Способ анализа видового состава луговой травы



Способ анализа видового состава луговой травы
Способ анализа видового состава луговой травы
Способ анализа видового состава луговой травы
Способ анализа видового состава луговой травы
Способ анализа видового состава луговой травы
Способ анализа видового состава луговой травы

 


Владельцы патента RU 2577889:

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

Изобретение относится к области экологического мониторинга. Способ включает выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга с травяным покровом. Затем на этом участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах размечают не менее трех гидрометрических створов в поперечном направлении. Вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока, выявляют закономерности показателей проб травы. При этом размеры квадратных пробных площадок принимают с укладкой в характерных местах выделенного участка последовательно рамки с внутренними сторонами не менее 0,50х0,50 м и количество укладок рамки в характерных местах выделенного участка пойменного луга принимается таким, чтобы сумма всех укладок рамки, то есть всех виртуальных пробных площадок по площади была не менее 4 м2. Причем определение видового состава травы проводят с виртуальной пробной площадки. На площадках внутри рамки сосчитывают количество видов травы и заносят в таблицу с общим списком по строкам этой таблицы всех видов травяных и травянистых растений, встречающихся хотя бы один раз на любой виртуальной пробной площадке. В столбцах по номерам виртуальных пробных площадок ставят единицу при наличии данного вида травяного и травянистого растения и оставляют клетку таблицы пустой при отсутствии вида растения из списка видов. Последовательно выполняют измерения наличия видов травы во всех виртуальных пробных площадках. После этого суммируют единицы по строкам и столбцам таблицы видового состава луговой травы и вычисляют количества занятых данным видом растения виртуальных пробных площадок и количества видов растений на каждой виртуальной пробной площадке. Затем рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации и выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам, обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте. Способ позволяет повысить точность учета наличия видов травяных и травянистых растений, упростить процесс анализа видового состава без проведения измерений, повысить функциональные возможности сравнения проб травы по относительной встречаемости и обилию видов на разных пробных площадках, причем без срезания с них травяных проб. 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к измерению качества различных видовых комплексов трав и травянистых растений на пробах, преимущественно на пойменных лугах, и может быть использовано в экологическом мониторинге территорий с травяным покровом. Изобретение относится также к ландшафтам малых рек с луговой растительностью и может быть использовано при оценке видового разнообразия травы по наличию отдельных видов растений.

Известен способ испытания пробы травяных растений по патенту РФ №2389015, включающий отмечание контура площадки на месте взятия пробы травяных растений, после срезки травы со всей площадки пробу сразу же взвешивают на весах около площадки, а после первого взвешивания пробу травы размещают на естественную сушку в сухом и безветренном месте, затем после высыхания пробу травы взвешивают.

Недостатком является то, что способ предполагает неделимость пробы на отдельные элементы по видовому составу, и это не позволяет проводить анализ пробы по видовому составу травяных и травянистых растений по наличию видов.

Известен также способ испытания травяного покрова на пойме малой реки по патенту №2384048, включающий выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга с испытуемым травяным покровом, затем на этом участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах размечают не менее трех гидрометрических створов в поперечном направлении в пределах водоохраной зоны, вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока, а после выявляют закономерности показателей проб травы.

Недостатком является невозможность учета наличия видов травяных и травянистых растений на пробных площадках.

Технический результат - повышение точности учета наличия видов травяных и травянистых растений, упрощение процесса анализа видового состава без проведения измерений, повышение функциональных возможностей сравнения проб травы по относительной встречаемости и обилию видов на разных пробных площадках, причем без срезания с них травяных проб.

