Текст книги "Лесное хозяйство. Дипломное проектирование"

Лесное хозяйство. Дипломное проектирование

ПРЕДИСЛОВИЕ

В соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженер по специальности 250201 «Лесное хозяйство» является специалистом широкого профиля, предназначенным для самостоятельной инженерной, исследовательской, управленческой и организационной деятельности в сфере лесного хозяйства.

Дипломное проектирование является завершающим этапом обучения студента на агрономическом факультете и направлено на использование всего объема знаний, полученных в процессе изучения общеобразовательных, общетехнических и специальных дисциплин, на применение этих знаний при решении конкретных организационных, технологических, технических и экономических задач; на приобретение опыта самостоятельной работы и овладение методикой проектирования, исследования и экспериментирования при решении инженерных задач; на выяснение уровня подготовленности студентадипломника к самостоятельной работе в условиях современного производства.

Методические указания для подготовки дипломного проекта для студентов по направлению подготовки специалистов 250201 «Лесное хозяйство» составлены на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и требований к уровню подготовки выпускника.

При разработке методических указаний использован многолетний опыт ФГБОУ ВПО «Марийский государственный технический университет» (МарГТУ), ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова» (СПбГЛТУ), ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса» (МГУЛ), ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия» (БГИТА), ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» по организации дипломного проектирования.

В методических указаниях установлен объем требований к содержанию, методам разработки и оформлению дипломных проектов.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Дипломный проект представляет собой законченную разработку, в которой анализируется одна из теоретических либо практических проблем профессиональной сферы деятельности. Проект должен отражать умение студента самостоятельно разработать выбранную тему и сформулировать соответствующие рекомендации.

Основные задачи дипломного проекта:

– систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по направлению подготовки и умение применять их при решении конкретных задач;

– овладение методикой выполнения работ, развитие и закрепление навыков самостоятельной работы;

– выработка навыков принятия самостоятельных решений, умение их согласовывать, защищать и нести за них ответственность.

Исходным документом при выполнении дипломного проекта является задание, которое содержит:

– тему работы;

– источники исходных данных для ее выполнения;

– состав работы и ее объем по разделам;

– сроки выполнения разделов.

Примерные темы дипломных проектов разрабатываются выпускающими кафедрами и должны быть доведены до студентов не позднее четвертой недели седьмого семестра.

Студентам предоставляется право выбора темы дипломного проекта. Студент может предложить свою тему с необходимым обоснованием целесообразности ее разработки.

При выборе темы студент подает заявление на имя заведующего выпускающей кафедрой с указанием выбранной или предлагаемой темы. По представлению выпускающей кафедры оформляется приказ ректора (или по его поручению – распоряжение декана факультета) по закреплению за студентами тем дипломных проектов и назначению руководителя по каждому проекту из числа профессорскопреподавательского состава кафедр факультета.

Задание на дипломный проект и график ее выполнения составляется руководителем. Задание должно быть подписано руководителем, студентом и утверждено заведующим выпускающей кафедрой. Студент выполняет дипломный проект в соответствии с графиком, предусмотренным заданием. Ход выполнения работы контролируется руководителем и выпускающей кафедрой.

За две недели до защиты дипломный проект докладывается студентом на расширенном заседании кафедры с обязательным присутствием студентов-выпускников. Сделанные замечания должны быть устранены до сдачи работы в ГЭК для прохождения процедуры защиты.

После заслушивания работы на расширенном заседании кафедры назначаются рецензенты из числа производственников или ведущих специалистов факультета.

Законченный проект, подписанный выпускником и консультантами, представляется руководителю на подпись и отзыв.

В отзыве руководителя критически анализируется содержание проекта по разделам, дается общая характеристика выпускника и его подготовленности для самостоятельной работы. В соответствующем случае дается рекомендация для продолжения обучения студента в магистратуре. Отзыв заканчивается общей оценкой работы и оценкой возможности присвоения соответствующей квалификации.

Законченный проект с письменным отзывом руководителя не менее чем за три рабочих дня до защиты, представляется на подпись заведующему выпускающей кафедрой, который после ознакомления с работой принимает решение о допуске работы к защите.

В государственную аттестационную комиссию до начала защиты дипломного проекта студентом представляется: дипломный проект с иллюстративным материалом в приложении; отзыв руководителя; рецензия по установленной форме.

Защита дипломного проекта проводится публично на заседании экзаменационной комиссии в присутствии председателя при наличии кворума. Состав комиссии назначается приказом ректора.

Решение по результатам защиты принимается на закрытом заседании Государственной аттестационной комиссии простым большинством при открытом голосовании членов комиссии. Результат защиты дипломного проекта оценивается оценкой: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» на основании представленного к защите проекта, доклада соискателя, отзыва руководителя, рецензии и дискуссии. При необходимости до принятия решения на заседание ГАК по решению комиссии могут быть приглашены выпускник, руководитель, заведующий выпускающей кафедры и декан факультета.

