Метод модельных экземпляров используют для определения урожайности
Pharmstudent. Помощь фармацевтам запись закреплена
Существуют определённые различия между понятиями урожайность и плотность запаса сырья. Однако многие специалисты, занимающиеся ресурсоведением лекарственных растений, предпочитают их синонимизировать.
#Урожайность (плотность запаса сырья) — величина сырьевой фитомассы, полученная с единицы площади (м2, га), занятой зарослью.
Реальная урожайность значительным образом варьирует в разных зарослях и зависит от многих факторов. В частности, она может меняться в разные годы, а при осуществлении многолетних наблюдений за промысловыми зарослями или массивами желательно ежегодное определение этого ресурсоведческого показателя.
На практике определение урожайности осуществляется с помощью трёх методов: методом использования учётных площадок, методом модельных экземпляров и на основании определения проективного покрытия.
Выбор метода связан, прежде всего, с особенностями жизненной формы и габитуса растений и частью, используемой в качестве сырья. Для некрупных травянистых растений и кустарников, у которых в качестве сырья используют надземные органы, урожайность рациональнее определять на учетных площадках. Этот метод наиболее точен, поскольку не производятся дополнительные пересчёты, снижающие точность исследования. Однако при оценке урожайности подземных органов или при работе с крупными растениями, для которых требуется закладка учётных площадок большого размера, этот метод слишком трудоёмок. В этих случаях предпочтителен метод модельных экземпляров. Для низкорослых травянистых и кустарничковых растений, особенно когда они образуют плотные дерновинки, рекомендуется применять метод оценки урожайности на основе проективного покрытия.
Определение урожайности на учётных площадках
Определение урожайности по модельным экземплярам
Под термином модельный экземпляр подразумевается среднестатистический по массе товарный экземпляр (или иногда побег) лекарственного растения, определённый для конкретной промысловой заросли массива.
При оценке урожайности по этому методу устанавливают два показателя: массу сырья, получаемую от модельного экземпляра, и численность товарных экземпляров (побегов) на единицу площади.
Отдельными экземплярами оперируют в тех случаях, когда растения относительно невелики и «границы» экземпляров легко устанавливаются. В тех случаях, если сбор сырья с целого экземпляра трудоёмок (деревья, крупные кустарники) либо границы особи или клона трудно определить, предпочтительнее использовать в качестве учётной единицы побег.
Подсчёт численности экземпляров (побегов) проводят на учётных площадках размером от 0,25 до 10 м2, принципы закладки которых изложены в предыдущем разделе. Однако в этом случае удобнее подсчитывать число товарных экземпляров (побегов) на узких (1-2 м шириной) и вытянутых вдоль маршрутного хода площадках, так называемых трансектах.
Для оценки урожайности с точностью до 15 % при работе этим методом определение численности экземпляров и величины их сырьевой фитомассы необходимо проводить с точностью до 10 %. Товарные экземпляры (или побеги) для определения массы модельного экземпляра отбирают на учётных площадках. Наиболее объективен систематический отбор, когда для определения берут каждый второй, третий, пятый или десятый экземпляр (побег), встреченный по маршрутному ходу. У каждого экземпляра взвешивается его сырьевая часть и затем рассчитывается средняя величина этого показателя.
Величина выборки зависит от степени варьирования массы сырья у отдельных экземпляров. В среднем при определении массы подземных органов или соцветий бывает достаточным учёт 40-60 экземпляров. Надземные части варьируют по массе сильнее, поэтому число «выбираемых» экземпляров (побегов) обычно приближается к 100 или даже более.
Урожайность рассчитывают, перемножая среднее число экземпляров на единицу площади на среднюю массу модельного экземпляра.
Определение урожайности по проективному покрытию
Под проективным покрытием понимают площадь проекций надземных частей растений. Определение урожайности методом проективного покрытия удобно при работе с невысокими или стелющимися растениями, такими, как брусника, толокнянка или чабрец.
Для определения урожайности этим методом устанавливают две величины: среднее проективное покрытие вида в пределах промысловой заросли и выход сырья с 1 % проективного покрытия (так называемую цену 1 % проективного покрытия).
Среднее проективное покрытие определяется на основе замеров проективного покрытия в серии учётных площадок. Замеры осуществляются различными способами: глазомерно, сеточкой Раменского или квадратом-сеткой. Первые два способа могут быть рекомендованы лишь опытным исследователям. Применение квадрата-сетки даёт удовлетворительные результаты даже при относительно небольшом опыте ресурсоведческой работы.
Для определения цены 1 % проективного покрытия на каждой учётной площадке срезают сырьё с 1 дм2. Далее взвешивают фитомассу сырья с каждого «срезанного» дм2 (это соответствует 1 % проективного покрытия) и рассчитывают среднестатистическое значение цены 1 % покрытия. Урожайность рассчитывается как произведение среднего проективного покрытия на цену 1 %.
Расчет величины запаса на конкретных зарослях
Эксплуатационный запас сырья показывает, сколько сырья можно заготовить при однократной эксплуатации заросли. Однако ежегодная заготовка на одной и той же заросли допустима лишь для лекарственных растений, у которых используются плоды. В этом случае суммарная величина эксплуатационного запаса на всех зарослях равна возможному объёму ежегодных заготовок. В остальных случаях при расчёте возможной ежегодной заготовки необходимо знать, за сколько лет после проведения заготовок заросль восстанавливает первоначальный запас сырья.
Считается, что для соцветий и надземных органов однолетних растений периодичность заготовок — один раз в 2 года; для надземных органов (травы) многолетних растений — один раз в 4-6 лет; для подземных органов большинства растений — не чаще одного раза в 15-20 лет.
При этом в северных районах и зарослях, располагающихся в худших условиях местообитания, следует брать максимальную продолжительность периода восстановления. Объём возможной ежегодной заготовки сырья рассчитывают как частное от деления эксплуатационных запасов сырья на оборот заготовки, включающий год заготовки и продолжительность периода восстановления («отдыха») заросли. Так, если эксплуатационный запас ландыша в массиве заготовок составляет 200 кг, а восстанавливается он в данных географических условиях за 4 года, то в пределах данного массива ежегодная возможная заготовка не должна превышать 200/(4+1) = 40 кг.
При определении мест заготовки исходят из того, чтобы каждая заросль в массиве эксплуатировалась не чаще одного раза в 5 лет.
Определение запасов сырья на ключевых участках с экстраполяцией данных на всю площадь обследуемой территории
Метод определения запасов сырья на ключевых участках с целью экстраполяции данных на всю площадь обследуемой территории может быть применён только для лекарственных растений, имеющих чёткую приуроченность к каким-либо типам ландшафта, к определённым типам угодий или растительным сообществам (фитоценозам).
Необходимым условием для применения этого метода является наличие крупномасштабного картографического материала, где выделены контуры интересующих нас растительных группировок или ландшафтных и почвенных единиц. Картографические материалы (топографические, геоботанические, ландшафтные, землеустроительные и другие карты и планы) необходимы для определения площадей угодий, к которым приурочены лекарственные растения.
Приуроченность лекарственных растений к определённым типам угодий, как правило, не абсолютна. Какой-то процент определённого типа леса или другого угодья может оказаться без лекарственного растения или его будет так мало, что участок окажется непригодным для промышленной заготовки сырья. Следовательно, необходимо наличие дополнительных сведений об экологических условиях, от которых зависит обилие лекарственного растения, например плотность древостоя и сомкнутость крон, освещенность участка, почвенные характеристики, влажность и т.д. Поэтому, работа с использованием ключевых участков требует достаточно высокой квалификации ресурсоведа и проведения предварительных работ (или использования литературных данных, полученных в сходных условиях, об экологических характеристиках изучаемого лекарственного растения).
К числу растений, для изучения запасов которых может быть применён метод ключевых участков, относятся такие растения, как брусника, черника, толокнянка обыкновенная, багульник болотный, ландыш майский, крушина ольховидная, а также аир, аралия, вздутоплодник сибирский, крестовник плосколистный, лимонник, маралий корень, чемерица Лобеля, шиповники, якорцы стелющиеся, эфедра хвощевая и некоторые другие виды.
Ключевые участки — это площади, которые служат эталоном данного типа угодий по сырьевым запасам интересующего растения. Выбор ключевых участков проводится по картографическим материалам. Их число должно быть достаточно большим, чтобы охватить все имеющиеся на данной территории варианты данного типа угодий и получить статистически достоверные материалы. Размеры ключевого участка могут быть различными. Они тем больше, чем выше неоднородность растительного покрова. Большей частью ключевые участки имеют площадь от одного до нескольких квадратных километров, но могут быть и меньших размеров. Все фитоценозы или ландшафтные, морфологические, почвенные единицы, на которых присутствует изучаемое лекарственное растение, на площади ключевого участка принимаются за генеральную совокупность.
В задачу исследования на ключевом участке входит объективная характеристика потенциально продуктивного угодья с участием лекарственного растения, которое оконтурено на плане или карте. Так, например, ключевым участком может быть квартал или несколько кварталов леса с потенциально продуктивными выделами леса с участием толокнянки (сосняки-беломошники, гари или вырубки сосняков-брусничников и т.д.).
Потенциально продуктивные выделы леса на ключевом участке играют роль учётных площадок. Необходимо провести выборочное исследование потенциально продуктивных лесных выделов с толокнянкой, пересекая ключевой участок маршрутными ходами, определить для них среднюю урожайность сырья (проводится обычными способами, описанными выше).
Для определения площади продуктивных выделов можно использовать лесной план с контурами выделов и таксационные описания лесничества, где имеются данные о площади, занятой выделами каждого типа леса. Однако при закладке учётных площадок, как на площади участка заготовки, так и на ключевом участке, не все варианты выборки потенциально продуктивных выделов окажутся действительно продуктивными. Поэтому для определения общей площади продуктивных выделов используется расчёт в процентах выделов с участием лекарственного растения по отношению к общему числу выделов, попавших в выборку. В геоботанике это называется определением «постоянства» вида (степень участия в ассоциации).
Если изучаемый вид приурочен к береговой линии реки, ручья или озера, ключевым участком может быть определённый (1-2 км) отрезок береговой линии. В пределах этого отрезка измеряют площади, занятые зарослями лекарственного растения, и определяют плотность запаса сырья в нескольких, отличающихся друг от друга по обилию растений, зарослях. Затем рассчитывают среднюю плотность запаса сырья на один ключевой участок. Чем более вариабельно обилие лекарственных растений в популяциях, тем в большем числе их должно быть проведено определение урожайности сырья.
Расчёт эксплуатационного запаса сырья на ключевом участке проводится по тому же алгоритму, что и расчёт для конкретных зарослей.
В дальнейшем количественные характеристики продуктивных выделов, полученные на ключевых участках, экстраполируются на другие территории с однотипными условиями растительного покрова.
Площадь контуров выделов определяется по крупномасштабной карте. Определение площади может быть проведено: 1) при помощи палетки, 2) весовым методом.
При использовании выкопировок из карт, нанесённых на кальку, можно использовать миллиметровую бумагу.
Определение площадей при помощи палетки является наиболее простым и вместе с тем наименее точным способом. Палетка представляет собой разграфлённую на клетки размером 1 см2 прозрачную пластинку.
Палетка накладывается на тот из контуров карты, площадь которого надо замерить. Подсчитываются квадратики палетки, поместившиеся внутри границ контура. Естественно, что неправильная фигура контура никогда не совпадает с границами отдельных клеток палетки. При вычислени
Определение ресурсов дикорастущих лекарственных растений на примере травянистых, древесных и кустарниковых растений с использованием различных методов определения урожайности. Расчет эксплуатационно
После закладки учётных площадок на каждой из них собирают всю сырьевую фитомассу в соответствии с требованиями НД на конкретный вид сырья и рекомендациями по сбору и сушке данного вида. Разумеется, не подлежат сбору всходы, ювенильные или повреждённые экземпляры растений.
Определение урожайности по модельным экземплярам
Под термином модельный экземпляр подразумевается среднестатистический по массе товарный экземпляр (или иногда побег) лекарственного растения, определённый для конкретной промысловой заросли массива.
При оценке урожайности по этому методу устанавливают два показателя: массу сырья, получаемую от модельного экземпляра, и численность товарных экземпляров (побегов) на единицу площади.
Отдельными экземплярами оперируют в тех случаях, когда растения относительно невелики и «границы» экземпляров легко устанавливаются. В тех случаях, если сбор сырья с целого экземпляра трудоёмок (деревья, крупные кустарники) либо границы особи или клона трудно определить, предпочтительнее использовать в качестве учётной единицы побег.
Подсчёт численности экземпляров (побегов) проводят на учётных площадках размером от 0,25 до 10 м2, принципы закладки которых изложены в предыдущем разделе. Однако в этом случае удобнее подсчитывать число товарных экземпляров (побегов) на узких (1-2 м шириной) и вытянутых вдоль маршрутного хода площадках, так называемых трансектах.
Величина выборки зависит от степени варьирования массы сырья у отдельных экземпляров. В среднем при определении массы подземных органов или соцветий бывает достаточным учёт 40-60 экземпляров. Надземные части варьируют по массе сильнее, поэтому число «выбираемых» экземпляров (побегов) обычно приближается к 100 или даже более.
Урожайность рассчитывают, перемножая среднее число экземпляров на единицу площади на среднюю массу модельного экземпляра.
Определение урожайности по проективному покрытию
Под проективным покрытием понимают площадь проекций надземных частей растений. Определение урожайности методом проективного покрытия удобно при работе с невысокими или стелющимися растениями, такими, как брусника, толокнянка или чабрец.
Для определения урожайности этим методом устанавливают две величины: среднее проективное покрытие вида в пределах промысловой заросли и выход сырья с 1 % проективного покрытия (так называемую цену 1 % проективного покрытия).
Среднее проективное покрытие определяется на основе замеров проективного покрытия в серии учётных площадок. Замеры осуществляются различными способами: глазомерно, сеточкой Раменского или квадратом-сеткой. Первые два способа могут быть рекомендованы лишь опытным исследователям. Применение квадрата-сетки даёт удовлетворительные результаты даже при относительно небольшом опыте ресурсоведческой работы.
Для определения цены 1 % проективного покрытия на каждой учётной площадке срезают сырьё с 1 дм2. Далее взвешивают фитомассу сырья с каждого «срезанного» дм2 (это соответствует 1 % проективного покрытия) и рассчитывают среднестатистическое значение цены 1 % покрытия. Урожайность рассчитывается как произведение среднего проективного покрытия на цену 1 %.
Расчёт объёмов ежегодных заготовок
Эксплуатационный запас сырья показывает, сколько сырья можно заготовить при однократной эксплуатации заросли. Однако ежегодная заготовка на одной и той же заросли допустима лишь для лекарственных растений, у которых используются плоды. В этом случае суммарная величина эксплуатационного запаса на всех зарослях равна возможному объёму ежегодных заготовок. В остальных случаях при расчёте возможной ежегодной заготовки необходимо знать, за сколько лет после проведения заготовок заросль восстанавливает первоначальный запас сырья.
При этом в северных районах и зарослях, располагающихся в худших условиях местообитания, следует брать максимальную продолжительность периода восстановления. Объём возможной ежегодной заготовки сырья рассчитывают как частное от деления эксплуатационных запасов сырья на оборот заготовки, включающий год заготовки и продолжительность периода восстановления («отдыха») заросли. Так, если эксплуатационный запас ландыша в массиве заготовок составляет 200 кг, а восстанавливается он в данных географических условиях за 4 года, то в пределах данного массива ежегодная возможная заготовка не должна превышать 200/(4+1) = 40 кг.
Определение урожайности по модельным экземплярам.
Для этого необходимо знать численность товарных экземпляров на единице площади и среднюю массу сырья, получаемого с одного экземпляра. Подсчет экземпляров проводят на площадках размером 0,25—10 м2, заложенных равномерно на территории заросли, или же при численности экземпляров менее 1 шт./м2 на маршрутных ходах, разбитых на отрезки длиной 20, 50 или 100 шагов при ширине хода 1 или 2 м. Всего надо 25—40 отрезков маршрутного хода, длина которых тем больше, чем больше размер заросли и чем меньше встречаемость изучаемого вида растения. Берут все товарные экземпляры или каждый 2-й, 5-й, 10-й. Размер площадки зависит от величины изучаемого вида. Для подземных частей растений необходимо примерно 50 экземпляров, а надземных — 100. У каждого модельного экземпляра взвешивают сырьевые органы и вычисляют среднее значение (М ± т).
Урожайность определяют умножением средней массы сырья одного экземпляра на их среднюю численность. Подобным образом можно определять и запас плодов и ягод на деревьях и кустарниках.
Запас лекарственных растений, имеющих четкую приуроченность к определенным элементам рельефа, типам почв, типам леса и при наличии крупномасштабных карт и планов с выделением вышеуказанных элементов, можно определять с использованием метода ключевых участков. Ключевые участки — это площади, которые служат эталоном данного типа угодий по сырьевым запасам конкретного растения.
Размер ключевого участка обычно определяется величиной таксационного выдела, а общая площадь участков должна составлять не менее 10 % площади угодий, на которых данный вид растения может образовывать промысловые заросли. Ключевые участки закладывают по определенной системе, например каждый третий (пятый) выдел нужного типа леса в квартале.
На каждом ключевом участке определяется урожайность изучаемого растения в зависимости от равномерности распределения его по площади. Далее все ключевые участки объединяют по урожайности в несколько групп и определяют процент каждой группы относительно общей площади ключевых участков. Для расчета средней урожайности используют только участки с относительно высокой и средней урожайностью, исключая низкоурожайные и участки с отсутствием изучаемого вида. Методом ключевых участков можно определить запас брусники, черники, шиповника и некоторых других растений.
Эксплуатационный запас плодов определяют как возможный запас ежегодной заготовки, а для вегетативной массы и корней необходимо знать, за сколько лет после проведения заготовки на заросли восстанавливается первоначальный запас сырья. Ориентировочная периодичность заготовки составляет:
Объем возможной ежегодной заготовки сырья определяется путем деления величины его эксплуатационного запаса на оборот заготовки (продолжительность периода восстановления заросли плюс один год).
Искусственное выращивание лекарственных растений
Сбор лекарственных растений, произрастающих в естественных условиях, связан с рядом трудностей. Зачастую эти растения произрастают в труднодоступных местах и на удаленных от населенных пунктов участках. Заросли лекарственных растений могут быть уничтожены недобросовестными сборщиками. Поэтому приобретает большое значение плантационное выращивание различных видов лекарственных растений в специализированных хозяйствах. Подобный опыт имеет многовековую историю, когда по приказу русских царей создавали так называемые аптекарские огороды. В искусственных условиях можно выращивать многие виды лекарственных растений, создав оптимальные, приближенные к естественным условия для их роста и развития. В данном случае достигается высокая урожайность лекарственных растений и упрощается планирование объема их заготовки.
Одним из важных мероприятий по увеличению объема заготовок лекарственного сырья является окультуривание диких зарослей лекарственных растений и преобразование их в промышленные плантации. Для этого с заросли удаляют все, что мешает хорошему росту и развитию лекарственных растений и их механизированной заготовке. Проводят поверхностное внесение удобрений при легком рыхлении почвы и подсев семян. После данных мероприятий следует на территории плантации запретить пастьбу скота и осуществлять ее охрану.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И ЗАПАСОВ ЛРС
Урожайность (плотность запаса сырья) — величина сырьевой фитомассы,
Считается, что обследования по определению урожайности необходимо повторять через 10–15 лет. Реальная урожайность значительным образом варьирует в разных зарослях и зависит от многих факторов. В частности, она может меняться в разные годы, а при осуществлении многолетних наблюдений за промысловыми зарослями или массивами желательно ежегодное определение этого ресурсоведческогопоказателя.
Определение урожайности осуществляется с помощью трех методов:
1. Метод учетных площадок (для некрупных травянистых растений и кустарников, ЛРС – надземные органы);
2. Метод модельных экземпляров (крупные растения, ЛРС – подземные органы);
3. Метод определения проективного покрытия (для низкорослых травянистых и кустарничковых растений (толокнянка, брусника и др.)).
Метод учетных площадок (метод1)
Определение урожайностиосуществляютнаучетных площадках.
Оптимальным считается размер площадки, при котором на ней помещается не менее 5 взрослых экземпляров растений. Форма площадки (прямоугольная, круглая, квадратная) не играет существенной роли, однако большинство специалистов ориентируются на площадь 1 м 2 и используют соответственно в работе так называемую квадрат-сетку (1 м 2 ) с натянутой леской (10×10 линий), разделяющей ее на 100 квадратиков, каждыйплощадью 1 дм 2 (см. нижеметод 3).
Ориентировочные данные о числе учетных площадок для достижения достаточной точности результатов получаются на основании разницы между мин. и макс. массой сырья, собранного с одной учетной площадки (если мин. и макс. значения при 15 заложенных площадках различаются не более чем в 5–7 раз, можно ограничиться этим числом площадок, а при разнице значений в 15–20 раз необходимо заложить еще 15–20 площадок)
Учетные площадки закладывают равномерно на определенном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы по возможности охватить весь промысловый массив или заросль. Чаще намечают серию маршрутных ходов, пересекающих заросль в разных направлениях (можно закладывать ряд параллельных или перпендикулярных друг другу ходов, ходов по диагонали заросли или «конвертом»), и закладывают площадки вдоль маршрутных ходов через определенное, заранее условленное число шагов или метров (3, 5, 10, 20 и т.д.). Закладку площадок осуществляют независимо от наличия или отсутствия экземпляров изучаемого вида в данном месте. В том случае, если массив представляет собой отдельные пятна, занимающие установленный процент площади, учетные площадки располагают только в пределах этих пятен (куртин).
После закладки учетных площадок на каждой из них собирают всю сырьевую фитомассу в соответствии с требованиями НД на конкретный вид сырья и рекомендациями по сбору и сушке данного вида. Разумеется, неподлежатсборувсходы, ювенильные илиповрежденные экземплярырастений.
Сырье сразу же взвешивают с точностью до ± 5 % (собранное с каждой площадки — отдельно). Из сырья, собранного с учетных площадок при определении урожайности, можно отобрать образцы для проведения химической таксациизарослей. Далееможетбытьрассчитанаурожайностьвида наданнойзаросли.
Метод учетных площадок (метод1)
На заросли ландыша майского площадью 0,25 га заложено 15 учетных площадок ( n ) для определения урожайности. С площадок собрано сырье и при его взвешивании получены следующиеданные ( vv ), г:185,191,152,51,200,230,287,238,187,201,67,176,189,247,125.
1. Определить среднее арифметическое (M):
2. Вычислитьсреднююарифметическуюошибку (m):