Способ оценки механической устойчивости древесных растений в возрасте 26-75 лет в городской среде Российский патент 2025 года по МПК A01G23/00 

Изобретение относится к лесному хозяйству, может быть использовано для оценки механической устойчивости растительного организма и применяться при планировании мероприятий по озеленению городских территорий с целью создания высокоустойчивых насаждений. Использование в качестве критерия механической устойчивости параметра жесткости на изгиб ствола деревьев позволяет оценить их механическую устойчивость в условиях антропогенной нагрузки. Заявляемое изобретение направлено на ускорение методики оценки механической устойчивости древесных растений к действию динамических и статических нагрузок, а также при подборе древесных растений для создания высокоустойчивых древостоев в условиях антропогенного загрязнения.

В условиях современного города, подбор древесных растений с учетом их сопротивления динамическим (ветровые нагрузки) и статическим (снег, оледенение, дополнительная масса) нагрузкам является актуальной темой. Широколиственные породы деревьев, такие как дуб, липа, клен, ясень обладают высокими биоэкологическими показателями (например, продуцирующая способность и объем фитомассы), однако в условиях антропогенного загрязнения, устойчивость растительных ценозов и их свойства могут существенно изменяться. Изменяется также морфометрия ствола и архитектоника кроны дерева, эти параметры напрямую связаны с механической устойчивостью целого растения. Поэтому помимо классических дендрологических параметров (засухоустойчивость, морозоустойчивость, устойчивость к аэрополлютантам и т.д.) при подборе растений для озеленения территорий вдоль автомагистралей, необходимо учитывать и их механические свойства.

Основным параметром, отражающим сопротивление дерева к изгибам, вызванным ветровыми нагрузками, или снежными/ледяными бурями является параметр EI - в данном случае жесткость на изгиб ствола дерева. Для планировки долгосрочных механически устойчивых насаждений необходимо понимать, какие насаждения формировать, и как такие насаждения смогут справляться с нагрузками в условиях действия антропогенного загрязнения.

Существует метод оценки аварийности деревьев с помощью изучения возраста растения, его морфометрических параметров (d и l исследуемых частей растения), угла наклона ствола, балла жизненного состояния по Савельевой, морфологических повреждений ствола, наличия морфогенетических и экзогенных повреждений листовой пластинки, заселенности ствола вредителями, наличия дупел, ветровой особенности и нагруженности данного участка местности, режима посещения территории (рекреационная нагрузка), направления возможного падения, длины участка здоровой древесины на керне, процента ядровой гнили, а также теоретически рассчитанной механической устойчивости дерева к статическим и динамическим нагрузкам (Корниенко В.О., Приходько С.А. Новый методический подход к оценке механической устойчивости зеленых насаждений в городской среде / Корниенко В.О., Приходько С.А. // Самарский научный вестник. - 2018. - Т. 7. №2 (23). - С. 72-77.). Недостатком метода является время эксперимента и квалификация специалиста, который будет выполнять данные операции, а также методика оценки механической устойчивости не описана в полной мере, для понимания какое же из растений механически устойчиво, а какое нет.

Также в литературе описана оценка механической устойчивости деревьев некоторых видов: Quercus robur L., Quercus rubra L. (Kharchenko, N. N. Mechanical resistance of Quercus robur L. At the environmental boundary of the species distribution in the steppe / N. N. Kharchenko, V. N. Kalaev, V. O. Kornienko // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2021). - 2021. - Vol. 875. - N 1. - P. 012049; Корниенко В.О., Нецветов М.В. Влияние отрицательных температур на механическую устойчивость дуба красного {Quercus Rubra L.). / В.О. Корниенко, М.В. Нецветов // Промышленная ботаника. - 2013. - Вып. 13. - С. 180-186; Корниенко В.О. Экологическое значение биомеханических свойств Quercus robur L. и Quercus rubra L. в городских насаждениях / Корниенко В.О. // Актуальные вопросы биологической физики и химии. - 2017. - Т. 2. №1. - С. 37-40.) и Betula pendula Roth (Korniyenko V.O. Impact of Natural Climate Factors on Mechanical Stability and Failure Rate in Silver Birch Trees in the City of Donetsk / Korniyenko V.O., Kalaev V.N. // Contemporary Problems of Ecology. - 2022. - V. 15, №. 7. - P. 806-816.). Для дуба черешчатого и красного, а также березы повислой была оценена механическая устойчивость растений к температурным явлениям. Установлено, что наиболее подвержены обломам те деревья, у которых значения высоты (Н) приближенны к критически допустимым (H_cr), а также минимальным значением диаметра ствола (d). Критическим фактором при деформации или облому ствола является циклические изменения температуры и как следствие модуля упругости. Недостатком работы, является отсутствие данных по связи механических параметров с состоянием растения и оценки устойчивости дерева, в зависимости от полученного показателя жесткости на изгиб. В работах установлено, что в первую очередь подвержены деформациям и обломам деревья с минимальным отношением диаметра ствола к его высоте (d/l). Риску деформации или облому под действием собственного веса подвержены молодые растения с высотой ствола более 2 м и наиболее тонкие угнетенные взрослые растения. Недостатком в работах является отсутствие критериев оценки механической устойчивости стволов деревьев, а также связи параметра жесткости на изгиб для деревьев в возрасте 26-55 лет, т.е. тех, которые приближены к критическому возрасту в условиях промышленных городов.

