5.5.3.7. Изучение качественных показателей древесины лесных культур
Изучение этих показателей начато в лесорастительных условиях Северо-Запада России (Корчагов, 2002, 2010, Коновалов, 2007). Целью таких исследований является повышение качественной продуктивности искусственных насаждений с использованием различных технологических приемов.
В процессе исследований важно установить физико-механические показатели древесины основных культивируемых древесных пород, ее сучковатости, формы стволов, выявить функциональные зависимости этих показателей от биометрических характеристик стволов. При этом необходимо определить степень наследуемости качественных признаков древесины в потомстве. Практическим выходом таких исследований является составление товарных и сортиментных таблиц на лесотипологической основе.
В качестве диагностических признаков при проведении исследований используют форму кроны, тип ветвления, строение поверхности коры, угол отхода сучьев, форму и цвет генеративных органов. Выделение форм по этим признакам к настоящему времени проведенона Урале по всем основным лесообразующим древесным породам; выявлены различия продуктивных показателей форм. Выделение форм по показателям качества древесины позволяет осуществлять отбор деревьев с высокими качественными показателями и перейтивпоследствии к целевому выращиванию сортиментов древесины необходимого качества.
При проведении исследований по данной тематике широкое применение, наряду соспециальными, должны найти методы вариационной статистики.
5.5.3.8. Энергетическая оценка лесных культурценозов
Д.С. Бурцевым (2009) под руководством проф. Г.И. Редько выполнена оригинальная по замыслу и исполнению работа по энергетической оценке культурценозов ели разного возраста в различных лесорастительных условиях Северо-Запада (Лисинский учебно-опытный лесхоз). Полученные данные о запасах фитомассы переводили в энергетические единицы с помощью переводных коэффициентов и определялся запас энергии в фитомассе. Определяли также текущая (среднепериодическая) продукция энергии как среднегодовое накопленное количество энергии в древостое на единице площади и коэффициент полезного действия фотосинтетической активности солнечной радиации (КПД ФАР) как отношение количества энергии, аккумулированной в фитомассе древесины и побочной продукции на единице площади, к приходу энергии ФАР за вегетационный период.
При этом определяли:
затраты антропогенной энергии – совокупные затраты энергии по каждой технологической операции по созданию и выращиванию лесных культур на основе технологических карт;
коэффициент энергетический эффективности как отношение запаса энергии насаждения к затратам антропогенной энергии;
коэффициент дополнительной энергетической эффективности как отношение запаса энергии искусственного насаждения за вычетом запаса энергии эквивалентного естественного насаждения к затратам антропогенной энергии.
5.5.3.9. Лесные культуры ландшафтообразующего назначения
Наряду с созданием лесных культур ландшафтообразующего назначения лесокультурные методы находят самое широкое применение в зеленом строительстве, где вместе с другими лесоводственными и технологическими особенностями, учитывают пропорции размеров ландшафтно-архитектурных объектов. В ландшафтном строительстве, наряду с широким использованием субъективных решений, относящихся к области искусства, применяют пропорциональные соотношения форм и размеров объектов, включая объекты лесных культур и озеленения территорий. Критерий пропорциональности в ландшафтной архитектуре основан на соотношениях золотого сечения, выраженного отношением чисел 5/8 или 8/5 (точно 377/610 или 610/377). Правило золотого сечения имеет отношение как к размерам объекта, так и к расстоянию до него.
Золотое сечение определено из ряда чисел Фибоначчи как отношение предыдущего числа к последующему в ряду, образованному по правилу: каждый последующий член ряда равен сумме двух предыдущих: 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233, 377, 610 и т.д.
Золотое сечение начинается с числа 5 в ряду Фибоначчи и выражается соотношением 1/а, где а = 8/5 = 1,618. Отсюда 1/а = 5/8 = 8/13 = 13/21 = 0,618. Оно встречается в растительном мире, например, расположение левых и правых спиралей (парастих) в шишках хвойных пород отвечает закону ряда чисел Фибоначчи и выражается отношением 5/8 или 8/5; расположение листьев на стеблях, цветков в соцветиях и других органов растений часто следует этому закону (диссиметрическая изменчивость древесных растений подробно изучена на УралеА.В. Хохриным. Золотое сечение представляет собой наиболее гармоничное соотношение размеров объектов. Не случайно это соотношение было выявлено у семенных растений, прошедших наиболее длительный путь филогенетического развития; наиболее часто золотое сечение встречается в генеративных органах, отвечающих за воспроизводство биологического вида и его развитие.
Приведенные на рис. 24соотношения золотого сечения (по Зайцеву, 1984) могут быть использованы при проектировании ландшафтообразующих объектов как в лесокультурном производстве, так и в зеленом строительстве.
Далее (см. раздел «Вариационный анализ») отмечено, что при нормальном распределении признаков, явлений по закону Лапласа-Гаусса (гаусово распределение) золотое сечение 5/8 проистекает из соотношения величины перпендикуляров, восстановленных из точек перегиба кривой, к величине перпендикуляра, восстановленного из вершины кривой распределения (рис. 24); таким путем закон Лапласа-Гаусса функционально связан с рядом чисел Фибоначчи, обладающим интересными и важными свойствами, имеющими непосредственное отношение к изучению природных объектов. Кроме того, ряд чисел Фибоначчи корреспондируется с основными построениями элементарной математики – числами «е-натуральное» и «пи» и «вавилонским построением». Таким образом, ряд чисел Фибоначчи и его основное выражение – правило золотого сечения, находятся на стыке элементарной и высшей математики. Изучение этого феномена на растительных объектах ждет своего исследователя и обещает установление новых закономерностей в изучении лесного покрова.
Рис24. Графические способы представления отношения золотого сечения (по Зайцеву, 1984)
а – внутреннее и внешнее деление отрезка АВ в отношении золотого сечения: С2В/АВ = АВ/С1А = а = 1 : 0,618;
б – геометрический способ деления отрезка АВ в среднем и крайнем отношении: CiB/ACi = АВ/АС2 = а = 1,618;
в – деление отрезка AD золотым сечением способом построения квадрата, вписанного в полуокружность: СВ/АС = СB/BD = а;
г– построение большего отрезка при заданном меньшем в отношении золотого сечения!
д– кривая нормального распределения: максимальная ордината AM относится к ординате Вσ как 1 : 0,618 = а