Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы



Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы
Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы

 


Владельцы патента RU 2580647:

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

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для сбора, обработки и измерения листьев березы для проведения индикации загрязненности воздуха по флуктуирующим листьям березы. Для этого проводят взятие листьев от учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания, причем листья с одного дерева хранятся отдельно, листья следует сложить в полиэтиленовый пакет, туда же вложить этикетку, в которой указаны номер выборки, место сбора, делая максимально подробную привязку к местности, дату сбора. При непродолжительном 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 взятие листьев выполняется от не менее 10 учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания и равномерно распределенных по березняку. На каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света, от каждого побега снимают несколько пробных листьев, а с каждого листа измеряют с левой и правой сторон листа два параметра: ширина половинок листа и длина жилки второго порядка, второй от основания листа. Изобретение обеспечивает точность индикации качества окружающей листья березы локальной среды, а также упрощение и повышение производительности измерений параметров листьев. 1 з.п. ф-лы, 15 ил., 6 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к инженерной биологии и биоиндикации окружающей среды на данной территории антропогенного воздействия измерениями параметров ростовых органов различных видов растений, преимущественно древесных растений, например, проб в виде листьев берез с простой и небольшой листовой пластинкой. Изобретение может быть применено при сезонной индикации загрязненности воздуха, преимущественно после достижения березой генеративного возрастного состояния.

Известен способ измерения листьев у древесных растений (см. эту же книгу: Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. пос. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. 288 с. С.123-126), когда срезают по 20-25 листьев берез и других пород деревьев, растущих в разных экологических условиях, складывают в пакеты, а затем засушивают между листами газетой бумаги в лабораторных условиях и измеряют параметры у каждого листа, а затем обрабатывают измеренные данные по средним значениям.

Недостатком является низкая чувствительность (точность) индикации и высокая трудоемкость практического применения способа из-за смешивания листьев у разных деревьев в одну пробу.

Известен также способ измерения по методу В.М. Захарова 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), 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, и угол между жилками измеряется транспортиром.

Основным недостатком известного способа является то, что нарушается принцип индивидуальности флуктуирующей асимметрии, когда берутся в каждой выборка 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. Но существующая классическая статистика не может ничего сказать об индивидуальных свойствах каждого из 100 листьев, она рассматривает эти 100 листьев только как однородные случайные события. Но каждый листок - это не случайность, а закономерность (вариативная корреляция по Ч. Дарвину).

Технический результат - повышение функциональных возможностей и точности индикации качества окружающей листья березы локальной среды, а также упрощение и повышение производительности измерений параметров листьев по сравнению с методом В.М. Захарова.

Этот технический результат достигается тем, что способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы, включающий взятие листьев от учетных деревьев березы, 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 помешают перед собой стороной, обращенной к верхушке побега, для измерений применяют измерительный циркуль, линейку и транспортир, причем промеры длин снимаются циркулем-измерителем, а угол между жилками измеряется транспортиром, отличающийся тем, что взятие листьев выполняется от не менее 10 учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания и равномерно распределенных по березняку, затем на каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света, от каждого побега снимают несколько пробных листьев, а с каждого листа измеряют с левой и правой сторон листа два параметра: ширина половинок листа и длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

На каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света при примерно одинаковой высоте взятия пробы листьев, а с каждого укороченного побега берут не менее четырех пробных листьев разных размеров.

Сущность изобретения заключается в том, что в основу методики положена теория «стабильности развития» («морфогенетического гомеостаза»), разработанная российскими учеными В.М. Захаровым и др. в процессе исследований последствий радиоактивного заражения, в том числе после Чернобыльской аварии (Захаров В.М. Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды / В.М. Захаров, Е.Ю. Крысанов. М.: Центр экологической политики России, 1996. - 170 с.). Растения же, как продуценты экосистемы, в течение своей жизни привязаны к локальной территории и подвержены влиянию почвенной и воздушной сред, наиболее полно отражающих весь комплекс стрессирующих воздействий на экосистему.