Этот технический результат достигается тем, что способ анализа видового состава луговой травы, включающий выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга с травяным покровом, затем на этом участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах размечают не менее трех гидрометрических створов в поперечном направлении, вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока, а после выявляют закономерности показателей проб травы, отличающийся тем, что размеры квадратных пробных площадок принимают с укладкой в характерных местах выделенного участка последовательно рамки с внутренними сторонам не менее 0,50×0,50 м и количество укладок рамки в характерных местах выделенного участка пойменного луга принимается таким, чтобы сумма всех укладок рамки, то есть всех виртуальных пробных площадок, по площади была не менее 4 м2, причем определение видового состава травы проводится без срезки травы с виртуальной пробной площадки и без измерений расстояний поперек, вдоль и по высоте расположения виртуальной пробной площадки, на них внутри рамки сосчитывают количество видов травы и заносят в таблицу с общим списком по строкам этой таблицы всех видов травяных и травянистых растений, встречающихся хотя бы один раз на любой виртуальной пробной площадке, а в столбцах по номерам виртуальных пробных площадок ставят единицу при наличии данного вида травяного и травянистого растения и оставляют клетку таблицы пустой при отсутствии вида растения из списка видов, так последовательно выполняют измерения наличия видов травы во всех виртуальных пробных площадках, после этого суммируют единицы по строкам и столбцам таблицы видового состава луговой травы и вычисляют количества занятых данным видам растения виртуальных пробных площадок и количества видов растений на каждой виртуальной пробной площадке, а затем рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации и выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам, обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте.

Вместо крупной площадки размерами 2,00×2,00 м для подсчета количества видов на всем выделенном участке пойменного луга выделяются пробные площадки размерами в минимальном случае 0,50×0,50 м, но в совокупности обеспечивающие площадь не менее 4 м2, при этом минимальное количество пробных площадок равно 3 створа ×6 площадок = 18 шт., тогда по прототипу общая площадь их в минимальном случае будет равной 18×0,50×0,50=4,50 м2, что больше требуемой площади в 4,00 м2.

Применение укладок одной и той же рамки позволяет заложить постоянные пробные площадки, которые отмечаются по центру колышками, а измерения состава луговой травы проводятся несколько раз в течение вегетационного периода всего травяного покрова.

Затем рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте, причем коэффициент коррелятивной вариации позволяет сравнивать участки одной и той же реки или даже разных малых рек между собой, как отношение общей суммы всех единиц по строкам и столбцам таблицы к произведению количества этих же строк и столбцов таблицы.

После этого выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте по формуле:

,

где P - относительная встречаемость видов травяных и травянистых растений, 0≤P≤1,

Pmax - максимальная для данного выделенного участка относительная встречаемость какого-то вида травы (этот параметр модели позволяет сравнивать разные участки вдоль малой реки),

R - ранг количества видов растений, R=0, 1, 2, …,

a 1a 4 - параметры модели, определяемые в программной среде Curve-Expert-1.40 статистическим моделированием по измеренным на конкретном участке малой реки данным.

В конце двумя математическими способами выявляют статистическим моделированием закономерности обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте, причем обилие как встречаемость видов травы в каждом ранге позволяет оценить экологическое качество территории всего выделенного участка на пойменном лугу малой реки.

Сущность технического решения заключается в том, что вместо крупной площадки размерами 2,00×2,00 м для подсчета обилия видов на всем выделенном участке пойменного луга выделяются пробные площадки всего размерами 0,50×0,50 м, но в совокупности обеспечивающие площадь не менее 4 м2. Минимальное количество пробных площадок равно 3 створа ×6 площадок = 18 шт. Тогда общая площадь их в минимальном случае будет равной 18×0,50×0,50=4,50 м2, что больше требуемой площади в 4,00 м2.

Сущность технического решения заключается также и в том, что опыты по определению видового состава травы можно проводить без срезки проб травы и без измерений расстояний поперек, вдоль и по высоте расположения пробной площадки. Это позволяет заложить постоянные пробные площадки. На них приходится только сосчитать количество видов травы.

Положительный эффект достигается тем, что общее количество видов в составе всех 18 проб показывает качество травяного покрова на данном мозаичном участке по биоразнообразию. Выявление математической связи видовому составу происходит по показателю относительной встречаемости видов на пробных площадках пойменного луга по сторонам малой реки. При этом участок пойменного луга принимается за цельный объект исследования.

Новизна технического решения заключается в том, что впервые доказаны закономерности видового распределения. Коэффициент коррелятивной вариации позволяет сравнивать участки одной и той же реки или даже разных малых рек между собой. Относительная встречаемость видов растений и обилия в каждом ранге позволяют оценить экологическое качество территории всего выделенного участка на пойменном лугу.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, нами не обнаружено.

