Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2839

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
436.67 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

ДЕНДРОХРОНОЛОГИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

для студентов заочной формы обучения

по направлению подготовки 35.03.01 –

ЛЕСНОЕ ДЕЛО

Воронеж 2018

2

УДК 630*111

Матвеев, С.М. Дендрохронология [Электронный ресурс]: методические указания к расчетно-графической работе для студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 35.03.01 – Лесное дело / С.М. Матвеев, Д.А. Тимащук; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» – Воронеж, 2018. – 16 с.

Печатается по

решению

учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

(протокол №

от

2018 г.)

Рецензент кандидат географических наук, доцент Кафедры геоэкологии и мониторинга окружающей среды ФГБОУ ВО «ВГУ», Ю.А. Нестеров

Ответственный редактор д-р биол. наук, проф. С.М. Матвеев

© Матвеев С.М., Тимащук Д.А. 2018

© ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»,

2017

3

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Для самостоятельного изучения курса "Дендрохронология" предлагается следующее учебное пособие: Матвеев, С.М. Дендрохронология [Текст] : учеб. пособие. /С.М. Матвеев, Д.Е. Румянцев ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – 2-е изд., перераб. и доп. – Воронеж:, 2013. – 140 с.

Для более прочного усвоения курса студенту-заочнику дается контрольное задание, имеющее целью закрепить теоретические знания. Поэтому, прежде чем приступить к выполнению задания, студенту необходимо усвоить курс в соответствии с программой, представленной в конце данных указаний.

Каждому студенту надо дать ответы на вопросы и выполнить практические задания (всего 9) одного из предлагаемых вариантов. Номер своего варианта студент устанавливает по цифре, которой заканчивается его номер зачетной книжки. Номера вопросов и заданий, входящих в вариант, приведены ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

Варианты заданий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

Номера вопросов и заданий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретическая часть

 

 

Практическая часть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

11

21

 

31

41

51

 

61

71

 

81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

12

22

 

32

42

52

 

62

72

 

82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

13

23

 

33

43

53

 

63

73

 

83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

14

24

 

34

44

54

 

64

74

 

84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

15

25

 

35

45

55

 

65

75

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

6

16

26

 

36

46

56

 

66

76

 

86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

7

17

27

 

37

1

57

 

67

77

 

87

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

8

18

28

 

38

2

58

 

68

78

 

88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

9

19

29

 

39

3

59

 

69

79

 

89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

10

20

30

 

40

4

60

 

70

80

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы и задания с указанием их номеров необходимо полностью выписывать. Ответы на вопросы должны быть четкие, краткие, но исчерпывающие. Некоторые ответы, с целью их пояснения, желательно сопровождать схемами, графиками и рисунками.

При выполнении практических заданий предлагается использовать данные методические указания и учебное пособие.

Вконце контрольной работы необходимо привести библиографический список

суказанием автора, названия, места и года издания использованной публикации.

4

В случае если контрольная работа не зачтена, всю ее переписывать не следует. Необходимо внести исправления лишь в те задания и ответы на вопросы, которые указаны рецензентом. В конце работы следует заново переписать условия неправильно выполненных заданий и привести исправленные ответы. Дополнения к ответам на вопросы также следует делать в конце исправляемой работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Раздел 1-2

1.Предмет " дендрохронология". Определение дендрохронологии.

2.Цели и задачи дендрохронологии и дендроклиматологии. Определение дендроклиматологии.

3.Области применения дендрохронологического анализа.

4.История развития дендрохронологических исследований. Пионерные дендрохронологические работы.

5.Дендрохронологические исследования в России: история развития.

6.Школа дендрохронологов США. Исследования А.Е. Дугласа.

7.Европейские школы дендрохронологов.

8.Основные центры дендрохронологических и дендроклиматических исследований в России.

9.Дендроклиматические исследования в Воронеже (пионерные работы, современное состояние).