Сущность изобретения заключается также в том, что флуктуирующая асимметрия есть проявление внутри индивидуальной изменчивости, т.е. характеризует различия между гомологичными структурами внутри одного индивида. Подобный тип изменчивости широко распространен у растений, где в пределах одного индивида, можно провести разносторонний анализ метамерных структур, например листьев (они наиболее часто используются для этих целей). Но важно отметить, что если уровень флуктуирующей асимметрии является характеристикой индивидуума, а значит, можно оценивать различие разных групп особей по среднему (в нашем случае по среднестатистическому уровню по линии выявленной закономерности) уровню различий между сторонами, то данное явление (флуктуирующая асимметрия) может рассматриваться и с позиции над отдельной индивидуальной (то есть популяционной) изменчивости.

В итоге мы приходим к пониманию популяционной изменчивости параметров листьев, как взаимно увязанных свойств множества особей.

Сущность изобретения заключается также и в том, что метод В.М. Захарова по пяти параметрам применим везде, в том числе и тогда, когда только часть дерева березы контактируется с загрязненной средой. Но, как показали наши исследования, пять параметров являются избыточным и достаточно всего двух важнейших показателей, которые приводят к высокой адекватности биотехнических закономерностей.

Новизна технического решения заключается в том, что впервые выделяются наиболее значимые параметры пробных листьев.

Положительный эффект заключается в том, что снижается трудоемкость проведения экспериментов за счет сокращения малоадекватных по биотехническим закономерностям показателей.

Таким образом, предлагаемое научно-техническое решение обладает существенными признаками, новизной и положительным эффектом. В научно-технической и патентной литературе информационных материалов, порочащих новизну предлагаемого изобретения, нами не обнаружено.

На фиг.1 приведена карта городского сквера с учетными деревьями №1-10; на фиг.2 приведена схема измерений каждого листа по методу В.М. Захарова; на фиг.3 показана схема поведения измерений по предлагаемому научно-техническому решению: ширина левой b′ и правой b′′ половинок листа (измерение проводили посередине листовой пластинки), мм; длина l ж ' и l ж " второй от основания листа жилки второго порядка, мм; на фиг.4 дан график результата факторного анализа по схеме бинарного отношения b″→b′ влияния ширины на правой стороне листьев на ширину на левой стороне листьев; на фиг.5 - схема l ж ' l ж " влияния длины второй жилки на левой стороне листьев на длину второй жилки на правой стороне листьев; на фиг.6 - схема b′→b″ влияния ширины на левой стороне листьев на ширину на правой стороне листьев; на фиг.7 - схема l ж " l ж ' влияния длины второй жилки на правой стороне листьев на длину второй жилки на левой стороне листьев; на фиг.8 - схема l ж ' b ' влияния длины второй жилки на левой стороне листьев на ширину на левой стороне листьев; на фиг.9 - схема b ' l ж ' влияния ширины на левой стороне листьев на длину второй жилки на левой стороне листьев; на фиг.10 - схема b " l ж " влияния ширины на правой стороне листьев на длину второй жилки на правой стороне листьев; на фиг.11 - схема l ж " b " влияния длины второй жилки на правой стороне листьев на ширину на правой стороне листьев; на фиг.12 - схема b ' l ж " влияния ширины на левой стороне листьев на длину второй жилки на правой стороне листьев; на фиг.13 - схема l ж ' b " влияния длины второй жилки на левой стороне листьев на ширину на правой стороне листьев; на фиг.14 - схема l ж " b ' влияния второй жилки на правой стороне листьев на ширину на левой стороне листьев; на фиг.15 - схема b " l ж ' влияния ширины на правой стороне листьев на длину второй жилки на левой стороне листьев.

Способ индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы включает такие действия.

Сбор материала следует проводить после остановки роста листьев (в средней полосе, начиная с июля). Из березняка выбираются не менее 10 учетных деревьев березы.

На учетных деревьях березы с четырех сторон света с укороченных ветвей берут не менее четырех пробных листьев. Для максимальной привязки к местности пробные листья берут разных размеров примерно на одинаковой высокой расположения над поверхностью почвы.

При этом собранные не менее 160 листья принимают за одну популяцию, состоящую из обособленно развивающихся и растущих пробных листьев. Эта популяция принимается за попавшую примерно в одинаковые условия места произрастания, а каждый лист принимается как отдельный индивидуум или за биологическую особь и подвергается измерению по двум факторам. Для доказательства принятия только двух факторов нами проведен опыт по всем пяти факторам по методу В.М. Захарова.

