Реакция древесной растительности на воздействие экологических факторов

РЕАКЦИЯ ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Чжан С.А., Пузанова О.А., Чжан Л.А.

In this paper, the predictability of declining productivity of plantations in the region under the influence of prolonged exposure to industrial emissions

Формирование математических взаимосвязей между таксационными показателями и факторами среды обитания насаждений есть фактически поиск альтернативы, подобной разобщенности объектов изучения. При изучении лесных сообществ как системы, имеющей внутреннюю структуру и организацию, появляется феномен "целостности", когда становится понятна логика формирования модели, ее многообразные внутренние связи между структурными составляющими.

Распределение насаждений по группам и количественная оценка условий местопроизрастания - это организация структурной основы математической модели. Ее содержание - взаимосвязи между таксационными показателями. Законченный вид модель приобретает после выявления всех необходимых закономерностей.

В ходе исследований состояния насаждений по данным пробных площадей были выявлены 3 зоны влияния промышленных выбросов в районе города Братска и установлены характеристики этих зон: Зона I или зона экстремального загрязнения древостоев. Имеет вытянутую конфигурацию по направлению преобладающих ветров, с Ю-З на С-В. Содержания фтора в хвое свыше 8 мг/кг, средний балл категории состояния 2,3. В Ю-В направлении зона заканчивается и граничит с санитарной зоной алюминиевого завода. Средний радиус зоны составляет 5-6 км. Зона II - зона сильного загрязнения древостоев. В эту зону входят древостои, интенсивно накопившие твердые и растворимые загрязнители, содержания фтора в хвое от 2-8 мг/кг, средний балл категории состояния 1,8. Эта зона имеет сильно вытянутую конфигурацию и значительную площадь, т.е. можно отметить, что почти вся обследованная территория может быть отнесена ко второй зоне. Максимальная протяженность зоны с ЮВ на СЗ составляет около 60-70 км. Ширина зоны составляет около 30 км. Зона III - зона слабого загрязнения древостоев. Не имеет четко выраженной конфигурации, т.к. не найдены пробные площади, которые можно было бы отнести к условно чистым или фоновым зонам.

По результатам исследований по каждой пробной площади были определены средние таксационные показатели древостоев.

Приближенную оценку закона распределения показателя условий местопроизрастания по каждой зоне можно получить, используя коэффициенты асимметрии и эксцесса. Расчеты этих показателей деревьев обработка и статистический анализ проведены согласно методике, изложенной в работе Г. Ф. Ла-кина [1].

Величина классового интервала рассчитывалась по формуле

i =

Результаты вычислений коэффициентов асимметрии и эксцесса сведены в таблицу 1.

Расчет производился по данным показателя условий местопроизрастания, полученным на основе уравнения регрессии вида = /(И).

Таблица 1 - Коэффициенты асимметрии и эксцесса рядов распределения показателей условий местопроизрастания деревьев по зонам загрязнения_

Зоны загрязнения

Экстремального загряз- Сильного загрязне- Слабого загрязне-

нения ния ния

Коэффициент асси- 0.49 0.10 0.11

метрии

Коэффициент 0.27 0.58 1.17

эксцесса

Оценка полученных корреляционных отношений: значение корреляционного отношения между высотой и возрастом изменяется от 0.731 до 0.946. Это количественно больше, чем для высоты и диаметра, где этот показатель колеблется от 0.621 до 0.894. Численные величины выборочных ошибок корреляционных отношений в целом меньше для показателей И и й, чем И и А. Их абсолютные колебания составляют соответственно 0.005-0.057 и 0.240-0.212.

На рисунках 1-2 представлены зависимости между таксационными показателями по зонам загрязнения.

90

80

70

_ 60 о

£ 50

о

та

& 40

со о

ш 30 20 10 0

А1,лет А2,лет А3,лет

12 14 16 диаметр,см

18 20 22 24 26 28

Рисунок 1 - Зависимость между диаметром и возрастом древостоев по зонам загрязнения

о 00 о г ш ч

ё 2 §§

-1 о ч

га о.

о о.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

%распред 1

% расп .2

% распр.3

диаметр,см

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Рисунок 2- Зависимость между диаметром и процентом распределения деловой древесины древостоев по зонам загрязнения

Для видов взаимосвязей h = И = /(Л) были получены уравнения рег-

рессии (с аппроксимацией по типу показательной функции) и остаточные дисперсии (табл. 2).

Таблица 2 - Зависимости между И и Л, И и по зонам загрязнения

Зоны загрязне- Вид связи Сосна

ния Уравнение регрессии 2 2 О ост, см

I h = /(А) h = -0,473А2+17,181А-93,215 2.14

h = /№.3) h = -0,007d2+0,758d+2,773 0.62

II h = /(А) h = 0,6142A2-16,484А+163,34 2.16

h = /№.3) h = 0,00Ш2+0^ +6,28 0.88

III h = /(А) h = -0,0712A2+6,338А-24,941 3,61

h = /(^.3) h = 0,0029d2+0,264d+9,67 1.2

Математические зависимости между диаметром и возрастом древостоев можно представить следующими уравнениями:

1зона: у = 0,2768х2 - 10,768x + 154,75; R2 = 0,9304

2 зона: у = 0,2485х2 - 8,8244x + 131,38; R2 = 0,7089

3 зона: у = 0,0774x2 - 1,8333x + 66,75; R2 = 0,9759

Математические зависимости между диаметром и процентом распределения деловой древесины древостоев можно представить следующими уравнениями:

1 зона: у = -0,0015x2 + 0,238^ + 69,5; R2 = 0,9524

2 зона: у = 0,0863х2 - 2,5536x + 91,5; R2 = 0,944

3 зона: у = 0,0045x2 + 0,2589x + 76,875; R2 = 0,8854

На основании полученных математических зависимостей можно сделать следующие выводы: на основании многолетних наблюдений за древостоями по материалам пробных площадей накоплен большой материал, позволяющий говорить о возможности прогнозирования снижения продуктивности региона; под влиянием длительного воздействия промышленных выбросов нарушается корреляция между высотой и диаметром сосновых насаждений. Высота насаждений подверженных воздействию промвыбросов меньше, чем высота неповрежденных насаждений (на 1,5-2 м). Исключение составляют деревья диаметром 40 см и более. Здесь явно преимущество в высоте модельных деревьев перед табличными данными.

Литература

1. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учебное пособие для биол. спец. вузов. - Изд. -4-е, перераб. и доп. -М: Высшая школа, 1990. -352 с.