Закономерности изменения сбега стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с учетом морфологии дерева в условиях Западно-Сибирского среднетаежного равнинного района

Сельскохозяйственные науки УДК 630*524 Закономерности изменения сбега стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с учетом морфологии дерева в условиях Западно-Сибирского среднетаежного равнинного района Вайс Андрей Андреевич, доцент, к. с-х. наук Сибирский государственный технологический университет, 660049, Россия, г. Красноярск, ул. Марковского, д. 57а, кв. 70, тел.(3912)27-54-32, vais6365@mail.ru Аннотация. В результате проведенных исследований было установлено, что выделяемые зоны изменения диаметров сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) по вертикали связаны с морфологией растущего дерева. Бессучковая зона соответствует первой зоне, а высота начала кроны началу или окончанию вертикального участка. Полученные результаты позволяют использовать их при отборе деревьев для индивидуального разделения стволов на части, восстановления вертикальной структуры размещения кроны отдельного дерева и т.д. Ключевые слова: изменение диаметра, морфология, зона без сучков, Pinus sylvestris L., кора, высота начала кроны. Введение. Как известно из специальной литературы, сбег стволов определяет форму и объем срубленных и растущих деревьев. До последнего времени в таксации превалировал технократический подход, когда оценка насаждений, отдельных деревьев производилась с позицией только ведения хозяйства. На наш взгляд необходимо рассматривать, например дерево, не как объем обезличенной древесины, а биологический объект. Изучение формы, а в последующем и расчет объема дерева, должно быть обосновано процессами роста и морфологии растущего ствола. Основоположник русской лесной таксации М.М. Орлов [1] отмечал, что «вид дерева обуславливается, главным образом, его стволом и зоной, т.е. совокупностью сучьев и ветвей; в свою очередь форма древесного ствола находится в зависимости от зоны, от высоты ее прикрепления, самого ее строения и жизнедеятельности». В начале прошлого века древесный ствол рассматривался как тело вращения равного сопротивления против изгибающей силы ветра, действующей на крону (П.Д. Козицын [1]). Тело равного сопротивления, при известной точке приложения силы, должно иметь правильную форму, характеризующуюся тем, что отношение кубов диаметров поперечных сечений должно равняться отношению соответственных расстояний этих диаметров до точки приложения силы. По мнению автора можно исследовать древесный ствол вне кроны, установив точку приложения силы ветра в кроне. При этом форма ствола внутри кроны зависит от формы самой кроны. Расположение ветвей во многом определяет форму стволов. Сучки являются основным сортообразующим пороком древесины, определяя качественную структуру ствола. Боковые ветви дерева возникают в процессе роста дерева из почек, причем сердцевина каждой ветви доходит до сердцевины ствола, а годичные слои ствола переходят в годичные слои живой ветви [2]. По типу ветвления древесные породы делятся на породы с мутовчатым и немутовчатым расположением ветвей [2]. Из хвойных пород к мутовчатому типу ветвления относятся сосна и лиственница. У последней породы могут развиваться и межмутовчатые ветви, которые обычно вскоре отмирают и обламываются. Ель, пихта и кедр являются породами с не строго мутовчатым расположением ветвей. У этих пород более тонкие межмутовчатые ветви продолжительное время остаются живыми, а после отмирания долго не отпадают. Вследствие этого у кедра и, особенно у ели и пихты образуется большое количество мелких несросшихся сучков. Для лиственных пород мутовчатое расположение сучков менее характерно. По мере роста дерева и образования новых ветвей нижние ветви получают меньше света и отмирают. С течением времени основания отмерших ветвей закрываются последующими ежегодными слоями древесины, и нижняя часть ствола постепенно очищается от сучьев [2]. Н.П. Анучин [3] приводит дополнительные сведения о развитии гипотезы формирования ствола. Так А. Илинен считал, что на форму ствола влияют одновременно несколько сил (собственный вес дерева как сжимающая и изгибающая сила и изгибающие моменты, вызванные действием ветра на крону и на ствол). В 1913 г. П. Жаккард выдвинул транспирационную теорию. В ней он позиционирует дерево как тело равной водопроводимости. Между транспирационной поверхностью кроны и водопроводящей площадью поперечного сечения ствола существует постоянное соотношение. В Швеции при характеристике сбега древесных стволов и определении диаметров образующая древесных стволов приравнивается к логарифмической кривой. Н.П. Анучин указывал, что полного совпадения теоретически найденных диаметров с фактическими быть не может. Так как древесный ствол, являющейся составной частью живого организма, формируется не только под влиянием механических сил, но и под воздействием физиологических процессов. Поэтому действительная форма стволов оказывается сложнее формы брусьев равного сопротивления, соответствующих законам механики. Г.