УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ПРИРОСТНОГО ИНДИКАТОРА В ВИДЕ СТЕРЖНЯ С ЗАОСТРЕННЫМ КОНЦОМ В РАБОЧЕЙ ТОЧКЕ
DEVICE FOR INSTALLATION OF INCREMENTAL INDICATOR IN FORM OF ROD WITH POINTED END IN OPERATING POINT

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.