На фиг.1 приведена схема выделенного участка с тремя створами измерений по течению водотока малой реки Манага: 1-18 - номера пробных площадок; на фиг.2 показан график изменения по рангам относительной встречаемости видов травы и остатки после формулы (1); на фиг.3 дан график рангового распределения обилия видов растений без ограничений роста количества видов и остатки от формулы (2); на фиг.4 - то же, что на фиг.3 при ограничении роста обилия видов и остатки после уравнения (3); на фиг.5 показаны общий график и остатки после формулы (4) при ограничении роста количества видов и дополнительной волновой составляющей колебательной адаптации травяной растительности;

Способ анализа видового состава луговой травы содержит следующие основные действия.

Вначале визуально изучают травяной покров на данной территории пойменного луга и намечают места со створами измерений и виртуальными пробными площадками относительно них поперек малой реки. При этом размечают не меньше трех створов и не меньше трех виртуальных пробных площадок с каждой стороны малой реки. По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места принимают излучины и другие формы руслообразования малой реки или ее притока.

На изучаемом пойменном лугу размечают не менее трех гидрометрических створов в поперечном направлении с расстояниями между ними по течению малой реки или ее притока не более 100-кратной ширины зеркала воды в летнюю межень, а пробные площадки располагают на промежутках не менее чем 10 м между собой и от кромки зеркала воды прибрежных пробных площадок. Вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока, причем нумерацию пробных площадок проводят от левого берега к правому при нахождении наблюдателя лицом по течению малой реки или ее притока.

Вначале осмотром всего выделенного участка глазомерно устанавливают общий список всех видов травы. Для идентификации всех видов составляют методическое пособие путем выбора видов растений из атласа или из других источников информации. Такой заранее заготовленный видовой состав всех возможных видов травяных и травянистых растений на данной малой реке значительно ускоряет работу.

Контуры виртуальной, то есть не используемой для срезания пробы травы, а применяемой только для подсчета количества видов травы внутри, площадки размером 0,50×0,50 отмечают колышком в центре нее.

Для укладки изготовляют рамку с внутренними сторонами 0,50×0,50 м, например, из деревянных реек, сколоченных гвоздями. Ее укладывают на траву вокруг колышка.

Размеры квадратных пробных площадок принимают с укладкой в характерных местах выделенного участка последовательно рамки с внутренними сторонам не менее 0,50×0,50 м и количество укладок рамки в характерных местах выделенного участка пойменного луга принимается таким, чтобы сумма всех укладок рамки, то есть всех виртуальных пробных площадок, по площади была не менее 4 м2. Причем определение видового состава травы проводится без срезки травы с виртуальной пробной площадки и без измерений расстояний поперек, вдоль и по высоте расположения виртуальной пробной площадки. На них внутри рамки сосчитывают количество видов травы и заносят в таблицу с общим списком по строкам этой таблицы всех видов травяных и травянистых растений, встречающихся хотя бы один раз на любой виртуальной пробной площадке. А в столбцах по номерам виртуальных пробных площадок ставят единицу при наличии данного вида травяного и травянистого растения и оставляют клетку таблицы пустой при отсутствии вида растения из списка видов. Так последовательно выполняют измерения наличия видов травы во всех виртуальных пробных площадках.

После этого суммируют единицы по строкам и столбцам таблицы видового состава луговой травы и вычисляют количества занятых данным видам растения виртуальных пробных площадок и количества видов растений на каждой виртуальной пробной площадке. А затем рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации и выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам, обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте.

Вместо крупной площадки размерами 2,00×2,00 м для подсчета количества видов на всем выделенном участке пойменного луга выделяются пробные площадки размерами в минимальном случае 0,50×0,50 м, но в совокупности обеспечивающие площадь не менее 4 м2, при этом минимальное количество пробных площадок равно 3 створа ×6 площадок = 18 шт., тогда по прототипу общая площадь их в минимальном случае будет равной 18×0,50×0,50=4,50 м2, что больше требуемой площади в 4,00 м2.

Применение укладок одной и той же рамки позволяет заложить постоянные пробные площадки, которые отмечаются по центру колышками, а измерения состава луговой травы проводятся несколько раз в течение вегетационного периода всего травяного покрова.

Затем рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте, причем коэффициент коррелятивной вариации позволяет сравнивать участки одной и той же реки или даже разных малых рек между собой, как отношение общей суммы всех единиц по строкам и столбцам таблицы к произведению количества этих же строк и столбцов таблицы.

После этого выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте по формуле:

,

где P - относительная встречаемость видов травяных и травянистых растений, 0≤P≤1,

Pmax - максимальная для данного выделенного участка относительная встречаемость какого-то вида травы (этот параметр модели позволяет сравнивать разные участки вдоль малой реки),

R - ранг количества видов растений, R=0, 1, 2, …,

a 1a 4 - параметры модели, определяемые в программной среде Curve-Expert-1.40 статистическим моделированием по измеренным на конкретном участке малой реки данным.

В конце двумя математическими способами выявляют статистическим моделированием закономерности обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте, причем обилие как встречаемость видов травы в каждом ранге позволяет оценить экологическое качество территории всего выделенного участка на пойменном лугу малой реки.

Пример. Объект исследования - земельные участки на территории племенного завода «Азановский» Медведевского района Республики Марий Эл с растительным покровом в травяной пойме реки Манага (фиг.1).

Предмет исследования - закономерности влияния расстояния поперек и вдоль реки, а также высоты от уреза воды на видовой состав травяного покрова.

Манага - левый приток Малой Кокшаги, длина реки 27 км, площадь водосбора 194 км2. Участок по течению реки Манага расположен с северо-востока на юго-запад. Пойма реки - для выпаса скота и сенокошения.

Нами был выбран метод пробных площадок, при изучении травы является принятие пробных площадок размерами 0,5×0,5 м и площадью в 0,25 м2. Для соблюдения постоянных условий отбор проб на пойменном лугу предложено проводить в период созревания травы.

Для количественного учета растительности прежде всего необходимо определить видовой состав биоценоза, выявить характер распределения растений по площади. Это дает возможность выяснить годичную изменчивость, смену видов и устойчивость видового состава луга.

Размещение (отбор) пробных площадей в пространстве для методов геоботанического исследования может быть типическим или случайным.

При типическом отборе определение места заложения пробной площадки выполняется более или менее субъективно, после визуального изучения всей совокупности растительности. Применяют типический отбор при качественных исследованиях, что позволяет экономить время на стадии полевых исследований.

Исследования проводились в июле 2011 года.

Сначала визуально была изучена с обеих сторон береговая линия малой реки Манага и травяной покров на пойменном лугу, далее натурно были намечены места расположения восемнадцати пробных площадок пойменного луга. По течению реки выбирали три створа и с каждого створа по обеим сторонам реки по три пробы.

Расположение пробных площадок представлено на фигуре 1.

На выбранном первом створе, на расстоянии 90 м от кромки воды, обозначаем первую пробную площадку размером 0,5×0,5 м. Для упрощения процесса установления пробной площадки был изготовлен квадратный шаблон из деревянных реек. На выбранную учетную площадку накладываем шаблон с внутренним сечением в 0,25 м2 и после этого проводим учет видов растений.

При анализе видового состава в хозяйственно-ботаническом отношении в пойме реки Манага было отмечено несколько групп растений. Мы не разделяли виды травы по группам.

Поэтому наличие всех 32 видов травяных и травянистых растений приведено полностью в таблице 1. Нумерация видов была произвольной.

Таблица 1
Наличие травяных и травянистых растений на пробных площадках в 2011 году
Наименование травы Наличие в пробах по видам травы и номерам площадок 0,50×0,50 м Кол-во
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1. Тысячелистник обыкновен. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12
2. Анис обыкновенный 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12
3. Вероника дубравная 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9
4. Герань луговая 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10
5. Одуванчик луговой 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11
6. Подорожник ланцетный 1 1 2
7. Щучка дернистая 1 1 1 1 1 1 6
8. Тимофеевка луговая 1 1 1 1 4
9. Земляника лесная 1 1 1 1 1 1 1 7
10. Тростник обыкновенный 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14
11. Манжетка 1 1 1 1 4
12. Мать-и-мачеха 1 1 2
13. Ежовник петушье просо 1 1 1 1 4
14. Василек луговой 1 1 1 1 1 1 6
15. Репей 1 1
16. Вейник обыкновенный 1 1 1 1 1 5
17. Полынь 1 1 1 1 4
18. Гулявник лекарственный 1 1
19. Пырей ползучий 1 1 1 3
20. Незабудка мелкоцветная 1 1
21. Донник лекарств. желтый 1 1
22. Гусиная лапка 1 1
23. Лютик ползучий 1 1
24. Белоус торчащий 1 1
25. Клоповник сорный 1 1
26. Цикорий 1 1 1 3
27. Лисохвост луговой 1 1
28. Плевел многолетний 1 1 2
29. Клевер красный 1 1
30. Костер безостый 1 1
31. Вьюнок полевой 1 1 2
32. Зверобой продырявлен. 1 1
Численность видов 10 10 2 10 6 10 8 5 7 7 8 7 6 8 10 3 9 8 134

В таблице 2 даны некоторые расчетные показатели по рангам, которые приняты по вектору предпорядка предпочтительности «лучше → хуже»: чем больше количество пробных площадок, на которых встречается данный вид растения, тем экологически лучше данный участок луга.

Таблица 2
Ранговое распределение встречаемости и обилия видов растений
Наименование травы Параметры распределения Обилие видов
Ранг R Количество видов N Встречаемость видов Р Ранг R Обилие O
1. Тысячелистник обыкновен. 1 12 0.6667 1 2
2. Анис. обыкновенный 1 12 0.6667
3. Вероника дубравная 4 9 0.5000 4 1
4. Герань луговая 3 10 0.5556 3 1
5. Одуванчик луговой 2 11 0.6111 2 1
6. Подорожник ланцетный 10 2 0.1111 10 4
7. Щучка дернистая 6 6 0.3333 6 2
8. Тимофеевка луговая 8 4 0.2222 8 4
9. Земляника лесная 5 7 0.3889 5 1
10. Тростник обыкновенный 0 14 0.7778 0 1
11. Манжетка 8 4 0.2222
12. Мать-и-мачеха 10 2 0.1111
13. Ежовник петушье просо 8 4 0.2222
14. Василек луговой 6 6 0.3333
15. Репей 11 1 0.0556 11 12
16. Вейник обыкновенный 7 5 0.2778 7 1
17. Полынь 8 4 0.2222
18. Гулявник лекарственный 11 1 0.0556
19. Пырей ползучий 9 3 0.1667 9 2
20. Незабудка мелкоцветная 11 1 0.0556
21. Донник лекарств. желтый 11 1 0.0556
22. Гусиная лапка 11 1 0.0556
23. Лютик ползучий 11 1 0.0556
24. Белоус торчащий 11 1 0.0556
25. Клоповник сорный 11 1 0.0556
26. Цикорий 9 3 0.1667
27. Лисохвост луговой 11 1 0.0556
28. Плевел многолетний 10 2 0.1111
29. Клевер красный 11 1 0.0556
30. Костер безостый 11 1 0.0556
31. Вьюнок полевой 10 2 0.1111
32. Зверобой продырявлен. 11 1 0.0556
Численность видов - 134 7,4444 - 32
Встречаемость видов В - 4,1875 0,2326 - -

На 18 площадках встречается 134 заполненных клеток по наличию данного вида травы. Теоретически может быть заполненными все 32×18=576 клеток. Тогда коэффициент коррелятивной вариации по численности видов травы равен 134/(32×18)=134/576=0,2326.

Этот показатель является универсальным и может применяться для сравнения разных участков на одной реке и даже на разных реках.

Средняя встречаемость видов равна 4,1875 пробным площадкам. А среднее арифметическое значение численности видов на одной пробной площадке равно 7,4444 видам травяных и травянистых растений. По коэффициенту корреляции в каждой клетке находится в среднем 0,2326 видов.

После моделирования в программной среде CurveExpert-1.40 была получена (фиг.2) формула вида

где P - относительная встречаемость видов травяных и травянистых растений, 0≤P≤1,

R - ранг количества видов растений, R=0, 1, 2, …. Ранговое распределение идентифицируется с коэффициентом корреляции 0,9992.

Обилие видов показывает количество видов, встречающихся при одном и том же ранге, то есть этот показатель является одноранговым.

По данным таблицы 2 обилие видов определяется (фиг.3) формулой

Однако из фигуры 5 видно, что с дальнейшим продолжением рангов при условии R≥12 по формуле (2) будет обилие видов только возрастать.

Коэффициент корреляции формулы (2) равен 0,9733. Однако рост по двум законам (экспоненциальному и показательному) не может продолжаться бесконечно долго с дальнейшим повышением ранга.

Практически при условии R=12 обилие видов равно нулю, т.е. O=0.

Поэтому с дополнительным учетом точки (12; 0) получим (фиг.4):

Коэффициент корреляции этой формулы равен 0,9739, то есть чуть больше по сравнению с формулой (2).

Эвристически эта формула становится адекватной содержательному смыслу обилия видов растений. Первая составляющая по закону экспоненциального роста (закону Лапласа в математике, закону Мандельброта в физике, закону Ципфа в биологии, закону Парето в экономике) показывает увеличение обилия с возрастанием рангов. Это - естественный процесс. Но дальнейшие составляющие связаны с антропогенным воздействием на луговой биогеоценоз. Вторая составляющая по биотехническому закону показывает стрессовое возбуждение популяции из 32 видов травы, когда малообеспеченные условиями произрастания видов становится больше на каком-то интервале достатка (между рангами от 10 до 12, точно при условии Ropt=11).

Третья составляющая является кризисной (отрицательный знак перед составляющей) и она очень быстро (с интенсивностью показательного роста 15,92609) тормозит дальнейший рост обилия видов травы.

По остаткам на обеих фигурах 3 и 4 видно, что существуют волновые составляющие, то есть, как было нами доказано ранее, живые растения пытаются приспосабливаться к изменениям в окружающей их среде колебательным возмущением.

Это и происходит (фиг.5) по формуле вида

O1=1,07088exp(0,068413R),

O2=3,05685·10-71R111,82580exp(-10,12050R0,96681),

O3=-3,70699·10-17R16,72983,

O4=Acos(πR/p-3,03076),

A=4,23281·10-43R115,29289exp(-17,49955Rl,00093),

p=0,42358+0,035139R0,99920,

где A - амплитуда (половина) колебательного возмущения, p - полупериод колебательной адаптации растительного покрова к окружающей среде.

Здесь положительный знак перед волновой функцией (асимметричным вейвлет-сигналом) показывает, что происходит позитивная для травяной растительности колебательная адаптация. При этом полупериод возрастает по закону показательного роста и частота колебания снижается. Это указывает на благоприятные условия для травяного покрова. Но сами колебания, как видно из фигуры 5, происходят в интервале 5≤R≤9.

Адекватность формулы (4) равна по коэффициенту корреляции 1,0000.

Таким образом, поведение травяных растений вполне можно изучать по изменению ранговых распределений относительной встречаемости видов растений по убыванию ранга и обилия видов растений по каждому рангу на выделенном участке пойменного луга. При этом не требуется выполнять геодезических измерений и тем более не нужно срезать траву с пробных площадок. Причем видовой состав вполне можно изучать на множестве пробных площадок размерами 0,50×0,50 м.

Предлагаемое изобретение упрощается по исполнению и дает возможность ежегодного (и даже в вегетационный период для изучения годичной динамики видового состава) экологического мониторинга разных участков пойменного луга.

Причем, как оказалось, разные участки с различными уровнями антропогенного воздействия не оказывают влияния на видовое разнообразие и это дает возможность изучать малую реку по выделенным участкам.

1. Способ анализа видового состава луговой травы, включающий выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга с травяным покровом, затем на этом участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах размечают не менее трех гидрометрических створов в поперечном направлении, вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока, а после выявляют закономерности показателей проб травы, отличающийся тем, что размеры квадратных пробных площадок принимают с укладкой в характерных местах выделенного участка последовательно рамки с внутренними сторонами не менее 0,50×0,50 м и количество укладок рамки в характерных местах выделенного участка пойменного луга принимается таким, чтобы сумма всех укладок рамки, то есть всех виртуальных пробных площадок по площади была не менее 4 м2, причем определение видового состава травы проводят с виртуальной пробной площадки, на площадках внутри рамки сосчитывают количество видов травы и заносят в таблицу с общим списком по строкам этой таблицы всех видов травяных и травянистых растений, встречающихся хотя бы один раз на любой виртуальной пробной площадке, а в столбцах по номерам виртуальных пробных площадок ставят единицу при наличии данного вида травяного и травянистого растения и оставляют клетку таблицы пустой при отсутствии вида растения из списка видов, так последовательно выполняют измерения наличия видов травы во всех виртуальных пробных площадках, после этого суммируют единицы по строкам и столбцам таблицы видового состава луговой травы и вычисляют количества занятых данным видом растения виртуальных пробных площадок и количества видов растений на каждой виртуальной пробной площадке, а затем рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации и выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам, обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте.

2. Способ анализа видового состава луговой травы по п. 1, отличающийся тем, что для подсчета количества видов на всем выделенном участке пойменного луга выделяют пробные площадки размерами в минимальном случае 0,50×0,50 м, но в совокупности обеспечивающие площадь не менее 4 м2, при этом минимальное количество пробных площадок равно 3 створа × 6 площадок = 18 шт.

3. Способ анализа видового состава луговой травы по п. 1, отличающийся тем, что применение укладок одной и той же рамки позволяет заложить постоянные пробные площадки, которые отмечают по центру колышками, а измерения состава луговой травы проводится несколько раз в течение вегетационного периода всего травяного покрова.

4. Способ анализа видового состава луговой травы по п. 1, отличающийся тем, что рассчитывают коэффициент коррелятивной вариации на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте, причем коэффициент коррелятивной вариации позволяет сравнивать участки одной и той же реки или даже разных малых рек между собой, как отношение общей суммы всех единиц по строкам и столбцам таблицы к произведению количества этих же строк и столбцов таблицы.

5. Способ анализа видового состава луговой травы по п. 1, отличающийся тем, что выявляют статистическим моделированием закономерности относительной встречаемости видов по рангам на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте по формуле:

где P - относительная встречаемость видов травяных и травянистых растений, 0≤Р≤1,
Pmax - максимальная для данного выделенного участка относительная встречаемость вида травы,
R - ранг количества видов растений, R=0, 1, 2, …,
a1-a4 - параметры модели, определяемые в программной среде CurveExpert-1.40 статистическим моделированием по измеренным на конкретном участке малой реки данным.

6. Способ анализа видового состава луговой травы по п. 1, отличающийся тем, что закономерности обилия видов по каждому рангу на всех виртуальных пробных площадках на выделенном участке пойменного луга как цельном объекте выявляют статистическим моделированием, причем экологическое качество территории всего выделенного участка на пойменном лугу малой реки оценивают по обилию встречаемости видов травы в каждом ранге.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к семеноводству. В способе проводят многоразовые сборы недозревших плодов на стадии технической зрелости с последующим хранением и доведением семян в плодах до достижения ими посевных кондиций и приобретения структурой мякоти плодов качеств, облегчающих процесс отделения семян.

Изобретение относится к способам выявления признаков природных катастроф, в частности к оценке опасности поражения территорий. Способ включает выявление фитоиндикатора.

Изобретение относится к области лесного хозяйства. Способ включает исследования основных параметров женской генеративной сферы сосны обыкновенной, характеризующих морфогенез шишек и их семенную продуктивность.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, селекции и семеноводства. Способ включает отбор молодых и средневозрастных генеративных особей в природных местах произрастания, изучение их морфобиологических особенностей, выявление вариабельности морфобиологических признаков и статистическую обработку морфологических данных.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству. Способ включает размножение черенков годичного прироста длиной 15-20 см с 3-4 почками и двумя-тремя целыми листьями с последующей обработкой черенков перед посадкой.

Изобретение относится к экспериментальной биологии, сельскому и лесному хозяйству. Способ включает измерение и регистрацию динамики светорассеяния небольшого участка фотосинтезирующей растительной ткани в процессе первой засветки монохроматическим оптическим излучением красной области спектра в зоне максимума поглощения хлорофилла плотностью мощности 200…1000 Вт/м2 в течение 15-30 секунд.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает подсчет количества устьиц озимой мягкой пшеницы на нижней стороне листовой поверхности флагового листа на участке площадью 1 см2 у каждого сорта озимой мягкой пшеницы в пятикратной повторности.

Способ относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает использование питательных сред с различными значениями pH.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает посев озимой пшеницы с кулисами.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к селекции создания новых сортов картофеля. В способе отбирают гибриды картофеля с высокой неспецифической полевой устойчивостью к фитофторозу, контролируемого аддитивно действующими полигенами путем подбора отселектированных по высокой устойчивости родительских форм и использованию их в накапливающих скрещиваниях.

Изобретение относится к технологии заготовки древесины и может быть использовано в лесной промышленности и лесном хозяйстве при трелевке лесоматериалов. Машина включает в себя энергетический модуль в виде самоходного шасси с манипулятором и грейферным захватом и шарнирно соединенным с ним технологическим модулем с лебедкой, опорным блоком, через который пропущен грузовой канат с чокерами, защитным экраном и стойками грузового отсека.
Изобретение относится к наземному мониторингу лесных массивов. Система содержит распределенную по лесному массиву сеть управляемых видеокамер, установленных на вышках, снабженных передатчиками видеоданных, центральный сервер, локальные серверы.

Изобретение относится к способам выявления признаков природных катастроф, в частности к оценке опасности поражения территорий. Способ включает выявление фитоиндикатора.

Изобретение относится к области лесного хозяйства. Способ включает исследования основных параметров женской генеративной сферы сосны обыкновенной, характеризующих морфогенез шишек и их семенную продуктивность.

Изобретение относится к способам маркировки лесоматериалов, позволяющим идентифицировать промаркированные единицы лесоматериалов. При маркировке каждой единицы лесоматериалов по случайному закону выбирается участок ее поверхности, на котором наносится специальный оптический маркер, за счет чего определяется область поверхности, для которой на основании количества и/или перечня относительных координат пересечений заранее определенного количества воображаемых линий, имеющих заранее определенное относительно оптического маркера местоположение, и элементов уникальной природной структуры выделенного участка поверхности древесины формируется и сохраняется для дальнейшего использования набор данных, уникальным образом идентифицирующий промаркированную единицу лесоматериалов.

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано при производстве лесосечных работ. Способ включает наводку харвестерной головки на ствол дерева, его захват в комлевой части, спиливание и валку дерева харвестером, обработку дерева, включающую обрезку сучьев и раскряжевку на сортименты, укладку сортиментов на землю.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам выращивания полезащитных лесонасаждений на склонах. Способ включает закладку лесонасаждений, состоящих из чередующихся рядов деревьев и кустарников, размещаемых поперек основного направления склонов или по горизонталям местности.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для борьбы с сорной травянистой растительностью в лесных насаждениях после их посадки. Способ включает залужение междурядий путем посева семян многокомпонентной естественной степной травосмеси, полученных на участках целинной степи.

Изобретение относится к области лесного и сельского хозяйств, в частности к мелиорации и эрозии почв. В способе семена трав, кустарников или древесных пород смешивают с субстратом из мелкозема, перепревшего навоза, торфа или компоста и лесной почвы, отобранной в сосново-березовом лесу, в соотношении 1:1:1 (по объему).

Изобретение относится к лесной промышленности и лесному хозяйству и может быть использовано для заготовки хвойной лапки непосредственно на лесосеке. Устройство содержит транспортер, очесывающий барабан с предохранительным кожухом и выходной люк.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к экологическому и технологическому мониторингу сельхозугодий. Способ включает определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории. Причем отбор проб проводят с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности. Пробы отбирают с глубины от 0 до 5 см, вертикальную структуру почвенного покрова принимают с каждой стороны малой реки в отдельности с учетом неоднородности покрова почвы и прибрежного рельефа у малой реки или ее притока. До агрохимического анализа из проб почвы удаляют корни травяных растений, а по результатам агрохимического анализа проб почвы проводят статистическое моделирование для выявления устойчивых биотехнических закономерностей. При этом на выбранном месте по точкам взятия проб почвы, расположенных на характерных местах рельефа, измеряют высоты этих точек над урезом воды малой реки или его притока. Затем берут пробы почвы и проводят агрохимический анализ и статистическое моделирование данных измерений идентификацией биотехнических волновых закономерностей влияния высоты расположения точки взятия пробы над линией уреза водной поверхности малой реки или ее притока на агрохимические показатели. После этого на других местах на водосборе малой реки или ее притока измеряют высоты расположения характерных точек рельефа без взятия пробы почвы. Затем по выявленным на экспериментальном участке биотехническим закономерностям выполняют расчеты ориентировочного содержания биохимических веществ в почвенном слое 0-5 см на любом участке водосбора малой реки или ее притока, на котором были измерены высоты расположения характерных точек рельефа. Способ позволяет снизить трудоемкость измерений и повысить точность сопоставления высоты над урезом воды с измеренными концентрациями биохимических веществ в почве, а также повысить функциональные возможности дистанционного зондирования высоты расположения характерных точек рельефа прибрежной зоны малой реки. 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 табл., 1 пр.
Наверх