Б. Кофман [4] в монографии подробно представил существующие теории роста. Автор отмечал, что в последние годы наибольшее распространение получил аллометрический закон, согласно которому относительный рост растений и животных соответствует степенной функции. В работе приводится описание трубочной модели (теория К. Шикозаки) согласно которой наблюдается пропорция между суммарной площадью сечений стволов и ветвей на любом уровне количеству листьев, расположенных выше данного горизонтального уровня. Световой фактор также определяет форму дерева (теория Х. Хорна). Максимальный световой поток способствует увеличению периметра продольного сечения дерева, в частности его частей, перпендикулярных направлениям оптимальных интенсивностей физиологически активной радиации – ФАР. На наш взгляд процесс образования и отмирания ветвей определяет форму (сбег) дерева. Расположение ветвей (сучков) соответствует «зональному» подходу: нижняя часть ствола, средняя часть ствола, вершинная часть ствола [2]. Все это подчеркивает наличие связи морфологии дерева с формой ствола. Методика исследований. Главной целью данной работы являлось установление связи между морфологическими признаками деревьев и зонами сбега. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи: выделение сбеговых зон; установление роли коры в изменении формы ствола по длине; определение размеров сбеговых зон в абсолютных и относительных единицах на основе визуального анализа; выявление наличия связи между расположением длины бессучковой части, высоты начала кроны и сбеговых зон. Основой исследования являлись данные учетных модельных деревьев сосны Енисейского района. Всего было заложено 4 пробные площади. На каждой площади было срублено около 100 деревьев, и произведен обмер по двухметровым секциям. Диаметры были замерены как в коре, так и без коры. Всего обмеру было подвергнуто более 400 деревьев. Эти данные были собраны сотрудниками кафедры лесной таксации СТИ. Обработка исходных данных производилась средствами программы Excel пакета Microsoft Office. Необходимо отметить, что основой данной работы был визуальный анализ, мы не применяли сложных математических формул, так как считаем, что биологические закономерности имеют более важное значение. Результаты исследований и их обсуждение. На первом этапе были построены графики зависимости диаметров деревьев по длине ствола в коре и без коры, начиная с высоты от пня. Диаграммы получены с учетом того, что первый замер диаметра начинался с первого метра (т.е. корневая и верхушечная части не учитывались). В результате были выявлены зоны сбега. Вне зависимости от пробной площади визуально можно выделить 4 зоны (без учета корневой и верхушечной частей): бессучковая, кроновая зона в которую входил участок мертвых сучьев и кроновая часть. Анализ сбега показал, что глазомерно выделяется бессучковая зона, а кроновая часть делится на нижнюю и верхнюю сбеговые подзоны. Одной из задач являлось определение роли коры в расположении и размерах сбеговых зон. Графический анализ подтвердил влияние коры на форму ствола. Визуальный анализ показал, что в форме стволов деревьев закономерности не наблюдались, что указывает на то, что форма стволов деревьев зависит от конкретных условий произрастания на той или иной пробной площади. Высота начала кроны и размер бессучковой зоны не имели тесной зависимости с таксационными признаками деревьев (возрастом и диаметром на высоте груди) (см. рис. 1), что подчеркивает определяющее влияние условий произрастания на морфологию дерева. Рисунок 1 – Связь морфологических и таксационных признаков деревьев Прежде чем анализировать закономерности изменения сбега стволов были построены графики, передающие динамику средних показателей высоты начала кроны (ННК), длины бессучковой зоны (Lб.з.) по длине стволов на уровне древостоев. Установлено, что до ступени 24 см наблюдалось интенсивное увеличение точки расположения высоты начала кроны, затем наблюдалась стабилизация, либо незначительное увеличение высоты начала кроны. Размер бессучковой зоны практически не менялся у деревьев до 40 ступени, начиная с которой наблюдалось резкое увеличение длины бессучковой зоны. Данные тенденции, выраженные для древостоев, находят отражение в динамике сбеговых зон. Именно для ступеней до 24 см и выше 44 см наблюдается отсутствие выраженного изменения сбеговых зон (форма стволов в большей степени соответствует цилиндрической). По причине объема информации таблицы не приводятся. Основной целью данной работы было установить связь морфологических параметров дерева и его делений – сбеговых зон. Для того чтобы перейти от абсолютных к относительным единицам, было найдено отношение морфологических признаков деревьев и длин сбеговых зон к средней высоте каждой ступени толщины. В дальнейшем эти данные были объединены по пробным площадям вне зависимости от ступеней толщины и представлены в виде диапазона варьирования (см. табл. 1). Таблица 1. Соотношение зон сбега ствола и морфологических признаков деревьев сосны в относительных единицах Номер пробной площади Зона ствола длина бессучковой зоны бессучковая, сбеговая высота начала кроны кроновая, сбеговая 1 (в коре) 0,20-0,37 0,04-0,3 0,46-0,65 0,3-0,8; и далее 1 (без коры) 0,19-0,41 0,04-0,3 0,46-0,63 0,3-0,9; и далее 2 (в коре) 0,21-0,31 0,03-0,2 0,39-0,88 0,2-0,7; и