Взятие листьев выполняется от не менее 10 учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания и равномерно распределенных по березняку, затем на каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света, от каждого побега снимают несколько пробных листьев, а с каждого листа измеряют с левой и правой сторон листа два параметра: ширина половинок листа и длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

На каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света при примерно одинаковой высоте взятия пробы листьев, а с каждого укороченного побега берут не менее четырех пробных листьев разных размеров.

Пример. Обработка материала выполнялась по методике (Здоровье среды: практика оценки / Захаров В.М. и др. - М.: Центр экологической политики России, 2000. - 320 с.).

Пример. В городе Звенигово Республики Марий Эл небольшой озелененный земельный участков 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.1).

Методика эксперимент. Из всего многообразия известных методов биоиндикационных исследований считается, что наиболее полно отвечает необходимым критериям метод анализа флуктуирующей асимметрии (фиг.2) по В.М. Захарову.

Так как сбор материала по методике В.М. Захарова следует проводить после остановки роста листьев, принято было решение провести его в конце августа 2012 года. Для сбора пробных листьев были выбраны березы одного возраста, произрастающие в одинаковых экологических условиях.

У березы собирали листья из нижней части кроны дерева с максимального количества доступных веток с четырех сторон света по азимуту φ, град. Направления света определяли с помощью компаса. Листья собирали только с укороченных побегов. С помощью гибкой мерной ленты измерили высоту от земли до места, с которого срывали листья.

Выборка включает в себя 160 листьев (по 4 листа с 4 сторон света с 10 растений). Листья с одного дерева связывала ниткой за черешки. Все листья с одной территории упаковывали в полиэтиленовый пакет, в него также помешали этикетку с названием места сбора пробных листьев.

Материал был обработан сразу после сбора.

Результаты измерений. В таблице 1 представлен фрагмент результатов измерений параметров листьев по методу В.М. Захарова у 10 учетных берез, произрастающих на территории сквера.

Таблица 1
Результаты промеров по прототипу пробных листьев березы (по 16 листьев с 10 деревьев березы)
№ дерева Сторона света № листа Азимут φ, град Ширина b, мм Длина lж, мм Расстояние lосн, мм Расстояние lк, мм Угол α, град
левой b правой b” левой l ж ' правой l ж " левой l о с н ' правой l о с н " левой l к ' правой l к " левой α′ правой α″
Ю 1 180 19 21 31 32 6 6 13 9 36 42
2 180 14 15 24 25 4 4 9 10 42 46
3 180 20 19 35 34 5 5 11 11 41 45
4 180 20 20 35 37 7 5 13 10 34 39
С 1 0 16 16 26 28 5 5 11 11 47 42
2 0 17 17 31 29 4 4 13 12 38 50
3 0 21 22 33 30 5 4 12 16 37 47
4 0 19 20 33 34 4 5 11 14 38 42
1 З 1 270 17 20 31 32 6 5 11 13 38 42
2 270 19 21 30 30 3 6 14 12 50 49
3 270 17 19 31 30 6 4 13 14 42 45
4 270 17 17 31 30 6 5 12 13 42 48
В 1 90 20 18 34 32 5 4 14 12 41 44
2 90 18 19 29 30 7 4 12 14 39 41
3 90 21 21 34 34 5 6 12 13 36 38
4 90 15 15 25 23 3 5 11 12 44 48
2 90 17 16 30 29 5 5 11 8 41 43
3 90 20 18 32 32 7 5 10 10 40 45
4 90 18 19 28 30 6 5 11 10 38 42
Ю 1 180 21 19 33 32 5 4 10 9 35 41
2 180 22 18 33 35 7 4 10 11 38 43
3 180 18 16 25 23 4 3 9 7 38 44
4 180 19 20 30 33 4 4 9 10 37 39
С 1 0 17 22 30 34 4 4 10 11 41 44
2 0 20 21 32 34 6 3 10 10 38 39
3 0 17 18 31 34 6 6 10 11 30 44
4 0 24 23 40 38 5 5 10 12 37 40
10 З 1 270 19 17 21 25 3 3 9 9 43 41
2 270 21 24 33 26 6 5 11 12 40 43
3 270 16 17 28 28 4 5 10 8 42 50
4 270 22 20 34 21 5 3 11 11 40 46
В 1 90 22 21 33 31 4 5 12 10 44 40
2 90 17 18 28 28 4 4 9 7 40 44
3 90 17 16 29 30 4 5 9 10 44 45
4 90 16 13 27 30 4 2 9 8 32 37