2 ТРЕБОВАНИЯ К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

Написание и защита дипломного проекта – завершающий этап обучения студента в вузе. Наилучшим является вариант, когда в процессе обучения студент принимает активное участие в научноисследовательской работе. Для этого знакомство студентов с научными достижениями современной лесной науки начинается с первого курса и преследует цель углубления и закрепления знаний, овладения современной техникой и методиками научных исследований.

Дипломное проектирование на кафедрах вуза должно проводиться по актуальным для лесного хозяйства направлениям. Для выполнения дипломного проекта студенту должно выдаваться задание на дипломное проектирование. В задании должны указываться исходные данные, содержание дипломного проекта и перечень иллюстративного материала. В задании также указывается место преддипломной практики.

Согласно требованиям УМО по образованию в области лесного дела, каждый дипломный проект включает общую (25…30 %), специальную (30 %) и проектную (40 %) части. Примерный состав, структура и объем каждой части дипломного проекта любой темы могут варьировать, однако содержание всех разделов проекта должно носить последовательно взаимосвязанный характер и излагаться в том порядке, который определен индивидуальным заданием на дипломное проектирование, методическими рекомендациями руководителя и соответствующих консультантов с учетом творческой инициативы дипломника.

Объем дипломного проекта рекомендуется 60…90 страниц – в компьютерном исполнении. Оптимальным объемом иллюстративного материала следует считать семь-девять листов.

Защита дипломного проекта позволяет полностью определить всестороннюю подготовленность специалиста, выявить его научнопроизводственную зрелость, его умения реализовывать на практике полученные в вузе знания.

3 СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Структурными элементами дипломного проекта являются:

– титульный лист;

– задание на дипломное проектирование;

– содержание;

– введение;

– общая часть;

– специальная часть;

– проектная часть;

– заключение;

– список литературных источников;

– приложения.

Титульный лист оформляется согласно принятой и утвержденной форме, которая заполняется в соответствующем ему порядке (приложение 1).

Название темы проекта вписывается в полном соответствии с темой, утвержденной приказом ректора. Специальность вписывается согласно следующей номенклатуре: 250201 – Лесное хозяйство.

Фамилии и инициалы заведующего кафедрой, руководителя, консультантов пишутся с указанием ученой степени, научного звания, должности (доктор с-х. наук, профессор или кандидат с-х. наук, доцент).

В графе «Рецензент» должны быть указаны фамилия и инициалы рецензента; если имеются, то его ученая степень, ученое звание, должность и обязательно должна быть подпись рецензента. В графе «№ приказа о допуске к дипломному проектированию» записывается № приказа, в котором ректор академии утвердил тему дипломного проекта. В графе «Проект начат» записывается фактическое начало работы над дипломным проектом, а в графе «Проект закончен» фактическое завершение его выполнения. Остальные записи выполняются в процессе прохождения процедуры защиты проекта.

Задание на дипломное проектирование подготавливается руководителем дипломного проектирования обычно до начала сбора полевого материала по избранной теме. Образец содержания задания приведен в приложении 2.

Содержание дипломного проекта отражает все имеющиеся в нем разделы и подразделы. Содержание проекта должно соответствовать заданию (приложение 3).

Введение должно содержать оценку современного состояния решаемой научно-технической проблемы, основание и исходные данные для разработки темы, сведения о планируемом уровне разработки, о патентных исследованиях и выводы из них, сведения о метрологическом обеспечении. Во введении должны быть показаны актуальность и новизна темы (приложение 4).

Заключение должно содержать:

– краткие выводы по результатам выполнения дипломного проекта;

– оценка полноты решений поставленных задач;

– разработку рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов;

– оценку технико-экономической эффективности внедрения;

– оценку научно-технического уровня выполненного дипломного проекта в сравнении с лучшими достижениями в данной области.

Список литературных источников должен содержать сведения об источниках, использованных при выполнении дипломного проекта. Сведения об источниках приводятся в соответствии с требованиями ГОСТ. В тексте приводятся ссылки на эти источники.

Сведения об источниках следует располагать в порядке появления ссылок на источники в тексте и нумеровать арабскими цифрами без точки и печатать с абзацного отступа.

Допускается располагать сведения об источниках в алфавитном порядке с указанием порядкового номера источника, после которого ставится точка. В этом случае в тексте дипломного проекта ссылки на источники оформляются в круглых скобках с указанием фамилий авторов (не более трех) и через запятую года публикации их работы. Если ссылка делается на несколько работ одного автора, то после фамилии указываются через запятую годы публикаций.

4 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

4.1 Местоположение лесничества

Указывается расположение лесничеств, местонахождение административных зданий, протяжённость территории, площадь и структура лесничества (таблица 1).

