Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса 7
1.1.Климат 7
1.2. Источники, методы обработки и анализа информации об изменениях климата 9
1.3 .Дендрохронология 12
1.4.Изменения климата в прошлом 23
1 5.Дифференциация деревьев, рост и строение древостосв 26
ГЛАВА 2. Характеристика природных условий района исследований 37
2.1. Физико-географическое положение 37
2.2. Климатические условия 39
2.3. Геологическое и геоморфологическое строение 42
2.4. Гидрография 44
2.5. Почвенный покров 46
2.6. Растительный покров 48
ГЛАВА 3. Методика исследований и объем работ 54
3.1. Методика исследований 54
3.1.1. Методика закладки пробных площадей 54
3.1.2. Методика работы с образцами древесины 55
3.2. Объем работ 57
ГЛАВА 4. Дифференциация и взаимосвязь таксационных показателей деревьев 59
4.1. Распределение деревьев ели по возрасту 59
4.2. Распределение деревьев по диаметру и высоте стволов 65
4.3. Взаимосвязь диаметра и высоты деревьев 68
4.4. Относительная высота деревьев 72
4.5. Распределение деревьев по диаметру крон 75
4.6. Взаимосвязь диаметра крон с размерами стволов 80
ГЛАВА 5. Особенности хода роста деревьев ели на верхней границе леса 86
5.1. Выделение ранговых групп деревьев 86
5.2. Ход роста по диаметру 89
5.3. Ход роста по высоте 100
5.4. Ход роста по объему 109
ГЛАВА 6. Влияние климатических факторов на радиальный прирост ели сибирской 120
6.1. Изменения климатических характеристик по данным инструментальных наблюдений 120
6.2. Характеристика и анализ древесно-колыдевых хронологий 122
6.3. Влияние климатических факторов на радиальный прирост 136
Заключение 143
Список использованной литературы
- Источники, методы обработки и анализа информации об изменениях климата
- Геологическое и геоморфологическое строение
- Методика работы с образцами древесины
- Взаимосвязь диаметра и высоты деревьев
Введение к работе
Актуальность темы. В связи с существенным потеплением климата нашей планеты в XX в. значительно увеличился интерес мировой научной общественности к изучению реакции экосистем и их отдельных компонентов на это явление. Наиболее чувствительными к изменению климатической обстановки являются экосистемы, расположенные в высокоширотных и высокогорных районах. Ожидается смещение ботанико-географических зон и рубежей к северу и выше в гору. Высокогорные экосистемы в настоящее время остаются наименее изученными в лесоводственно-таксационном отношении. В то же время в рассматриваемом аспекте вопросы формирования насаждений, роста и дифференциации деревьев в условиях верхнего предела произрастания леса, приобретают особую актуальность. Исследования их важны для оценки динамики верхней границы леса и биосферной роли насаждений, произрастающих в этих условиях. В частности, повышение верхней границы леса в горах свидетельствует о расширении площадей насаждений, обеспечивающих длительное консервирование углерода. Для оценки у глеродо де полирующей роли этих насаждений необходимы целенаправленные исследования их роста и продуктивности.
Исследования автора проводились в 2002-2006 гг. в рамках международного проекта INTAS-01-0052.
Цель и задачи исследования. Основная цель работы заключалась в выявлении особенностей формирования и роста деревьев и древостоев ели сибирской на верхнем пределе их произрастания в наиболее возвышенной части Южного Урала в меняющихся климатических условиях XX века.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
изучение возрастной структуры еловых древостоев с учетом высоты их расположения над уровнем моря;
оценка дифференциации деревьев и степени конкурентных взаимоотношений между ними в исследуемых древостоях;
исследование взаимосвязей между таксационными показателями стволов и крон деревьев ели;
изучение хода роста деревьев ели по основным таксационным показателям (диаметру, высоте и объему) в древостоях разных высотных уровней;
выявление основных факторов, оказывающих влияние на рост деревьев ели сибирской на верхней границе леса.
