Инструментальная диагностика деревьев уличного озеленения (на примере липы сердцелистной (Tilia cordata))

Актуальность. Растительность является чувствительным к антропогенному воздействию компонентом городской среды. Древесные, кустарниковые и травянистые растения первыми улавливают даже самые незначительные изменения среды и реагируют на них деградацией или исчезновением отдельных видов флоры в городе. В частности, на растительность крайне негативно влияют нарушения водно-воздушного режима

почвенных структур, засорение отходами всех видов и т.д. Так, продолжительность жизни липы мелколистной составляет в среднем: в лесу - 300 лет, в крупных парках - 200 лет, а на улицах городов - 80 лет. Для вяза продолжительность жизни в естественных условиях и на городских улицах составляет еще более существенную разницу 300 и 45 лет соответственно (Нехуженко, 2011).

У многих древесных растений, испытывающих постоянный стресс в условиях города, постепенно снижается жизнеспособность, что приводит к потере механической устойчивости особи, снижению качества, выполняемых зелеными насаждениями функций в городе, в крайних случаях деревья переходят в разряд усыхающих и сухостоя, что требует удаления этих особей. Основанием для вырубки чаще всего является определение визуальных признаков дерева, хотя зачастую гниль, имеющаяся в стволе дерева, визуально не определяется. Применение инструментального обследования позволяет объективно диагностировать современное внутреннее состояние древесины, возраст дерева, ежегодный прирост и т.д.

Материал и методика работ. Настоящее исследование проводилось на деревьях, произрастающих вдоль дорог с оживленным уличным движением в 2015 и 2017 гг. В 2015 г. обследованию подлежали 12 деревьев липы сердцелистной (Tilia cordata). Для каждого дерева регистрировались основные лесотаксационные показатели (высота, диаметр) на высоте 50 и 100 см. Проводилась визуальная оценка с фиксированием имеющихся повреждений с применением.

В настоящем исследовании использованы приборы: Резистограф (Resistograph®), Арботом (Arbotom®), Линтаб (LINTАВ).

Для получения объективной картины внутреннего состояния древесины проводили бурение деревьев резистографом. Длина сверла Resistograph® составляет 45 см. Если диаметр дерева превышал 45см, то проводили 4 бурения на одной высоте (с севера на юг, с юга на север, с запада на восток, с востока на запад). Если диаметр дерева составлял менее 45см, то проводили 2 бурения на одной высоте (с севера на юг, и с запада на восток). При визуальном обнаружении на стволе под кроной раковых ран, язв, образований бурение проводили на уровне отмеченных образований.

У деревьев отбирались керны для анализа с помощью прибора LINT АВ, программного обеспечения TSAP-Win и ряда других программ. LINT АВ - прибор, предназначенный для полуавтоматического определения ширины годичных колец. Он позволяет вести измерения с точностью до 0,02 мм. Полученные результаты могут быть использованы для определения возраста и прироста древесных растений в научных и учебных целях.

Для детализации сведений о внутреннем состоянии древесины на высоте, где зафиксированы снижения плотности древесины при помощи резистографа, проводили обследование с применением прибора Арботом (Arbotom®). По периметру дерева размещали от 10 до 16 сенсоров. Расстояние между сенсорами и количество сенсоров определялось диаметром дерева. По ударному штифту каждого сенсора поочередно наносили легкий удар молотком. После каждого удара датчики фиксировали поступающие импульсы. Все данные передавались на компьютер. Все измерения прохождения звуковых импульсов по древесине проводили в 3-х кратной повторности. Результаты обрабатывались в программе Arbotom и в виде графического изображения скорости прохождения звуковых импульсов на плоскости фиксировались.

В 2017 г. проведена повторная диагностика 5 деревьев, у которых визуально ухудшилось состояние (деревья под номерами: 4, 8, 9, 10, 11).

Результаты и обсуждение. В 2015 г. обследованию подвержены были деревья, заключенные в приствольные круги на пересечении улиц Ленина и Толмачена, всего обследовано 12 деревьев, анализ древесных кернов проведен у 5 деревьев (в т.ч. на 1 фоновом дереве), на других деревьях керны не подлежали обработке т.к. в процессе бурения сломались. По предварительным результатам обследования все деревья, характеризуются наличием повреждений, которые перечислены в табл. 1.