Таблица 1 – Структура лесничества

4.2 Лесорастительная зона и климат

Сообщается о географическом местоположении района и принадлежности к лесорастительной зоне, характеризуются основные показатели климата (по данным ближайшей метеостанции): среднегодовые температура и относительная влажность воздуха, динамика осадков по сезонам и месяцам года, причины отклонений от средних данных; начало и конец вегетационного периода, продолжительность зимнего периода, время заморозков, становления, схода и глубина снежного покрова, глубина промерзания почвы. Схематически изображается роза ветров, отмечается направление и частота нежелательных для леса ветров. Показатели климатических условий следует свести в таблицу 2 и дать пояснения к ним.

Таблица 2 – Климатические показатели

4.3 Рельеф и почвы

Кратко описывается геологическая история территории района, отметки над уровнем моря, преобладающие горные породы, характер и мощность их залегания, основные формы и происхождение рельефа. Необходимо показать степень расчлененности территории.

Описание почвенного покрова начинается с указания почвенной зоны и провинции. Затем перечисляются типы, подтипы, виды и основные разновидности почв, особенно имеющих наибольшее распространение или требующие мелиорации.

4.4 Гидрологические условия

Дается краткое описание рек, озер, прудов, болот, глубины и характера залегания подземных вод, а также наличия процессов заболачивания. Описывается, к бассейну, какой реки относится территория хозяйства.

4.5 Характеристика лесного фонда

Характеристика лесного фонда должна содержать следующие сведения с оценкой сложившегося состояния: общую площадь и ее деление на основные категории земель (таблица 3), деление лесного фонда предприятия по целевому назначению и категориям защитности лесов (таблица 4), а для лесопокрытой площади – распределение покрытых лесом земель и запасов древесины по классам возраста (таблица 5).

Таблица 3 – Характеристика лесных и нелесных земель лесного фонда на территории лесничества

Таблица 4 – Распределение лесов по целевому назначению и категориям защитности лесов

Таблица 5 – Распределение покрытых лесом земель и запасов древесины по классам возраста (в числителе – площадь, га; в знаменателе – запас, тыс. куб. м)

4.6 Пути транспорта

Дается характеристика дорожной сети – дороги общего пользования, лесохозяйственных дорог, дорог противопожарного назначения. Указывается протяжённость дорог на 1000 га территории лесного фонда.

4.7 Социально-экономическая характеристика района расположения лесничества

Приводятся сведения по следующим вопросам: промышленность, сельское хозяйство, население, значение лесного хозяйства в экономике района.

4.8 Анализ охраны, защиты, воспроизводства лесов и источников их финансирования

Приводятся данные о выполнении плана мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов на территории лесничества. Проанализировать источники финансирования мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов (таблица 6).

Таблица 6 – Финансирование мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов за 20__ год

4.9 Анализ использования лесов

Указываются основные виды лесов на территории лесничества. Анализируется использование лесов для заготовки древесины (таблица 7).

Таблица 7 – Использование лесов с целью заготовки древесины

Весь анализ по данной части должен быть акцентирован на тему проекта и органически связан с ней. В выводах по общей части должен быть отражен результат анализа всех подразделов по предприятию в целом.

5 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Раздел должен быть разбавлен подразделами, характеризующими состояние вопроса, программы и методики исследований, характеристики объектов исследований и объем собранного материала, его анализом, интерпретацией и сопоставлением с результатами других исследователей.

В зависимости от темы степень изученности рассматриваемых вопросов может быть различной. Для большинства тем обзор ограничивается отечественной литературой последних 10…15 лет, за исключением учебников, учебных пособий, монографий классиков лесоводства.

Дипломник должен уделить внимание важнейшим выводам, которые могут быть сделаны им на основе изучения фундаментальных основополагающих работ и современной периодической специальной литературы по теме проекта. Зарубежная литература анализируется в основном по результатам патентных исследований, а также по другим источникам по согласованию с руководителем дипломного проектирования (рефераты научных статей, реферативные сборники и т. д.).

Текст раздела должен носить аналитический сравнительный характер. Анализ работ по теме должен содержать критическое их рассмотрение и рекомендации по использованию в конкретных условиях объекта проектирования.

Завершая раздел, дипломник подводит итоги проведенного анализа литературных источников по выбранной теме в виде обобщенных выводов.

В процессе научных исследований и работы над дипломным проектом студенты должны ознакомиться с патентной документацией по направлению проектирования.

После проведения поиска собранные материалы систематизируются, и определяется возможность их использования при разработке проекта.

Программа и методика работ. В процессе дипломного проектирования студент, используя теоретические знания, приобретенные за годы обучения, должен правильно и творчески их использовать при разработке дипломного проекта на конкретную тему, имеющую практическое значение для лесоуправления или предприятия лесного хозяйства.