Параметры (количественно измеренные признаки) каждого пробного листа по прототипу имеют следующие условные обозначения (фиг.2):

1) ширина левой b′ и правой b″ половинок листа, мм;

2) длина жилки lж второго порядка, второй от основания листа, мм;

3) расстояние lосн между основаниями первой и второй жилок второго порядка, мм;

4) расстояние lк между концами этих же жилок, мм;

5) угол α между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка, град.

При проведении эксперимента было обнаружено, что встречаются поврежденные листья, но их мало, всего 5% от всех собранных листьев.

Факторный анализ листьев. Он включает в себя 10 факторов и 102-10=90 бинарных факторных отношений.

Рейтинг факторов как объясняющих переменных и зависимых показателей, а также корреляционная матрица факторного анализа приведена в таблице 2.

Таблица 2
Корреляционная матрица факторного анализа пластических признаков листьев березы по В.М. Захарову для экологической оценки состояния среды
Влияющие факторы x Зависимые факторы (показатели y) Сумма Σrx Место Ix
b′ b″ l ж ' l ж " l о с н ' l о с н " l к ' l к " α′ α″
b′, мм 1 0,8465 0,8340 0,7694 0,3125 0,3292 0,6943 0,6361 0,1124 0,1182 5,6526 3
b″, мм 0,8476 1 0,7671 0,7902 0,2555 0,2851 0,6485 0,7045 0,1059 0,0937 5,4981 4
l ж ' , мм 0,8368 0,7694 1 0,8473 0,2854 0,2817 0,7236 0,6475 0,2141 0,2222 5,828 1
l ж " , мм 0,7693 0,7889 0,8410 1 0,3595 0,2593 0,6839 0,6857 0,1625 0,1777 5,7278 2
l о с н ' , мм 0,2826 0,2336 0,2501 0,2767 1 0,5198 0,2510 0,2753 0,4171 0,3355 3,8417 8
l о с н " , мм 0,3132 0,3437 0,3193 0,2639 0,5122 1 0,3251 0,3127 0,3332 0,3853 4,1086 7
l к ' , мм 0,6938 0,6529 0,7285 0,6816 0,2538 0,3147 1 0,6686 0,1292 0,0846 5,2077 5
l к " , мм 0,6124 0,6921 0,6323 0,6920 0,2713 0,2955 0,6744 1 0,1782 0,1101 5,1583 6
α', град 0,0658 0,0368 0,0698 0,1037 0,4087 0,2466 0,0775 0,0516 1 0,6378 2,6983 10
α”, град 0,1082 0,0949 0,0568 0,0755 0,3257 0,3525 0,0717 0,0736 0,6612 1 2,8201 9
Сумма Σry 5,5297 5,4588 5,4989 5,5003 3,9846 3,8844 5,15 5,0556 3,3138 3,1651 46,5412 -
Место Iy 1 4 3 2 7 8 5 6 9 10 - 0,4654

Коэффициент коррелятивной вариации экологического множества из 160 листьев (по 16 листьев с 10 деревьев) равен 46,5412/102=0,4654.

Для всех факторных отношений общее уравнение тренда (тенденции) имеет вид

y = a 1 x a 2 exp ( a 3 x a 4 ) + a 5 x a 6 exp ( a 7 x a 8 ) , ( 1 )

где y - показатель или зависимый количественный фактор (в нашем примере любой из 10 параметров пробного листа березы);

x - объясняющая переменная или влияющий фактор (также любой из 10 учтенных по прототипу факторов);

a 1a 8 - параметры модели, получаемые идентификацией в программной среде CurveExpert-1.40 на компьютере.