Научная новизна. Впервые в высокогорных условиях Южного Урала выполнена оценка возрастной структуры древостоев, выявлены особенности дифференциации деревьев и изучены взаимосвязи между их основными таксационными показателями. Установлены основные факторы, влияющие на рост и развитие деревьев ели на верхней границе леса и особенности их роста, связанные с высотой произрастания древостоев относительно уровня моря и изменением климатической обстановки. Получены количественные подтверждения поднятия верхней границы леса в горах Южного Урала и данные о таксационной структуре произрастающих в этих условиях насаждений.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при проведении научных, лесоучетных и лесохозяйственных работ в высокогорных лесах Южного Урала. Практическое применение могут иметь разработанные таблицы возрастной динамики таксационных показателей деревьев с учетом высоты над уровнем моря и корреляционные уравнения связей таксационных показателей стволов и крон.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всероссийских научно-технических конференциях студентов и аспирантов (Екатеринбург, 2002, 2004, 2006) и Международной научной конференции (Екатеринбург, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы из 143 наименований. Текст изложен на 158 страницах, включая 27 таблиц и 29 рисунков.
Благодарности. Автор благодарит научных руководителей д. с.-х. н., проф. З.Я. Нагимова и к. б. и. П.А. Моисеева за постановку актуальной темы научных исследований и методическую помощь в работе над диссертацией. А так же особую признательность автор выражает А.А. Фастовцу, И.Г. Шевченко и А.А. Бартышу за предоставленные первичные материалы по пробным площадям.
Источники, методы обработки и анализа информации об изменениях климата
Дендрохронология как научная дисциплина сформировалась в начале XX столетия на стыке многих наук, в основном в связи с запросами гелиоге-офизики, археологии и климатологии. В это время значительно возрос интерес к изучению солнечно-земных связей и изменению климата. Интенсивному развитию денрохронологических исследований способствовала потребность в датировке исторических и археологических памятников, содержащих древесину, а также в получении длительных данных о колебаниях гидрологического режима отдельных территорий в связи со строительством электростанций и оросительных систем.
Основателем дендрохронологии по праву считается американский астроном А. Е. Дуглас, который в 1901 г. приступил к изучению годичных колец деревьев в засушливых районах США, а затем всецело, вплоть до своей кончины в 1962 г., посвятил себя разработке методов использования древес-но-кольцевых хронологий для реконструкции климатических и гидрологических условий, выявлению связей между приростом деревьев и солнечной активностью и датировки исторической и археологической древесины. Он впервые ввел в практику метод перекрестной датировки и в 1937 г. Организовал в Аризонском университете первую в мире Лабораторию изучения годичных колец деревьев (Laboratory of Tree-Ring Research), которая до сих пор является ведущим научным учреждением вэтой области знаний.
В других районах земного шара интенсивные дендрохронологические исследования начали проводиться несколько позднее, В 1930-1950-х гг. довольно много работ появилось в Скандинавских странах (Erlandsson, Eidem, Hustich, Mikola) и Германии (Walter, Huber, Brchme, Muller-Stoll, Jazewitsch). Большое внимание этой проблеме уделялось в Англии (Lowther, Schove, Dobbs).
В России повышенный интерес к дендрохронологическим исследованиям стал проявляться с начала 1960-х гг., хотя отдельные работы с использованием древесно-кольцевого анализа были выполнены ранее (Тольский, За-озерский, Костин, Рудаков, Галазин, Дмитриева, Замоторин). В настоящее время в нашей стране существует две лаборатории дендрохронологии: в Институте экологии растений и животных УрО РАН (г. Екатеринбург) и в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (г. Красноярск). Кроме того, функционирует несколько небольших групп (в Иркутске, Томске, Вологде, Москве, Санкт-Петербурге), которые занимаются изучением закономерностей годичного радиального прироста древесных растений, использованием древес но-кольцевых хронологий для реконструкции природных условий, датировкой различных катастрофических событий, исторических и археологических памятников.
