СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ЛЕСОПРИГОДНОСТИ ПОЧВОГРУНТОВ Российский патент 2003 года по МПК G01N33/24 A01G23/00 

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к типологии лесорастительных условий, и может быть использовано при оценке облесенных или предназначенных под сплошное облесение земель с недоступными для растений грунтовыми водами и неустойчивым атмосферным увлажнением.

Известен способ индикации почв по типу лесорастительных условий, включающий увлажнение, инкубацию, обработку почвы вытяжкой из листового спада различных древесных пород и идентификацию ее образцов по качеству водорослей (см. SU, авторское свидетельство 1247749, кл. G 01 N 33/24. Способ индикации почв по типу лесорастительных условий// Т.И. Алексахина и Э.А. Штина. Заявлено 09.06.1984, опубликовано 30.07.1986).

Реализация заявленного способа ограничена исследовательскими целями и лесными типами почв.

Известен также способ выделения типов леса и типов лесорастительных условий по богатству и влажности почв, включающий деление их на четыре группы А, В, С, Д, т.е. бедные, относительно бедные, относительно богатые и богатые по химическому плодородию, определяемому в основном по гранулометрическому составу корнеобитаемого слоя, а по влажности - на шесть групп 0, 1, 2, 3, 4, 5, т.е. очень сухие, сухие, свежие, влажные, сырые и мокрые, диагностируемые по положению в рельефе и глубине залегания грунтовой воды (см. Нестеров В. Г. Общее лесоводство. - М.-Л.: Гослесбумиздат, 1954. - С. 333-341).

Недостатком данного способа является то, что он позволяет получать лишь приблизительные - блоковые оценки лесорастительных свойств почвогрунтов, допускает субъективизм, недостаточно учитывает географическую изменчивость атмосферного увлажнения и его применение в основном ограничивается лесными природными зонами.

Наиболее близким к заявленному объекту способом того же назначения по совокупности признаков является способ определения лесопригодности почвогрунтов засушливой зоны по глубине залегания корненедоступных экранов - солевых, ортштейновых горизонтов и других, включающий деление почвогрунтов на четыре группы: 1 - нелесопригодные, 2 - условно лесопригодные, 3 - лесопригодные и 4 - вполне лесопригодные при глубине залегания экрана соответственно до 1 м, 1-2, 2-4 и более 4 м (см. Методические указания по изысканиям и проектированию мероприятий комплексного освоения песков юга и юго-востока европейской части СССР. -М., 1985. - С.16 и 57).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за ближайший аналог, также относится невысокая достоверность получаемых оценок в связи с тем, что недостаточно учитывается влияние на лесопригодность почвогрунта его водоудерживающей способности, плодородия, пространственной изменчивости атмосферного увлажнения, а также требовательность различных древесных пород к доступности и качеству водноминерального питания.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении достоверности оценки лесопригодности почвогрунтов в применении к конкретным лесным породам.

Эффект и технический результат, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, выражаются в достижении адекватности проектов лесохозяйственных мероприятий условиям лесопроизрастания, а следовательно, в повышении устойчивости к неблагоприятным воздействиям, производительности и долговечности искусственных лесонасаждений, снижении затратности проектно-изыскательских работ в области лесоразведения.

Указанный эффект и технический результат при осуществлении изобретения достигаются тем, что в известном способе оценки лесопригодности почвогрунтов, включающем определение глубины (мощности) корнеобитаемого слоя при не доступных для растений грунтовых водах, определяют комплексный показатель (Л), включающий показатель лесопроизводительности корнеобитаемого слоя (Лп), или питательной эффективности формирующегося в нем минимального запаса корнедоступной почвенной влаги, зависящий от годовой нормы атмосферных осадков, влагоемкости и плодородия почвогрунта, транспирационной активности лесообразующей породы (пород), и показатель стабильности увлажнения слоя (Лс), или изменчивости размера ежегодно формирующегося запаса почвенной влаги, зависящий от изменчивости годовой суммы осадков и влагоемкости слоя. Ли определяют по отношению запаса почвенной влаги, формирующегося под сомкнутым пологом лесонасаждения определенной породы (или группы пород) в наиболее засушливый год (3 п. в. min), к минимально допустимому влагопотреблению им за вегетационный период при условии сохранения жизнеспособности (Вп min), т.е.

Лп=3 п.в. min/Вп min.

Лс определяют по отношению запасов почвенной влаги, формирующихся под сомкнутым пологом лесонасаждения в наиболее засушливый (3 п.в. min) и наиболее влажный (3 п.в. mах) годы на одинаковом принятом уровне вероятности выпадения минимальной и максимальной годовых сумм осадков, т.е.

Лс=3 п.в. min/3 п.в. mах,
а Л - по среднепропорциональной величине двух показателей, т.е.

Лесопригодность почвогрунтов увеличивается прямо пропорционально увеличению значений Л. К лесопригодным под сплошное облесение определенной породы (группы пород), на которых сформировавшиеся лесонасаждения могут существовать без вмешательства человека, относят почвогрунты при значениях Лс, равных или больших значений коэффициента допустимого снижения влагопотребления лесонасаждением данной породы (группы пород) за вегетационный период (Кс), являющегося наследственным признаком, и значениях Лп, равных или больших 1, т. е. при Лс≥Кс, а Лп≥1. К условно лесопригодным, на которых сформировавшиеся насаждения могут длительное время существовать только при искусственном регулировании их водопотребления, при значениях Лс меньше значений Кс, а значениях Лп, равных или больших 1. К нелесопригодным относят почвогрунты при значениях Лп меньше 1.

