"АРИФМЕТИКА ПЛЮС ЛЕС"

Коростелев К.А. 1

1МОБУ "Елисеевская оош"

Работа в формате PDF

179.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьника

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Научно – исследовательская работа

«АРИФМЕТИКА плюс ЛЕС»

Коростелев Константин Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение		3
Глава 1. Измерительные и вычислительные работы дерева.
	Определение скорости роста дерева.	4
	Время роста дерева от саженца до сырьевого ресурса.	5
Глава 2. Вероятность восстановления лесной зоны характерной Красноярскому краю.
	Сколько деревьев в среднем приходится на 1 га?	6
	Сколько деревьев в среднем вырубают за 1 год?	6
	За сколько лет вырубят весь лес?	7
	Сколько лет потребуется для восстановления лесосырьевого ресурса?	7
Заключение.		8
Источники.		9
Приложение		10

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. ВКрасноярском крае произрастает крупнейшие в России лесосырьевые ресурсы, и в последние годы их объем только возрастает. Так, по данным Агентства лесной отрасли Красноярского края, в начале 2000-х годов в регионе насчитывалось около 7,8 млрд м³лесосырьевых ресурсов, что составляло около 10% общероссийского запаса леса. Теперь, по данным регионального Министерства природных ресурсов и лесного комплекса, общий запас древесины в регионе оценивается в 11,5 млрд м³[1]. Следовательно из этого можно сделать вывод, что количество лесных насаждений с каждым годом уменьшается на 11,5 млрд м³. Это вызывает опасение, а не наступит ли год, когда иссякнет запас лесных ресурсов в крае.

Проблема. В работе рассмотрены способы определения скорости роста дерева и на сколько сантиметров вырастает дерево за год, вероятность восстановления лесной зоны в Красноярском крае.

Разработанность исследуемой проблемы. В ходе подготовки к выполнению практической части выяснил, что скорость роста дерева зависит от пароды дерева. А следовательно время, за которое произойдет полное восстановление лесосырьевых ресурсов – для каждого дерева своё.

Изучив зависимость скорости роста дерева от его возраста [2], применил для вычисления вероятности восстановления лесного массива, используя данные о площади вырубки лесов и общей площади лесов Красноярского края.

Цель проекта. Определить скорость роста дерева и времени восстановления лесосырьевых ресурсов на определённой площади.

Задачи проекта.

Изучить скорость роста дерева в зависимости от пароды и от его возраста.
Выяснить какова общая площадь лесов Красноярского края.
Выяснить площадь лесосырьевых ресурсов Красноярского края.
Провести расчёты вероятности восстановления лесного массива.

Данный проект может быть использован при проведении кружков по биологии и математике.

Методы проведенных исследований: математическое моделирование с использованием ИКТ.

ГЛАВА 1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ДЕРЕВА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РОСТА ДЕРЕВА

Воспользовавшись ранее изученным способами определения высоты дерева, составил сравнительную таблицу высоты дерева за 3 года.

Хвойные деревья

Таблица 1. Рос хвойных деревьев

№	Название дерева.	2014г	2015г	2016г
1.	Ель1	12м.	13м.	14м.
2.	Ель2	14м.	15м.	16м.
3.	Ель3	12м.	13м.	14м.
4.	Сосна1	13м.	14м.	15м.
5.	Сосна2	14м.	15м.	16м.
6.	Лиственица1	12м.	13м.	14м.
7.	Лиственица2	13м.	14м.	15м.

Лиственные деревья

Таблица 2. Рост лиственных деревьев.

№	Название дерева	2014г	2015г	2016г
1.	Берёза	13м.	15м.	16.7м.
2.	Тополь	14м.	16м.	17.8м.

Вывод: Деревья, произрастающие в Красноярском крае, относятся к быстрорастущим – за год в среднем вырастают: хвойные на 1м., лиственные на 1,5 – 2м.

2.ВРЕМЯ РОСТА ДЕРЕВА ОТ САЖЕНЦА ДО СЫРЬЕВОГО РЕСУРСА

Прежде чем хвойное дерево станет лесосырьевым ресурсом, ему предстоит несколько лет интенсивного роста.

Таблица 3. Практические измерения высоты хвойного дерева в начале года и на протяжении 10 лет. [Приложение 1.]

Вывод: Анализируя данные таблицы делаю вывод, что саженец высотой 50 см, вырастает на высоту 20 м 50 см через 100 лет.

Таблица 4. Практические измерения высоты лиственного дерева в начале года и на протяжении 10 лет.

№ п.п.	Высота дерева в начале года (см)	Высота дерева в конце (см)
№ п.п.	Высота дерева в начале года (см)	1 г	2 г	3 г	4 г	5 г	6 г	7 г	8 г	9 г	10 г
1	50	250	450	650	850	1050	1250	1450	1650	1850	2050
2	100	300	500	700	900	1100	1300	1500	1700	1900	2100
3	150	350	550	750	950	1150	1350	1550	1750	1950	2150

Вывод: Анализируя данные таблицы делаю вывод, что саженец лиственного дерева высотой 50 см, вырастает на высоту 20 м 50 см через 10 лет.

(10+100):20=55лет

Общий вывод: Для того, чтобы полностью восстановить лесосырьевые ресурсы, необходимо в среднем от 55 до 100 лет.

ГЛАВА 2. ВЕРОЯТНОСТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСНОЙ ЗОНЫ

СКОЛЬКО ДЕРЕВЬЕВ В СРЕДНЕМ ПРИХОДИТСЯ НА 1 га

По моим расчетам в возрасте от 55 до 100 лет (лесосырьевой возраст дерева) диаметр хвойного дерева может достигать от 35 до 100 см. в диаметре.

Таблица 5. Количество деревьев на 1 га. [Приложение 2.]

Произвел арифметические расчёты с использованием компьютера. Таблица 5.2. Среднее значение деревьев на 1 га. [Приложение 3.]

Вывод: В среднем на 1 га. произрастает 1737 дерева, растущие в Красноярском крае.

СКОЛЬКО ДЕРЕВЬЕВ В СРЕДНЕМ ВЫРУБАЮТ ЗА 1 ГОД

Зная общий запас древесины в Красноярском крае за 1 год можно сказать, что в среднем объем деревьев, которые являются лесосырьевым ресурсом равен 11,5 млрд м³. [5]

Таблица 6. Кол-во вырубленных деревьев за 1 год.

d дерева (см):	V дерева	Кол-во деревьев
d дерева (см):	V дерева	Кол-во деревьев
35	525	21904762
40	600	19166667
45	675	17037037
50	750	15333333
55	825	13939394
60	900	12777778
65	975	11794872
70	1050	10952381
75	1125	10222222
80	1200	9583333
85	1275	9019608
90	1350	8518519
95	1425	8070175
100	1500	7666667

Вывод: По произведенным расчетам для деревьев средняя высота, которых равна 15м. получается, что за 1 год в Красноярском крае уничтожается 12570482 деревьев.

ЗА СКОЛЬКО ЛЕТ ВЫРУБЯТ ВЕСЬ ЛЕС БЕЗ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Общая площадь лесов Красноярского края составляет 163600000 га. [1]

Вырубка за 1 год 1130400 га.

163600000:1130400145лет.

Произведя расчёты, если не восстанавливать лесной массив, то через 145 лет практически будет исчерпан весь лесосырьевой запас.

СКОЛЬКО ЛЕТ ПОТРЕБУЕТСЯ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСОСЫРЬЕВОГО РЕСУРСА

Произрастает: на 1 га – 1737 дерева

Уничтожают: на х га – 12570482 дерева

х га = 12570482/1737 7237га

Вывод: 7237 га деревьев уничтожают за 1 год в Красноярском крае.

Зная, что для того чтобы дерево получило статус лесосырьевого ресурса необходимо в среднем 80 лет. Провел расчеты, для выяснения может ли наступить для Красноярского края такой период, когда весь запас леса приблизится к нулю.

кол-во лет	Запас леса (га)	Уничтожение за 80 год (га)	Восстановление (га)	Остаток площади леса (га)
80	163600000	40400	7237	163566837
160	163566837	40400	7237	163533674
240	163533674	40400	7237	163500511
320	163500511	40400	7237	163467348
400	163467348	40400	7237	163434185
480	163434185	40400	7237	163401022
560	163401022	40400	7237	163367859
640	163367859	40400	7237	163334696
720	163334696	40400	7237	163301533
800	163301533	40400	7237	163268370

Вывод: Благодаря тому, что площадь восстановленных и вырубленных лесов очень мала относительно всех запасов лесов Красноярского края, и если не будут увеличивать площадь вырубки лесов, то запаса лесов хватит на несколько сот лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения данной работы определил: скорость роста дерева за 1 год (хвойного на 1 м, лиственного на 1,5 – 2 м); для полного восстановления лесосырьевых ресурсов необходимо от 55 до 100 лет; в среднем на 1 га. произрастает 1737 дерева; за 1 год в Красноярском крае уничтожается 12570482 деревьев; если не восстанавливать лесной массив, то через 145 лет практически будет исчерпан весь лесосырьевой запас; 7237 га деревьев уничтожают за 1 год в Красноярском крае. А так же определил, что если не будут увеличивать объем вырубки лесов, то леса Красноярского края будут существовать несколько сот лет.