В настоящее время эта область знаний называется дендрохронологии -наукой, которая использует древесно-кольцевые хронологии, для того чтобы ответить на вопросы, возникающие в различных областях знаний наук о Земле. Де ндр о климатология входит в состав дендрохронологии, как составная часть, которая использует древесные кольца для изучения и реконструкции климатических условий предшествующего и настоящего периода времени (Kaennel et al, 1996), а также для построения моделей изменения климата, которые позволят предсказывать климатические условия будущего,
Основные положения (принципы) дендрохронологии заимствованы из общей экологии. Основными из них являются закон лимитирующих факторов, отбор районов и местообитаний, чувствительность, перекрестная датировка, повторность и униформизм (Шиятов, 1972, 1973).
Принцип единообразия предполагает, что физические и биологические процессы, определяющие в современных условиях зависимость между изменениями в росте растений и изменениями климата, имели место и в прошлом. Более того, типы изменения погоды и климатический рисунок, наблюдаемый сегодня, также должны иметь место в прошлом (Frilts, 1976). Это не означает, что климат прошлого должен быть в точности таким же, как и современный климат, но подразумевает, что одни и те же лимитирующие условия должны влиять на те же самые физические и биологические процессы одинаково как в прошлом, так и в настоящем времени. Лишь частота, интенсивность и местоположение этих лимитирующих условий, влияющих на рост, могут измениться (Fritts, 1976).
Другим важнейшим принципом, лежащим в основе дендроклиматологи-чеких исследований, является широко известная в аутэкологии закономер ІЗ ность - скорость роста и развития организмов определяется степенью выраженности того фактора, который наиболее близок к пределам выносливости этого организма. Древесно-кольцевые хронологии (построенные по ширине колец, плотности древесины и т.д.) могут быть использованы для реконструкции климата прошлого, если климатические факторы, по крайней мере, в некоторые юды, прямо или косвенно лимитировали процессы роста и развития древесных растений (Fritts, 1976). Наиболее подходящими для дендрок-лиматических исследований являются районы, где, как правило, постоянным лимитирующим фактором выступает лишь один фактор - температура воздуха или осадки. Такие местообитания приурочены к верхним, полярным, южным и нижним пределам распространения древесных видов. Древесно-кольцевые хронологии, полученные с деревьев произрастающих в таких районах, обладают высокой чувствительностью и синхронностью. По ним легко и надежно производится реконструкция внешних факторов, которые оказывают наибольшее влияние на погодичную и многолетнюю изменчивость прироста древесных растений (Шиятов, 1986).
Геологическое и геоморфологическое строение
Иремель с Авадяком представляют важнейший гидроцентр Южного Урала, с радиальным стоком. Иремель-Авалякское поднятие относится к верхнему бассейну реки Белой.
Между Аваляком и Большим Иремелем, в межгорной впадине, на высоте 1040 м. из обширного заболоченного водосбора, начинается река Тыгын, который ниже принимает река Синяк и впадает в Большой Авняр - правый приток реки Белой. Река Синяк собирает воды с юго-западного склона Большого Иремеля.
С северных склонов Малый Иремеля воды стекают в реку Тголюк, который является одним из правых притоков реки Юрюзань. Недалеко от исто ков реки Тюлю к начинается река Ай. Долина верхнего течения этой реки является продолжением к северу Бельской депрессии. Близко к истокам реки Тюлкж начинается река Бирся - правый приток реки Урал.
Представляя важный гидроцентр, Иремель одновременно является продолжением водороздела (который проходит по хребту Бахты на Малый Иремель) между правыми притоками реки Белой и верхним течением реки Юрюзань с ее притоком Тюлкж.
