Способ анализа спилов древесного ствола

Способ анализа спилов древесного ствола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к лесной таксации и может быть использовано в лесном хозяйстве при учете объемов древесины, в природообустройстве, экологическом мониторинге и охране окружающей среды путем учета качества формы ствола модельного дерева по отдельным поперечным сечениям. Изобретение может также найти применение в дендрохронологических, дендрорадиационных и геоэкологических исследованиях растущих деревьев для испытания строения и свойств древесины ствола по отдельным годичным слоям и отдельным секторам ствола, кроны и корней.

Известен способ анализа древесного ствола (см., например, учебник: В.К.Захаров. Лесная таксация. Изд-е 2-е, исправл. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1967, - с.301, 304), включающий два частных процесса: а) полевых операций по отбору и обмеру деревьев; б) камеральной обработки полевых материалов. Предлагаемое нами техническое решение относится к обоим частям, то есть к работам в лесу и в камеральных условиях на готовых спилах-кружках.

Недостатками известного способа являются упрощенные измерения кружка по диаметрам, а не по радиусам, что не дает возможности выявлять закономерности изменения формы ствола по поперечному сечению.

Известен также способ анализа древесного ствола (см., например, учебник: Н.П.Анучин. Лесная таксация. Изд-е 5-е, доп. - М.: Лесная промышленность, 1982, - с.424-426), включающий выбор пробной площади, выбор модельного дерева на пробной площади, описание значений свойств выбранного модельного дерева и места его произрастания, нанесение на ствол отметок о северной и южной сторонах, установление местоположения шейки корня, спиливание дерева около корневой шейки ствола, измерение расстояний на стволе до первого мертвого и первого живого сучков, до начала кроны и других таксационных показателей, разметку ствола на отдельные секции кратной длины (0,5, 1 или 2 м) или некратной длины в зависимости от цели анализа ствола и требуемой точности исследования после первой секции длиной 2,6 м, разметка середин секций, выпиливание кружков, начиная от основания ствола к его вершине по серединам секций, причем первый рез делают на месте отметки около корневой шейки, а второй - отступя от него к вершине на толщину кружка, каждому отпиленному кружку придают отметки о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного кружка, причем обозначения делают на несколько сглаженной верхней части кружков, а нижние части кружков в камеральных условиях используют для подсчета годичных колец и измерения диаметров.

Недостатком этого способа является то, что если отметка кружка придется на основание сучка или мутовок сучьев, то место вырезки кружка переносят несколько ниже сучьев по стволу к его основанию, то есть в сторону к корневой шейке. При анализе ствола одиночно растущих деревьев, а также лесных деревьев с низким качеством формы ствола, на котором имеются большое количество неровностей и мест с резкими перепадами кривизны ствола, точность анализа ствола при способе по прототипу значительно снижается. Недостатком является также невозможность оценки ствола по сечениям модельного дерева.

Технический результат - повышение точности анализа спилов древесного ствола с неровной формой по сечению ствола, ветви или корня.

Этот технический результат достигается тем, что на спиле отмечают центр годичных колец, относительно этого центра наносят линии радиусов по характерным местам на поверхности спила и двум или четырем (восьми) геодезическим сторонам, затем измеряют углы склонения между радиусом северной стороны и остальными радиусами последовательно по часовой стрелке. В дальнейшем измеряют размеры годичных слоев или других характерных мест на поверхности спила в виде кружка по отмеченным радиальным линиям. Причем радиальные линии могут быть и не прямыми, а криволинейными.

В минимальном случае отмечают радиус северной стороны, а затем последовательно отмечают максимальные и минимальные радиусы на поверхности спила в виде кружка.

Сущность технического решения заключается в том, что измерения на спиле в виде кружка выполняют не по диаметрам, а по радиусам, начиная от центра годичных колец.

Положительный эффект заключается в принятии в качестве модельных также деревьев со стволами неправильной стереометрической формы поперек ствола. Кроме того, появляется возможность измерения сечения пней, оставленных после лесосечных работ. Это позволяет даже через многие годы идентифицировать по сечению пня (или спилу, взятому с него) таксационные показатели данного дерева. В этом случае пень принимается также за объект инженерно-экологических исследований.

Существенной новизной является измерение формы спила около корневой шейки по отдельным секторам, образующимся в ходе роста и развития корней, а также ствола около мутовок крупных ветвей. Измерение по максимальным и минимальным радиусам годичных колец некруглой формы позволяет получать статистические закономерности формообразования ствола, корней и ветвей.

В связи с этим техническое решение обладает существенными признаками новизны, положительным эффектом и перспективой расширения областей практического применения принципиально новой эвристико-статистической методологии лесной таксации в инженерной экологии, то есть в экологической оценке лесных территорий, а также территорий с находящимися пнями вырубленных деревьев.

В научно-технической и патентной литератуе материалов с новизной предлагаемого способа не обнаружено.

Способ анализа спилов древесного ствола включает следующие технические функции (действия).

Спилы в виде кружков выпиливают вдоль ствола, корня или ветви по аналогии с прототипом.

На спиле 1 с отметкой 2 северной стороны вначале находят центр годичных колец. Затем относительно этого центра наносят радиальные линии. Первой наносят линию радиуса северной стороны. После этого, например, наносят линии радиусов по характерным выступам и впадинам формы поперечного сечения, то есть на поверхности спила. Аналогично могут быть нанесены линии радиусов нахождения аномальных мест на поверхности спила (сучков, пустот, черных мест на годичных кольцах после пожара и пр.).

При этом образующая 3 спила в виде кружка получает количественное описание в виде замкнутой сложной кривой. При этом наиболее значимыми являются линии по минимальным 4 и максимальным 5 радиусам формы боковой образующей кружка. Это позволяет описать в координатах ϕ-R «угол от северного направления - радиус» прирост по каждому годичному слою или их группам, а также общий прирост ствола по конкретному радиальному направлению. Одновременно появляется практическая возможность описания формы дерева около корневой шейки.

Способ анализа спилов древесного ствола реализуется, например, при обработке спилов со ствола дерева, следующим образом.

Вначале выбирают пробную площадь насаждения, а затем отбирают модельные деревья по их внешним признакам. Выбор модельного дерева и описание его таксационных признаков на пробной площади выполняют по намеченной очередности валки, наносят на ствол отметки о северной и южной сторонах, устанавливают местоположение шейки корня.

Спиливание дерева выполняют около корневой шейки ствола. На срубленном стволе измеряют расстояния до первого мертвого и первого живого сучков, до начала кроны и другие таксационные показатели. После измерения поваленного дерева выполняют очистку ствола от сучьев с сохранением его вершины, а затем размечают ствол на отдельные секции кратной (0.5, 1 или 2 м), кратно-некратной длины (в зависимости от качества формы ствола по отдельным зонам по длине от комля к вершине) или все секции некратной длины (обычно стволы низкокачественных лесных деревьев и одиноко растущих деревьев).

По местам разметок секций и в местах резких переходов кривизны образующей ствола выпиливают кружки (начиная от основания ствола к его вершине), причем первый рез делают на месте отметки около корневой шейки, а второй, отступив от него к вершине на толщину кружка, каждому отпиленному кружку придают отметки о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного кружка, причем обозначения делают на несколько сглаженной верхней части кружков, а нижние части спилов в виде кружков в камеральных условиях используют для подсчета годичных колец и измерения диаметров.

На спиле 1 вначале находят центр годичных колец. Затем карандашом с помощью линейки по отметке 2 северной стороны на поверхности спила проводят радиальную линию (фмг.1). Эта линия северной стороны становится началом отсчета угла склонения ϕ. На правильной форме спила (фиг.2) могут быть нанесены радиальные линии по различным геодезическим направлениям (сторонам света), что позволяет изучать прирост по годичным слоям, например, в зависимости от освещенности солнцем.

На спилах некруглой формы (фиг.3, 4, 5, 6) относительно северного радиуса прежде всего отсчитывают углы склонения минимумов 4 и максимумов 5 радиусов поверхности формы. Кроме того, например, наносят линии радиусов по характерным местам на поверхности спила (сучков, пустот, черных мест на годичных кольцах после пожара и пр.).

Способ позволяет описать в координатах ϕ-R «угол от северного направления - радиус» прирост по каждому годичному слою или их группам (фиг.6), а также общий прирост ствола по длине радиуса спила до образующей 3 по конкретному радиальному направлению. Одновременно появляется практическая возможность описания формы дерева около корневой шейки, а также проводить измерения непосредственно на пне.

Аналогично измеряются годичные кольца на спилах корней и ветвей.

Эффективность нового способа проявляется в том, что он позволяет анализировать модельные деревья со стволами неправильной стереометрической формы по образующей поперек ствола. Причем способ применим для измерения поверхностей сечений на пне, комля хлыста, торца бревна в штабеле. Одновременно появляется практическая возможность математического описания образующей годичного кольца по всему сечению спила.

Изучение пней позволяет проводить расследование по идентификации растущих деревьев, то есть для контроля качества выполнения выборочных рубок. При этом можно указать на то, как выполнена рубка (в соответствии или не в соответствии) данного дерева. А по пням на территории появляется возможность инженерно-экологических исследований по изучению качества окружающей среды.

1. Способ анализа спилов древесного ствола, включающий выбор модельных деревьев, нанесение на их стволы отметок о северной и южной сторонах, спиливание деревьев около корневой шейки стволов, разметку ствола на отдельные секции, выпиливание кружков по местам разметок секций и в местах резких переходов кривизны образующей ствола, причем первый рез делают на месте отметки около корневой шейки, а второй - отступив от него к вершине на толщину кружка, каждому отпиленному кружку придают отметки о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного кружка, причем обозначения делают на несколько сглаженной верхней части кружков, а нижние части кружков в камерных условиях используют для подсчета годичных колец и измерения диаметров, отличающийся тем, что на кружке отмечают центр годичных колец, относительно этого центра наносят линии радиусов по геодезическим сторонам, а также выступам и впадинам сечения ствола по годичным кольцам, измеряют углы склонения между радиусом северной стороны и нанесенными линиями радиусов.

2. Способ анализа спилов древесного ствола по п.1, отличающийся тем, что на кружке по геодезическим направлениям наносят прямые линии радиусов, а по выступам и впадинам сечения ствола по годичным кольцам наносят линии радиусов криволинейной формы.

3. Способ анализа спилов древесного ствола по п.1 или 2, отличающийся тем, что углы склонены между радиусом северной стороны и нанесенными линиями радиусов по геодезическим направлениям и криволинейным линиям между выступами и впадинами в сечении ствола измеряют по часовой стрелке.