Анализ бинарных отношений между факторами. Для этого в данных таблицы 2 исключим диагональные клетки, оставим только бинарные отношения с сильными факторными связями (табл.3) при r≥0,7.

Таблица 3
Корреляционная матрица сильных бинарных отношений пластических признаков листьев березы при условии r≥0,7
Влияющие факторы x Зависимые факторы (показатели y)
b′ b″
Ширина b′, мм 0,8461 0,8340 0,7694
Ширина b″, мм 0,8476 0,7671 0,7902 0,7045
Длина , мм 0,8368 0,7694 0,8473 0,7236
Длина , мм 0,7693 0,7889 0,8410
Расстояние , мм 0,7285

Остались 15 сильных бинарных зависимостей. Наивысшей силой обладает формула биотехнической закономерности b″→b′. Ширина с правой стороны листьев наибольшим образом влияет на ширину с левой стороны.

Повысим требование к адекватности формул до r≥0,7 (табл.4).

Таблица 4
Корреляционная матрица сильных бинарных отношений пластических признаков листьев березы при условии r≥0,8
Влияющие факторы x Зависимые факторы (показатели y)
Ширина b′ Ширина b″ Длина жилки Длина жилки
Ширина b′, мм 0,8461 0,8340
Ширина b″, мм 0,8476
Длина жилки , мм 0,8368 0,8473
Длина жилки , мм 0,8410

Таким образом, остались два фактора и шесть бинарных отношений между ними. Отбор факторов выполнен и можно эти результаты рекомендовать для анализа по нашему подходу к флуктуирующей асимметрии. Это позволит сэкономить 90/6=15 раз меньше трудозатрат на моделирование всех 90 бинарных отношений между 10 параметрами.

Но в разных экологических условиях выбранные два фактора (ширина b половинок листа и длина жилки lж второго порядка, второй от основания листа) могут изменяться по-разному (фиг.3). Поэтому в таблице 5 приведем все их взаимные отношения по коэффициенту корреляции.

Таблица 5
Корреляционная матрица сильных бинарных отношений двух пластических признаков листьев березы
Влияющие факторы x Зависимые факторы (показатели y)
Ширина b′ Ширина b″ Длина жилки Длина жилки
Ширина b′, мм 0,8461 0,8340 0,7694
Ширина b″, мм 0,8476 0,7671 0,7902
Длина жилки , мм 0,8368 0,7694 0,8473
Длина жилки , мм 0,7693 0,7889 0,8410

Всего образовались 12 бинарных отношений между четырьмя показателями из двух факторов. При этом коэффициент корреляции изменяется от 0,7671 (минимум) до 0,8476 (максимум). Это - хороший (малый) интервал изменения критерия для оценки экологического состояния, потому что с ухудшением экологических условий интервал изменения коэффициента корреляции повышается. При этом все 12 формул являются сильными по уровню адекватности

Распишем формулы отобранных шести сильных факторных связей, ранжируя в таблице 6 их по убыванию коэффициента корреляции.

Таблица 6
Параметры закономерностей отобранных 12 сильных бинарных связей
№ п/п x→y y = a 1 x a 2 exp ( a 3 x a 4 ) + a 5 x a 6 exp ( a 7 x a 8 )
Первая составляющая Вторая составляющая Коэф. корр.
a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 a 8
1 b″→b′ 0,030725 0 0,14905 0 1,04979 1,10686 0,021685 0 0,8476
2 1,72254е+7 0 3,35868 0,53600 1,46091 0,89059 0 0 0,8473
3 b′→b″ 0,18899 1,71512 0,033447 0 5,42921 0 0 0 0,8461
4 157,75656 0 0,29763 0 0,93499 1,07304 0,0067753 0 0,8410
5 5,99585 0 0,0018361 2,15196 0,37407 1,13599 0 0 0,8368
6 148,47521 0 1,15759 0,52028 2,12482 0,89465 0 0 0,8340
7 215,96105 0 0,71733 0,76701 3,25920 0,75618 0 0 0,7902
8 3,29591 0 0,0085228 0 0,49814 0,94860 0,0071448 0 0,7889
9 26,50383 0 0,22677 0,75756 1,33408 1,026276 0 0 0,7694
10 254,72194 0 0,26954 0 0,38426 1,18647 0,0057148 0 0,7694
11 8,58766 0 0,055771 0 0,46720 1,0025614 0,0046639 0 0,7693
12 87,58569 0 0,29055 0 0,86605 1,42701 0,035132 0 0,7671

