СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГОДИЧНЫХ СЛОЕВ НА СРЕЗЕ ДРЕВЕСНОГО РАСТЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК A01G23/00 

Изобретение относится к инженерной экологии и может быть использовано при экологическом мониторинге территории с древесными растениями, на срезах стеблей которых измеряются количество годичных слоев и ширина каждого годичного кольца. Изобретение может быть также использовано в лесной таксации при измерении годичных слоев молодых лесных деревьев, а также при физиологических и иных исследованиях веток и побегов деревьев.

Известен способ измерения годичных колец на поверхности спила 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 действия по измерению диаметра ствола сваленного модельного дерева мерной вилкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, взятие спилов в виде кружков, разметка на кружках линий геодезического направления С-Ю, маркировка и доставка кружков, подсчет числа годичных колец по всему сечению или в каждом сантиметре периферии спила визуально.

Недостатком известного способа является трудность измерения числа годичных слоев и ширины годичных колец из-за их малых размеров у молодых деревьев, ветвей и побегов, а также поросли ивы.

Известен также способ измерения годичных колец на спиле древесного ствола (см., например, учебник: Н.П.Анучин. Лесная таксация. Изд-е 5-е, доп. - М.: Лесная промышленность, 1982. - С.424-426), включающий измерение диаметра ствола в двух взаимно перпендикулярных плоскостях мерной вилкой, взятие спилов в виде кружков, нанесение на выпиленных кружках отметок о северной и южной сторонах, 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 способа также является трудность измерения числа годичных слоев и ширины годичных колец на сечениях ствола, ветви или на многолетнем побеге и поросли при малой ширине годичных колец.

Технический результат - упрощение процесса измерений и повышение точности подсчета числа годичных слоев и точности измерений ширины годичных колец на сечениях древесных растений.

Этот технический результат достигается тем, что способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения, включающий нанесение на выпиленных образцах отметок о северной стороне, придание отметок о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного образца, причем обозначения делают на несколько сглаженной части образца, а торцевые поверхности образцов используют для подсчета годичных колец и измерения ширины годичных слоев, отличающийся тем, что на крупных элементах древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливают образец в виде кружка с двумя срезами под углом, а на элементах древесного растения малых диаметров на одном конце образца выполняют, по меньшей мере, один срез под острым углом, а на втором конце выполняют один срез под прямым или острым углом к продольной оси элемента древесного растения, причем на боковой и торцовой поверхностях у выпиленных образцов около тупого конца делают отметки о номере пробной площади, модельного тонкомерного дерева или другого древесного растения и отпиленного от элемента древесного растения образца, поверхности заостренных концов выпиленных отрезков элемента древесного растения используют для подсчета числа годичных слоев и измерения ширины годичных колец, причем фактическую ширину годичных колец вычисляют по измеренной на поверхности заостренного конца образца ширине годичного кольца с учетом острого угла к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня.

На крупных элементах древесного растения образец в виде кружка выпиливают с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня толщиной, несколько большей толщины кружка, выпиленного под прямым углом.

При ориентации относительно северной стороны острый угол ориентируют относительно направления север - юг.

При ориентации относительно северной и других трех геодезических направлений острый конец образца выполняют в виде четырехгранной пирамиды.

Для измерения в произвольной ориентации и повышения точности сопоставления различных сторон образца острый конец образца выполняют конусообразным.

На рассеянно-сосудистых древесных растениях перед измерениями поверхности заостренного конца образца натирают тальком.

Острый угол α принимают в пределах от 10 до 30 градусов, а фактическую ширину b годичного кольца вычисляют по измеренному значению b_α через соотношение b=b_αsinα.

Образец в виде кружка двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливают при диаметре элемента древесного растения не менее 16 см, а при меньшем диаметре выполняют срезы на одном конце образца под острым углом.

Если древесное растение медленно растущее или быстрорастущее древесное растение находится в трудных условиях произрастания, то кружок выпиливают с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня при их диаметрах более 16 см.

Сущность технического решения заключается в том, что для увеличения размера ширины годичного кольца в два и более раз измеряемому срезу древесного растения придают наклон под острым углом. Технически нетрудно отпилить образец (с использованием кондуктора), например, со ствола тонкомерного модельного дерева, взятого в древостое молодняка при изучении процессов осветления и прочисток леса под углом меньше 10 градусов. Тогда ширина годичного кольца возрастет в несколько раз, а сами слои будут заметны на наклонной к продольной оси ствола деревца поверхности.

Положительный эффект заключается в том, что впервые появляется возможность исследования спилов и на молодых деревцах. А также на кустарнике и многолетних побегах. Известные способы выпиливания кружка были ориентированы на стволы деревьев диаметром более 16 см. Особенно предлагаемый способ будет эффективным при изучении годичных слоев медленно растущих деревьев, имеющих тонкие годичные слои, мало заметные на цилиндрических кружках.

Существенной новизной является то, что наклон среза к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня дополняет существующий способ (он будет и в дальнейшем эффективен на крупных сечениях со значительными размерами ширины годичных колец) и позволяет перейти к изучению молодых деревьев, кустов, многолетних побегов и корней, а также медленно растущих видов деревьев.

В связи с этим техническое решение обладает существенными признаками новизны, положительным эффектом в лесной таксации в инженерной экологии. Из научно-технической и патентной литературы материалов, порочащих новизну предлагаемого способа, не обнаружено.

На фиг.1 приведена условная схема образца, вид сбоку на срез под острым углом; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - острый конец образца с двумя поверхностями; на фиг.4 - острый наконечник образца для измерения годичных слоев с четырьмя сторонами в виде четырехгранной пирамиды; на фиг.5 - вид по стрелке Б на фиг.4 с указанием четырех основных геодезических направлений; на фиг.6 приведена схема конусообразного наконечника образца; на фиг.7 приведена схема кружка, выпиленного с двумя параллельными наклонными срезами.

Способ измерения годичных колец на срезе древесного растения включает такие действия.

Вначале выбирается древесное растение для изготовления образца 1.

Из различных элементов древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливаются черновые заготовки образцов. На выпиленных образцах наносят отметки о северной стороне, о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного образца, причем обозначения делают на несколько сглаженной части образца, а торцевые поверхности затем обрабатывают механическими способами резания и готовые чистовые образцы используют для подсчета годичных колец и измерения ширины годичных слоев.

Затем на образце под углом α изготовляется срез 2 для измерения числа годичных слоев и ширины годичных колец. При необходимости этот срез зачищается и натирается тальком для проявления годичных колец и рассеянно-сосудистых растений. На сечениях диаметром менее 16 см выпиливаются кружки с двумя параллельными срезами (фиг.7). Фактическая ширина b годичного кольца вычисляется по измеренному значению b_α через соотношение b=b_αsinα. Если дерево медленно растущее или быстрорастущее дерево находится в трудных условиях произрастания, то годичные слои тонкие, поэтому кружок по схеме на фиг.7 выпиливается и при диаметрах более 16 см.

Способ измерения годичных слоев среза древесных растений реализуется, например, при измерении годичных слоев стволов молодых модельных деревьев следующим образом.

На пробной площади, заложенной в молодняке леса, или вне ее (при постоянных пробных площадках), выбирают модельное дерево. Его затем валят спиливанием около корневой шейки, обрубают ветви и сучья, а после этого раскряжевывают на образцы в виде черновых заготовок, например, длиной 0,5 м. Эти отрезки ствола имеют диаметр 4-12 и более см. До распиловки на намеченных к измерениям отрезках ствола деревца отмечают северную сторону.

Затем на боковой и торцовой поверхностях у выпиленных образцов около тупого конца делают отметки о номере пробной площади, модельного тонкомерного дерева и отпиленного от элемента древесного растения образца.

Образец в виде кружка двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливают при диаметре элемента древесного растения не менее 16 см, а при меньшем диаметре выполняют срезы на одном конце образца под острым углом.

На образцах 1 отмечают верхний и нижний (по ориентации относительно направления от комля к кроне) концы. Каждому образцу придают отметки о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного образца. Причем обозначения делают на несколько сглаженной боковой и торцовой поверхности верхней части образца. А нижние части образцов в камеральных условиях используют для подсчета числа годичных слоев и измерения ширины годичных колец.

Если годичные кольца на торце, расположенном под углом 90° к продольной оси ствола молодого дерева, вполне заметны и измеряемы, то выполняют измерения по прототипу. Если же годичные слои тонки и не измеряемы без применения микроскопа, то срезы выполняют по предлагаемому способу.

Для этого нижний конец каждого образца 1 заостряют под углом α. При этом могут быть изготовлены один (фиг.1), два (фиг.3), четыре (фиг.4 и фиг.5) и даже восемь срезов 2 у заостренного конца образца. При необходимости может быть изготовлен конусообразный срез (фиг.6), который наиболее полно раскрывает вокруг образца все годичные слои.

Для повышения наглядности годичных колец и слоев у рассеянно-сосудистых пород деревьев срезы 2 натирают тальком. Это проявляет клеточную структуру на срезах.

