Моделирование свойств древесины в лесных экосистемах

Автор: Костина А.И., Авдеев Ю.М.

Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j

Статья в выпуске: 7 (25), 2017 года.

Бесплатный доступ

Одно из ведущих мест по объемам внутреннего валового продукта и экспорта в структуре экономики северо-запада России занимает производство лесоматериалов. Важная часть их конкурентоспособности - высокое качество. В зависимости от качества древесного сырья круглые лесоматериалы заготавливают 1, 2 и 3-го сортов. Сортность определяется размерами лесоматериалов, наличием и выраженностью пороков. Определение сортности древесины на корню является актуальной задачей.

Моделирование, качество древесины, лесные экосистемы

Короткий адрес: https://sciup.org/140272073

IDR: 140272073

Текст научной статьи Моделирование свойств древесины в лесных экосистемах

Динамика показателей качества древесины рассмотрена на примере сучковатости древесных стволов (очищаемости стволов от сучьев) в хвойных насаждениях и зависит от таких характеристик как порода, бонитет, полнота, возраст и др.

Многие породы характеризуются медленным разложением и опаданием сучьев, к примеру, ель, у которой в продолжение нескольких десятилетий сухие сучья торчат на стволе почти до самой земли.

Одно из ведущих мест по объемам внутреннего валового продукта и экспорта в структуре экономики северо-запада России занимает производство лесоматериалов. Важная часть их конкурентоспособности -высокое качество. В зависимости от качества древесного сырья круглые лесоматериалы заготавливают 1, 2 и 3-го сортов. Сортность определяется размерами лесоматериалов, наличием и выраженностью пороков. Основным пороком являются сучки [1]. Сучки – это неотъемлемая часть всех древесных стволов и получаемых из них сортиментов. Сучки влияют как на выход, так и на качество древесины [2-6].

Определение сортности древесины на корню является актуальной задачей.

Цель работы – построение регрессионных моделей сортности древесных стволов в 80-летних культурах ели обыкновенной (кисличный тип условий местопроизрастания, южная подзона тайги, Вологодской области).

Задачи работы:

1. Анализ актуальности проблемы
2. Уточнение методики исследования
3. Построение моделей лесовыращивания

Данные получены на основе обработки 90 модельных деревьев, замера 6643 диаметра у основания сучка электронным штангенциркулем марки ШПЦ - III – 400 с точностью 0,01 см.

Статистическая обработка данных проведена на ПК с использованием Ms Excel.

В результате анализа древесных стволов не было выявлено наличия грибных поражений, гнилей, червоточин, трещин, кривизны и табачных сучков, поэтому основным сортоопределяющим пороком согласно ГОСТ 9463-88 [7] был выбран диаметр у основания наибольшего сучка.

Проведённый регрессионный анализ позволил построить модели зависимости максимального диаметра у основания сучка от диаметров ствола на высоте 0,1 м, 1,3 м и ½ (рис. 1,2,3).

С учетом допусков по максимальным значениям диаметров у основания сучков для лесоматериалов различной крупности [5] в исследованных древостоях на данном этапе возможно получение сортиментов I и II (рис. 1,2,3).

Модель диаметра дерева на высоте 1,3 м с максимальным диаметром у основания сучка

Рис. 1 – Модель диаметра дерева на высоте 1,3 м с сортообразующим диаметром у основания сучка

Модель диаметра дерева на высоте 0,1 м с максимальным диаметром у основания сучка

Рис. 2 – Модель диаметра дерева на высоте 0,1 м с сортообразующим диаметром у основания сучка

Модель диаметра дерева на 1/2 высоты с максимальным диаметром у основания сучка

Рис. 3 – Модель диаметра дерева на ½ высоты с сортообразующим диаметром у основания сучка

Полученные модели позволяют технически упростить оценку сортности древесных стволов на корню в процессе лесовыращивания.

Для того, чтобы выявить степень влияния возраста на сучковатость применён однофакторый дисперсионный анализ (табл. 2 )

Таблица 1 - Дисперсионный анализ влияния возраста на параметры сучковатости в лесных экосистемах