В литературе известен способ определения рейтинга вида пород для плана озеленения (Патент №2558212 С2 Российская Федерация, МПК A01G 23/00. Способ определения рейтинга вида пород для плана озеленения: №2558212: заявл. 14.06.2013: опубл. 27.07.2015 Бюл. №21 / Санаев В.Г., Давыдов В.Ф., Комаров Е.Г., Полещук О.М.; патентообладатель государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" (ГОУ ВПО «МГУЛ»). - 11 с: ил.), в котором исследовали 17 видов деревьев с использованием технических средств, позволяющих составить рейтинг древесных пород по их биоэкологическим свойствам в условиях техногенеза. Недостатком способа является довольно сложная и громоздкая методика выполнения работы, связанная с технической частью и методикой исследований (цифровой видеокамерой, цифровым видеоспектрометром, высотомером, счетчиком совокупности параметров, определяющих объем продуцирующей кислород биомассы каждого вида растений: площади сечения кроны S, м², густоты кроны как средневзвешенной пространственной частоты F_cp [1/м] функции сигнала ее изображения I (х, у), цветности кроны как средневзвешенной длины волны коэффициента спектральной яркости, средней высоты h [м] насаждения данного вида относительного числа здоровых Ni деревьев к общему их количеству N данной породы, нормирование измеренных показателей относительно их значений для эталонных участков, ранжирование показателей по мере убывания их значимости в объеме продуцирующей фитомассы, вычисление функции рейтинговой оценки R_i как средневзвешенной суммы относительных показателей каждого вида породы).

Наиболее близким к заявляемому изобретению - прототипом является способ оценки механической устойчивости березы повислой в городской среде (Патент №2759762 С1 Российская Федерация, МПК A01G 23/00, A01G 7/00. Способ оценки механической устойчивости березы повислой в городской среде: №2020141899: заявл. 17.12.2020: опубл. 17.11.2021, Бюл. №32 / Корниенко В.О., Калаев В.Н.; патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ"). - 11 с: ил.), в котором для оценки механической устойчивости используются значения отношения диаметра к длине органов растения дуба черешчатого, а затем этот показатель сравнивается со значением 0,01, выше которого механическая устойчивость имеет высокие значения и низкую аварийность, в противном случае растение считается механически не устойчивым с высокой аварийностью. В качестве параметров механической устойчивости приводят критическую массу, относительное сопротивление изгибу и жесткость на изгиб, которые коррелирует с морфометрическим маркером d/l. В прототипе, в основном, методика направлена на оценку аварийности и устойчивости скелетных ветвей, а также понимании экологических последствий после потери механической устойчивости при действии нагрузок определенной массы. В способе раскрыта зависимость механической устойчивости ствола березы повислой от показателя жесткости на изгиб, где при значениях Log 10 (Е1)=4-4,845 Н⋅м² дерево принимается как механически неустойчивое, а при Log 10 (Ei)=5,6-7 Н⋅м² - механически устойчивое. Недостатком метода является то, что он направлен на оценку устойчивости только одного вида березы повислой, и, таким образом, невозможно оценить степень механической устойчивости деревьев разных видов по данной методике или с его помощью подобрать для озеленения растения, которые будут формировать высокоустойчивые древостой. Также способ отлично работает на скелетных ветвях, у которых легко измерить диаметр и длину, что же касается работ по оценке устойчивости самого дерева и вида в целом, то такие исследования уже затруднительны и требуют точного измерения высоты дерева (что влечет за собой трату на дорогое оборудование, например, электронный высотометр) и не возможны к использованию для ранжирования пород деревьев по степени устойчивости.

