УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ПРИРОСТНОГО ИНДИКАТОРА В ВИДЕ СТЕРЖНЯ С ЗАОСТРЕННЫМ КОНЦОМ В РАБОЧЕЙ ТОЧКЕ Российский патент 2009 года по МПК A01G23/00 B27G15/00 

Изобретение относится к лесному хозяйству (дендрометрия в лесоведческих, лесохозяйственных, лесозащитных, лесотаксационных целях, лесной мониторинг), в частности к устройствам для установки приростного индикатора в виде стержня с заостренным концом в рабочей точке, и может быть преимущественно использовано как техническое средство для выполнения подготовительных работ на лесных участках (установка индикаторов в исходное стартовое положение) и последующего проведения, на этой основе, периодических системных наблюдений, за динамикой декадных, месячных, сезонных, а также годичных или многолетних радиальных приростов деревьев в лесных массивах.

Уже известен ряд дендрометрических инструментов и технических приспособлений - аналогов заявленного устройства, используемых специалистами лесного хозяйства и лесоустроителями в практических целях. В их числе самыми распространенными являются приростной бурав Пресслера, финский возрастной бурав, приростной молоток. Все они предназначены для измерения годичных приростов деревьев в толщину методом взятия из древесных стволов проб в виде кернов цилиндрической формы и последующего измерения ширины годичных колец.

Приростной бурав Пресслера представляет собой пустотелую трубку, имеющую с одного конца винтовую нарезку. Другой конец трубки четырехгранной формы вставлен в поперечные отверстия второй трубки, которая служит ручкой бурава и вместе с тем его футляром.

Сечение полости трубки, ввинчиваемое в ствол дерева, коническое, обращено расширенным концом к рукоятке бурава. При ввинчивании приростного бурава в ствол дерева в полость трубки входит керн древесины цилиндрической формы. Благодаря коническому сечению, находящийся в трубке керн древесины при вывинчивании бурава удерживается в нем.

Чтобы оторвать керн от ствола, между ним и стенками бурава вставляют узкую стальную пластинку с мелкими зубчиками.

После того, как бурав вывинчен из ствола дерева, при помощи пластинки извлекают из полости трубки цилиндрик древесины (пробу). На обратной стороне пластинки обычно нанесены сантиметровые и миллиметровые деления, которые служат для измерения годичных слоев.

Для взятия глубоких проб (до середины диаметра ствола) применяют финский возрастной бурав, а для извлечения из ствола дерева проб маленького размера (от 3 до 5 годичных колец) используют приростной молоток.

Молотком ударяют по дереву с таким расчетом, чтобы острый наконечник молотка вошел в ствол в радиальном направлении. В этом случае в полость наконечника врезается цилиндрик древесины. Вытащив приростной молоток из дерева, цилиндрик древесины с помощью спицы или гвоздя выталкивают из полости наконечника через противоположный конец молотка (А.П.Анучин, акад. ВАСХНИЛ, Лесная таксация, Изд-во «Лесная промышленность», М., 1971, с.55-56).

Общим существенным недостатком указанных технических средств является то, что при взятии с их помощью из ствола дерева проб (кернов), на древесном стволе остаются механические повреждения в виде открытых ран, через которые в ствол могут свободно проникать патогенные микроорганизмы и стволовые вредители леса, способные вызвать болезнь и гибель не только отдельных деревьев, но и всего лесного насаждения. Кроме того, наблюдение за динамикой прироста деревьев в толщину связано с необходимостью взятия все новых и новых проб из древесного ствола, что адекватно увеличит вероятность поражения деревьев грибными, бактериальными и вирусными болезнями, а это в условиях современной плохой экологии - недопустимо.

Перечисленные выше технические средства - аналоги вряд ли обеспечат сравнимость результатов измерений, так как повторные пробы древесины будут взяты из новых мест древесного ствола, радиальные приросты в которых, очевидно, нельзя сопоставлять между собой. И последнее: использование приростных, тем более финских возрастных буравов, требует значительных затрат рабочего времени и физических сил, особенно при взятии проб из деревьев твердолиственных пород (дуб, граб, ильм, вяз, берест, бук и др.). Практический опыт их использования показал, что эти дорогостоящие и сложные в изготовлении инструменты часто ломаются.

Еще известно устройство для измерения прироста деревьев по толщине, содержащее приростной индикатор для фиксирования и расчета величины радиальных приростов, выполненный в виде стержня с заостренным концом во избежание нанесения существенных повреждений тканям ствола при установке приростного индикатора в исходную позицию, включающее корпус с направляющей (сквозное отверстие) для индикатора в виде стержня с заостренным концом.

Это устройство выбрано в качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения. Оно содержит корпус со сквозным направляющим отверстием для стержня, подпружиненный относительно корпуса с возможностью перемещения стержень и фиксирующие элементы для закрепления корпуса на дереве.

Устройство-аналог позволяет производить непрерывную регистрацию суточных колебаний толщины ствола дистанционным способом (на удалении 1-2 км от ствола наблюдаемого дерева). По характеру колебаний исследователи могут оценить физиологические показатели дерева в связи с различными факторами (водный режим растений, температура и др.), а также вычислить величину сезонного радиального прироста. Российский патент SU 1209098 A (ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БОТАНИКИ ИМ. В.Ф.КУПРЕВИЧА), 07.02.1986 (1).

Недостатками данного аналога являются:

- сложность конструкции;

- потребность в наличии автономного источника напряжения;

- нанесение повреждений тканям ствола исследуемого дерева (двумя гвоздями) при закреплении на нем корпуса устройства фиксирующими элементами;

- наличие излучателя и приемников излучения;

- дороговизна изготовления и большие затраты времени на установку устройства на дереве;

- ограниченная возможность получения информации о радиальном приросте деревьев (используется исключительно в пределах вегетационного периода!),

- невозможность измерять прирост деревьев диаметром менее 8 см;

- затруднительность использования (по экономическим соображениям) для проведения массовых наблюдений (работа на пробных площадях в лесных массивах).

Целью заявленного изобретения является: снижение трудоемкости работ, при выполнении подготовительных операций (установка индикатора в стартовую позицию), обеспечение возможности ведения последующих наблюдений за динамикой радиального прироста деревьев в лесных насаждениях, а также устранение отмеченных выше недостатков устройств-аналогов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения прироста деревьев по толщине (SU 1209098 A, 07.02.1986), содержащем корпус с направляющей для индикатора в виде стержня с заостренным концом, подпружиненный относительно корпуса с возможностью перемещения стержень (индикатор) и фиксирующие элементы для закрепления корпуса на гвоздях, введенных в ствол исследуемого дерева, предусмотрены следующие отличия.

Предлагаемое устройство содержит корпус с выполненным по продольной осевой сквозным отверстием для размещения штока с глухим отверстием под индикатор в виде стержня с заостренным концом, отличается по конструкции, стоимости изготовления, принципу работы позволяет устанавливать неограниченное (требуемое) количество индикаторов с минимальными затратами труда и времени, а также проводить (после установки индикатора в стартовую позицию) периодические круглогодичные наблюдения за динамикой радиального прироста насаждений в течение десятилетий.

Техническая сущность и принцип действия устройства для установки приростного индикатора в виде стержня с заостренным концом в рабочей точке (далее по тексту - устройство) поясняются чертежами, на которых фиг.1 - общий вид с продольным разрезом предложенного устройства, фиг.2 - сечение по А-А устройства.

Перечень обозначений на чертежах.

1 - корпус устройства

2 - передний (опорный) бурт 2 корпуса 1

3 - задний бурт 3 корпуса 1

4 - сквозное отверстие 4 корпуса 1

5 - шток 5 устройства

6 - передний торец 6 штока 5

7 - головка 7 штока 5

8 - торец головки 8 штока 5

9 - глухое отверстие 9 штока 5 для установки индикатора незаостренным концом до упора в днище 10

10 - днище глухого отверстия 10 штока 5

11 - приростной индикатор 11 устройства

12 - заостренный конец 12 приростного индикатора 11.

Предложенное устройство содержит корпус 1, усиленный буртами с передней и с задней стороны, передний (опорный) бурт 2 корпуса 1, задний бурт 3 корпуса 1, сквозное отверстие 4 корпуса 1, выполненное соосно с его продольной осевой для установки штока 5, шток 5, передний торец 6 штока 5, головка 7 штока 5, торец головки 8 штока 5, глухое отверстие 9 штока 5 для установки индикатора, днище глухого отверстия 10 штока 5, приростной индикатор 11, заостренный конец индикатора 12.

Индикаторы 11 при помощи корпуса 1 и штока 5 устанавливают на всех стволах испытуемых деревьев в стартовую (исходную) позицию на весь период наблюдения (от 10 до 15 и более лет). Осуществляется это способом принудительного внедрения (заглубления) индикаторов в древесный ствол.

Описанным выше устройством пользуются следующим образом. Охватив рукой корпус 1 между буртами 2 и 3, в сквозное отверстие корпуса 4 со стороны заднего бурта 3 корпуса 1 вставляют шток 5 и подают его до отказа. Удерживая шток 5 с корпусом 1 торцом 6 штока 5 вверх, вставляют приростной индикатор 11 в глухое отверстие 9 штока 5 заостренным концом 12 индикатора 11 наружу. Вслед за этим, острие 12 индикатора 11 с корпусом 1 и штоком 5 направляют перпендикулярно образующей ствола дерева в намеченную точку и, подав корпус 1 со штоком 5 и приростным индикатором 11 вперед - до соприкосновения острия 12 индикатора 11 с выбранной на дереве рабочей точкой, ударом молотка по торцу 8 головки 7 штока 5 вбивают (внедряют) приростной индикатор в стволы исследуемых деревьев. Убрав от приростного индикатора корпус 1 со штоком 5, приступают к аналогичной работе с другими деревьями.

С момента принудительного внедрения приростного индикатора в ствол дерева, т.е. установки его в стартовую позицию, приростной индикатор начнет в автоматическом режиме непрерывно фиксировать величины текущих радиальных приростов дерева (декадные, месячные, сезонные, годичные и так далее).

Первоначальное числовое значение величины радиального прироста дерева определяют как разность между величиной части индикатора 11, выступающей из древесного ствола (она лимитируется глубиной глухого отверстия 9 штока 5 устройства и заведомо известна исполнителям работы), и ее величиной в период наблюдения.

Регулярные периодические наблюдения, расчет и сопоставление результатов периодических наблюдений позволят лесоводам получить достоверную информацию о динамике радиальных приростов (дерева, группы деревьев, насаждения, лесного массива). Это, в свою очередь, даст возможность ранней диагностики состояния древесной растительности и принятия необходимых лесохозяйственных мер, направленных на улучшение условий жизни леса и повышение его продуктивности.

Устройство включает корпус со сквозным отверстием и имеет шток с глухим отверстием для индикатора. Шток установлен в сквозное отверстие корпуса со стороны его заднего бурта. Конструкция позволит повысить экологичность выполняемых работ по определению последовательных численных значений величин радиальных приростов дерева за тот или иной промежуток времени, обеспечит возможность ранней диагностики состояния деревьев и насаждений, что будет способствовать своевременному принятию мер по оздоровлению леса. 2 ил.

Устройство для установки приростного индикатора в виде стержня с заостренным концом в рабочей точке, включающее корпус со сквозным отверстием, отличающееся тем, что устройство имеет шток с глухим отверстием для индикатора, причем шток установлен в сквозное отверстие корпуса со стороны его заднего бурта.