Отмирание живых ветвей стволов происходит в связи с недостатком света вследствие увеличения размеров кроны в высоту и ширину, что в свою очередь ведет к ухудшению обеспеченности нижних ветвей продуктами фотосинтеза, которые перехватываются энергично развивающимися ветвями верхней части кроны.

Важно отметить,  что горизонтальная структура кронового пространства деревьев различной величины является  базовым показателем при формировании полога древесного насаждения, конкуренции в биоценозе, микроклимата в древесном сообществе,  почвенных изменениях. [7-15]

В  связи с этим нами исследована горизонтальная структура крон в насаждениях сосны обыкновенной на примере зелёных городских насаждений Вологодской области.

В процессе обработки результатов применялось математическое моделирование [16]

Проведённые нами исследования представлены в табл.1,2

Таблица 1 – Размеры ветвей у деревьев диаметром10 см

Необходимо отметить (табл.1,2),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как его средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются.

При анализе данных табл.1,  нами установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте8 метров(в середине высоты всего ствола дерева при данной ступени толщины),  а его наибольшие значения на высоте 2 и16 м.

Из выше сказанного следует,  что наименьшая дифференциация средней толщины ветви наблюдается в середине высоты древесных стволов при данном диаметре ствола дерева.

Таблица 2  – Размеры ветвей у деревьев диаметром10 см

Таблица 3 –  Размеры ветвей у деревьев диаметром12 см

Необходимо отметить (табл.3,4),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как её средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются,  и, почти у самой вершины постепенно падают.

Таблица 4 – Размеры ветвей у деревьев диаметром12 см

При анализе данных табл. 4 установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте20 метров, а его наибольшие значения на высоте 12 и18 метров.

В результате анализа взаимосвязи,  отмеченной на графике 5, следует отметить,  что средний диаметр ветви в зависимости от высоты секции ствола дерева увеличивается к середине ствола дерева и к вершине уменьшается.

Таблица 5 – Размеры ветвей у деревьев диаметром14 см

Необходимо отметить (табл.5),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как её средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются.

Таблица 6 – Размеры ветвей у деревьев диаметром14 см

При анализе данных табл. 6 установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте22 метра, а его наибольшие значения на высоте 4 и18 метров

Таблица 7 – Размеры ветвей у деревьев диаметром16 см

Необходимо отметить (табл.7),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как его средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются.

Таблица 8 – Размеры ветвей у деревьев диаметром16 см

При анализе данных табл. 8 установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте10 метров, а его наибольшие значения на высоте 2 и4 метра

Таблица 9 – Размеры ветвей у деревьев диаметром18 см

Необходимо отметить (табл.9),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как его средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются.

Таблица 10 – Размеры ветвей у деревьев диаметром18 см

При анализе данных табл. 10 установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте6 метров, а его наибольшие значения на высоте 12 и18 метров.

Таблица 11 – Размеры ветвей у деревьев диаметром20 см

Необходимо отметить (табл.11),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как её средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются.

Таблица 12 – Размеры ветвей у деревьев диаметром20 см

При анализе данных табл. 12 установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте4 метра, а его наибольшие значения на высоте 14 и22 метров.

Таблица 13 – Размеры ветвей у деревьев диаметром22 см

Необходимо отметить (табл.13),  что показатели, характеризующие толщину ветви,  такие как её средний,  минимальный и максимальный диаметры, при движении по стволу дерева от комля к вершине увеличиваются.

Таблица 14 – Размеры ветвей у деревьев диаметром22 см

При анализе данных табл. 14 установлено, что с высотой ствола дерева наблюдается, в общем, средняя изменчивость среднего диаметра ветви по показателю коэффициента вариации: наименьший коэффициент вариации выявлен на высоте14 метров, а его наибольшие значения на высоте 6 и8 метров.

В итоге необходимо отметить,  что величина ветвей в толщину, характеризуемая показателем их диаметра изменяется в данных древесных насаждениях сосны обыкновенной в зависимости от высоты секции ствола дерева и диаметра дерева на высоте1,3 м(таксационный диаметр дерева). Вариация данных показателей не одинакова с увеличением высоты ствола,  что говорит о разнородности каждой отдельной секции древесных стволов в зависимости от диаметра дерева на высоте1,3 м, к которой относится дерево.

Полученные данные могут быть использованы при мониторинге городских насаждений, формировании оптимальных с эстетической позиции параметров крон в данных древесных сообществах и моделированию биоценотической ситуации в схожих объектах.

Крона дерева играет важнейшую роль в его формировании,  в накоплении стволовой биомассы,  качества и состояния стволовой древесины. Кроме того,  крона является одним из основных декоративных признаков древесной породы,  обеспечивая приятный эстетический облик дерева. [1-6]

Отмирание живых ветвей стволов происходит в связи с недостатком света вследствие увеличения размеров кроны в высоту и ширину, что в свою очередь ведет к ухудшению обеспеченности нижних ветвей продуктами фотосинтеза, которые перехватываются энергично развивающимися ветвями верхней части кроны.

Необходимо отметить,  что горизонтальная структура кронового пространства деревьев различной величины является  базовым показателем при формировании полога древесного насаждения, конкуренции в биоценозе, микроклимата в древесном сообществе,  почвенных изменениях. [7-15]

В  связи с этим нами исследована горизонтальная структура крон в насаждениях сосны обыкновенной (Возраст = 60 лет) в условиях урбанизированной среды Вологодской области.