Таблица 1

Лесотаксационные показатели и зафиксированные повреждения липы сердцелистной, произрастающей в приствольных кругах

№ дерева	D1 (50 см) см	D2 (100см) см	Н(м)	Комментарии
1	32	36	15,4	наклон под углом 5° на восток, механические повреждения ствола, раковые заболевания, сухобочина на стволе к югу
2	32	28	14,6	сухобочина, механические повреждения ветвей, ствола; раковые образования, преждевременный листопад (раннее пожелтение листьев)
3	32	36	17,2	механические повреждения ветвей, ствола преждевременный листопад (повышенная ажурность кроны)
4	36	36	17	механические повреждения ветвей, ствола, сухобочина
5	32	36	11,6	механические повреждения ветвей, ствола, сокотечение
6	28	32	11,6	механические повреждения ветвей, ствола
7	32	36	12,4	механические повреждения ветвей, ствола
8	36	36	12,6	механические повреждения ветвей, ствола, водяные побеги, сухобочина, наличие гнили
9	40	40	12,4	механические повреждения ветвей, ствола
10	28	32	11,6	механические повреждения ветвей, ствола
11	28	28	12,4	механические повреждения ветвей, ствола
13 фон	40	40	12,4	механические повреждения ветвей, ствола

Средняя высота обследованных деревьев 13,4м., средний диаметр на высоте 50см - 32 см, на высоте 100см - 34см. Из повреждений преобладают механические повреждения ветвей и ствола.

Предварительный дендрохронологический анализ показал, обследованные деревья были посажены в 50-

60е годы XX века. Построенные древесно-кольцевые хронологии (ДКХ) (рис.2) демонстрируют, что все деревья, схожим образом реагируют на факторы окружающей среды, что говорит о том, что древесные растения 1-11 заключены в приствольные крути не так давно, не более 20 лет назад.

Древесно-кольцевые хронологии

Рис.2 Древесно-кольцевые хронологии. 2015 г.

(среднее-обобщенная ДКХ для деревьев, взятых в приствольные круги. фон-ДКХ для деревьев, произрастающих на газоне)

Рис.З Показатели скорости прохождения звуковых импульсов в древесине, высота 0,5м, 2015 г..

• 1)    дерево №2 (растущее в приствольном круге) По данным, полученным в 2015 г. обнаружены

  отличия по деревьям. произрастающим в пристволовых кругах и на газоне (фон). Дерево, растущее на газоне (13), характеризуется большим процентным содержанием не поврежденной древесины в стволе, порядка 67% (58 % - у деревьев, взятых в пристволовые круги). Наглядно демонстрируют эти различия в содержании стволовой гнили и данные обследования с применением прибора Арботом (Arbotom®) (рис.З). На рис. 3 снижение плотности древесины показано оттенками красного и фиолетового цветов, древесина с высокой плотностью - оттенками зеленого и желтого цветов (Brashaw. 2005).

Анализ резистограмм (2017 г.) свидетельствует об уменьшении древесины без патологий, увеличении начальной стадии развития гнили, увеличении

• 2)    дерево №13 (растущее на газоне) процента стволовой гнили (29-64) (табл. 2). В тоже

  время уменьшился процент стволовой гнили, зафиксированной в 2015 г. в связи увеличением пустотелости стволов (деревья 4, 8. 9). В целом зафиксировано ухудшение состояние всех обследованных деревьев. Визуально хуже других выглядит дерево №8 (санитарное состояние -неудовлетворительное «усыхает»). По результатам инструментального обследования, видно, что Липа №8 подлежит удалению: высокий процент гнили на 11=0,5 и 1,2 (27% и 39% соответственно), прогрессируют процессы увядания (53 %), стремительно сокращается доля древесины без патологий (20%).

Таблица 2

Распределение стволовой гнили в обследованных деревьях за 2015,2017 гг., на высотах h=0,5,1,2

№ дерева	% б/паталогий	% нач. стадия развития гнили	% стволовой гнили
	2017 Г./2015 г.
4*	37/51	36/7	27/42
g**	20/58 28	53/6 32	27/36 39
	25/49	64/22	11/30
10*	30/71	34/25	36/4
11*	18/64	46/29	36/7
Среднее значение	26/58	43/18	29/24

* исследование выполнено на h=0,5

**в числителе - исследование выполнено на h=0,5, в знаменателе на h=l,2.

***_ иссле()ование выполнено на h=l,2

Выводы. Полученные предварительные результаты в 2015 г. свидетельствуют, что инструментальное исследование позволяет диагностировать больные и опасные (неустойчивые) деревья, которые визуально не определяются, выявлять негативные факторы окружающей среды, которые снижают жизнеспособность древесных насаждений. Данные 2015 г. подтверждены исследованием 2017 г. Инструментальная диагностика является не просто перспективной для использования, а является неотъемлемой частью оценки современного состояния зеленых насаждений и основой для управления зеленым фондом в городе.