СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГЛУБИНА ДРЕВЕСНОЙ КРОНЫ В ГОРОДСКОЙ ЭКОСИСТЕМЕ

Головинская Т.Я.
Воронежская государственная лесотехническая академия

Древесные растения в условиях увеличения антропогенного воздействия на природу играют важную экологическую роль в городской среде. Разработка объективных методов оценки продуктивности дерева на основе его морфологии является актуальной проблемой в биологии, экологии растений. От "мозаичности" кроны зависит экологический индикатор дерева - площадь поверхности листвы. Степень полноты кроны, ее ажурность связаны не только с физиологическим состоянием растения, но и с видовыми параметрами генетически заложенной структуры дерева.
Обрезка городских деревьев находится в ряду плановых природоохранных мероприятий и требует контроля и прогнозирования развития растений после обрезки.
В работе, на основе фотографий отдельно стоящих деревьев вдоль центральных улиц Воронежа, изучается структура кроны обрезанной липы. Исследования проведены на 3-й год после обрезки "под ствол" в момент хорошо сформировавшейся кроны, прекращения роста листовых пластин. Получение фотографий каждого дерева в плоскости, перпендикулярной поверхности земли, позволяет определить без измерений на реальных объектах некоторые таксационные параметры (высота дерева, кроны и др.).
Современное научно-техническое оборудование (сканирование фотографий, обработка видеоизображения и расчеты на ЭВМ) позволяет частично преодолеть субъективный фактор на этапе обработки экспериментального материала.
Проекция кроны дает ограниченную информацию о структуре реальной трехмерной кроны. Однако она отражает степень разреженности и разветвленности кроны, "пористости" изображения. Это подтверждают расчеты, проведенные на основе фрактальной геометрии.
Расчет фрактальной размерности позволяет сжать информацию о сложном нелинейном объекте до одного существенного числа. Расчеты показали, что проекция древесной кроны является фрактальной структурой, интервал значений фрактальной размерности для условий эксперимента составляет 1.79<D<1.87. Фрактальная размерность отражает действие двух видов приспособления листвы: функционального и структурного. Значение D близкие к 2 достигаются за счет высокой толерантности листвы и структурной адаптации (проницаемости кроны). Фрактальность кроны дерева связана с иерархичностью ее структуры, сохранением подобия в процессе самоорганизации (углы и вероятность ветвления, соотношения длин ветвей, размеры и форма листовых пластин и др.).
Летняя крона после обрезки имеет более компактный вид. Линейные размеры листовых пластин обрезанной липы увеличиваются на 30-40% в результате адаптации растения к нарушению его естественного развития. Это увеличивает значение фрактальной размерности как двумерного изображения, так и объемной структуры.