В верхнем поясе Иремеля поверхностные текучие воды представлены небольшими и непостоянными водотоками-ручьями, которые, не достигая средних склонов, уходят под землю, в россыпи. Больше всего этих ручьев на поверхности широкого задернованного понижения между Большим и Малым Ире мел ем.
Более постоянные и многочисленные водотоки в высокой части Иремеля являются подземными. Атмосферные воды, выпавшие на высоких поверхностях Иремеля, сложенных каменными россыпями, сразу же уходят в расщелины между камнями и циркулируют в россыпях по отдельным каналам, образуя "жильные" воды. Они устремляются по наклону скального водоупорного основания и выходят ниже на склонах и террасах средней денудационной поверхности.
Таким образом, благодаря широкому развитию открытых и слабо задернованных поверхностей, сложенных каменными россыпями, Иремель аккумулирует атмосферные воды и, переводя большую часть их в подземное состояние, сохраняет их от быстрого испарения.
Воды "верхнею этажа" при выходе на поверхность межгорных понижений и террас средних склонов образуют или обширные болота, или ручьи, сливающиеся ниже в узких руслах. Здесь начинаются реки Иремеля. После больших дождей заболачиваются значительные площади задернованных межгорных понижений и террас, расположенных между отрогами Иремеля, на западных склонах у их перегибов. Это обычно очень пологие участки с плотной луговой дерниной, которая покрывается после дождей сплошной водяной пленкой.
Самос обширное болото расположено между северо-восточной частью Иремельско-Авалякского поднятия и горой Ягодная на высоте 880 - 900 м. над уровнем моря, в нем начинается река Тюлюк.
Реки большей частью своего течения принадлежат нижним склонам Иремеля. В целом реки Иремеля по характеру своего течения горные: быстрые, с каменистым руслом и незначительным коэффициентом извилистости. В гидробиологической характеристике малых рек необходимо отметить сравнительную бедность их водной флорой и фауной, несмотря на чистоту и хорошую аэрацию вод. Отрицательными факторами является непостоянство температур воды, резкие колебания ее по сезонам года и в течение суток. Зимой температура воды в самой реке во всей толще близка к нулю. Летом, благодаря небольшой глубине (от 10 до 40 см) и обнажению значительной части каменного русла у берегов и крупных камней в самом потоке, вода нагревается в жаркие дни до 22 - 25, а за ночь охлаждается до 10 - 12. Температура жильных" вод-ключей более постоянна и значительно ниже речной (4 - 5 в июне), поэтому вода в р. Тюлюке холоднее, чем в Катаве и Юрюза-ни. Быстрое течение, смывающее при незначительной глубине питательные вещества, уменьшение стока зимой и образование наледей при низких температурах воды тоже ухудшают условия для жизни. Зимой сокращается жизненное пространство, рыбы мигрируют в низовья рек Юрюзань и Белую (Цветаев, 1960).
Почвы Ю. Урала развивались на маломощных элювиальных и делювиальных образованиях коренных пород, представленных на Иремеле песчаниками и глинистыми сланцами. Делювий глинистых и суглинистых отложений мало развит, главным образом в нижней части склонов и на древних террасах речных долин. Коренные породы залегают близко к поверхности, поэтому почвы маломощные и характеризуются нечеткой дифференциацией горизонтов и скелетностыо; щебенка появляется уже на небольшой глубине. Ире мель входит в район горнолуговых и горноподзолистых почв, а по механическому составу - глинистых почв и суглинков. В гольцовом поясе горнолуговые почвы переходят в соответствующие разновидности тундровых почв.
Почвы под сосново-березовым лесом серые лесные, а на глинистых сланцах с более темной окраской, малогумусные.
В елово-пихтовых лесах почвы представляют разновидности суглинистых хрящеватых подзолов, образовавшихся преимущественно на элювии-делювии кварцевых песчаников. Они маломощные. Под тонкой (2-3 см) рыхлой подстилкой идет сначала рыхлый полуторфяной серый суглинок, потом более крупнозернистый суглинок, хрящеватый и уплотненный. Ниже 50 - 60 см идет тяжелый хрящеватый, щебенчатый суглинок; он отличается ржаво-бурой окраской, голубоватыми пятнами и черно-бурыми твердыми включениями ортштейна. При образовании на элювии глинистых сланцев горнолесные подзолы отличаются более темным цветом и ореховатой структурой.
Почвы в парковых ельниках близки к почвам лесного пояса. Они образовались преимущественно на элювии кварцевых песчаников или глинистых сланцев, почти бесструктурные (с непрочной зернистостью) и покрыты мертвым покровом из перегнившей и сухой прошлогодней листвы, хвои. Хрящеватый серо-бурый суглинок составляет основу всех горизонтов, уплотняется книзу и принимает бурый цвет с охристым оттенком. Ниже лежат глыбы кварцевых песчаников.
Методика работы с образцами древесины
Каждый образец древесины был закодирован, при этом код писался на поверхности образца. Применялась наиболее широко используемая в дендрохронологии кодировка, состоящая из шести символов. Первые три символа представляют собой сочетание букв латинского алфавита, которые обозначали код местообитания (например, MIR - Малый Иремель). Следующие два цифровых символа обозначали соответственно, номер модельного дерева и высоту выпила и последняя цифра- номер радиуса.
Для того чтобы границы колец и клеток были отчетливо видны во время измерений в отраженном свете, проводилась тщательная зачистка торцевых поверхностей образцов древесины вдоль выбранного радиального направления острым режущим инструментом (бритвой, скальпелем, ножом). Обычно зачищалась полоса шириной 1 - 3 см. При этом обрабатываемую часть спила предварительно смачивали водой.
Обычно для повышения контрастности границ между клетками и годичными кольцами используются следующие способы: смачивание поверхности водой и масляными жидкостями, окраска различными красителями, втирание порошка, обжигание на пламени. В настоящее время для датировки широко применяется сухой способ, т. е. втирание на зачищенной поверхности в клеточные поры мелко размолотого порошка белого цвета (например, зубного порошка) с помощью кусочка ваты. Сухой способ удобен тем, что нет необходимости постоянно поддерживать образец в смоченном состоянии. Кроме этого при этом способе исключаются искажения, связанные с разбуханием древесины (Шиятов и др., 2000).
У образцов, прежде всего, проводилась предварительная датировка и маркировка годичных колец в пределах каждого радиального направления под лупой или микроскопом при 20 - 40 кратном увеличении. При этом увеличении можно выявить довольно тонкие кольца, содержащие всего 2-3 слоя клеток. При предварительной датировке учитываются и датируются лишь видимые годичные кольца.
Маркировку проводилась путем нанесения на поверхность определенных колец отметок при помощи карандаша, ручки или тонкой иглы. Точками маркировалась поверхность каждого десятого по счету кольца. Одной точкой отмечался год окончания каждого календарного десятилетия, двумя точками - пятидесятилетия, а тремя - столетия. Такая схема предварительной разметки и датировки удобна для быстрого нахождения нужного кольца на образце и сверки правильности числа учтенных и измеренных колец.
В основе окончательной датировки лежит метод перекрестной датировки, основанной на использовании неповторимого во времени рисунка годичных колец древесины. Метод перекрестной датировки позволяет производить относительную и абсолютную датировку времени формирования годичных слоев древесины. Относительная датировка заключалась в определении пар колец у сравнимых образцов, которые сформировались в один и тот же год. При этом календарная дата формирования еще не известна. Абсолютная датировка включает в себя точное определение календарной даты всех годичных колец у исследуемых образцов. Она может быть осуществлена только в том случае, если известна календарная дата взятия образца древеси ны хотя бы у одного живого дерева, кольцевая хронология которого перекрестно датируется с кольцевыми хронологиями других деревьев.
Поскольку сравнивать рисунки колец для целей их датировки на самих образцах затруднительно из-за неодинаковой ширины годичных колец, то извлекаемую из колец информацию удобнее наносить и анализировать на бумаге в виде графиков. При этом по оси абсцисс откладывается календарное время в годах, а по оси ординат- величина годичного прироста.
В настоящее время для измерения количественных характеристик годичных слоев древесины широко используется специально сконструированные полуавтоматические комплексы, которые состоят из бинокулярного микроскопа, двигающегося столика, приспособления, преобразующего электронный сигнал в цифровой, прерывателя сигнала и компьютера со специальным программным обеспечением. Нами использовалась полуавтоматическая измерительная установка LINTAB - III с программным обеспечением TSAP.
Эти измерения и соответствующие расчеты позволили для всех модельных деревьев определить основные таксационные характеристики (диаметр, высоту, объем) по годам их жизни.
По указанной выше методике был заложен профиль на юго-западном склоне г. Малый Иремель, на котором зафиксировано 3 высотных уровня (верхний- 1300 м. н.у.м., средний- 1260 м и нижний- 1210м). На высотных уровнях были заложены макроплощадки: на верхнем - 5, на среднем - 5 и на нижнем - 6 площадок. За пределами макроплощадок было срублено и обработано 70 модельных деревьев ели (Picea obovata): на верхнем уровне - 30 модельных деревьев, на среднем - 30, на нижнем - 10. Для изучения текущего годичного прироста было выпилено более 700 кружков, которые в дальнейшем были подготовлены для датировки и измерения ширины годичных колец. В результате зачистки образцов в двух взаимно перпендикулярных направлениях было подготовлено для измерений более 2800 радиусов.
В табл. 3.1 приведены средние значения таксационных показателей по уровням, а также количество деревьев, произрастающих на них и относительная полнота древостоя по высотам над уровнем моря.
Взаимосвязь диаметра и высоты деревьев
В разновозрастных ельниках таежной зоны Европейской части России по данным И.И. Гусева (1977), коэффициент вариации диаметров составляет от 28,2 до 51,6% и закономерно уменьшается с увеличением возраста древостоев. В абсолютно разновозрастных ельниках среднего Урала этот показатель колеблется от 34,7 до 42,5% (Шавнин, 1959). При сопоставлении наших данных с материалами указанных исследователей при одинаковом возрасте древостоев обнаруживается, что на верхнем и среднем уровнях коэффициент вариации диаметров стволов более чем на 15% выше, чем в ельниках Европейского Севера и Среднего Урала.
Ряды распределения количества деревьев по диаметру на всех высотных уровнях характеризуются положительной асимметрией (причем, коэффициент асимметрии закономерно снижается от верхнего уровня к нижнему) и отрицательным эксцессом. Значения коэффициентов асимметрии и эксцесса достоверны на 5% уровне. Это означает, что экспериментальные кривые не подчиняются нормальному закону.
В табл. 4.3 представлены основные статистики распределения количества деревьев ели по высоте. Из се данных видно, что изменчивость высот деревьев в исследуемых древостоях значительно ниже, чем их диаметров. Значения коэффициентов варьирования высот (как и диаметров) деревьев закономерно увеличивается с повышение высоты над уровнем моря.
В специальной литературе варьирование высот обычно характеризуется коэффициентом 5-12%. В исследуемых ельниках этот показатель значительно выше: 17,2% на нижнем уровне,37,8%-насреднем и 38,2%-на верхнем. Наши данные близки к данным И.И. Гусева (1977). В ельниках Европейского Севера в возрасте от 50 до 100 лет по результатам исследований данного автора коэффициент вариации высот колеблется от 25,3 до 41,3%.
Коэффициент асимметрии с увеличением высоты над уровнем моря с отрицательных значений переходит в положительные. В целом мода распределения высот деревьев относительно моды распределения диаметров находится правее, что вполне согласуется с литературными данными.
Кривые распределения деревьев по высоте в древостоях всех уровней характеризуются отрицательными значениями эксцесса.
Приведенные материалы свидетельствуют, что ряды распределения деревьев по высоте также не могут быть описаны нормальным законом.
Обобщая вес вышеизложенное, следует отметить, что исследуемые ельники отличаются значительной изменчивостью диаметров и высот. Значение коэффициентов варьирования этих показателей в большинстве случаев превышают данные, приводимые в специальной литературе. Распределения деревьев по диаметру и высоте отличаются от нормального, имеют ту или иную косость и крутость. Изменчивость этих показателей и характер их распределения в древостоях разных высотных уровней значительно различаются.
Большинство исследователей отмечают, что связь диаметра с высотой до определенного возраста является прямолинейной. Криволинейной зави симость между этими показателями у разных пород становиться в различном возрасте.
Отмечается, что изменение соотношений между диаметром и высотой (появление криволинейной зависимости) в основном обуславливается не возрастом деревьев, а уровнем конкуренции, которая приводит к росту деревьев преимущественно в высоту (Юкнис, 1983; Третьяков, 2006). У одиночно растущих деревьев наблюдается изомстрия роста - соотношение диаметра и высоты величина постоянная (Юкнис, 1983).
Для выявления характера связи между диаметром и высотой построены графики зависимости между этими показателями (рис. 4.2) и проанализированы различные функции для ее описания.
Известно, что оценка пригодности функций заключается, прежде всего, в установлении их адекватности для выражения закономерностей роста. Выбор их по величине ошибки аппроксимации экспериментальных данных можно осуществлять только после установления такой адекватности (Кузь-мичев, 1977; Свалов, 1978). В специальной литературе отмечается, что функции с большим числом постоянных не отражают закономерностей роста, а описывают случайности результатов наблюдений. С учетом вышеизложенного, нами проанализированы только те из них, которые в лесной таксации ранее нашли применение для выражения исследуемой зависимости. Из всех используемых функций наиболее хорошие соответствия опытным данным показали полиномы второго и третьего порядков. Однако они не в полной мере отражают закономерную связь диаметра и высоты, так как при X = 0, Y Ф 0. Поэтому нами предпочтение отдано полиному второго порядка без свободного члена. проходит через начало координат и достаточно хорошо описывает наши экспериментальные материалы.
Анализ графиков, приведенных на рис. 4.2, позволяет отметить следующее. На верхнем уровне связь высоты и диаметра деревьев ели на всем протяжении роста выражается прямой линией, а соотношение этих показателей -величина постоянная. Прямолинейная пропорциональность означает отсутствие конкуренции между деревьями. Такое положение объясняется тем, что на данном высотном уровне деревья растут практически в изолированном состоянии (древостой сильно разрежены).
На среднем и нижнем высотных уровнях связь высоты и диаметра деревьев криволинейна. Причем наблюдается увеличение криволинеиности по мере снижения высоты над уровнем моря. Об этом свидетельствуют и расположение экспериментальных точек на графиках и значения коэффициентов при X2 в уравнениях зависимости. При снижении высоты над уровнем моря увеличивается густота и полнота насаждений, а, следовательно, и конкурентные взаимоотношения между деревьями, которые являются основной причиной нарушения постоянства соотношений между диаметром и высотой деревьев.
Следует отметить, что на всех высотных уровнях между диаметрами и высотами деревьев наблюдаются достаточно тесные связи - коэффициент детерминации колеблется от 0,804 до 0,878.
При одинаковом диаметре высота деревьев закономерно снижается с повышением высоты над уровнем моря. Так, высота деревьев диаметром 20 см в среднем составляет на нижнем уровне около 12 м, на среднем - 9,5 м, а на верхнем - менее 8 м. Таким образом, по мере поднятия в гору меняется разряд высот, что вполне логично.
