Формообразование древесных стволов в разных экологических условиях

• Автор: Попова, Александра Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 128 с.

Содержание

Введение
Глава I. Существующие представления о формообразовании 7 древесных стволов
1.1. Экологические факторы и форма ствола
1.1.1. Климатические факторы и их влияние на форму ствола
1.1.2. Эдафические и орографические факторы
1.1.3. Антропогенные факторы
1.2. Теории формообразования древесных стволов
1.2.1. Физиологические теории формообразования
1.2.2. Механические теории формообразования
1.3. Уравнения образующих древесного ствола
1.3.1. Полиномиальное выравнивание
1.3.2. Сплайн-функции
1.4. Ошибки определения объема и сбега
Выводы
Глава II. Объект исследования, экспериментальный материал и 41 методика его обработки
2.1. Объект исследования
2.2. Экспериментальный материал
2.3. методика обработки экспериментального материала
Глава III. Уравнение образующей древесных стволов на основе
динамики их абсолютных размеров
3.1. Описание подхода к построению образующей по функциям роста
3.2. Вывод уравнения образующей по функциям роста
3.3. Реконструкции формы ствола
Выводы
Глава IV. Моделирование роста стволов и распределения приростов по 83 диаметру
4.1. Изменчивость параметров Эпл и Ы вдоль ствола

4.2. Анализ возможных приближений постоянства параметров роста по 85 диаметру
4.3. Моделирование распределения радиальных приростов вдоль 91 ствола
Выводы
Глава V. Влияние экологических условий на динамику формы ствола
5.1. Способ оценки влияния экологических условий на форму ствола
5.2. Влияние параметров уравнений роста на динамику формы ствола
5.3. Численное моделирование динамики второго коэффициента 115 формы в разных экологических условиях
Вывод
Заключение
Основные выводы
Литература

Введение
Актуальность темы. Исследование формообразования стволов является теоретической основой для точного определения объема и запаса как растущей, так и срубленной древесины. Точное вычисление объема ствола имеет большое значение не только с точки зрения определения продуктивности древостоев, но и занимает важное место в более общей проблеме углеродного баланса, поскольку объем углерода в биомассе лесных экосистем рассчитывается по объему стволовой древесины и соотношению ее с фитомассой других частей дерева. Кроме того, формообразование стволов представляет собой часть общебиологической проблемы соотношения абсолютных и относительных размеров организмов. В данной работе сделана попытка исследовать это соотношение в динамике, и перейти от оценок изменения абсолютных размеров стволов к анализу их морфогенеза.
Практическое применение. Полученные результаты предназначены для оценок сбега и объема стволов, прогнозирования формы стволов, а также для оценок возможных изменений формы ствола под воздействием внешних факторов.
Научная проблема. Исследования, нацеленные на количественное описание формы ствола и определение объема древесины, развивались по двум основным направлениям. Во-первых, теоретическое, интерпретирующее процесс формообразования ствола с точки зрения функций, которые он выполняет. Эти функции принято разделять на механические (поддержка кроны, сопротивление ветровым нагрузкам) и физиологические (транспирация, дыхание). Полагая тот или другой вид функций приоритетным, были созданы механические и физиологические теории формообразования. Второе направление, связанное с решением прикладных задач - получение максимально точных регрессионных зависимостей диаметров с1 от текущей

при использовании 6-8 точек стыковки, но достаточную для практического применения. Во-вторых, максимальная точность определения объемов обеспечивается, когда эти две точки приблизительно расположены на 0.07Н, что для использованного экспериментального материала примерно соответствует высоте 1.3м, и на 0.55Н.
Обобщая, можно сказать, что использование сплайн-функций при достаточном количестве точек измерений диаметров (точек стыковки) дает значительные преимущества перед любыми другими уравнениями образующей в смысле описания формы ствола, так как сплайны отображают все нюансы формы без каких-либо существенных искажений в нижней и верхней частях ствола. Однако, как и все предыдущие соотношения с!(х) являются описательными и не объясняют происхождение формы.
1.4. Ошибки определения объема и сбега
При определении сбега и объема по различным уравнениям образующих всякий раз возникают ошибки в расчетах этих величин. Они связаны, во-первых, с погрешностью измерений диаметров и длин отрезков ствола; во-вторых, с округлением измеренных величин; в-третьих, с ошибкой самой формулы, то есть, с тем, насколько фактическая форма ствола не соответствует геометрической форме, полученной по уравнению образующей.
Погрешностей измерений диаметров и высот и их связь с ошибкой объема достаточно хорошо изучены. Так, Орлов (1925) приводит данные Шиффеля: ошибки измерений могут возникать, во-первых от отклонений ножки мерной вилки и возникающая при этом ошибка диаметра пропорциональна углу наклона. Если величина этого угла изменяется от 1°до 5°, то ошибка диаметра колеблется в пределах 0.9% - 4.4%. Кроме того, погрешность возникает, если плоскость измерений диаметра не перпендикулярна оси ствола: когда угол отклонения равен 1°- 5°, то ошибка соответственно 0.02 - 0.75%. В том случае, когда измеряется непосредственно объем ксилометрическим способом, так же возникают погрешности, обусловленные смачиванием древесины. Мартин(1984) (цит. по Бигинг, 1988) приводит следующие данные: коэффици-