Тепловой обмен ели сибирской в условиях подзоны средней тайги
Диссертация
В плане таких исследований изучение теплового обмена растений с окружающей средой является актуальным, поскольку одним из основных факторов, определяющих развитие растения, является количество теплоты, получаемое им из окружающей среды в результате радиационного и конвективного теплообмена. Поэтому получение количественной характеристики теплообмена растительного покрова с окружающей средой можно… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Почвенно-климатические условия и лесная растительность района исследования
- 1. 1. Геоморфология и климат Республики Коми
- 1. 2. Погодные условия вегетационного периода в годы исследований
- Глава 2. Объекты исследования, приборы и методика измерений
- Глава 3. Теоретическая модель теплового обмена древесного растения с внешней средой
- 3. 1. Предпосылки создания теоретической модели
- 3. 2. Задача о теплообмене ели в общем виде
- 3. 3. Температурный режим лесной экосистемы
- 3. 4. Температура ствола и ксилемный транспорт
- 3. 5. Начальные и граничные условия
- 3. 6. Температурное поле ствола древесного растения
- 3. 7. Особенности теплообмена древесного растения
- Глава 4. Результаты исследований
- 4. 1. Теоретическая температурная функция ствола
- 4. 2. Экспериментальная температурная функция ствола
- 4. 3. Верификация модели
Список литературы
- Алътшуллер Г. Б., Елфимое Н. Н., Шакулин В. Г. Кварцевые генераторы: Справочное пособие. М., 1984. 232 с.
- Аналоговые и цифровые интегральные схемы: Справочное пособие. / Под ред. С. В. Якубовского. М., 1985. 432 с.
- Артемьев Б. Г., Голубев С. М. Справочное пособие для работников метрологических служб. Кн.1, М., 1990. 528 с.
- Атлас Коми АССР. М., 1964. 112 с.
- Атлас улътраструктуры растительных тканей. / Под ред. М. Ф. Даниловой и Г. М. Козубова. Петрозаводск, 1980. 456 с.
- Баранов А.Ф. Моделирование продуктивности древостоев методом регрессивного анализа. // Математическое моделирование в биогеоценологии: Тез. докл. Петрозаводск, 1985. С. 17−18.
- Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М., 1971.408 с.
- Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М., 1989.540 с.
- Биогеноценотические исследования таежных лесов (Ляльский лесоэколо-гический стационар): Тр. КНЦУрО РАН. № 133. Сыктывкар, 1994. 184 с.
- Биофизические методы исследований в экофизиологии древесных растений. / Под ред. Л. К. Кайбияйнена. Л., 1979. 112 с.
- Бобкова К. С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского северо-востока. Л., 1987. 156 с.
- Бобкова КС., Забоева КВ. Еловые леса. // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб., 2001. С. 20−29.
- Бобкова КС., Загирова С. В., Тарасов С. И. Морфоструктура и функционирование корней растений в лесных экосистемах севера. // Биогеография почв: Тез. докл. Междун. конф. Сыктывкар, 2002. С. 102−103.
- Бобров Е.Г. Лесообразующие хвойные СССР. Л., 1978. 185 с.
- Бриндли К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие. М., 1991. 143 с.
- Бугровский В.В., Лютое Л. И., Меллина Е. Г. Моделирование развития древостоя с учетом климатических условий. // Журн. общ. биол. 1987. Т. 48, № 1. С. 84−91.
- Васильев Л.Л., Танаева С. А. Теплофизические свойства пористых материалов. Минск, 1971. 256 с.
- Вентцелъ Е.С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей. М., 1973. 364 с.
- Вересов Т.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. М., 1983. 128 с.
- Веретенников А.В. Физиология растений с основами биохимии. Воронеж, 1987. 256 с.
- Водообмен и физиологические процессы растений: Сб. статей. Изд-во Казанского универ-та, 1981. 111 с.
- Водорегулирующая роль таежных лесов. / М. В. Рубцов, А. А. Дерюгин, Ю. Н. Соломина и др. М., 1990. 223 с.
- Галенко Э.П. Фитоклимат и энергетические факторы продуктивности хвойного леса Европейского Севера. Л., 1983. 129 с.
- Галенко Э.П. Радиационный режим соснового фитоценоза как элемент энергообмена. // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб., 2001. С. 91−101.
- Гейгер Р. Климат приземного слоя воздуха. М., 1960. 486 с.
- Гире Г. И., Суховолъйкис В. Г. Адаптационные изменения фотосинтеза сосны обыкновенной после теплового воздействия. // Адаптация древесных раст. к экстрем, условиям среды. Петрозаводск, 1984. С. 117−124.
- ГОСТ 8.326−89. Метрологическая аттестация средств измерений. М., 1990. 14 с.
- Гребер Г., Эрк С., Григуллъ У. Основы учения о теплообмене. М., 1958.566 с.
- Грибов А. И. Исследование термического режима деревьев в условиях Сибири // Эколог.-географ. исслед. флоры Красноярского края, ее охрана и перспективы интродукции. Красноярск, 1986. С. 74−82.
- Гусев Н.А. Некоторые закономерности водного режима растений. М., 1959. 156 с.
- Гусев Н.А. Состояние воды в растении. М., 1974. 134 с. Гусев Н. А. Физиология водообмена растений. Казань, 1966. 136 с. Забоева И. В. Глееподзолистые почвы Северо-Востока европейской части СССР // Почвоведение. 1965, № 7. С. 14−26.
- Забоева И.В. Почвенно-экологические условия еловых сообществ. // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб., 2001. С. 112−130. Забоева И. В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар, 1975.344 с.
- Залялов А.А. Физиолого-термодинамический аспект транспорта воды по растению. М., 1984. 135 с.
- Захаров В.К. Лесная таксация. М., 1967. 406 с.
- Иванов Л.А. О сосущем аппарате корня древесных пород Советского Союза // Докл. АН СССР. 1953. Т. 94, № 4. С. 713−716.
- Интегральные микросхемы. Справочник. / Под ред. Б. В. Тарабрина. М., 1984. 528 с.
- Каганов М.А. К методике измерений температур с помощью термистора // Сб. тр. по агрон. физике. Л., 1952. Вып. 5. С. 135−138.
- Казимиров Н.И. Проблемы и методологические подходы в моделировании лесных биогеоценозов. // Моделирование лесных биогеоценозов. Петрозаводск, 1986. С. 5−12.
- Кайбияйнен JI.K. Экофизиология водного режима сосны и сосновых дре-востоев: Автореферат. док.биол.наук. М., 1990. 45 с.
- Кайбияйнен Л. К, Тихое П. В. Электрокинетические явления и движение пасоки в ксилеме древесных растений // Вопросы лесоведения и лесоводства в Карелии. Петрозаводск, 1975. С. 113−125.
- Кайбияйнен Л. К, Хари П. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. I. Пути движения влаги в ксилеме // Лесоведение. 1985. № 5. С. 23−28.
- Кайбияйнен Л. К, Хари П., Сазонова Т. А. и др. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. III. Площадь проводящей ксилемы и масса хвои // Лесоведение. 1986. № 1. С. 31- 37.
- Карслоу Г., ЕгерА. Теплопроводность твердых тел. М., 1964. 487 с.
- Кин Б. А. Физические свойства почвы. М., 1933. 263 с.
- Китредж Дж. Влияние леса на климат, почвы и водный режим. М., 1951.456 с.
- Клинцов А.П. Изменение температуры тела под влиянием рубок ухода // Физиолог, раст., 1955. Т. 2, вып. 4. С. 69−75.
- Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры: Справочное пособие / П. И. Овсищер, И. И. Лившиц, А.К. М., 1982. 208 с.
- Кондратьев Г. М. Критериальные величины теории регулярного теплового режима второго рода // Теплопередача и тепловое моделирование. М., 1959. С. 5−18.
- Коровин А.И. Температура почвы и растение на Севере. Петрозаводск, 1961. 192 с.
- Крамер П., Козловский Т. Физиология древесных растений. М., 1983.464 с.
- Кубрак Н.И., Аникеева В. А. О взаимосвязи температуры воздуха с температурой древесных стволов и побегов // Материалы отчет, сес. по итогам НИР Арханг. ин-та леса и лесохимии за 1983 г. Архангельск, 1984. С.25−30.
- Кузив Е.А., Тарасов С. И. Температурный режим воздуха и почвы в лиственно-еловом насаждении. // Биогеоценологические исследования таежных лесов. Сыктывкар, 1994. С. 119−126. (Тр. Коми науч. центра УрО РАН- № 133).
- Кузин С.Н. Микроклиматическая характеристика хвойно-лиственного насаждения. // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб., 2001. С. 73−90.
- Куинн Т. Температура. Пер. с англ. под ред. Д. Н. Астрова. М., 1985. 448 с. Курсанов А. Л. Транспорт ассимилянтов в растении. М., 1976. 646 с. Кутателадзе С. С. Анализ подобия в теплофизике. Новосибирск, 1982.280 с.
- Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М., 1957. 383 с. Кутателадзе С. С., Боришанский В. М. Справочник по теплопередаче. М., Л., 1958.414 с.
- Ланцов А.Л., Зворыкин Л. Н., Осипов И. Ф. Цифровые устройства на комплементарных МДП-интегральных микросхемах. М., 1983. 272 с. Лархер В. Экология растений. М., 1978. 384 с.
- Лащенкова А.Н. Сосновые леса // Производительные силы Коми АССР. М., 1954. Т. З, ч.1. С. 126−157.
- Леса и лесное хозяйство Коми АССР. Сыктывкар, 1981. 394 с. Лесотаксационный справочник для северо-востока европейской части СССР / Отв. сост. Г. С. Войнов. Архангельск, 1986. 357 с.
- Лир X., Полъстер Г., Фидлер Г.-И. Физиология древесных растений. М., 1974. 424 с.
- Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. М., 1978. 480 с.
- Лыков А.В. Явления переноса в каппилярно-пористых телах. М., 1954.296 с.
- Малое В.В. Пьезорезонансные датчики. М., 1989. 272 с.
- Мартынюк З.П. Пространственно-временная динамика содержания СОг в ельнике. // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб., 2001. С.102−111.
- Мартынюк З.П., Урнышев А. П., Лапина Л. Э. Изучение потоков С02 в лесных фитоценозах. Сыктывкар, 1991. 20 с. (Сер. Нов. науч. методики / Коми науч. центр УрО РАН-. Вып.37).
- Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. М., 1990. 535 с.
- Молчанов А. А. Лес и климат. М., 1961. 278 с.
- Надуткин В.Д. Строение и физико-механические свойства древесины сосны в связи с условиями произрастания в Коми АССР: Дис.. канд. сельхоз. наук. Сыктывкар, 1954. 247 с.
- Надуткин В.Д., Модянов А. Н. Надземная фитомасса древесных и кустар-ничковых растений. // Рук. ф. 3, оп.2. д. № 180, 1971, 165 с.
- Носов В.В., Кукорских А. К. Преобразователи температуры для полевых и лабораторных исследований. // Структура и продуктивность лесных биогеоценозов. Владивосток, 1984. С. 54−64.
- Основы лесной биоценологии // Под ред. В. Н. Сукачева и Н. В. Дылиса. М., 1964. 574 с.
- Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. М., 1979.317 с.
- Перелыгин Л.М. Древесиноведение. Л., 1960. 238 с.
- Петров П.И. О температурном режиме древесных стволов // Ботан. журн. СССР. 1955. Т. 40, № 4. С. 103−111.
- Пехоеич А.И., Жидких В. М. Расчеты теплового режима твердых тел. JL, 1968. 301 с.
- Пиотровский Я. Теория измерений для инженеров. М., 1989. 335 с. Плохинский Н. А. Биометрия. Новосибирск, 1961. 364 с. Поляк И. И. Методы анализа случайных процессов и полей в климатологии. Л., 1979. 255 с.
- Протопопов В.В. Средообразующая роль темнохвойного леса. Новосибирск, 1975. 327 с.
- Пузырев Е.М., Соломатов В В. К построению математической модели температурного режима растений // Физиология растений. 1975. Вып.5−6. Т.22. С. 994−1000.
- Радченко С. И. Температурные градиенты среды и растения. М., JL, 1966.389 с.
- Радченко С И. Температура и растение. Восточно-Сибирское книжн. изд-во, 1967. 142 с.
- Растительность европейской части СССР. / Под ред. С. А. Грибовой, Т. П. Исаченко и Е. М. Лавренко. Л., 1980. 426 с.
- Раунер Ю.Л. Тепловой баланс растительного покрова. Л., 1972. 209 с. Резисторы: Справочник / Под ред. И. И. Четверткова. М., 1981. 352 с. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника: В 2-х т.Т.1: Пер. с англ. М., 1990. 348 с.
- Сабинин Д. А. О корневой системе как осмотическом аппарате растений // Изв. биол. н.-иссл. ин-та при Пермск. гос. унив-те. 1975. Т.4. С. 29−32. Сабинин Д. А. Физиология развития растений. М., 1963. 196 с.
- Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М., 1968. 463 с.
- Сенъкина С.Н. Эколого-физиологические аспекты водного режима сосны и ели в средней подзоне тайги Коми АССР: Дис.. канд. биол. наук. Сыктывкар, 1987. 130 с.
- Слейчер Р. Водный режим растений. М., 1970. 365 с.
- Смирнов А.В. Динамика теплового режима некоторых древесных растений // Термический фактор в развитии растений различных географических зон / Моск. фил. геогр. общ. СССР. М., 1979. С. 69−73.
- Справочник по климату СССР. Вып.1. 4.2. Температура воздуха и почвы. Л. 1965.380 с.
- Справочник по математике / Под ред. Корн Г., Корн Т. М., 1984. 831 с.
- Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х т. Т.2. / Под ред. Д. П. Линде. М., 1978. 328 с.
- Справочник по специальным функциям / Под ред. М. Абрамовица и И. Стиган. М., 1979. 832 с.
- Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники. В 2-х т. Т.1. / Под ред. Д. П. Линде, Б. Х. Кривицкого. М., 1977. 504 с.
- Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники. В 2-х т. Т.2. / Под ред. Д. П. Линде, Б. Х. Кривицкого. М., 1977. 471 с.
- Справочник по электрическим конденсаторам / Под ред. И.И. Четвертко-ва и В. Ф. Смирнова. М., 1983. 576 с.
- Справочник таксатора / Под ред. Н. В. Третьякова. М., Л., 1952. 853 с.
- Структура и продуктивность еловых лесов южной тайги / Под ред. В. Г. Карпова. Л., 1973. 311 с.
- Сукачев В.Н. Основы теории биоценологии. М. JL, 1947.
- Тарасов С.И. Метод исследования температурного поля древесного растения на примере ели сибирской. Сыктывкар, 1997. 20 с. (Сер. Нов. науч. методики / Коми науч. центр УрО РАН- Вып. 52).
- Тарасов С.И. Установка для изучения теплообмена дерева // XII Коми респ. молодеж. научн. конф.: Тез. докл. Сыктывкар, 1994. С. 70.
- Тепловой и радиационный баланс естественного растительного покрова и сельскохозяйственных полей: Сб. ст.- Под ред. Ю. Л. Раунера. М., 1965. 157 с.
- Термодинамика живых систем: Сб. тр. JITA. JI. Вып.104. 1966. 74 с.
- Термодинамика почвенной влаги / Пер. и ред. A.M. Глобуса. Л., 1966. 436с.
- Тихое П.В. Суточные циклы движения пасоки по ксилеме древесных растений // Вопросы лесоведения и лесоводства в Карелии. Петрозаводск, 1975. С. 126−134.
- Тихое П.В. Тепловой метод непрерывной регистрации относительной скорости движения пасоки в ксилеме древесных растений // Биофизические методы исследований в экофизиологии древесных растений. Л., 1979. 68−85 с.
- Тужилкина В.В., Кузив Е. А. Определение поверхности хвои сосны и ели в средней подзоне тайги // Биоценологические исследования хвойных фитоцено-зов на Севере. Сыктывкар, 1983. С. 29 32. (Тр. Коми фил. АН СССР- № 59).
- Факторы регуляции экосистем еловых лесов / Под ред. В. Г. Карпова. Л., 1983. 318 с.
- Физические условия почвы и растение / Под ред. И.Н. Антипова-каратаева, А. А. Ничипоровича. М., 1955. 568 с.
- Фрей Т., Коппел А. Энергетическая эффективность экосистем. // Стабильность и продуктивность лес. экосистем.: Тез. докл. Всес. совещ., Тарту, 29−31 окт., 1985. Тарту, 1985. С. 147−148.
- Фрей Т.Э.-А. Некоторые аспекты моделирования продуктивности древо-стоев. // Математическое моделирование биогеоценотических процессов. М., 1985. С. 57−63.
- Фрей-Вислинг А., Мюлеталер К. Ультраструктура растительной клетки. Пер. с англ. М., 1968. 454 с.
- Халуика В. Влияние некоторых физических факторов на процессы цветения хвойных пород. // Семен, плантации в лес. семеноводстве. Рига, 1985. С. 63−70.
- Хари П., Кайбияйнен Л.К, Росс Ю. К Моделирование биопродукционного процесса в лесных биоценозах. // Лесоведение. 1986. № 6. С. 22 30.
- Хари П., Кайбияйнен Л.К, Сазонова Т. А. и др. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. II. Активная ксилема // Лесоведение. 1985. № 5. С. 74 76.
- ХейвудР. Термодинамика равновесных процессов. М., 1983. 491 с. Чавчавадзе Е. С. Древесина хвойных. Л., 1979. 190 с. Шейдеггер А. Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. М., 1960. 248 с.
- Щербаков И.П. Применение полупроводникового электротермометра для измерения температур в тканях дерева. // Физиология растений. 1955. Вып. 4. Т. 2. С. 101−109.
- Щукин В.К. Теплообмен в природе и технике. М., 1965. 121 с.
- Эккерт Э.Р., Дрейк P.M. Теория тепло- и массообмена. М., Л., 1961.680 с.
- Экология ельников Севера: Тр. Коми фил. АН СССР. № 32. Сыктывкар, 1977. 96 с.
- Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов европейского Северо-Востока: Сб. ст. КНЦУрОРАН. Сыктывкар, 1992. 176 с.
- Юдин Ю.П. Геоботаническое районирование // Производительные силы коми АССР. 1954. Т. 3, ч. 1. С. 323−360.
- Яворский Б.М., Детлаф А. А. Справочник по физике. М., 1979. 942 с. Яглом A.M. Корреляционная теория стационарных случайных функций. Л., 1981.280 с.
- Яценко-Хмелевский А. А. Основы и методы анатомического исследования древесины. М., 1954. 337 с.
- Яценко-Хмелевский А. А. Краткий курс анатомии растений. М., 1961.282 с.
- Aston A.R. Heat storage in a young eucalypt forest // Agr. and Forest Meteorology. 1985. Vol. 35. P. 281−297.
- Crowther J.M., Hutchings N.J. Correlated vertical wind speeds in a spruce canopy. // Forest-Atmos. Interact. Prac. Forest Envairon. Meas. Conf., Oak Ridge, Term., Oct. 23−28, 1983. Dordrecht e.a., 1985. P. 543−561.
- Denmead O.T., Bradley E.F. Flux-gradient relationships in a forest canopy. // Forest-Atmos. Interact. Prac. Forest Envairon. Meas. Conf., Oak Ridge, Tenn., Oct. 23−28, 1983. Dordrecht e.a., 1985. P. 421−442.
- Fritschen L. J. Characterization of boundary conditions affecting forest environmental phenomene. // Forest Atmos. Interact. Proc. Forest Environ. Meas. Conf., Oak Ridge, Tenn., Oct. 23−28, 1983. Dordrecht e. A., 1985. P. 3−22.
- Halldin S., Sangier В., Pontoiller J.Y. Evapotranspiration of a deciduous forest: simulation using routine meteorological data. // J. Hydrol. 1984. Vol. 75, № 1−4. P. 349−358.
- Hosli J. P., Laroche D., Gagnon R. Presentation d’une nouvelle methode pour evaluer la vitesse d’econlement de la seve dans le xyleme des arbres. // Schweiz. Z. Forst. 1987. Vol. 138, № 3. P. 229−237.
- Huber В., Hofler K. Die Wasserpermeabilitat des Protoplasmas. // Jahr. f. wiss. Bot. Vol. 73. 1930. P. 210−213.
- Vanderwaal J.A., Holbo H.R. Needle-air temperature differences of douglas-fir seedlings and relation to microclimate. 11 Forest Sci. Vol. 30, 1984. № 3. P. 635−644.
- Weinbaum S., Wheller H. Heat transfer in sweat-cooled porous metals. // J. Appl. Phys. Vol. 20. 1949. P. 113−115.
- Wood S.D., Mangum B.W., Filliben J.J., Tillet S.B. An inverstigation of the stability of thermistors. // J. Res. NBS. Vol. 83. 1978. P. 247−263.1. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
- Основные технические характеристики
- Для получения экспериментальных характеристик распределения температуры древесного растения была сконструирована и изготовлена измерительная система (ИС), позволяющая получать значения температур объекта исследования с учетом особенностей его строения.
- Устройство, назначение, принцип работы
- Измерительная система состоит из следующих функциональных частей (рис. 1): измерительного преобразователя (ИП), линии передачи (ЛИ), регистратора частоты (РЧ).
- Рис. 1. Структурная схема измерительной системы. ИП измерительный преобразователь- ЛП — линия передачи- РЧ — регистратор частоты.
- Блок-схема измерительной системы представлена на рис. 2.
- ИП состоит из 12-ти преобразователей-переключателей, к каждому из которых подключено 12 датчиков температуры.
- ИП предназначен для преобразования значений измеряемой температуры в пропорциональные значения частоты.
- ЛП включает основную и дополнительную линию передач (ОЛП и ДЛП) и блок коммутации (БК). ЛП обеспечивает связь между ИП и регистратором частоты. ип crbtпа—.1. ПП2 4ппз 41. ПП41. ПП51. ПП7 41. ПП8 41. ПП9 <1. ПП101. ПП11сгк-?И—1. ПП121. ЯП1.1. ФИ 1.1. ЦПУ1