"АРИФМЕТИКА ПЛЮС ЛЕС"

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

"АРИФМЕТИКА ПЛЮС ЛЕС"

Коростелев К.А. 1
1МОБУ "Елисеевская оош"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
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.

 
 
  1. Определение скорости роста дерева.

4

 
  1. Время роста дерева от саженца до сырьевого ресурса.

5

Глава 2. Вероятность восстановления лесной зоны характерной Красноярскому краю.

 
 
  1. Сколько деревьев в среднем приходится на 1 га?

6

 
  1. Сколько деревьев в среднем вырубают за 1 год?

6

 
  1. За сколько лет вырубят весь лес?

7

 
  1. 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 м3 лесосырьевых 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.

  1. Изучить скорость роста дерева в зависимости от пароды и от его возраста.

  2. Выяснить какова общая площадь лесов Красноярского края.

  3. Выяснить площадь лесосырьевых ресурсов Красноярского края.

  4. 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

  1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РОСТА ДЕРЕВА

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

  1. 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.

  1. 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)

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

  1. 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.

  1. 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

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.

  1. 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.

  1. 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

  1. http://www.lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/3201

  2. http://nature-time.ru/2014/01/skorost-rosta-derevev/#

  3. https://otvet.mail.ru/question/68011732

  4. 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)

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.

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: 3094