10.Крупнейшие монографии по дендрохронологии и дендроклиматологии в России и в мире.

Раздел 3

11.Формирование годичного кольца у деревьев. Ложные и выпадающие кольца.

12.Сроки формирования ранней и поздней древесины.

13.Строение и функции ранней и поздней древесины, значение поздней древесины и доля ее в общем годичном приросте сосны, дуба.

14.Факторы, определяющие величину годичного прироста деревьев.

15.Основные элементы модели формирования узких годичных колец, предложенной Г. Фритсом.

Раздел 4

16.Основные принципы дендрохронологии.

17.Закон лимитирующих факторов, принцип отбора местообитаний, принцип чувствительности.

18.Принцип перекрестного датирования. Задача датировки.

5

19.Принцип повторности. Точность учета радиального прироста древостоев.

20.Необходимое количество образцов для обеспечения достоверности исследований (в абсолютных единицах и в относительных индексах). Способ учета годичного прироста древостоя по малому числу учетных деревьев.

Раздел 5

21.Ритмичность природных процессов. Иерархия ритмов.

22.Понятие солнечной активности. Цикличность солнечной активности.

23.Цикличность прироста деревьев и ее связь с солнечной активностью.

24.Цикличность в динамике прироста древостоев в лесостепи.

25.Поясните зависимость: солнечная активность → циркуляция атмосферы → климатические изменения → прирост деревьев.

Раздел 6

26.Назовите и охарактеризуйте методы датирования годичных колец.

27.Что такое "норма прироста"? Назовите математические и графические методы нахождения нормы прироста.

28.Метод наименьших квадратов.

29.Метод скользящего сглаживания средних величин и весовое скользящее сглаживание (метод Шульмана).

30.Метод стандартных прямых линий (метод Дугласа) и метод графического выравнивания для разновозрастных древостоев (метод Комина).

31.Метод построения кривых максимально возможного прироста (метод Шиятова) и метод построения кривых средней нормы прироста (метод Оленина).

32.Расчет относительных индексов: цель, способ расчета.

33.Метод интегрально-разностных кривых и метод "фазового портрета" (метод Арбузова).

34.Определение объемного прироста древостоев.

35.Назовите методы изучения динамики радиального прироста во времени и связей с климатическими факторами.

36.Визуальный анализ рядов и метод наложенных эпох.

37.Гармонический анализ и анализ спектральной плотности рядов.

38.Статистические методы анализа (корреляционный анализ, регрессия признаков).

Раздел 7

39.Принципы прогнозирования. Возможности прогнозов.

40.Учет цикличности прироста деревьев в лесном хозяйстве.

6

41.Реконструкция и прогнозирование элементов климата.

42.Определение эффективности лесохозяйственных мероприятий по методике Т.Т. Битвинскаса.

Раздел 8

43.Основные направления изучения антропогенных воздействий на лес.

44.Метод биологической индикации техногенных воздействий на лес. Растение - индикатор. Растение - монитор.

45.Методы изучения антропогенных воздействий на лес (по Р.А. Юкнису).

46.Результаты антропогенного воздействия на прирост, выявленные дендрохронологическим методом.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Задание № 51 – 60.

Перечертить таблицу (приложение 1) данных измерений ширины годичных колец сосны обыкновенной, соответствующую номеру варианта контрольной работы, в тетрадь. Построить (на миллиметровой бумаге) график изменчивости прироста в зависимости от возраста (по данным таблицы).

Пояснения к выполнению задания.

По оси абсцисс откладываются календарные годы, по оси ординат – ширина годичных колец в мм (i). Масштаб графиков выбирается произвольно с учетом удобства построения и последующего детального анализа графиков.

Задание № 61 – 70.

Провести стандартизацию данных измерений ширины годичных колец. Стандартизация данных (исключение влияния фактора возраста) проводится

в два этапа (раздел 6.2 учебного пособия). Первый этап: расчет "нормы прироста" (возрастной кривой).

