Н.Н. Матвеев, Н.С. Камалова, В.И. Лисицын, Н.Ю. Евсикова, Хоай Тхыонг Нгуен
Скачать
№ 3 (51)
Естественные науки и лес
Матвеев Николай Николаевич – доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры общей и прикладной физики, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, Российская Федерация, 394087, https://orcid.org/0000-0001-9195-9580, e-mail: nmtv@vglta.vrn.ru
Камалова Нина Сергеевна – кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры общей и прикладной физики, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, Российская Федерация, 394087, https://orcid.org/0000-0001-8293-8593, e-mail: rcamel@yandex.ru
Лисицын Виктор Иванович – кандидат физ.-мат. наук, профессор кафедры общей и прикладной фи-зики, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, Российская Федерация, 394087, https://orcid.org/0000-0002-2148-1988, e-mail: viktor-lisicyn@yandex.ru
Евсикова Наталья Юрьевна – кандидат ф.-м. наук, зав. кафедрой общей и прикладной физики, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, Российская Федерация, 394087, https://orcid.org/0000-0001-5288-0140, e-mail: evsikovany_phlt@vgltu.ru
Хоай Тхыонг Нгуен – кандидат ф.-м. наук, преподаватель, научный сотрудник электротехнического факультета, Промышленный университет Хошимина, Нгуен Ван Бао 12, г. Хошимин, Вьетнам, 700000, https://orcid.org/0000-0003-1290-5221, e-mail: nguyenthuongfee@iuh.edu.vn
Суточная динамика разности потенциалов, возникающей в древесине ствола березы повислой (Betula pendula ROTH) при перепадах температуры окружающей среды дает возможность моделирования динамики процессов перераспределения ионов солей в порах. Анализ результатов измерений разности потенциалов в древесине ствола модельного дерева показал, что ее динамика носит релаксационный характер и стремится к некоторому стационарному значению. На базе данных натурных измерений разности потенциалов в рамках классической электродинамики построена формализованная модель динамики относительной разности потенциалов, содержащая три параметра. В результате вычислительного эксперимента, использующего оптимизационную процедуру на основе критерия Нэша-Сатклиффа, рассчитаны параметры вызванного изменением температуры окружающей среды релаксационного процесса формирования вдоль ствола березы устойчивой разности потенциалов. Выявлено, что динамическое равновесие потоков перераспределения зарядов определяется факторами стимулирующих и стабилизирующих процессов внутри стволов древесных растений. Показано, что грамотное сочетание результатов мониторинга разности потенциалов в стволах деревьев и вычислительного эксперимента позволит сформировать обширную базу параметров процессов формирования устойчивого динамического равновесия потоков ионов солей в них в зависимости от особенностей произрастания, суточных и сезонных изменений температуры окружающей среды и состава почвы. Исследование изменения состояния деревьев вследствие отклика на воздействие различных факторов окружающей среды дает возможность расширить спектр инструментов для систем прогнозирования возникновения в лесных экосистемах катастрофических ситуаций.
разность потенциалов, береза повислая, Betula pendula Roth, флуктуации температуры окружающей среды, формализованное моделирование, потоки растворов солей
Разность потенциалов в стволах березы повислой (Betula pendula Roth): особенности процессов релаксации при изменении температуры окружающей среды / Н. Н. Матвеев, Н. С. Камалова, В. И. Лисицын, Н. Ю. Евсикова, Хоай Тхыонг Нгуен // Лесотехнический журнал. – 2023. – Т. 13. – № 3 (51). – С. 30–40. – Библиогр.: с. 36–39 (23 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.3/3.
1. Mahalingam, S. Wireless Sensor Based Forest Fire Early Detection with Online Remote Monitoring / S. Mahalingam, M. S. Deep, K. S. Krishna // International Journal of Engineering and Advanced Technology. – 2021. – Vol. 10, Iss. 5. – pp. 143–145. – DOI: https://doi.org/10.35940/ijeat.E2670.0610521.