Задача настоящего изобретения - разработка быстрого способа оценки механической устойчивости 19 видов деревьев в условиях антропогенного загрязнения по одному измеренному параметру.

Технический результат настоящего изобретения заключается в оценке экспрессным способом механической устойчивости стволов 19 видов деревьев в возрасте 26-75 лет (III и IV возрастной класс согласно Чистяковой с соавторами (1989) (Чистякова А.А., Заугольнова Л.Б., Полтинкина И.В. Диагнозы и ключи возрастных состояний лесных растений. Деревья и кустарники. М.: Прометей., 1989 - 102 с.), на территориях с антропогенной нагрузкой по одному измеренному морфометрическому параметру - диаметру ствола дерева и рассчитанному параметру механической устойчивости - Log 10 EI (десятичного логарифма жесткости на изгиб ствола дерева).

Технический результат достигается тем, что в способе оценки механической устойчивости древесных растений в возрасте 26-75 лет в городской среде, включающем измерение с помощью мерной вилки морфометрического параметра - диаметра основания ствола дерева; определение радиуса ствола и вычисление значения параметра механической устойчивости - десятичного логарифма жесткости на изгиб ствола дерева (Log 10 EI) на любом вычислительном устройстве для установления значения показателя, определение вида дерева, согласно изобретению, дополнительно определяют возраст дерева, измеряют диаметр основания ствола у дерева вида Acer campestre L., Acer negundo L., Acer platanoides L., Acer pseudoplatanus L., Acer saccharinum L., Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh., Gleditschia triacanthos L., Morus alba L., Populus bolleana Lauche, Populus balsamifera L., Populus simonii Populus nigra L., Quercus robur L., Robinia pseudoacacia L., Tilia cordata Mill, или Ulmus laevis Pall., при расчете показателя десятичного логарифма жесткости на изгиб используют значения модуля упругости древесных тканей древесных растений в возрасте 26-75 лет для вида Acer campestre L. - 2,13 ГН/м², для Acer platanoides L. - 3,39 ГН/м², для Acer saccharinum L. - 2,31 ГН/м², для Acer negundo L. - 1,32 ГН/м², Acer pseudoplatanus L. - 2,47 ГН/м², для Aesculus hippocastanum L. - 2,64 ГН/м², для Betula pendula Roth - 5,03 ГН/м², для Fraxinus lanceolata Borkh. - 2,31 ГН/м², для Fraxinus excelsior L. -2,24 ГН/м², для Gleditschia triacanthos L. 4,41 ГН/м², для Morus alba L. - 2,10 ГН/м², для Populus nigra L. - 2,54 ГН/м², для Populus bolleana Lauche - 1,45 ГН/м², для Populus balsamifera L. - 1,41 ГН/м², для Populus simonii -2,19 ГН/м², для вида Quercus robur L., равного 5,16 ГН/м², для Robinia pseudoacacia h. - 4,35 ГН/м², для 77/za cordata Mill - 3,13 ГН/м², а для Ulmus laevis Pall. - 2,49 ГН/м²; полученные значения Log 10 EI сравнивают со значением 6,0 Н⋅м², при значении Log 10 EI>6,0 Н⋅м² дерево считается механически высокоустойчивым, при Log 10 EI<6,0 Н⋅м² - считается низкоустойчивым к действию динамических (ветра, снежных и ледяных бурь) и статических (собственного веса, оледенения, налипания снега, присутствия животных как дополнительной нагрузки или других растений и т.д.) нагрузок в условиях антропогенного загрязнения промышленных городов.

Так, например, для деревьев Robiniapseudoacacia L. возрастом 45-50 лет, при значении Log 10 EI=6,61 Н⋅м² деревья относят к высокоустойчивым, а деревья вида Aesculus hippocastanum L. такого же возраста со значением параметра десятичного логарифма жесткости на изгиб равным 5,37 Н⋅м² к низкоустойчивым. Для группы растений, которую мы выделили как низкоустойчивые виды в условиях антропогенного загрязнения территории, такие виды как Betula pendula Roth, Populus balsamifera L., Populus simonii Acer campestre L., Aesculus hippocastanum L., Acer saccharinum L., Acer negundo L., Tilia cordata Mill, и Morus alba L., средний по виду показатель Log 10 EI не превышает значения 6,0 Н⋅м². Для таких растений характерно изменение архитектоники кроны вследствие действия экологических факторов в области необратимых деформаций и даже частым обломам стволов и скелетных ветвей вследствие низких значений критической массы (менее 500 кг, что легко достигается при сочетанном действии ветровых нагрузок и снежной бури, например).

Технический результат в способе оценки механической устойчивости деревьев 19 видов в возрасте 26-75 лет в городской среде достигается следующим путем. Проводят измерением диаметра основания ствола дерева (d) с помощью мерной вилки, затем при помощи формулы r=d/2 определяют его радиус, или методом измерения длины окружности (L) и нахождения радиуса из формулы окружности цилиндра r=L/(2π). Затем, получив значение радиуса, его подставляют в формулу (Tropical tree physiology. Adaptations and responses in a changing environment / G. Goldstein, L. S. Santiago (Eds.). - Springer Int. Publ.: Switzerland, 2016. - 467 p.) и находят с помощью калькулятора значение второго момента сечения ствола. Определив вид исследуемого дерева, его возраст, из таблицы (фиг.1), берут значение модуля упругости древесных тканей растения (Е) для данного вида древесных растений в возрасте 26-75 лет, а именно для вида Acer campestre L. - 2,13 ГН/м², для Acer platanoides L. - 3,39 ГН/м², для Acer saccharinum L. - 2,31 ГН/м², для Acer negundo L. - 1,32 ГН/м², Acer pseudoplatanus L. - 2,47 ГН/м², для Aesculus hippocastanum L. - 2,64 ГН/м², для Betula pendula Roth - 5,03 ГН/м², для Fraxinus lanceolata Borkh. - 2,31 ГН/м², для Fraxinus excelsior L. -2,24 ГН/м², для Gleditschia triacanthos L. 4,41 ГН/м², для Morus alba L. - 2,10 ГН/м², для Populus nigra L. - 2,54 ГН/м², для Populus bolleana Lauche - 1,45 ГН/м², для Populus balsamifera L. - 1,41 ГН/м², для Populus simonii - 2,19 ГН/м², для вида Quercus robur L., равного 5,16 ГН/м², для Robinia pseudoacacia L. - 4,35 ГН/м², для Tilia cordata Mill - 3,13 ГН/м², а для Ulmus laevis Pall. - 2,49 ГН/м² и перемножают его на полученное ранее значение второго момента сечения ствола (I). Для удобства сравнения данных берут десятичный логарифм (Log 10) от полученного значения EI. Далее определяют степень механической устойчивости конкретного дерева, сравнивая полученное значение (Log 10 EI) со значением 6,0: при Log 10 EI>6,0 Н⋅м² дерево данного вида принимают как высокоустойчивое, при Log 10 EI менее или равное 6,0 Н⋅м² - низкоустойчивое дерево, данного вида (фиг. 2).

На фиг. 1 представлена таблица с определенными авторами, значениями модуля упругости древесных тканей для видов древесных растений в возрасте 26-75 лет, произрастающих в условиях антропогенной нагрузки промышленного города, где Е - модуль упругости древесных тканей. Данный физико-механический параметр древесины определяли по величине изгиба цилиндра, обрезанной ветви, горизонтально защемленной в тисках, в ответ на приложение силы F на ее свободном конце по формуле (Нецветов М.В., Суслова Е.П. Механическая устойчивость деревьев и кустарников к вибрационным нагрузкам // Промышленная ботаника. 2009. Вып. 9. С. 60-67.; Корниенко, В.О. Влияние температуры на биомеханические свойства древесных растений в условиях закрытого и открытого грунта / В.О. Корниенко, В.Н. Калаев, А.О. Елизаров // Сибирский лесной журнал. - 2018. - №6 - С. 91-102.): где С - жесткость цилиндра, - его длина, d - диаметр. В свою очередь жесткость защемленного одним концом цилиндра рассчитывали как где m - масса приложенного груза, g - ускорение силы тяжести, х - смещение свободного конца цилиндра.

На фиг. 2 приведена видовая зависимость десятичного логарифма жесткости на изгиб древесных растений в возрасте 26-75 лет (средневидовые значения жесткости на изгиб древесных тканей для 19 видов древесных растений).

На фиг. 3 представлен расчет параметра механической устойчивости десятичного логарифма жесткости на изгиб (Log 10 EI) древесных растений в возрасте 26-75 лет. Процедура выполняется быстро и автоматически в программе Microsoft Excel при заранее введенных формулах для расчета, для ввода требуется только значение диаметра ствола исследуемого дерева.

На фиг. 4 представлена внутривидовая оценка механической устойчивости для Robinia pseudoacacia L.

На фиг. 5 приведена зависимость критической массы и жесткости на изгиб ствола деревьев клена остролистного, на фиг. 6 - дуба черешчатого от морфометрического маркера d:l.

На фиг. 7 представлена зависимость критической массы и жесткости на изгиб ствола деревьев клена ясенелистного, на фиг. 8 - ствола деревьев вяза мелколистного от морфометрического маркера d:l.

На фиг. 9 приведена зависимость критической массы и жесткости на изгиб ствола деревьев каштана конского обыкновенного, на фиг. 10 - акации белой от морфометрического маркера d:l.

Получены данные по значениям модуля упругости, второго момента сечения ствола, жесткости на изгиб, а также средневидового значения жесткости на изгиб древесных тканей для 19 видов древесных растений, произрастающих в условиях антропогенной нагрузки промышленного города.

Исследования городских посадок в условиях антропогенного загрязнения, в городе Донецке проводились в период 2017-2022 гг. Всего было изучено более 3000 растений видов Acer campestre L., Acer negundo L., Acer platanoides L., Acer pseudoplatanus L., Acer saccharinum L., Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh., Gleditschia triacanthos L., Morus alba L., Populus bolleana Lauche, Populus balsamifera L., Populus simonii Populus nigra L., Quercus robur L., Robinia pseudoacacia L., Tilia cordata Mill, или Ulmus laevis Pall, по ул. Артема, ул. Университетская, ул. Щорса, пр. Ленинский и пр. Ильича города Донецка. На каждом дереве проводили замеры диаметра основания ствола и определяли состояние древесного растения по шкале Алексеева (Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. №4. С. 51-57.). Возраст растений находился в диапазоне 26-75 лет. Далее с помощью построения видовых регрессионных зависимостей параметров механической устойчивости от морфометрического параметра - диаметра ствола дерева и сопоставления показателя жизнеспособности оценивали устойчивость деревьев (фиг. 5-10), произрастающих в условиях антропогенного загрязнения (линейные насаждения вдоль автомагистралей) вдоль центральных автомагистралей города.

При значениях Log EI (фиг. 5-6) меньше 6.0, критическая масса лежит в минимальном диапазоне и легко достигается при действии нагрузок (при d:l<0,015). Такие деревья подвержены необратимым деформациям.

При значениях Log EI (фиг. 7-8) меньше 6.0, критическая масса достигается при действии динамических и статических нагрузок (при d:l<0,03). Такие деревья подвержены необратимым деформациям.

При значениях Log EI (фиг. 9-10) меньше 6.0, критическая масса достигается при действии динамических и статических нагрузок (при d:l<0,04). Такие деревья подвержены необратимым деформациям.

Полученные данные показывают, что исследованные деревья рассматриваемых видов в возрасте 26-75 лет со значением Log 10 EI<6,0 Н⋅м² - являются механически низкоустойчивыми и подвержены риску облома или безвозвратной деформации ствола и побегов при действии динамических (ветра, снежных и ледяных бурь) и статических (собственного веса, оледенения, налипания снега, присутствия животных как дополнительной нагрузки или других растений и т.д.) нагрузок в условиях антропогенного загрязнения промышленных городов.

Наименьшее значение критической нагрузки характерно для деревьев с показателем Log 10 EI>6,0 Н⋅м², отнесенных к высоко механически устойчивым.

На территории проведения исследований измерялся диаметр основания ствола мерной вилкой (d), а затем при помощи формулы r=d/2 определялся радиус (r) стволов деревьев. Получив значение радиуса, его подставляли в формулу и находили с помощью калькулятора значение второго момента сечения ствола.

Измерены для дальнейшей реализации заявляемого способа значения модуля упругости древесных тканей для 19 видов, произрастающих в условиях антропогенной нагрузки промышленного города (фиг. 1).

Перемножением значений модуля упругости древесных тканей (фиг. 1.) на полученное ранее значение второго момента сечения ствола получены значения показателя жесткости ствола на изгиб (EI), который отражает способность растений выдерживать ветровые нагрузки (динамический фактор), а также действие других природно-климатических факторов (снежных и ледяных бурь). Для удобства сравнения данных предлагается взять десятичный логарифм (Log 10) от полученного значения EI. Далее полученные значения Log 10 EI сравнивают со значением 6,0 Н⋅м² для каждого исследуемого вида. При значении Log 10 EI больше указанного для конкретного исследуемого вида, оценивают механическую устойчивость вида, как высокую; при значении меньшем или равным 6,0 Н⋅м², состояние деревьев оценивается как низкоустойчивое к действию статических (собственного веса, оледенения, налипания снега, присутствия животных как дополнительной нагрузки или других растений и т.д.) и динамических (ветра, снежных и ледяных бурь) нагрузок. Связь показателя Log10 EI и механической устойчивости выявлена методами статистических исследований и многолетних наблюдений за состоянием древостоев под действием природно-климатических факторов в условиях антропогенной нагрузки.

Для удобства и быстроты проведения расчетов, при современных мониторинговых исследованиях и планировании мероприятий по озеленению городских территорий с целью создания высокоустойчивых насаждений, рекомендуется использовать цифровое устройство (планшет, телефон или Lap top) в котором уже будут введены вышеуказанные формулы и значения модуля упругости для каждого вида (на отдельном листе), например, в программе Microsoft Excel или в его аналоге. Таким образом, исследователю необходимо будет только измерить диаметр основания стола дерева, ввести значение диаметра для конкретного дерева в возрасте 26-75 лет, конкретного вида, а программа автоматически произведет все необходимые вычисления и выдаст показатель Log 10 EI, который и необходимо исследователю использовать для определения механической устойчивости дерева (фиг. 3) путем сравнения с величиной 6,0 Н⋅м². Время обследования одного дерева при таком подходе занимает не более 1 минуты, а разработанный способ выбора видов деревьев позволит обеспечить устойчивость городского озеленения к техногенным нагрузкам.

Пример.

1. На территории проведения исследований по проспекту Ильича города Донецка измерили диаметр основания ствола мерной вилкой (d), а затем при помощи формулы r=d/2 определили радиус (r) стволов деревьев Robinia pseudoacacia L в возрасте 26-75 лет. Данные заносили в таблицу (фиг. 4, А, Б).

2. Получив значение радиуса (фиг. 4, Б), мы его подставляем в формулу и находим с помощью калькулятора значение второго момента сечения ствола (фиг. 4, В).

3. Определив вид исследуемого дерева, его возраст, из таблицы (фиг. 1) берем значение модуля упругости древесных тканей растения (Е) для данного вида древесных растений в возрасте 26-75 лет, из Гига Ньютонов переводим в Ньютоны и подставляем данные в таблицу (фиг. 4, Г). Перемножаем значение модуля упругости древесных тканей акации белой на полученное ранее значение второго момента сечения ствола (фиг. 4., Д).

4. Полученное значение является показателем жесткости ствола на изгиб (EI) и отражает способность растений выдерживать ветровые нагрузки (динамический фактор), а также действие других природно-климатических факторов (снежных и ледяных бурь). Для удобства сравнения данных необходимо взять десятичный логарифм (Log 10) от полученного значения EI (фиг. 4, Е).

5. Сравниваем полученное значение (Log 10 EI (фиг. 4, Е)) со значением 6,0 Н⋅м² и определяем механическую устойчивость исследуемого дерева.

Интерпретация полученных результатов. При значении Log 10 EI больше 6,0 Н⋅м² для конкретного исследуемого вида, оценивают механическую устойчивость, как высокую. Такие деревья являются высокоустойчивыми к действию ветровых нагрузок, налипанию снега и наледи в виде статической нагрузки после влияния снежных и ледяных бурь в условиях антропогенной нагрузки городской среды. При значении меньшем, или равным 6,0 Н⋅м², состояние деревьев оценивается как низкоустойчивое. Такие деревья являются ослабленными с низким значением жизнеспособности, могут подвергаться необратимым деформациям при возникновении ветровых нагрузок или действию снежных и ледяных бурь.

Таким образом, разработан способ оценки механической устойчивости деревьев 19 видов с возможностью подбора и составления рейтинга древесных пород для озеленения, которые будут формировать высокоустойчивые древостой.

Способ относится к лесному хозяйству и может найти применение при планировании мероприятий по озеленению городских территорий с целью создания высокоустойчивых насаждений. Способ оценки механической устойчивости заключается в нахождении радиуса основания ствола, затем производится вычисление десятичного логарифма жесткости на изгиб - Log10 EI для установления значения полученного показателя для конкретного дерева с учетом его возраста. При расчете десятичного логарифма жесткости на изгиб используют значения модуля упругости древесных тканей древесных растений в возрасте 26-75 лет. При показателе Log10 EI>6,0⋅Нм² вид считается механически высокоустойчивым. При показателе Log10 EI меньше или равным 6,0 Н⋅м² вид считается низкоустойчивым к действию динамических - ветра, снежных и ледяных бурь, и статических - собственного веса, оледенения, налипания снега, присутствия животных или растений нагрузок в условиях антропогенного загрязнения промышленных городов. Техническим результатом является разработка быстрого способа оценки механической устойчивости 19 видов деревьев в условиях антропогенного загрязнения по одному измеренному параметру. 10 ил.

Способ оценки механической устойчивости древесных растений в возрасте 26-75 лет в городской среде, включающий измерение с помощью мерной вилки морфометрического параметра - диаметра основания ствола дерева, определение радиуса ствола и вычисление значения параметра механической устойчивости - десятичного логарифма жесткости на изгиб Log10 EI на любом вычислительном устройстве для установления значения показателя, определяют вид дерева, отличающийся тем, что дополнительно определяют возраст дерева, измеряют диаметр основания ствола у дерева вида Acer campestre L., Acer negundo L., Acer platanoides L., Acer pseudoplatanus L., Acer saccharinum L., Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh., Gleditschia triacanthos L., Morus alba L., Populus bolleana Lauche, Populus balsamifera L., Populus simonii , Populus nigra L., Quercus robur L., Robinia pseudoacacia L., Tilia cordata Mill или Ulmus laevis Pall., при расчете десятичного логарифма жесткости на изгиб используют значения модуля упругости древесных тканей древесных растений в возрасте 26-75 лет для вида Acer campestre L. - 2,13 ГН/м², для вида Acer platanoides L. - 3,39 ГН/м², для вида Acer saccharinum L. - 2,31 ГН/м², для вида Acer negundo L. - 1,32 ГН/м², для вида Acer pseudoplatanus L. - 2,47 ГН/м², для вида Aesculus hippocastanum L. - 2,64 ГН/м², для вида Betula pendula Roth - 5,03 ГН/м², для вида Fraxinus lanceolata Borkh. - 2,31 ГН/м², для вида Fraxinus excelsior L. - 2,24 ГН/м², для вида Gleditschia triacanthos L. - 4,41 ГН/м², для вида Morus alba L. - 2,10 ГН/м², для вида Populus nigra L. - 2,54 ГН/м², для вида Populus bolleana Lauche - 1,45 ГН/м², для вида Populus balsamifera L. - 1,41 ГН/м², для вида Populus simonii - 2,19 ГН/м², для вида Quercus robur L. - 5,16 ГН/м², для вида Robinia pseudoacacia L. - 4,35 ГН/м², для вида Tilia cordata Mill - 3,13 ГН/м², для вида Ulmus laevis Pall. - 2,49 ГН/м², полученные значения Log10 EI сравнивают со значением 6,0 Н⋅м², при значении Log10 EI>6,0 Н⋅м² дерево считается механически высокоустойчивым, при Log10 EI≤6,0 Н⋅м² вид считается низкоустойчивым к действию динамических и статических нагрузок в условиях антропогенного загрязнения промышленных городов.