Затем измеряют число годичных слоев и измеренную ширину b_α каждого годичного кольца. По результатам измерений вычисляется фактическое значение ширины b годичного кольца (толщины годичного слоя) по формуле b=b_αsinα.

Эффективность нового способа проявляется в том, что появляется возможность измерения годичных слоев и годичных колец у маломерных древесных растений и их элементов (стволы, ветви, корни). Это существенно дополняет существующую практику лесной таксации, которая ныне занимается только средневозрастными, приспевающими, спелыми и переспелыми деревьями.

Предлагаемый способ применим при оценке молодняков леса, а также при экологической оценке территории отдельными деревцами и кустарником, а также многолетними порослями ивы, березы и осины. Кроме этого, предлагаемый способ применим также при измерениях годичных слоев и колец у тех средних и крупномерных модельных деревьев, у которых из-за различных биологических и иных причин (генотипических, фенотипических или экологических) медленно нарастают древесные клетки и поэтому формируются тонкие годичные слои.

Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения включает нанесение на выпиленных образцах отметок о северной стороне, придание отметок о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного образца, причем обозначения делают на несколько сглаженной части образца. Торцевые поверхности образцов используют для подсчета годичных колец и измерения ширины годичных слоев. На крупных элементах древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливают образец в виде кружка с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения. На элементах древесного растения малых диаметров на одном конце образца выполняют, по меньшей мере, один срез под острым углом, а на втором конце выполняют один срез под прямым или острым углом к продольной оси элемента древесного растения, причем на боковой и торцовой поверхностях у выпиленных образцов около тупого конца делают отметки о номере пробной площади, модельного тонкомерного дерева или другого древесного растения и отпиленного от элемента древесного растения образца. Поверхности заостренных концов выпиленных отрезков элемента древесного растения используют для подсчета числа годичных слоев и измерения ширины годичных колец. Фактическую ширину годичных колец вычисляют по измеренной на поверхности заостренного конца образца ширине годичного кольца с учетом острого угла к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня. Технический результат - упрощение процесса измерений и повышение точности подсчета числа годичных слоев и точности измерений ширины годичных колец на сечениях древесных растений. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения, включающий нанесение на выпиленных образцах отметок о северной стороне, придание отметок о номерах пробной площади, модельного дерева и отпиленного образца, причем обозначения делают на несколько сглаженной части образца, а торцевые поверхности образцов используют для подсчета годичных колец и измерения ширины годичных слоев, отличающийся тем, что на крупных элементах древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливают образец в виде кружка с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения, а на элементах древесного растения малых диаметров на одном конце образца выполняют, по меньшей мере, один срез под острым углом, а на втором конце выполняют один срез под прямым или острым углом к продольной оси элемента древесного растения, причем на боковой и торцовой поверхностях у выпиленных образцов около тупого конца делают отметки о номере пробной площади, модельного тонкомерного дерева или другого древесного растения и отпиленного от элемента древесного растения образца, поверхности заостренных концов выпиленных отрезков элемента древесного растения используют для подсчета числа годичных слоев и измерения ширины годичных колец, причем фактическую ширину годичных колец вычисляют по измеренной на поверхности заостренного конца образца ширине годичного кольца с учетом острого угла к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня.2. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что на крупных элементах древесного растения образец в виде кружка выпиливают с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня толщиной, несколько большей толщины кружка, выпиленного под прямым углом.3. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что при ориентации относительно северной стороны острый угол ориентируют относительно направления север - юг.4. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что при ориентации относительно северной и других трех геодезических направлений острый конец образца выполняют в виде четырехгранной пирамиды.5. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что для измерения в произвольной ориентации и повышения точности сопоставления различных сторон образца острый конец образца выполняют конусообразным.6. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что на рассеянно-сосудистых древесных растениях перед измерениями поверхности заостренного конца образца натирают тальком.7. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что острый угол α принимают в пределах от 10 до 30, а фактическую ширину b годичного кольца вычисляют по измеренному значению b_α через соотношение b=b_αsinα.8. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по п.1, отличающийся тем, что образец в виде кружка с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня выпиливают при диаметре элемента древесного растения не менее 16 см, а при меньшем диаметре выполняют срезы на одном конце образца под острым углом.9. Способ измерения годичных слоев на срезе древесного растения по пп.1 и 8, отличающийся тем, что, если древесное растение медленно растущее, или быстрорастущее древесное растение находятся в трудных условиях произрастания, то кружок выпиливают с двумя срезами под углом, отличным от прямого угла, к продольной оси элемента древесного растения в виде ствола, ветви или корня при их диаметрах более 16 см.