Данную работу можно использовать на кружках и факультативах по математике, информатике, биологии.

ЛИТЕРАТУРА

http://www.lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/3201
http://nature-time.ru/2014/01/skorost-rosta-derevev/#
https://otvet.mail.ru/question/68011732
foto-planeta.com

Приложение 1.

Таблица 3. Практические измерения высоты хвойного дерева в начале года и на протяжении 10 лет.

№ п.п.	Высота дерева в начале года (см)	Высота дерева в конце (см)
№ п.п.	Высота дерева в начале года (см)	1 г	2 г	3 г	4 г	5 г	6 г	7 г	8 г	9 г	10 г
1	50	70	90	110	130	150	170	190	210	230	250
2	100	120	140	160	180	200	220	240	260	280	300
3	150	170	190	210	230	250	270	290	310	330	350
4	200	220	240	260	280	300	320	340	360	380	400
5	250	270	290	310	330	350	370	390	410	430	450
6	300	320	340	360	380	400	420	440	460	480	500
7	350	370	390	410	430	450	470	490	510	530	550
8	400	420	440	460	480	500	520	540	560	580	600
9	450	470	490	510	530	550	570	590	610	630	650
10	500	520	540	560	580	600	620	640	660	680	700
11	550	570	590	610	630	650	670	690	710	730	750
12	600	620	640	660	680	700	720	740	760	780	800
13	650	670	690	710	730	750	770	790	810	830	850
14	700	720	740	760	780	800	820	840	860	880	900
15	750	770	790	810	830	850	870	890	910	930	950
16	800	820	840	860	880	900	920	940	960	980	1000
17	850	870	890	910	930	950	970	990	1010	1030	1050
18	900	920	940	960	980	1000	1020	1040	1060	1080	1100
19	950	970	990	1010	1030	1050	1070	1090	1110	1130	1150
20	1000	1020	1040	1060	1080	1100	1120	1140	1160	1180	1200
21	1050	1070	1090	1110	1130	1150	1170	1190	1210	1230	1250
22	1100	1120	1140	1160	1180	1200	1220	1240	1260	1280	1300
23	1150	1170	1190	1210	1230	1250	1270	1290	1310	1330	1350
24	1200	1220	1240	1260	1280	1300	1320	1340	1360	1380	1400
25	1250	1270	1290	1310	1330	1350	1370	1390	1410	1430	1450
26	1300	1320	1340	1360	1380	1400	1420	1440	1460	1480	1500
27	1350	1370	1390	1410	1430	1450	1470	1490	1510	1530	1550
28	1400	1420	1440	1460	1480	1500	1520	1540	1560	1580	1600
29	1450	1470	1490	1510	1530	1550	1570	1590	1610	1630	1650
30	1500	1520	1540	1560	1580	1600	1620	1640	1660	1680	1700
31	1550	1570	1590	1610	1630	1650	1670	1690	1710	1730	1750
32	1600	1620	1640	1660	1680	1700	1720	1740	1760	1780	1800
33	1650	1670	1690	1710	1730	1750	1770	1790	1810	1830	1850
34	1700	1720	1740	1760	1780	1800	1820	1840	1860	1880	1900
35	1750	1770	1790	1810	1830	1850	1870	1890	1910	1930	1950
36	1800	1820	1840	1860	1880	1900	1920	1940	1960	1980	2000
37	1850	1870	1890	1910	1930	1950	1970	1990	2010	2030	2050
38	1900	1920	1940	1960	1980	2000	2020	2040	2060	2080	2100

Приложение 2.

Таблица 5.1. Количество деревьев на 1 га. [

d дерева (см):	расстояние между деревьями 1 м.		расстояние между деревьями 2 м.			расстояние между деревьями 3 м.			расстояние между деревьями 4 м.
d дерева (см):	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)	кол-во деревьев	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)	кол-во деревьев	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)		кол-во деревьев	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)		кол-во деревьев
35	18225	5487	55225	1811	112225		891	189225		528
36	18496	5407	55696	1795	112896		886	190096		526
37	18769	5328	56169	1780	113569		881	190969		524
38	19044	5251	56644	1765	114244		875	191844		521
39	19321	5176	57121	1751	114921		870	192721		519
40	19600	5102	57600	1736	115600		865	193600		517
41	19881	5030	58081	1722	116281		860	194481		514
42	20164	4959	58564	1708	116964		855	195364		512
43	20449	4890	59049	1694	117649		850	196249		510
44	20736	4823	59536	1680	118336		845	197136		507
45	21025	4756	60025	1666	119025		840	198025		505
46	21316	4691	60516	1652	119716		835	198916		503
47	21609	4628	61009	1639	120409		831	199809		500
48	21904	4565	61504	1626	121104		826	200704		498
49	22201	4504	62001	1613	121801		821	201601		496
50	22500	4444	62500	1600	122500		816	202500		494
51	22801	4386	63001	1587	123201		812	203401		492
52	23104	4328	63504	1575	123904		807	204304		489
53	23409	4272	64009	1562	124609		803	205209		487
54	23716	4217	64516	1550	125316		798	206116		485
55	24025	4162	65025	1538	126025		793	207025		483
56	24336	4109	65536	1526	126736		789	207936		481
57	24649	4057	66049	1514	127449		785	208849		479
58	24964	4006	66564	1502	128164		780	209764		477
59	25281	3956	67081	1491	128881		776	210681		475
60	25600	3906	67600	1479	129600		772	211600		473
61	25921	3858	68121	1468	130321		767	212521		471
62	26244	3810	68644	1457	131044		763	213444		469
63	26569	3764	69169	1446	131769		759	214369		466
64	26896	3718	69696	1435	132496		755	215296		464
65	27225	3673	70225	1424	133225		751	216225		462
66	27556	3629	70756	1413	133956		747	217156		460
67	27889	3586	71289	1403	134689		742	218089		459
68	28224	3543	71824	1392	135424		738	219024		457
69	28561	3501	72361	1382	136161		734	219961		455
70	28900	3460	72900	1372	136900		730	220900		453
71	29241	3420	73441	1362	137641		727	221841		451
72	29584	3380	73984	1352	138384		723	222784		449
73	29929	3341	74529	1342	139129		719	223729		447
74	30276	3303	75076	1332	139876		715	224676		445
75	30625	3265	75625	1322	140625		711	225625		443
76	30976	3228	76176	1313	141376		707	226576		441
77	31329	3192	76729	1303	142129		704	227529		440
78	31684	3156	77284	1294	142884		700	228484		438
79	32041	3121	77841	1285	143641		696	229441		436
80	32400	3086	78400	1276	144400		693	230400		434
81	32761	3052	78961	1266	145161		689	231361		432
82	33124	3019	79524	1257	145924		685	232324		430
83	33489	2986	80089	1249	146689		682	233289		429
84	33856	2954	80656	1240	147456		678	234256		427
85	34225	2922	81225	1231	148225		675	235225		425
86	34596	2891	81796	1223	148996		671	236196		423
87	34969	2860	82369	1214	149769		668	237169		422
88	35344	2829	82944	1206	150544		664	238144		420
89	35721	2799	83521	1197	151321		661	239121		418
90	36100	2770	84100	1189	152100		657	240100		416
91	36481	2741	84681	1181	152881		654	241081		415
92	36864	2713	85264	1173	153664		651	242064		413
93	37249	2685	85849	1165	154449		647	243049		411
94	37636	2657	86436	1157	155236		644	244036		410
95	38025	2630	87025	1149	156025		641	245025		408
96	38416	2603	87616	1141	156816		638	246016		406
97	38809	2577	88209	1134	157609		634	247009		405
98	39204	2551	88804	1126	158404		631	248004		403
99	39601	2525	89401	1119	159201		628	249001		402
100	40000	2500	90000	1111	160000		625	250000		400

Приложение 3.

Таблица 5.2. Среднее значение деревьев на 1 га.

d дерева (см):	расстояние между деревьями 1 м.			расстояние между деревьями 2 м.			расстояние между деревьями 3 м.			расстояние между деревьями 4 м.
	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)	кол-во деревьев	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)		кол-во деревьев	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)		кол-во деревьев	площадь квадрата, в котором находится дерево (см. кв.)		кол-во деревьев
35	18225	5487	55225		1811	112225		891	189225		528
40	19600	5102	57600		1736	115600		865	193600		517
45	21025	4756	60025		1666	119025		840	198025		505
50	22500	4444	62500		1600	122500		816	202500		494
55	24025	4162	65025		1538	126025		793	207025		483
60	25600	3906	67600		1479	129600		772	211600		473
65	27225	3673	70225		1424	133225		751	216225		462
70	28900	3460	72900		1372	136900		730	220900		453
75	30625	3265	75625		1322	140625		711	225625		443
80	32400	3086	78400		1276	144400		693	230400		434
85	34225	2922	81225		1231	148225		675	235225		425
90	36100	2770	84100		1189	152100		657	240100		416
95	38025	2630	87025		1149	156025		641	245025		408
100	40000	2500	90000		1111	11236		8900	250000		400
среднее арифметическое	3726			1422			1338			460
общее среднее арифметическое	1737

Просмотров работы: 2877

I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

"АРИФМЕТИКА ПЛЮС ЛЕС"

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Старт в науке
I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся