, на одной стороне которых находится грунтовая дорога.

Сущность изобретения заключается в том, что принимаются два объекта: сами листья на висячих ветках березы, которые можно взять или не брать для измерений флуктуирующей асимметрии, и деревья березы, на которых растут эти листья. Тогда даже не беря пробы листьев, а только выбирая и намечая их места взятия потенциально, но при этом четко измеряя место расположения этих потенциальных особей в виде отдельных листьев, можно оценивать косвенно две стороны одного древостоя.

Сущность изобретения заключается и в том, что по березняку вытянутой формы в виде городского сквера выделяются на каждой удлиненной стороне не менее по пять учетных деревьев березы, затем по четырем сторонам света на учетных деревьях березы выделятся висячие ветви с листьями для проведения измерений флуктуирующей асимметрии. Эти вертикально висячие ветви измеряются по высоте расположения середины ветви до поверхности почвы и расстояние до автомобильной дороги. Кроме этого измеряются расстояние от дороги до ствола растущей учетной березы, а также периметр ствола учетной березы на высоте от почвы 1,5 м.

Новизна технического решения заключается в том, что впервые выполняется косвенная индикация экологического качества территории по двум продольным сторонам городского сквера, на котором расположен относительно небольшой вытянутый березняк, по местам распределения проб листьев (точнее ветвей с кисточкой из пробных листьев), принимаемых строго по методике В.М. Захарова для изучения флуктуирующей асимметрии. В итоге появляется практическая возможность не проводить сами измерения флуктуирующей асимметрии, то есть не брать для измерений сами пробные листья, а проводить анализ только по параметрам пространственного расположения вертикально свисающих ветвей, из которых рекомендуется брать пробы листьев.

Положительный эффект заключается в том, что значительно расширяются функциональные возможности метода флуктуирующей асимметрии за счет дополнительного учета параметров расположения нужных для анализа ветвей у учетных берез по двум сторонам городского сквера. В итоге повышается точность измерений экологического качества улиц с двух сторон березняка за счет измерения расстояний от дороги. Кроме того, косвенная индикация значительно сокращает время и груд при проведении измерений. Если же дополнительно берутся листья для измерения флуктуирующей асимметрии, то появляется уверенность в результатах экологического анализа за счет совпадения результатов измерений с заранее известными уровнями загрязненности улицы. В итоге появляется возможность изучения биологического поведения берез по ветвям, которые ориентированы по сторонам света и могут быть использованы для сбора листьев с целью анализа флуктуирующей асимметрии.

Таким образом, предлагаемое научно-техническое решение обладает существенными признаками, новизной и положительным эффектом. В научно-технической и патентной литературе информационных материалов, порочащих новизну предполагаемого изобретения, нами не обнаружено. Мы считаем это решение на уровне изобретения пионерным.

На фиг.1 приведен спутниковый снимок городского березового сквера; на фиг.2 показана карта городскою березового сквера с указанием мест расположения 10 учетных берез; на фиг.3 дана расчетная схема учетной березы с местом взятия листа на восточной стороне (обозначено буквой В) от ствола дерева: Lдд - расстояние от вертикальной оси ствола дерева до границы березняка или дороги, м; Lсд - расстояние от перпендикуляра, опущенного из места сбора листьев, с учетом стороны света, до границы березняка или дороги, м; H - высота от земли до места сбора листьев, м; P1.5 - периметр у ствола дерева березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы (примерно 1,3 м от корневой шейки ствола березы), м; на фиг.4 показана расчетная схема, вид сверху, на расположения по меньшей мере четырех висячих ветвей, причем стороны света измеряются по компасу по азимуту φ - угол, отсчитанный по ходу движения часовой стрелки между направлениями на север и на ориентир от центра ствола дерева до места взятия пробы листа (север С - 0°; восток В - 90°; юг Ю - 180°; запад З - 270°), град.; на фиг.5 показаны два графика H=f(Lсд) влияния расстояния от края дороги до висячих веток на чистой западной и загрязненной восточной сторонах улицы по двум сторонам городского сквера; на фиг.6 то же на фиг.5 по выражении. H=f(P1.5); на фиг.7 то же на фиг.5 по формуле Lдд=f(Lсд); на Фиг.8 то же на Фиг.5, по формуле Р1.5=f(Lсд).

Способ экологического измерения сторон березняка городского сквера по флуктуирующей асимметрии листьев, например, окруженного с запада и востока двумя дорогами на одной улице с разной интенсивностью движения автотранспорта, включает такие действия.

В данном случае расстояния Lсд и Lсд определяются до дороги, которая, даже при очень малой интенсивности движения с травой на поверхности дороги, четко проглядывается как граница антропогенного воздействия на деревья и листву берез через автомобильные выбросы в воздух.

При этом принимается допущение, что границей березняка как экосистемы становится край дороги (грунтовой, асфальтовой, бетонной). Эту погрешность в измерениях дороги и границы экосистемы пока не сможем выделить особо, поэтому в каждом конкретном случае нужно принимать отдельные решения о том, что же является границей экосистемы березняка. Если же дороги нет, то погрешность установления границы земельного участка у березняка возрастает. При наличии даже мало интенсивной по движению дороги четко видна край полосы дороги, где начинает отсутствовать травяная растительность или она очень плохая.

По березняку вытянутой формы в виде городского сквера выделяют на каждой удлиненной стороне не менее по пяти учетных деревьев березы.

Затем по четырем сторонам света на учетных деревьях березы выделяются висячие укороченные ветви с возможными пробными листьями для оценки флуктуирующей асимметрии.

Эти вертикально висячие укороченные ветви измеряются по высоте расположения середины укороченной ветви до поверхности почвы, расстоянию от этой ветви до автомобильной дороги, периметру ствола каждой учетной березы на постоянной высоте от почвы.

Для оценки экологического качества одной из двух сторон городского сквера достаточно измерить такие параметры укороченных ветвей, как:

- периметр дерева березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы (примерно 1,3 м от корневой шейки ствола березы), м;

- расстояние от перпендикуляра, опущенного из места сбора пробных листьев для флуктуирующей асимметрии в виде укороченных ветвей, с учетом четырех сторон света, до края дороги, м.

Пример. В городе Звенигово Республики Марйи Эл небольшой озелененный земельный участков (фиг.1) вытянутой прямоугольной формы находится в середине улицы Чехова. Общая площадь сквера составляет около 0,56 га. Сквер окружен с северной и восточной сторон грунтовой автомобильной дорогой, с южной стороны расположен лесной массив. По обе стороны от сквера (восточная и западная стороны) расположены дома.

Для эксперимента были отобраны 10 берез (фиг.2), причем деревья №1-5 расположены на западной (менее освещенной из-за тени от соседних деревьев сквера), а деревья №6-10 находятся на восточной (более освещенной из-за отсутствия деревьев на улице) стороне рассматриваемого сквера. При этом на восточной стороне улицы наблюдается большая интенсивность движения автомобилей. Поэтому и загрязненность по сравнению с западной на восточной стороне выше.

На западной стороне сквера около границы березняка проложена несанкционированная грунтовая дорога для проезда автомобилей к домам. Поэтому и расстояния от дороги к пробным ветвям и стволам деревьев берез №1-3 не совпадает с картой на фиг.2.

Методика эксперимента. Наиболее полно отвечает необходимым критериям метод анализа флуктуирующей асимметрии по В.М. Захарову.

Таким образом, аналог сохраняется в части методики взятия проб листьев, но в данном научно-техническом решении они могут и не браться, а если берутся, то в любом случае обрабатываются с тщательной геометрической привязкой к местности. То есть происходит идентификация параметров размещения в пространстве пробных ветвей на двух сторонах березняка, у которых заранее известно различие в загрязнении воздуха.

У березы сбор листьев намечали из нижней части кроны дерева с максимального количества доступных веток с четырех сторон света, которые определяли с помощью компаса. Листья собирали только с укороченных побегов. С помощью мерной ленты измерили высоту от земли до места, с которого срывали листья. Так же измеряли периметр ствола дерева, расстояние от дерева до дороги и расстояние от веток (они свисают вертикально вниз у вида - березы повислой) до дороги (фиг.3 и фиг.4), произрастающих с разных сторон света по азимуту φ, град.

Таким образом, нужно узнать, как ведут себя пять деревьев с каждой стороны улицы в двух загрязненных по-разному местах.

Результаты измерений. В таблице 1 представлены результаты измерений параметров мест произрастания у пробных ветвей и учетных деревьев, произрастающих на территории сквера на двух сторонах.

Дополнительно снимались параметры дерева и места взятия пробы:

1) азимут φ - угол, отсчитанный по ходу движения часовой стрелки между направлениями на север и на ориентир, град;

2) Lдд - расстояние от вертикальной оси ствола дерева до дороги, м;

3) Lсд - расстояние от перпендикуляра, опущенного из места сбора листьев, с учетом стороны света, до дороги, м;

4) H - высота от земли до места сбора листьев, м;

5) Р1.5 - периметр дерева березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы (примерно 1,3 м от корневой шейки ствола березы), м.

При проведении эксперимента было обнаружено, что встречаются поврежденные листья, но их мало, всего 5% от всех собранных листьев. Можно считать, что в городских условиях 5% - это приемлемый уровень.

Таблица 1
Промеры мест вертикально свисающих ветвей березы в городском сквере
Сторона сквера № березы Сторона света Азимут φ, град Расстояние Lдд, м Расстояние Lсд, м Высота H, м Периметр Р1.5, м
Западная сторона сквера, менее загрязненная автомобильным транспортом 1 Ю 180 3.17 3.10 2.00 0.30
С 0 3.17 3.45 2.10 0.30
З 270 3.17 2.94 24 5 0.30
В 90 3.17 3.48 2.05 0.30
2 Ю 180 5.82 6.00 2.00 0.66
С 0 5.82 5.80 2.20 0.66
З 270 5.82 6.34 2.20 0.66
В 90 5.82 5.65 2.20 0.66
3 Ю 180 7.50 8.65 1.90 1.20
С 0 7.50 6.05 2.00 1.20
З 270 7.50 8.48 1.80 1.20
В 90 7.50 7.15 1.70 1.20
4 Ю 180 1.15 0.92 1.80 0.93
С 0 1.15 1.50 1.68 0.93
З 270 1.15 1.80 1.70 0.93
В 90 1.15 0.60 1.82 0.93
5 Ю 180 8.50 8.00 2.00 1.80
С 0 8.50 9.15 1.90 1.80
З 270 8.50 8.85 24 0 1.80
В 90 8.50 7.95 1.70 1.80
Восточная сторона сквера, более загрязненная автомобильным транспортом 6 Ю 180 6.85 6.80 1.65 1.43
С 0 6.85 6.85 1.60 1.43
З 270 6.85 7.50 1.50 1.43
В 90 6.85 6.25 1.78 1.43
7 Ю 180 3.29 3.29 1.67 0.90
С 0 3.29 3.35 1.60 0.90
З 270 3.29 3.65 1.65 0.90
В 90 3.29 2.86 1.70 0.90
8 Ю 180 6.96 7.00 1.80 0.33
С 0 6.96 6.90 1.90 0.33
З 270 6.96 7.25 1.84 0.33
В 90 6.96 6.50 1.90 0.33
9 Ю 180 6.03 6.00 1.80 1.05
С 0 6.03 6.10 1.80 1.05
З 270 6.03 6.45 1.80 1.05
В 90 6.03 5.85 2.00 1.0.5
10 Ю 180 7.06 7.06 1.70 0.25
С 0 7.06 7.05 1.75 0.25
З 270 7.06 7.26 2.10 0.25
В 90 7.06 6.78 1.90 0.25

Для удобства сравнения приводим попарно закономерности по западной и восточной сторонам. При этом замечаем, что солнечный свет попадает в полдень на обе стороны сквера одинаково, поэтому можно считать, что на развитие и рост ветвей с пробными листьями освещенность примерно одинаковая.

Тогда разница в закономерностях типа H=f(Lсд), H=f(P1.5), Lдд=f(Lсд) и Р1.5=f(Lсд); будет объясняться только асимметричностью загрязнения воздуха автомобильным транспортом.

Западная чистая сторона сквера. Зависимость H=f(Lсд) (фиг.5) определяется формулой вида

H = H 1 + H 2 + H 3 + H 4 , ( 1 )

H 1 = 1 ,74678 ехр(8 ,21571 10 -6 L с д 4 .06696 ) ,

H 2 = 0 ,000 74098L с д 13 .52896 åxp(-3 ,01505L с д 1 .00209 ) ,

H3=-A1cos(πLсд/p1-0,16045),

A 1 = 0,092793 L с д 0.42102 exp ( 0,095544 L с д 1.02523 ) ,

p 1 = 0 ,88195 + 7 ,70000L с д 3 ,13688 , H4=A2cos(πLсд/p2-1,95287),

A 2 = 0,00069584 L с д 8.80769 exp ( 2,88376 L с д 0.72717 ) ,

p 2 = 0,32779 0,0011068 L с д 1.65318

Выражение H=f(P1.5) (фиг.6) дастся формулой

H = H 1 + H 2 , ( 2 )

H 1 = 2 ,16520 ехр(-0 ,060219Р ) 1 .5 ,

H 2 = 9, 32230 10 9 P 1.5 64.75108 exp(-23 ,29612P 1.5 2 .47296 ) .

При этом расстояние от дороги до ствола учетного дерева березы Lдд=f(Lсд) (фиг.7) определяется формулой

L д д = L 1 + L 2 + L 3 + L 4 , ( 3 )

L 1 = 0 ,75436L с д 1 .63603  ехр(-0 ,13261L с д ) , L2=-A1cos(πLсд/p1-5,03910),

A1=0,94200exp(-0,37375Lсд), p 1 = 3, 52732 + 4 ,04349L с д 0 ,053557 ,

L3=A2cos(πLсд/p2-1,61789),

A 2 = 1,52173 10 12 L с д 138.85187 exp ( 25,17586 L с д ) , p2=0,049556,

L4=A3cos(πLсд/p3+1,21855),

A 3 = 7,22774 10 17 L с д 36.09030 exp ( 4,71178 L с д 1.00376 ) ,

p 3 = 0 ,086775 + 0,012587 L с д 1 .00625

Дополнительно получены еще семь волновых составляющих.

Зависимость Р1.5=f(Lсд) (фиг.8) определяется формулой

P 1.5 = P 1 + P 2 + P 3 , ( 4 )

Р 1 = 0,97239 exp ( 0,027288 L с д 3.88081 ) ,

P 2 = 0,024805 L с д 1.92659 exp ( 0,0020673 L с д 1.26669 ) ,

P3=Acos(πLсд/p+4,94014).

À = 8 ,64924  10 25 L с д 55.98308 exp ( 7,85707 L с д 0.99084 ) ,

p = 0,081433 + 0,012042 L с д 1.08847 .

Таким образом, основной влияющей переменной становится расстояние от дороги до висячей пробной ветки березы, расположенной на азимуте по сторонам свеча.

Восточная грязная сторона сквера. Аналогично получены уравнения взаимной связи между параметрами места произрастания веток, отобранных для измерения флуктуирующей асимметрии по формулам:

- влияние расстояния от дороги на высоту (фиг.5) до середины ветви

H = H 1 + H 2 + H 3 , ( 5 )

H 1 = 1227 ,630exp(-2 ,85009L с д 1 .00153 ,

H 2 = 0 ,48963 L с д 1.93271 exp(-0 ,35462L с д 0 .99994 ,

H3=Acos(π/Lсд/p-4,58967),

A = 7,74926 L с д 56.22592 exp ( 4,35531 L с д 1.00317 ) ,

ð = 0 ,15150 + 0 ,00022580L с д 1 .07432 ;

- влияние периметра ствола (фиг.6) на высоту пробных листьев

H = H 1 + H 2 , ( 6 )

H1=1,88754exp(-0,069514P1.5),

H 2 = 6,51018 10 6 P 1.5 21.619818 ,

- влияние расстояния от дороги до пробной ветки (фиг.7) на изменение расстояния до ствола березы

L д д = L 1 + L 2 + L 3 , ( 7 )

L 1 = 0,82925 L с д 1.17172 exp ( 3,41088 10 5 L с д 4,33604 ) ,

L2=A1cos(πLсд/p1-1,25111),

A1=-2,50200exp(-0,45749Lсд), p 1 = 0,55477 + 9,38887 10 5 L с д 3.11379 ,

L3=A2cos(πLсд/p2-0,77319),

A 2 = 5,28077 10 12 L с д 119.00185 exp ( 19,53056 L с д 1.00908 ) ,

p 2 = 0,13236 + 0,00069429 L с д 0,77319 ;

- влияние расстояния от дороги на периметр ствола деревьев (на фиг.8) на высоте 1,5 м от поверхности почвы

P 1.5 = P 1 + P 2 ,

P1=0,059810ехр(0,88417Lсд),

P 2 = 0,00013168 L с д 6.31609 .

Как видно из формул и графиков на фиг.5-8, сократились формулы.

Сравнение чистой и грязной сторон сквера. В таблице 2 даны сравнительные показатели двух сторон сквера. При этом использованы данные по предыдущим формулам.

Таблица 2
Сравнение двух сторон городского сквера по биотехническим закономерностям
Схема влияния параметров берез Показатель экологической оценки Западная чистая сторона сквера Восточная загрязненная сторона Отношение западная/восточная стороны
H=f(Lсд) Коэффициент корреляции 0,9095 0,8237 1,1042
Количество составляющих 4 3 1,3333
Количество параметров модели 23 15 1,5333
H=f(P1.5) Коэффициент корреляции 0,7973 0,5638 1,4142
Количество составляющих 2 2 1,0000
Количество параметров модели 6 4 1,5000
Lдд=f(Lсд) Коэффициент корреляции 0,9980 0,9943 1,0037
Количество составляющих 4 (11) 3 1,3333
Количество параметров модели 22 18 1,2222
P1.5=f(Lсд) Коэффициент корреляции 0,9814 0,5425 1,8090
Количество составляющих 3 2 1,5000
Количество параметров модели 15 4 3,7500
Примечание: в скобках указано вместе с дополнительными членами модели

Наибольшей разницей в 1,8090 (80,90%) обладает зависимость P1.5=f1.5(Lсд). Эта формула находится на первом месте также и по снижению в 1,5 раза количества составляющих у модели. Но особенно сильно загрязнение сказывается на снижении в 3,75 раза количество параметров модели. А на втором месте при отношении 1,4142 (41,42%) находится биотехническая функция H=f(P1.5).

На третьем месте с соотношением 1,1042 находится биотехническая функция H=f(Lсд), а самая сложная функция Lдд=f(Lсд) заняла только четвертое место с разницей всего 0,37%.

Тогда получается, что незагрязненные березняки получают более сложные статистические модели, чем в сравнении с загрязненными. Поэтому становится понятным, что загрязнение приводит к ослаблению способностей колебательной адаптации берез к окружающей популяцию березняка окружающей воздушной среде.

Таким образом, для оценки экологического качества одной из двух сторон городского сквера достаточно измерить такие параметры ветвей, расположенных на сторонах света как укороченные ветви для взятия пробных листьев флуктуирующей асимметрии, как:

Р1.5 - периметр дерева березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы (примерно 1,3 м от корневой шейки ствола березы), м;

Lсд - расстояние от перпендикуляра, опущенного из места сбора пробных листьев для флуктуирующей асимметрии в виде укороченных ветвей, с учетом четырех сторон света, до края дороги, м.

Преимуществом предлагаемого способа является техническая простота исполнения, так как из оборудования требуется только геодезическая мерная лента до 20 м, гибкая миллиметровая лента и компас.

Поэтому изобретение может быть широко реализовано в школьных экологических кружках, пришкольных лесничествах, и даже в детских садах, а также в географических и иных экспедициях при дополнительном исследовании качества территории по косвенной индикации свойствами расположения ветвей и листьев учетных берез.

1. Способ сравнительной оценки экологического состояния территории по сторонам городского сквера по укороченным ветвям с листьями березы с флуктуирующей асимметрией, включающий выбор учетных деревьев березы, отличающийся тем, что в городском сквере вытянутой формы выделяют на каждой удлиненной стороне не менее пяти учетных деревьев березы, затем по четырем сторонам света на учетных деревьях березы выделяются висячие укороченные ветви с листьями с флуктуирующей асимметрией, измеряют высоту от середины вертикально висячей укороченной ветви до поверхности почвы, расстояние от этой ветви до автомобильной дороги и периметр ствола каждой учетной березы на высоте 1,5 м от поверхности почвы, далее проводят статистическое моделирование с построением статистических моделей по каждому из измеренных параметров с определением коэффициента корреляции, а сравнительную оценку состояния территории по сторонам городского сквера проводят по отношению полученных коэффициентов корреляции по двум сторонам городского сквера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расстояние от середины висячих укороченных ветвей до автомобильной дороги измеряют от перпендикуляра, опущенного из середины укороченной ветви.



 

Похожие патенты:

Устройство относится к области лесного хозяйства и предназначено для уничтожения малоценных пород лиственных деревьев при проведении рубок ухода. Устройство содержит рукоятку и закрепленные на рукоятке режущий аппарат и механизм подачи химического раствора.
Изобретение относится к охране окружающей среды. Для прогнозирования разрушения берегов рек, включающего выявление неблагоприятных участков обследуемых территорий и ранжирование участков, предварительно обследуют прибрежную зону реки и выбирают прибрежные участки площадью S, равной 1 м2.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к экологическому мониторингу. Способ включает выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга.

Изобретение относится к технологии лесовозобновления и, в частности, к содействию естественному возобновлению товарных пород после рубки древостоя. Способ включает обрезку кроны подроста механизированным способом после рубки древостоя.

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано при производстве лесосечных работ. Способ включает валку и укладку срезанных деревьев в пачки на землю комлями в сторону лесопогрузочного пункта, выполняемые валочно-пакетирующей машиной.

Изобретение относится к технике лесопользования и, в частности, к машинам для заготовки и посадки деревьев. Машина содержит ходовую часть, двигатель, кабину оператора и технологическое оборудование.

Изобретение относится к технологии лесопользования и, в частности, к заготовке и посадке деревьев. Способ включает срезание деревьев и последующую посадку саженцев механизированным способом.
Изобретение относится к области лесного хозяйства и может найти применение в охранных зонах воздушных линий электропередачи. Способ включает деление территории охранной зоны на три части, центральную и две боковые, а также уничтожение растительности в центральной части.

Изобретение относится к лесному хозяйству. В каждом однородном по таксационным показателям выделе насаждения на пробной площади определяют исходный возраст, средний диаметр на высоте груди, среднюю высоту деревьев, бонитет, количество растущих деревьев на 1 га.
Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при порослевом возобновлении лесных насаждений, мелиорирующих переувлажненные земли, а также являющихся ветрозащитными.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к навесным устройствам для навешивания на трактор, в частности лесохозяйственных машин и орудий. Навесная система содержит нижние тяги (1), верхнюю тягу (3), приводные рычаги (5), вал (4) и гидропривод. Нижние тяги (1) соединены раскосами (8) с подъемными рычагами (7). К свободным концам нижних (1) и верхней (3) тяг шарнирно присоединена треугольная ферма (9). С противоположной от тяг (1 и 3) стороны на треугольной ферме (9) шарнирно закреплены нижние (10) и подпружиненный относительно фермы верхний (11) рычаги. К свободным концам рычагов (10 и 11) присоединяется навешиваемое орудие (12), выполненное в виде дискового рабочего органа (13). Проекции нижних (10) и верхнего (11) рычагов на продольно-вертикальную плоскость при их перемещении вверх образуют сходящиеся линии, точка (МЦВ1) пересечения которых расположена ниже поверхности почвы. Повороты нижних (10) рычагов в вертикальной плоскости ограничены с помощью установленных шарнирно на ферме (9) упоров (15) с выполненными в них пазами. Такое конструктивное решение направлено на повышение заглубляющей способности и стабильности хода на заданной глубине обработки. 1 ил.

Изобретение относится к области оценки степени загрязненности атмосферного воздуха и может быть использовано при мониторинге атмосферного воздуха фоновой и урбанизированной территории. Способ предусматривает выделение территории пробной площадки размером 25×25 м, определение внешних признаков лишайников на пробной площадке, определение имеющихся индикаторных видов лишайников и частоты их встречаемости. На основе полученных данных рассчитывается лихеноиндкекс, по представленной классификации лихеноиндекса определяется степень загрязненности атмосферного воздуха. Изобретение позволяет определить степень загрязненности атмосферного воздуха по лишайникам. 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области лесного, лесопаркового хозяйства и садово-паркового строительства. В способе проводят статистический анализ, включающий расчет средних многолетних фенодат таксонов, определяют средние многолетние феноритмотипы в родовом комплексе, оценивают направления и величины сдвига сроков наступления фенофаз вегетативных органов. Прогнозируют долгосрочные изменения феноритмотипов на основе данных фенологических наблюдений за динамикой сезонного развития вегетативных органов растений, относящихся к одному роду, не менее чем за 15-20-летний период. Определяют критические периоды вегетации: сроки наступления заморозков, сроки и силу засушливых периодов, периодичность их повторения. При этом к негативному прогнозу относят сдвиг на ранний - с ранним началом набухания почек и линейного роста побегов и поздний - с поздним полным одревеснением побегов феноритмотипы у представителей семейства Pinaceae. Способ позволяет повысить эффективность долгосрочного прогнозирования изменений динамики сезонного развития растений и перспективности их дальнейшего содержания в культуре ex situ. 14 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области биогеоценологии. Способ включает определение геоморфологических параметров долины. При этом на вышерасположенных скальных склонах выявляют фитоиндикаторы - подушковидную гипсолюбку черепитчатую (Gypsophila imbricata Rupr.) и можжевельник (Juniperus communis L.), характеризующиеся медленным ростом и значительной, до нескольких сотен лет, продолжительностью жизни. В нижних частях склонов у входа реки в узкую часть долины устанавливают отсутствие этих же фитоиндикаторов, которое не обусловлено антропогенными причинами. При этом исследуемые скалы находятся в зоне устойчиво положительных среднегодовых температур воздуха и с доисторического времени не имеют непосредственного контакта с лежащими в верховьях реки ледниками. Способ позволяет упростить выявление признаков опасных природных явлений. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области лесозаготовок и может найти применение при вывозке дров и лесосечных отходов. Способ включает сбор дров и лесосечных отходов, погрузку их на транспортные средства, транспортировку по дорогам и выгрузку у котельной. Дрова и лесосечные отходы на транспортное средство грузят послойно. Первый слой формируют, образуя сплошной настил из дров, а затем погружают на него слой лесосечных отходов. Дальнейшую погрузку осуществляют путем чередования слоев из дров и лесосечных отходов. Способ позволит упростить процесс вывозки дров и лесосечных отходов, снизить относительные затраты энергии и времени на транспортировку лесосечных отходов, увеличить рейсовую нагрузку. 2 ил.

Изобретение относится к области лесозаготовок и может найти применение при заготовке сортиментов и топливной щепы. Способ выполнения лесосечных работ многооперационной лесозаготовительной машиной, состоящей из самоходного шасси со смонтированным на нем манипулятором с харвестерной головкой, механизма подачи лесосечных отходов, измельчающего устройства, кузова-накопителя и щеповода, включающий срезание дерева, обрезку сучьев, раскряжевку на сортименты, подачу лесосечных отходов к измельчающему устройству, измельчение лесосечных отходов в щепу и концентрацию ее в кузове-накопителе. Одновременно с обрезкой сучьев и раскряжевкой на сортименты лесосечные отходы накапливают на накопителе лесосечных отходов перед измельчающим устройством, затем подают их на измельчение в два этапа. Первый этап включает опрокидывание пачки лесосечных отходов в сторону измельчающего устройства, а второй - принудительную подачу ее для измельчения к измельчителю. Изобретение позволяет снизить затраты времени и энергии на сбор и подачу лесосечных отходов к измельчающему устройству. 2 ил.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при расчистке площади свежей вырубки под лесные культуры. Способ включает сгребание порубочных остатков рабочим органом подборщика, перемещение их к месту сжигания или отгрузки и/или переработки на топливную щепу, при этом при перемещении сгребающего порубочные остатки подборщика находящуюся на пути его перемещения надземную часть пней измельчают на щепу, перемешивая ее совместно с порубочными остатками. Способ обеспечивает повышение производительности работ на расчистке вырубки, снижение энергозатрат на их осуществление, повышение качества подготовки вырубки к лесовосстановлению, уменьшение степени разрушения плодородного слоя почвы. 2 ил.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, а именно к лесоводству и лесной промышленности, и может быть использовано при проведении машинизированных выборочных рубок леса. Способ включает разбивку насаждений на участки, формирование технологических коридоров. Разбивку насаждений производят на участки, геометрически равные рабочей зоне лесозаготовительной машины для выборочной рубки деревьев на полосах по обе стороны от технологических коридоров. Определение деревьев, предназначенных в рубку, осуществляют автоматизировано в режиме реального времени путем получения стереоизображения участка со стереопары камер, установленных на лесозаготовительной машине. Сначала определяют количество деревьев в рабочей зоне лесозаготовительной машины посредством анализа стереоскопического изображения пространства перед лесозаготовительной машиной методом стереоскопического параллакса. Затем производят расчет таксационных показателей - диаметр, коэффициент формы и высоты ствола каждого дерева в рабочей зоне лесозаготовительной машины. Далее посредством решателя на основе нечеткой логики на основании полученных данных выявляют в рабочей зоне лесозаготовительной машины деревья для вероятного назначения в рубку. Дерево, имеющее максимальную вероятность назначения его в рубку, отображают на мониторе оператора лесозаготовительной машины. Такая технология позволяет расширить функциональные возможности и уменьшить трудоемкость процесса выбора деревьев в рубку. 5 ил.

Изобретение относится к инженерной биологии и индикации окружающей среды. Способ включает выбор учетных деревьев березы. На каждом учетном дереве относительно сторон света на нижней части кроны выбирают пробные ветви с флуктуирующей асимметрией листьев. По периметру березняка выбирают не менее 10 учетных деревьев березы. Затем на каждом учетном дереве по четырем сторонам света выбранные пробные ветви с флуктуирующей асимметрией листьев отмечают меткой. Измеряют высоту от точки расположения метки до поверхности почвы и расстояние от точки расположения метки до границы березняка. Дополнительно измеряют расстояние от границы березняка до ствола каждой учетной березы. Измеряют периметр ствола учетной березы. Далее по результатам полученных измерений проводят статистическое моделирование с определением коэффициента корреляции полученных статистических моделей по измеренным параметрам. По коэффициенту корреляции осуществляют оценку экологического состояния территории. Такая технология позволит расширить функциональные возможностей оценки экологического состояния территории за счет использования косвенных показателей, а также повысить точность индикации качества окружающей листья березы локальной среды. 2 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Изобретение относится к экологическому мониторингу территорий с травяным покровом. Способ включает выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга с травяным покровом. Производят разметку на выделенном участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах не менее трех створов в поперечном направлении. Осуществляют разметку вдоль каждого створа не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока. На каждой пробной площадке укладывают рамку с внутренними сторонами не менее 0,50×0,50 м. Затем вровень с поверхностью почвы срезают надземные части отдельных растений или их порций в виде нескольких растений одинакового вида, присутствующих на пробной площадке. Далее раскладывают срезанные порции растений в отдельные кучки по видам травы. После срезания всех травинок со всей пробной площадки кучки травы сразу же взвешивают на переносных весах. После взвешивания кучки травы выбрасывают. Процедуру взвешивания с выбрасыванием взвешенных растений повторяют на каждой пробной площадке на выделенном участке. Затем вычисляют общие массы свежесрезанной травы по видам травы. На каждой отдельной пробной площадке массу всей пробы свежесрезанной травы вычисляют как сумму масс отдельных кучек по видам травы. Общую массу данного вида растения вычисляют как сумму всех кучек срезанной травы по видам со всех пробных площадок. Затем по отдельным видам растений для всех пробных площадок составляют ранговую шкалу видов травы по свежесрезанной массе. Ранги расставляют по мере увеличения общей массы на участке. Оценку видового состава травяного покрова осуществляют статистическим моделированием путем идентификации математических моделей изменения массы срезанной травы на участке и на отдельной пробной площадке в зависимости от ранга видов травяных и травянистых растений. Такая технология позволит повысить точность учета наличия видов травяных и травянистых растений при одновременном упрощении процесса оценки видового состава. 8 табл., 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх