Лабораторная работа № 1
Тема: «Анализ и оценка возможностей применения признаков непосредственного учета и производных признаков в опытной работе»
Ключевые слова: прямые признаки, относительные признаки, признаки непосредственного учета, производные признаки, уровень изменчивости признака, градации признака.
Бюджет времени – 2 часа.
Количество двухчасовых занятий – 1.
Распределение бюджета времени:
- 1 час на изучение теоретических основ применения прямых и относительных признаков, оценки уровня изменчивости признака, анализ эффективности применения признаков непосредственного учета и производных признаков;
- 1 час на практическое освоение и анализ алгоритмов вычисления производных признаков.
Вводная часть
Важной характеристикой объекта выступают его производные признаки, представляющие собой результат различных арифметических действий с прямыми признаками, значения которых получены непосредственно при биометрировании объектов исследования. С помощью таких производных признаков можно дать количественную оценку многим качественным показателям (форма листовой пластинки или форма шишек, плотность древесины или водоудерживающая способность хвои и др.), получить количественные оценки признаков, прямое определение которых связано с более сложными методами их учета (площадь поперечного сечения ствола или площадь проекции кроны, объем ствола и т.п.), получить значения, которые имеют смысловое содержание только в форме производных признаков (плотность или удельная масса древесины, сбежистость ствола, видовое и редукционное число, количество колючек на единице длины побега как показатель «околюченности побегов») величины, выраженные в долях от единицы или в процентах и т.п.
Относительные или производные количественные признаки – это признаки, которые невозможно зарегистрировать в момент проведения наблюдений или лабораторных экспериментов. Они фиксируются путем промежуточных вычислений в результате математических действий между несколькими прямыми признаками. Целесообразность применения наряду с прямыми относительных признаков состоит в том, что с их помощью удается получить более показательные и информативные данные, чем оперируя одними прямыми признаками. Указанные признаки наиболее полно описывают линейные и удельные параметры, массу и форму изучаемых частей и органов деревьев, позволяют более детально обозначить расхождения между ними в этом отношении, дать косвенную количественную оценку таким показателям, как плотность или удельная масса, и качественным идентификаторам, таким как форма, а также различным отношениям и коэффициентам. Подобный подход к организации научных исследований в лесном хозяйстве используется достаточно широко, и правомерность привлечения производных признаков признают многие отечественные и зарубежные исследователи (Семериков, 1974; Горчаковский, 1982; Чмыр, 1998; Ильичев, 1999; Котуранов, 2004; Lian Yong Shan, 1989). В частности предлагаются отношение учтенного значения признака к его среднему значению (Ильичев, 1999) и отношение ширины шишек к их длине (Куприянов, 1968; Пугач, 1968; Видякин, 1991 а, б, в; 2004). Отношение высоты дерева к его диаметру многими авторами (Медведев, 1884, 1910; Высоцкий, 1962; Габеев, 1973; Наквасина, 1999; Мальщукова, 2003) рассматривается как показатель биологического состояния древесных растений и достижения ими биологического равновесия, который косвенно характеризует внутренние процессы роста, пропорцию стволов, реакцию на изменение условий произрастания. Сохранение деревьями определенных пропорций ствола в процессе своего развития весьма важно (Эйтинген, 1918; Третьяков, 1937; Воропанов, 1956, 1973). Для их оценки используют индекс напряженности роста (Высоцкий, 1962), являющийся отношением высоты дерева к площади поперечного сечения его ствола, через которое осуществляется транспорт физиологических растворов от корней к кроне. Отношение высоты к диаметру и высоты к площади поперечного сечения характеризуют не только габитус, но косвенно отражают площадь жизненного пространства особи и несут информацию о внутренних процессах роста, характере распределения потоков вещества и энергии между органами. Чем больше величина отношения длины к диаметру или площади поперечного сечения, тем больше прирост в высоту над приростом по диаметру и тем больше питательных веществ направляется деревом на образование верхушечных побегов (Демаков, 2002 а). когда сравниваемые клоны находятся в условиях полного освещения и не испытывают бокового отенения, способствующего усилению роста в высоту при обострении конкурентных отношений, показатель отношения высоты к диаметру или к площади поперечного сечения сможет дать надежную оценку способности растений к преимущественному росту в высоту. Наиболее простыми и надежными параметрами степени развития ассимиляционного аппарата древесных растений является относительная протяженность кроны. Снижение значения показателей ниже определенного предела свидетельствует об ослаблении дерева и его конкурентной подавленности (Демаков, 2002 а). В лесной таксации при государственной инвентаризации лесов широко применяют такой показатель как радиус древесного ствола на высоте 1,3 м или на любом другом уровне (1 м, 2 м, 4 м и т.д.). Вместе с тем прямое измерение этого параметра затруднено. В этой связи непосредственному учету и регистрации подлежит диаметр ствола, а значения радиуса рассчитываются как частное от деления величины соответствующего диаметра на число «2»: найденный в таком порядке радиус является производным признаком. При таксации насаждений важнейшими характеристиками служат средние значения признаков: как характеристики насаждения они относятся к производным признака, поскольку их значения находят в результате математических преобразований признаков непосредственного учета – значений диаметра или высоты у биометрированных стволов.
Термины, понятия и определения
Термины, понятия и определения, которыми приходится оперировать при выполнении данной лабораторной работы, представлены ниже.
Прямые признаки – это признаки, регистрация значений которых производится непосредственно в момент наблюдения или учёта при помощи различных средств измерения или отражение качественного состояния того или иного исследуемого объекта. Прямые признаки бывают как количественные, так и качественные. Часто такие признаки называют признаками непосредственного учета.
Относительные признаки – это признаки, которые нельзя зарегистрировать в момент проведения наблюдений или лабораторного эксперимента. Они фиксируются путём промежуточных исчислений, совершая математические действия между несколькими прямыми признаками или с использованием различных коэффициентов.
Уровень изменчивости признака – это качественная характеристика степени отклонения величины стандартного отклонения анализируемого признака от его среднего значения. Чем больше эта величина, тем выше уровень изменчивости признака.
Градации признака – эта количественный показатель, который зависит от уровня изменчивости признака. Чем выше уровень изменчивости признака, тем большее количество градаций для него вводится.