2. Мониторинг гидротермического режима почвогрунтов с помощью инструмента Smat-Meter для измерения профилей влажности и температуры почвы / А. В. Базаров, С. А. Кураков, А. С. Базарова, Ю. Б. Башкуев // Метеорология и гидрология. – 2023. – № 3. – С. 129–131. – https://elibrary.ru/item.asp?id=54018972.
3. Applications of low-cost environmental monitoring systems for fine-scale abiotic measurements in forest ecology / J. B. Cannon, L. T. Warren, G. C. Ohlson, J. K. Hiers, M. Shrestha, C. Mitra, E. M. Hill, S. J. Bradfield, T. W. Ocheltree // Agricultural and Forest Meteorology. – 2022. – Vol. 321. – Art. No. 108973. –https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.108973.
4. Le, T. S. Application of Remote Sensing in Detecting and Monitoring Water Stress in Forests / T. S. Le, R. Harper, B. Dell // Remote Sensing. – 2023. – Vol. 15, Iss. 13. – Art. No. 3360. – https://doi.org/10.3390/rs15133360.
5. A Review on Early Forest Fire Detection Systems Using Optical Remote Sensing / P. Barmpoutis, P. Papaioannou, K. Dimitropoulos, N. Grammalidis // Sensors. – 2020. – Vol. 20, Iss. 22. – Art. No. 6442. – https://doi.org/10.3390/s20226442.
6. Комплексная оценка состояния лесных генетических резерватов Свердловской области с помощью методов дистанционного и наземного обследования / С. А. Шавнин, В. А. Лебедев, В. А. Галако, В. Э. Власенко // Лесной журнал. – 2017. – № 1. – С. 104-118. – doi: https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2017.1.104. – https://elibrary.ru/item.asp?id=28140796.
7. Determining fuel moisture thresholds to assess wildfire hazard: A contribution to an operational early warning system / J. P. Argañaraz, M. A. Landi, C. M. Scavuzzo, L. M. Bellis // PLoS One. – 2018. – Vol. 13, Iss. 10. – Art. No. 0204889. – doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204889.
8. On the measurement of microclimate / I. M. D. Maclean, J. P. Duffy, S. Haesen, S. Govaert, P. De Frenne, T. Vanneste, J. Lenoir, J. J. Lembrechts, M. W. Rhodes, K. Van Meerbeek // Methods in Ecology and Evolution / – 2021. – Vol.12, Iss. 8. – pp. 1397-1410. – https://doi.org/10.1111/2041-210X.13627.
9. Rieder, J. S. Monitoring spatiotemporal soil moisture variability in the unsaturated zone of a mixed forest using electrical resistivity tomography / J. S. Rieder, C. Kneisel // Vadose Zone Journal. – 2023. – Vol. 22, Iss. 3. – Art. No. 20251. – doi: https://doi.org/10.1002/vzj2.20251.
10. Electrical resistivity tomography: patterns in Betula pendula, Fagus sylvatica, Picea abies and Pinus sylvestris / A. Bär, M. Hamacher, A. Ganthaler, A. Losso, S. Mayr // Tree Physiology. – 2019.– Vol. 39, Iss. 7. – pp. 1262–1271. – doi: https://doi.org/10.1093/treephys/tpz052.
11. Noninvasive Analysis of Tree Stems by Electrical Resistivity Tomography: Unraveling the Effects of Temperature, Water Status, and Electrode Installation / A. Ganthaler, J. Sailer, A. Bär, A. Losso, S. Mayr // Frontiers in Plant Science. – 2019. – Vol. 10. – Art. No. 1455. – doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01455.
12. A Review on Applications of Time-Lapse Electrical Resistivity Tomography Over the Last 30 Years : Perspectives for Mining Waste Monitoring / A. Dimech, L. Zh. Cheng, M. Chouteau, J. Chambers, S. Uhlemann, P. Wilkinson, Ph. Meldrum, B. Mary, G. Fabien-Ouellet, A. Isabelle // Surveys in Geophysics. – 2022. – Vol. 43. – pp. 1699–1759. – DOI: https://doi.org/10.1007/s10712-022-09731-2.
13. Noninvasive Analysis of Tree Stems by Electrical Resistivity Tomography: Unraveling the Effects of Temperature, Water Status, and Electrode Installation / A. Ganthaler, J. Sailer, A. Bär, A. Losso, S. Mayr // Frontiers in Plant Science. – 2019. – Vol. 10. – Art. No. 01455. – DOI https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01455.
14. İçel, B. Kızılçam (Pinus brutia Ten.) popülasyonlarında odun yoğunluğu ve radyal büyüme performansının Shigometer ile belirlenebilme imkanının araştırılması / B. İçel // Türkiye Ormancılık Dergisi. – 2017. – Vol. 18, Iss. 3. – pp. 241-246. – DOI: https://doi.org/10.18182/tjf.359640.
15. Erazo-Mesa, E. Advances in Hass avocado irrigation scheduling under digital agriculture approach / E. Erazo-Mesa, A. Echeverri-Sánchez, J. G. Ramírez-Gil // Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas. – 2022. – Vol. 16, No. 1. – Art. No. 13456. – https://doi.org/10.17584/rcch.2022v16i1.13456.
16. Electrical response of plants to environmental stimuli: A short review and perspectives for meteorological applications / M. V. Randriamandimbisoa, N. A. M. N. Razafindralambo, D. Fakra, D. L. Ravoajanahary, J. C. Gatina, N. Jaffrezic-Renault // Sensors International. – 2020. – Vol. 1. – Art. No. 100053. – https://doi.org/10.1016/j.sintl.2020.100053.
17. Матвеев, Н. Н. Поляризационные явления в кристаллизующихся полимерах и биокомпозиционных материалах в неоднородном температурном поле : монография / Н. Н. Матвеев, Н. С. Камалова, Н. Ю. Евсикова; Воронеж. гос. лесотехн. ун-т им. Г.Ф. Морозова. – Воронеж, 2022. – 311 с. – https://elibrary.ru/item.asp?id=48270456.
18. The possible mechanism for the water transport in the tree trunks in early spring / N. N. Matveev, A. A. Rychkov, N. S. Kamalova, N. Yu. Evsikova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – Vol. 226. – Art. No. 012047. – doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/226/1/012047.
19. The mechanism of the appearance of a potential difference in the natural high-molecular heterostructures by natural temperature changes / N. N. Matveev, N. S. Kamalova, N. Yu. Evsikova, Yu. A. Litvinova, L. A. Litvinova // Ferroelectrics. – 2018. – Vol. 536, Iss. 1. – pp. 187-193. – doi: https://doi.org/10.1080/00150193.2018.1497413.
20. Биоэлектрохимические системы на основе электроактивности растений и микроорганизмов в корнеобитаемой среде (обзор) / Т. Э. Кулешова, А. С. Галушко, Г. Г. Панова, Е. Н. Волкова, W. Apollon, Ch. Shuang, S. Sevda // Сельскохозяйственная биология. – 2022. – Том 57, № 3. – С. 425-440. – doi: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.3.425rus. – https://elibrary.ru/item.asp?id=49168079.
21. Камалова, Н. С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019665896. Расчетный комплекс по моделированию отклика древесины стволов древесных растений на перепад температуры окружающей среды : № 2019664997 : заявл. 22.11.2019 : опубл. 02.12.2019 / Н. С. Камалова, В. И. Лисицын, Н. Ю. Евсикова; правообладатель: Воронежский гос. лесотехн. ун-т им. Г. Ф. Морозова. – 2019. – https://elibrary.ru/item.asp?id=41532595.
22. Лисицын, В. И. Моделирование динамики хода роста древостоев на основе термодинамического подхода / В. И. Лисицын, М. В. Драпалюк, Н. Н. Матвеев // Известия вузов. Лесной журнал. – 2022. – № 3. – С. 213–225. – https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-213-225. – https://elibrary.ru/item.asp?id=48614799.
23. Kamalova, N. S. Justification of the device operation principle for measuring the potential difference in tree trunks / N. S. Kamalova, N. Yu. Evsikova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing Ltd, 2020. – Vol. 595, Iss. 1. – Art. No. 012018. – doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/012018.