Матричное представление модели (1) компактное, но для наглядности распишем каждую бинарную связь по отдельности в виде формул:

- влияние ширины на правой стороне листьев на ширину на левой стороне листьев

b ' = 0,030725 exp ( 0,14905 b " ) + 1,04979 b " 1,10686 exp ( 0,021685 b " ) ; ( 2 )

- влияние длины второй жилки на левой стороне листьев на длину второй жилки на правой стороне листьев

l ж " = 1,72254 10 7 exp ( 3,35868 l ж ' 0,53600 ) + 1,46091 l ж ' 0,89059 ; ( 3 )

- влияние ширины на левой стороне листьев на ширину на правой стороне листьев

b " = 0,18899 b ' 1,71512 exp ( 0,033447 b ' ) + 3,42921 ; ( 4 )

- влияние длины второй жилки на правой стороне листьев на длину второй жилки на левой стороне листьев

l ж ' = 157,75656 exp ( 0,29763 l ж " ) + 0,93499 l ж " 1,07304 exp ( 0,0067753 l ж " ) ; ( 5 )

- влияние длины второй жилки на левой стороне листьев на ширину на левой стороне листьев

b ' = 5,99585 exp ( 0,0018361 l ж ' 2,15196 ) + 0,37407 l ж ' 1,13599 ; ( 6 )

- влияние ширины на левой стороне листьев на длину второй жилки на левой стороне листьев

l ж ' = 148,47521 exp ( 1,15759 b ' 0,52028 ) + 2,12482 b ' 0,89465 ; ( 7 )

- влияние ширины на правой стороне листьев на длину второй жилки на правой стороне листьев

l ж " = 215,96105 exp ( 0,71733 b " 0,76701 ) + 3,25920 b " 0,75618 ; ( 8 )

- влияние длины второй жилки на правой стороне листьев на ширину на правой стороне листьев

b " = 3,29591 exp ( 0,0085228 l ж " ) + 0,49814 l ж " 0,94860 exp ( 0,0071448 l ж " ) ; ( 9 )

- влияние ширины на левой стороне листьев на длину второй жилки на правой стороне листьев

l ж " = 26,50383 exp ( 0,22677 b ' 0,75756 ) + 1,33408 b ' 1,026276 ; ( 10 )

- влияние длины второй жилки на левой стороне листьев на ширину на правой стороне листьев

b " = 254,72194 exp ( 0,26954 ж ' ) + 0,38426 ж ' 1,18647 exp ( 0,0057148 l ж ' ) ; ( 11 )

- влияние второй жилки на правой стороне листьев на ширину на левой стороне листьев

b ' = 8,58766 exp ( 0,055771 l ж ' ) + 0,46720 l ж " 1,0025614 exp ( 0,0046639 l ж " ) ; ( 12 )

- влияние ширины на правой стороне листьев на длину второй жилки на левой стороне листьев

l ж ' = 87,58569 exp ( 0,29055 b " ) + 0,86605 b " 1,42701 exp ( 0,035132 b " ) . ( 13 )

Графики биотехнических закономерностей даны на фигурах 4-15.

Преимуществом предлагаемого способа является техническая простота исполнения, так как из оборудования требуется только измерительный циркуль и более точный в измерениях геодезический транспортир со шкалой деления 0,1 мм. По сравнению с методом В.М. Захарова количество собранных листьев увеличивается в 160/100=1,6 раз. Однако при этом из-за учета параметров каждого листа в отдельности по четырем сторонам света и разных размеров, существенно повышается точность оценки экологического состояния воздушной среды. Но существенно снижается объем измерения в 5/2=2,5 раза из-за измерения вместо пяти факторов всего двух - ширина половинок листа и длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

Потому 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 свойствам листвы берез.