Результаты исследования макроструктуры древесины сосны представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Макроструктура древесины сосны

Исходя из данных таблицы 1, что средняя ширина годичного кольца составляет1,48 мм, по данным О.И. Полубояринова, это свидетельствует о формировании древесины сосны с хорошими физико-механическими свойствами. Коэффициент изменчивости данного показателя составил 13,2%, что указывает на среднюю вариацию признака согласно. Коэффициент изменчивости удобен тем, что его величина не зависит от единиц потребляемых при измерении, и представляет собой отвлеченное число.

Что же касается количества слоев в1 см, то их количество соответствует древесине лучшего качества. Количество слоев 6,38 шт, позволяет сделать заключение о том, что формирование древесины происходило в хороших гидротрофных условиях с низкой сомкнутостью. Среднее значение данного показателя имеет среднюю вариацию (22,6 %), что говорит о однородности выборки.

Показатель содержания поздней древесины составляет 26% (коэффициент вариации равен 7,3 %)

Результаты моих исследований по изучению сучковатости приведены в таблице 2

Таблица 2 – Протяженность различных зон ствола сосны в культурах

По нашим данным (таб. 2) относительная протяженность бессучковой зоны  составляет 7,4 %, а её абсолютное значение составляет1,31 м. Данный показатель изменяется на 33,3%, что показывает большую изменчивость признака и говорит о достаточной неоднородности выборочной совокупности.

Зона мертвых сучков располагается по стволу на высоте на10 м. (56,8%)  и характеризуется малой вариацией (5,7%). Этот факт скорее всего может показывать однообразие процесса отмирания живой кроны у всех исследуемых древесных стволов.

35,8% (6,3 м.) ствола приходится на протяженность живой кроны, показатель которой имеет среднюю изменчивость равную 11%.

В результате анализа естественной очищаемости стволов от сучьев на примере сосняков черничных искусственного происхождения в южной подзоне тайги нами отмечено, что выше упомянутый процесс на стволах деревьев происходит достаточно интенсивно. Это предположительно можно  объяснить невысокой густотой древостоя, небольшим средним диаметром кроны (1,4±0,02). Возможно, процесс наращивания новых мутовок происходит медленнее, чем их отмирание.

Моделирование биологических объектов позволяет количественные измерения представить в виде математических моделей, тем самым повысить эффективность наблюдений биологических явлений природы при научных исследованиях. Биологические явления могут быть понятны, если они рассматриваются в неразрывной связи с окружающей средой, то есть на системном уровне. Поэтому выявление тесноты (корреляции) и характера этой связи имеет важное практическое и теоретическое значение. [16]

Каждый признак любого явления обусловлен рядом факторов. В качестве независимого признака берут такое явление, которое можно легко определить и использовать его значение для вычисления наиболее трудно определимого зависимого признака. В этом заключается практический смысл определения связи, показателями тесноты которой служат коэффициент корреляции и корреляционное отношение. [16]

В ходе проведения исследований учётных деревьев сосны с помощью корреляционно-регрессионного анализа (табл. 3) выявлены следующие взаимосвязи между важными и легкодоступными характеристиками деревьев и показателями качества древесины посредством применения программы «Microsoft Excel».

Таблица 3  – Коэффициент корреляции между макроструктурными показателями стволов и их таксационными и морфометрическими характеристиками

В результате анализа таблицы 3 можно отметить следующее:

Нами выявлены взаимосвязи между отдельными показателями, которые характеризуются как слабые и выражаются коэффициентом корреляции равным -0,24 – 0,16. Связь между высотой дерева и количеством слоев в1 сантиметрехарактеризуется как умеренная (коэффициент корреляции равен 0,48). Связь между диаметром на высоте 1,3м и количеством слоев в1 сантиметрехарактеризуется как высокая (коэффициент корреляции равен  0,83). Очень высокий коэффициент кореляции выявлен нами между содержанием поздних зон и диаметром кроны и составляет 0,98. (рис. 1)

Рис. 1 – Связь содержания поздней древесины с диаметром кроны сосны

В табл. 4  показаны корреляции между зонами ствола и их таксационными и морфометрическими характеристиками.

Таблица 4 – Коэффициенты корреляции между зонами ствола и их таксационными и морфометрическими характеристиками

В результате анализа таблицы 4 можно отметить следующее:

Нами выявлены взаимосвязи между отдельными показателями, которые характеризуются как слабые и выражаются коэффициентом корреляции равным -0,29 – 0,09. Связь между диаметром на высоте 1,3м и зоной мертвых сучков характеризуется как умеренная (коэффициент корреляции равен 0,47). Связь между диаметром на высоте 1,3м и живой кроной характеризуется как умеренная (коэффициент корреляции равен  0,32). Связь между высотой и живой кроной характеризуется как значительная (коэффициент корреляции равен  0,63).  Высокий коэффициент корреляции выявлен нами между высотой дерева и зоной мертвых сучков и составляет 0,74.

На основании полученных данных нужно комментировать, что древесные стволы в исследуемых культурах характеризуются высокими качественными показателями.

На основании проведенных исследований по изучению влияния таксационных показателей древостоя на качество древесины можно сделать следующие выводы:

- выявленные качественные показатели древесных стволов согласно в сравнении с литературными данными они определяют высокое качество древесины.

- выявлены коэффициенты корреляции между показателями качества с диаметром ствола на высоте1,3 метра, диаметром кроны и высотой дерева. Эти связи характеризуются как слабые и умеренные, однако между диаметром кроны и процентом поздней древесины получена высокая по тесноте корреляция, а также значительная и высокая соответственно, связь между высотой и живой кроной характеризуется как значительная (коэффициент корреляции равен  0,63).  Высокий коэффициент корреляции выявлен нами между высотой дерева и зоной мертвых сучков и составляет 0,74.

Полученные данные могут быть использованы при мониторинге городских насаждений, формировании эстетически оптимальных параметров крон в схожих древесных ценозах и моделированию биоценотической ситуации в похожих объектах.