Проведенный заявителем анализ уровня способов, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги способа, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Предложенные ближайшие аналоги для способа позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных способов и технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения. Результаты проверки показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня технологии и техники, в частности заявленным изобретением не предусматриваются известные преобразования.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательней уровень" по действующему законодательству.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Например, в степной зоне европейской территории России с нормой осадков от 300 до 500 мм/год нарушенные незасоленные песчаные, супесчаные и легкосуглинистые почвогрунты отводят под массивное облесение сосной обыкновенной. Лесопригодность их в различных условиях атмосферного увлажнения существенно отличается и нуждается в объективной оценке при планировании лесохозяйственных работ.

Толщину корнеобитаемого слоя у сосны на рассматриваемых почвогрунтах принимают равной 2 метрам, минимальный запас сырой хвои в насаждении (Хв), имеющем сомкнутый полог - 7,5 т/га, коэффициент допустимого снижения влагопотребления сосны (Кс) - 0,5, среднюю продолжительность жизни древостоев - 100 лет, а уровень значимости событий при расчете минимальных и максимальных годовых сумм осадков и запасов почвенной влаги - 5%.

Для выбранного участка почвогрунта по справочно-информационным источникам или иным путем определяют среднемноголетнюю годовую сумму (норму) атмосферных осадков (Ос, мм) и средневзвешенное содержание физической глины в верхнем двухметровом слое (Гл,%) и с помощью функций вычисляют значения 3 п. в. min, 3 п.в. мах и Вп min:
3 п.в. min=0,55 Ос+1,22 Гл-1,43 Хв-99,
3 п.в. maх=0,39 Ос+4,88 Гл-2,91 Хв+129,8,
Вп min=(-0,17 Ос-3,15 Гл+15,26 Хв+121,7)Кс.

А затем производят расчет Лп, Лс и Л, как было описано выше.

Например, в районах с нормой осадков 350, 450 и 550 мм/год для рыхлопесчаного почвогрунта. содержащего 1% (весовой) физической глины, 3 п.в. min будет равен соответственно 84, 139 и 194 мм. 3 п.в. mах - 250, 289, 328 мм. Вп min - 87, 78 и 70 мм. А Лп - соответственно 0,96, 1,78 и 2,77, Лс - 0,34, 0,48 и 0,59, Л - 0,57, 0,92 и 1,28. Следовательно, данный почвогрунт в районах с нормой осадков 350 мм/год и менее не пригоден для массивного облесения сосной (Лп меньше 1). В районах с осадками 450 мм/год - условно лесопригоден (Лс меньше Кс, равного 0,5, но Лп больше 1), а в районах с осадками 550 мм/год - лесопригоден (Лс больше Кс, а Лп больше 1).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий:
- заявленный способ предназначен для использования в лесном хозяйстве при определении пригодности почвогрунтов под массивное облесение;
- возможность осуществления изобретения достигается с помощью известных методов и средств; предложенный способ количественной оценки лесопригодности почвогрунтов обладает высокой достоверностью (объективностью);
- технический результат при использовании заявленного способа достигается при простоте получения оценочных критериев.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Способ количественной оценки лесопригодности почвогрунтов включает определение показателя лесопроизводительности корнеобитаемого слоя, показателя стабильности увлажнения осадками этого слоя и комплексного показателя. Показатель лесопроизводительности корнеобитаемого слоя определяют по отношению минимального запаса почвенной влаги, формирующегося под сомкнутым пологом лесонасаждения в наиболее засушливый год, к минимальному влагопотреблению лесонасаждением за вегетационный период, а показатель стабильности увлажнения слоя определяют по отношению минимального запаса почвенной влаги к ее максимальному запасу, формирующемуся под сомкнутым пологом лесонасаждения в наиболее влажный год, после чего комплексный показатель определяют по среднепропорциональной величине двух показателей. Способ может использоваться в лесном хозяйстве, в частности при оценке предназначенных под сплошное облесение земель с недоступными грунтовыми водами и неустойчивым атмосферным увлажнением. Способ направлен на повышение достоверности оценки лесопригодности почвогрунтов в применении к конкретным лесным породам.

Способ количественной оценки лесопригодности почвогрунтов, включающий определение показателя лесопроизводительности корнеобитаемого слоя, показателя стабильности увлажнения осадками этого слоя и комплексного показателя, отличающийся тем, что лесопроизводительность корнеобитаемого слоя определяют по отношению минимального запаса почвенной влаги, формирующегося под сомкнутым пологом лесонасаждения в наиболее засушливый год, к минимальному влагопотреблению лесонасаждением за вегетационный период, а показатель стабильности увлажнения слоя определяют по отношению минимального запаса почвенной влаги к ее максимальному запасу, формирующемуся под сомкнутым пологом лесонасаждения в наиболее влажный год, после чего комплексный показатель определяют по среднепропорциональной величине двух показателей.