Разнообразие признаков	Сумма квадратов отклонений	Степень свободы	Варианса	Показатель силы влияния и его достоверность
Протяжённость зоны ствола без сучков
Факториальное (межгрупповое)	26815,2	1	26815,2	η² =0,82±0,002; F=359,3; F 0,05 =4,0 P=4,0
Случайное (внутригрупповое)	5522,5	74	74,6
Общее	32337,7	75	-
Протяжённость зоны ствола с сухими сучками
Факториальное (межгрупповое)	22518,3	1	22518,3	η² =0,80±0,003; F=296,9; F 0,05 =4,0 P=1,3
Случайное (внутригрупповое)	5611,4	74	75,8
Общее	28129,7	75	-
Протяженность зоны живой кроны
Факториальное (межгрупповое)	17775,5	1	17775,5	η² =0,75±0,003; F=223,7; F 0,05 =4,0 P=4,5
Случайное (внутригрупповое)	5879,9	74	79,5
Общее	23655,4	75	-
средний диаметр у основания сучка
Факториальное (межгрупповое)	25456,4	1	25456,4	η² =0,82±0,002; F=341,1; F 0,05 =4,0 P=2,0
Случайное (внутригрупповое)	5523,5	74	74,6
Общее	39979,9	75	-
максимальный диаметр у основания сучка
Факториальное (межгрупповое)	23782,8	1	23782,8	η² =0,81±0,002; F=316,6; F 0,05 =4,0 P=1,9
Случайное (внутригрупповое)	5558,7	74	75,1
Общее	29341,5	75	-
количество сучков на п.м ствола
Факториальное (межгрупповое)	14490	1	14490	η² =0,71±0,004; F=188,8; F 0,05 =4,0 P=4,7
Случайное (внутригрупповое)	5679,4	74	76,7
Общее	20169,4	75	-
Площадь, покрытая сучками на п.м. ствола дерева
Факториальное (межгрупповое)	15538,4	1	15538,4	η² =0,73±0,004; F=201,9; F 0,05 =4,0 P=7,6
Случайное (внутригрупповое)	5694,0	74	76,9
Общее	21232,4	75	-

В результате дисперсионного анализа эмпирического материала установлено, что возраст является важным фактором, который 71…82 % определяет формирование параметров открытой сучковатости древесных стволов.

Из всего выше сказанного следует, что есть необходимость учитывать диаметр ствола на высоте 1,3 м и возраст, как важные факторы при выращивании древостоев с целью прогнозирования получения наиболее качественных сортиментов по признаку сучковатости.

Полученные данные могут быть использованы в кадастровой деятельности (лесной кадастр и смежные виды кадастра) [8-14].

Список литературы Моделирование свойств древесины в лесных экосистемах

ГОСТ 2140-81. Пороки древесины. Классификация, термины и определения [Текст]. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 111 с.
Авдеев Ю.М.Моделирование лесовыращивания // NovaUm.Ru. 2017. № 6. С. 3-7
Корчагов С.А., Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Глинина Ю.В., Енальский А.П. Экологическая и генетическая оценка свойств деревьев ели различных экотипов в условиях Вологодской области//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 5 (116). С. 65-72
Уханов В.П., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Экологический мониторинг состояния особо охраняемых природных территорий//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 10 (121). С. 66-71.
Рувинова Л.Г., Сверчкова А.Н., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Биологический мониторинг загрязнения почвенной и водной среды в условиях урбанизации//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 6 (117). С. 14-20.
Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Снетилова В.С. Исследование микрофлоры почв в лесных питомниках Вологодской области//Самарский научный вестник. 2016. № 3 (16). С. 53-56
ГОСТ 9463-88. Лесоматериалы круглые хвойных пород [Текст]. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 13 с.
Белый А.В., Заварин Д.А., Протопопова Е.В. Методология подготовки бакалавров землеустройства ВоГТУ в свете внедрения геодезических приборов нового поколения//В сборнике: Вузовская наука - региону Материалы Десятой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2012. С. 190-192
Белый А.В., Крутов Г.Г., Протопопова Е.В. Оптимизация учебной подготовки бакалавров-землеустроителей и пути её достижения//В сборнике: Вузовская наука - региону Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. 2014. С. 368-370
Тесаловский А.А. Особенности кадастрового обеспечения разработки схемы размещения объектов переработки и хранения отходов при планировании развития территорий//Евразийский юридический журнал. 2017. № 1 (104). С. 371-374
Тесаловский А.А., Горшкова Ю.С., Коновалова М.В., Сизова Л.А. Точность описания объектов кадастрового учета в трехмерном пространстве//В сборнике: Вузовская наука - региону материалы XIV Всероссийской научной конференции. Вологда, 2016. С. 183-185
Попов Ю.П., Белый А.В. Управление системой обращения с земельными участками, используемыми для захоронения твердых бытовых отходов в вологодской области на основе географической информационной системы//Экология промышленного производства. 2012. № 3. С. 80-84
Попов Ю.П., Белый А.В. Управление системой обращения с земельными участками, используемыми для захоронения твёрдых бытовых отходов в Вологодской области на основе ГИС//Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2012. № 9 (93). С. 56-61.
Попов Ю.П., Белый А.В. Особенности разработки территориальной схемы обращения с отходами на основе региональной ГИС//Вузовская наука - региону материалы XIV Всероссийской научной конференции. Вологодский государственный университет. 2016. С. 117-119

Еще

Статья научная