1. Способ сбора, обработки и измерения листьев березы для проведения индикации загрязненности воздуха по флуктуирующим листьям березы, включающий взятие листьев от учетных деревьев березы, 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, для измерений применяют измерительный циркуль, линейку и транспортир, причем промеры длин снимаются циркулем-измерителем, а угол между жилками измеряется транспортиром, отличающийся тем, что взятие листьев выполняется от не менее 10 учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания и равномерно распределенных по березняку, затем на каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света, от каждого побега снимают несколько пробных листьев, а с каждого листа измеряют с левой и правой сторон листа два параметра: ширина половинок листа и длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на каждой учетной березе намечают укороченные побеги с четырех сторон света при примерно одинаковой высоте взятия пробы листьев, а с каждого укороченного побега берут не менее четырех пробных листьев разных размеров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится экологии и может быть использовано для сравнительной индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы. Способ включает взятие листьев от учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания, причем все листья, собранные для одной выборки, следует сложить в полиэтиленовый пакет.

Изобретение относится к экологии, а именно биомониторингу и биоиндикации качества состояния окружающей среды (воздуха) в малых, средних и крупных поселениях с использованием количественного индекса лихеноиндикации - лишайникового индекса. Для этого вычисляют лишайниковый индекс (L), выражающийся отношением суммарной площади визуально доступных слоевищ к площади поверхности ствола дерева по формуле: , где L - лишайниковый индекс, d1 - минимальный размер диаметра слоевища лишайников (лишайниковой куртины (см)), d2 - максимальный размер диаметра слоевища лишайников (лишайниковой куртины (см)), D - обхват дерева (см), Н - расстояние от земли, выше которого нет двух талломов, расположенных друг от друга ближе чем на 10 d2, N - число талломов модельных видов лишайников на дереве.

Изобретение относится к области древесиноведения и деревообрабатывающей промышленности и касается оценки механических свойств натуральной и модифицированной древесины.

Изобретение относится к заготовке, обработке и транспортировке лесоматериалов и может быть использовано для определения объемов круглого леса. Согласно способу производят фотосъемку торцов штабеля бревен цифровым устройством.

Изобретение относится к области исследования материалов строительных конструкций здания с помощью тепловых средств. Способ выявления параметров локального пожара включает проведение технического осмотра строительных конструкций деревянного перекрытия здания, подвергавшихся действию термического градиента в условиях локального пожара; выявление схемы огневого воздействия на составные элементы перекрытия; установление породы и сорта строительной древесины, показателей ее плотности и влажности в естественном состоянии, массивности элементов деревянного перекрытия, нахождение нормативного сопротивления строительной древесины на изгиб и скорости ее выгорания, отличающийся тем, что технический осмотр деревянного перекрытия здания дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров площади горения, назначают контрольную ячейку перекрытия в очаге пожара, измеряют площадь поперечного сечения проемов ячейки перекрытия, вычисляют показатель проемности ячейки перекрытия; определяют толщину слоя обугливания поперечного сечения элементов деревянного перекрытия; вычисляют величину горючей загрузки, массовую скорость выгорания строительной сосновой древесины в ячейке перекрытия и коэффициент снижения скорости выгорания сосновой древесины, затем выявляют длительность локального пожара и максимальную температуру локального пожара, которые вычисляют из заданных соотношений.

Изобретение может быть использовано для автоматического измерения объема пучка лесоматериалов, находящегося на движущемся объекте. В способе движущийся объект пропускают через измерительное устройство - измерительную рамку, оснащенную лазерными сканерами, которые измеряют внешний контур пучка, его длину и суммарную площадь торцов лесоматериалов.

Изобретение относится к способам определения содержания лигнина Класона. Способ определения лигнина заключается в том, что к лигноцеллюлозному материалу добавляют водно-диоксановый раствор, полученный смешением концентрированной азотной кислоты и 1,4-диоксана в соотношении 1:4 (по объему), реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 минут, затем добавляют 2 М раствор гидроксида натрия, объем реакционной смеси доводят дистиллированной водой и фильтруют, измеряют оптическую плотность фильтрата при 440 нм, и по величине оптической плотности судят о содержании лигнина в целлюлозном полуфабрикате.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения прочности растительных материалов (соломы, зерен злаков, отходов древесины и др.) в условиях сдвига с целью обоснованного расчета и конструирования измельчающего оборудования.

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.

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.
Наверх