далее 2 (без коры) 0,22-0,27 0,04-0,1 0,41-0,75 0,1-0,7; и далее 3 (в коре) 0,13-0,34 0,05-0,2 0,55-0,89 0,2-0,8; и далее 3 (без коры) 0,16-0,30 0,04-0,4 0,60-0,82 0,4-0,7; и далее 6 (в коре) 0,16-0,32 0,05-0,2 0,53-0,75 0,2-0,8; и далее 6 (без коры) 0,11-0,27 0,05-0,1 0,56-0,68 0,1-0,8; и далее Как видно из таблицы, бессучковая сбеговая зона соответствует за некоторым исключением бессучковой зоне растущего древа. Высота начала кроны приходится на окончание или начало сбегового участка с разницей в 1 или 2м, кроме пробной площади №1. Если анализировать высоту начала кроны, то диапазон приходится на первую кроновую зону или начало второй. Выводы. По результатам выполненных исследований можно сделать следующие выводы: исследования формы ствола насчитывают длительную историю, однако все результаты ограничивались математической интерпретацией формы стволов; установлено, что у деревьев сосны обыкновенной можно выделить 4 сбеговые зоны: бессучковая, нижняя кроновая, средняя кроновая и верхняя кроновая; визуальный анализ подтверждает влияние коры на изменение сбеговых зон по длине ствола; общей закономерности в форме стволов по пробным площадям не наблюдалось. Это указывает на то, что общая форма стволов зависит от конкретных условий произрастания; на уровне древостоя в тонкомерной части и в ступенях максимальной толщины наблюдалось интенсивное увеличение высоты начала кроны и длины бессучковой зоны. Все это нашло отражение в форме стволов (для данных ступеней она больше соответствует цилиндрической); полученные результаты позволяют использовать их при отборе деревьев для индивидуальной сортиментации, восстановления вертикальной структуры кронового пространства отдельного дерева и т.д. Таким образом, было установлено, что выделяемые сбеговые зоны связаны с морфологией растущего дерева. Бессучковая зона соответствует первой сбеговой зоне, а высота начала кроны началу или окончанию сбегового участка. Литература Орлов М.М. Лесная таксация. – Л.: Лесное хозяйство и лесная промышленность, 1929. – 520 с. Леонтьев Н.Л., Алиндинов М.В, Иоденевич Н.Л., Маковеева Н.Ф. Лесоматериалы. – М.: Лесная промышленность, 1975. – 128 с. Анучин Н.П. Лесная таксация: учебник для вузов. – М.: Лесная промышленность. – 1982. – 550 с. Кофман Г.Б. Рост и форма деревьев: монография. – Новосибирск: Наука, 1986. – 210 с.

Похожие:

	Выделение и молекулярно-массовые характеристики арабиногалактана... Становлением существования у них и, в частности, у арабиногалактана лиственницы сибирской (Larix sibirica) широкого спектра биологической,...		Приказ от 22 октября 2014 г. N 402 об утверждении правил рыболовства... Утвердить правила рыболовства для Западно-Сибирского рыбохозяйственного бассейна согласно приложению
	Sylvestris, Acer negundo, Fraxinus pennsylvanica, и Platanus occidentalis... Томский государственный университет (Томск), Огайский государственный университет (сша)		Распределение объемов тарифных квот, установленных в отношении ели... Российской Федерации и территории государств-участников соглашений о Таможенном союзе в третьи страны, за исключением Европейского...
	Оценка и моделирование сортовых характеристик усыхающих стволов ели...		Избирательное право и избирательный процесс Сычева Ю. В. – соискатель кафедры общетеоретических правовых дисциплин Западно-Сибирского филиала Российской академии правосудия
	Судебная защита местного самоуправления Сычева Ю. В. – соискатель кафедры общетеоретических правовых дисциплин Западно-Сибирского филиала Российской академии правосудия		Удк 630*18: 630*425: 582. 475. 4 Комплексная оценка состояния ассимиляционного... Губарева Л. И., Мизирева О. М., Чурилова Т. М., Практикум по экологии человека (учебное пособие) / Под ред. Л. И. Губаревой. – М.:...
	Запрос котировок в электронной форме2 по выбору организации поставщика...		Справочный материал и рекомендации для педагога – экскурсовода в природу На территориях большинства школ г. Дивногорска естественные насаждения состоят из берёзы бородавчатой, лиственницы сибирской и сосны...
	Д. Б. Лаптев история адвокатуры Лаптев Д. Б., преподаватель кафедры уголовно-правовых дисциплин Западно-Сибирского филиала Российской академии правосудия		Методические рекомендации по организации работы, вопросы для подготовки к зачету С. В. Ведяшкин, кандидат юридических наук, доцент Западно-Сибирского филиала Российской академии правосудия
	Утверждаю декан юридического факультета Оглезнев В. В. – кандидат философских наук, старший преподаватель кафедры общетеоретических правовых дисциплин Западно-Сибирского...		Развитие вторичной языковой личности в условиях обучения иностранному языку Сегодня педагогическая общественность всё более утверждается в необходимости изменения концептуального подхода к образованию. Изменения...
	Криминология учебно-методический комплекс для студентов очной и заочной формы обучения Будатаров С. М., к ю н., доцент кафедры уголовно-правовых дисциплин Западно-Сибирского филиала Российской академии правосудия		Урок истории слова во 2 классе Тема: «Сосны деревья моей жизни» Сосна – могучее красивое дерево. Г. Е. Николаева в своём творчестве часто обращалась к соснам: «Милые добрые сосны стали стеной вокруг...