Для расчета нормы прироста выполнить скользящее сглаживание исходных данных с 5-летним периодом сглаживания.

Пояснения к выполнению задания.

При расчетах скользящих кривых, с 5-летним периодом сглаживания годичных колец, сумма ширины первых пяти замеров годичных колец делится на 5 и является средней нормой 3-го года, входящего в расчет. Далее ширина 1-го годичного кольца из суммы 5-ти годичных колец вычитается и добавляется 6-е годичное кольцо, затем вычитается 2-е и добавляется 7-е кольцо, а средняя многолетняя ширина годичного кольца относится последовательно к 4-му, 5-му году и т.д.

7

Метод скользящего сглаживания можно выразить и следующим образом:

с = (а + b +с + d + е) 5, где

a, b, с, d, е - последовательно меняющиеся замеры годичных колец; с - сглаженная ширина годичного кольца.

При расчете нормы прироста методом скользящего сглаживания теряются первые и последние замеры дендрохронологического ряда. При использовании 5- летних скользящих – по 2 года с каждой стороны.

Результаты расчетов оформляются в виде таблицы.

Задание 71 – 80.

Второй этап стандартизации данных измерений ширины годичных колец: расчет относительных индексов годичного прироста.

Пояснения к выполнению задания.

Универсальная формула для расчета относительных индексов прироста следующая:

I = iF / iS 100 %,

где I - относительный индекс, в %,

iF - фактическая ширина годичного кольца,

iS – сглаженная ширина годичного кольца (или норма прироста данного года рассчитанная любым корректным способом).

Относительные индексы годичного прироста являются одним из наиболее удобных способов отражения изменчивости ширины годичных колец в зависимости от климатических факторов.

Результаты расчетов оформляются в виде таблицы.

Задание 81 – 90.

Построить графики:

1)осадков вегетационного периода,

2)солнечной активности, выраженной в числах Вольфа,

3)относительных индексов прироста.

На основании визуального анализа графиков сделать заключение о связи динамики радиального прироста сосны обыкновенной с изменениями осадков вегетационного периода и солнечной активности.

8

Пояснения к выполнению задания.

Все графики строятся на одном листе миллиметровой бумаги, один под другим, с одинаковым масштабом по оси абсцисс (годы). Значения осадков вегетационного периода по данным метеостанции "Воронеж" приведены в Приложении 2. Значения солнечной активности выраженной в числах Вольфа приведены в Приложении 3.

Перед проведением визуального анализа графиков и составлением заключения следует изучить главу 5 учебного пособия: ЦИКЛИЧНОСТЬ

ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ. ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИРОСТА ДЕРЕВЬЕВ.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ "ДЕНДРОХРОНОЛОГИЯ" (выдержки)

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Дисциплина "Дендрохронология" является одной из специальных в учебном плане дисциплин, позволяющей дать инженеру лесного хозяйства профессиональные знания по вопросу роста и развития древостоев, устойчивости и стабильности лесных экосистем и исследовательские навыки в этой области. Она базируется на следующих дисциплинах:

общеобразовательных: высшая математика, физика, экология, геофизика, гелиобиология, метеорология и климатология, вычислительная техника и программирование;

специальных: физиология растений, дендрология, лесоведение, таксация леса.

Целью изучения дисциплины является профессиональная подготовка бакалавров лесного дела (направление подготовки 35.03.01) в области дендрохронологии, изучения закономерностей многолетней динамики радиального прироста основных лесообразующих пород в связи с климатическими, биотическими, антропогенными факторами, с геомагнитной и солнечной активностью, выявления цикличности природных процессов и освоения принципов их реконструкции и прогнозирования.

Задачи дисциплины: изучение многолетней динамики прироста имеет важное значение для оценки лесосырьевых ресурсов, лесоводственно - экологической эффективности лесохозяйственных мероприятий, устойчивости и стабильности лесных экосистем, антропогенных трансформаций лесных сообществ, для

9

реконструкции и прогнозирования экологических условий и состояния лесных ценозов.

В результате освоения дисциплины студент должен знать:

основные понятия и принципы дендрохронологии и дендроклиматологии; закономерности многолетней изменчивости прироста основных лесообразующих пород и древостоев в целом; факторы, определяющие величину годичного прироста деревьев, ранней и поздней древесины; особенности реакции прироста на экологические факторы в различных лесорастительных условиях; циклическую динамику природных процессов (в

том числе - прироста деревьев); методы дендрохронологического анализа (отбора образцов, датирования древесных колец, изучения динамики радиального прироста деревьев и связей с климатом); дендрохронологического метода исследований в лесном хозяйстве, в целях прогнозирования динамики состояния лесных экосистем и климатических условий, для индикации антропогенных воздействий на лесные экосистемы;

уметь:

определить цели и задачи исследования динамики радиального прироста древостоев; подобрать и описать объекты исследования; отобрать образцы для анализа; измерить ширину годичных колец деревьев и провести необходимую математическую обработку данных; выбрать методику обработки и анализа результатов измерений; проанализировать результаты исследования и сделать обоснованные выводы и заключения; применить полученные результаты в практической деятельности.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплину рекомендуется изучать путем систематической проработки лекционного материала, самостоятельной проработки рекомендуемой литературы и методических указаний к выполнению лабораторных работ. Домашние задания по лабораторным работам (самостоятельная работа) необходимо контролировать на каждом последующем занятии. Для обработки данных измерений ширины годичных колец (скользящее сглаживание средних величин, расчет относительных индексов и т.д.) рекомендуется использовать прикладные программы для персональных ЭВМ.

10

5. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература

1. Матвеев С.М. Дендрохронология [Текст] : рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений /С.М. Матвеев, Д.Е. Румянцев ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – 2-е изд., перераб. и доп. – Воронеж, 2013. – 140 с. – Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.

Дополнительная литература

2.Матвеев С.М. Дендрохронология. Методика дендрохронологического анализа [Текст]: метод. указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 250100 – Лесное дело / С.М. Матвеев; ВГЛТА. - Воронеж, 2013. – 43 с. – Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.

3.Матвеев С.М. Дендрохронология. Методика дендрохронологического анализа [Текст]: метод. указания к выполнению контрольных работ для студентов заоч. формы обучения по направлению подготовки 250100 – Лесное дело / С.М. Матвеев; ВГЛТА. - Воронеж, 2013. – 19 с. – Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.

4.Битвинскас, Т.Т. Дендроклиматические исследования [текст] / Т.Т. Битвинскас. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 172 с.

5.Ловелиус, Н.В. Изменчивость прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий [текст] / Н.В. Ловелиус. - Л.: Наука, Ленингр. отд-ние, 1979.- 232 с.

6.Матвеев, С.М. Дендроиндикация динамики состояния сосновых насаждений Центральной лесостепи [текст] / С.М. Матвеев. – Воронеж: Изд-во ВГУ,

2003. – 272 с.

7.Методы дендрохронологии [текст]. Ч.I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: учеб.-метод. пособие / С.Г. Шиятов, Е.А. Ваганов, А.В. Кирдянов [и др.]. - Красноярск: КрасГУ, 2000. – 80 с.

8.Молчанов, А.А. Дендроклиматические основы прогнозов погоды. М.: Наука,

1976. - 168 с.

9.Румянцев, Д.Е. История и методология лесоводственной дендрохронологии [текст] / Д.Е. Румянцев. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2010. – 109 c.

10.Феклистов, П.А. Биологические и экологические особенности роста сосны в северной подзоне европейской тайги [текст] / П.А. Феклистов, В.Н. Евдокимов, В.М. Барзут.- Архангельск: ИПЦ АГТУ, 1997. - 140 с.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]