Следует привести цель дипломной работы, последовательно изложить основные программные вопросы. Программа отвечает на вопрос – «что делать?», а методика – «как делать?».

Программных вопросов должно быть немного (пять-семь). В качестве программных обычно выбираются основные направления работы дипломника по сбору и анализу соответствующих групп материалов. Программа исследований должна излагаться кратко (0,5 с). Затем описывается методика проводимых по теме проекта работ. Она составляется последовательно, по каждому программному вопросу.

Для изучения особенностей роста насаждений, успешности естественного возобновления и культур, эффективности различных лесозащитных и лесохозяйственных мероприятий и т. д., предусмотренных программой работ, закладываются пробные площади (размерные – для получения абсолютных показателей и безразмерные – для получения относительных данных).

Место дня закладки пробных площадей выбирают в наиболее характерной по лесоводственно-таксационным и лесопатологическим показателям и условиям произрастания части насаждений, не ближе 30 м от дорог, прогалин, квартальных просек и других мест, оказывающих влияние на изменение изучаемых показателей. От правильного выбора места для закладки пробной площади зависит достоверность и ценность полученных данных.

Размер пробных площадей зависит от возраста насаждения, полноты, типа леса, варьирования таксационных показателей. Минимальное число деревьев на пробной площади – около 500 в насаждениях возраста до 10…15 лет, 400 – 16…30 лет, 300 – 31…50 лет и 200…250 – в возрасте старше 50 лет. На безразмерных лесопатологических пробных площадях должно быть не менее 100 деревьев главной породы – в средневозрастных, приспевающих и спелых насаждениях и не менее 200…250 – в молодняках.

Характеристика объектов исследования. Описание объектов исследования обычно начинают с обобщенной характеристики исследованных насаждений, описания вариации таксационных показателей. Далее приводятся характеристики типов леса, в которых заложены пробные площади, затем указывают топографическое положение и геологические условия, рельеф местности, гидрологические и почвенно-грунтовые особенности участка, возобновление, подлесок, напочвенный покров, происхождение и состояние древостоев по форме 1.

Форма 1

Номер пробной площади _____

Лесничество______________Участковое лесничество _____________

Квартал__ Выдел__ Размер и площадь пробы____________________

Тип условий местопроизрастания ______ Тип леса________________

Состав древостоя по запасу: I ярус____________, II ярус_________

Число деревьев на 1 га, шт.: общее____, I ярус____ II ярус_________

Возраст, лет ___. Средняя высота, м ___ Средний диаметр, см _____.

Класс бонитета ___ Полнота: I ярус_____, II ярус ______________

Общий запас на 1 га__________________________________________

Подлесок (состав, высота, сомкнутость) _________________________

Живой напочвенный покров___________________________________

Почва__________________Рельеф и микрорельеф ________________

Санитарное состояние ________________________________________

Происхождение древостоя ____________________________________

Оценка возобновления ________________________________________

Другие показатели добавляются при необходимости

В преобладающих типах почв на пробных площадях закладывают и описывают два-три почвенных разреза.

В разделе приводятся полевые данные с первичной обработкой по каждому программному вопросу (рекогносцировочное обследование, данные учета деревьев и других учетов на пробных площадях и модельных объектах).

Анализ результатов исследований. Непременным условием всех дипломных проектов является наличие исследовательского подраздела. Направление исследований необходимо тесно увязывать с задачами дипломного проекта, они должны являться теоретической основой рекомендаций, разрабатываемых в данном проекте. Результаты исследований следует сопровождать графическими, математическими, физическими моделями и статистически доказанной достоверностью опыта. Количество исходного материала и глубина разработки отдельных вопросов темы определяется заданием на проектирование.

Исследовательские работы при дипломном проектировании обычно состоят из трех последовательных этапов:

1. Изучение документации (книги рубок леса, лесных культур, питомников, санитарных рубок, материалов рекогносцировочного и детального лесопатологического обследования и т. д., технологических карт, планшетов, таксационных описаний).

2. В соответствии с темой проводят рекогносцировочное обследование (взрослых древостоев, молодняков, лесосек, вырубок, гарей, участков лесных культур, питомников, лесосеменных участков и плантаций и др.).

3. Детальное изучение объектов осуществляют с применением методов точной количественной оценки по специальным методикам. Места для закладки пробных площадей и детальных работ подбираются во время рекогносцировочного обследования.

Для детального изучения закладывают пробные площади, круговые площадки и другие объекты в соответствии с методикой работ по теме проекта. Результаты измерений после их обработки должны быть статистически достоверны, что обеспечивается достаточным объемом экспериментальной информации.

Набором пробных площадей для детального изучения обеспечивается сопоставимость результатов по вариантам. Только тогда выводы и рекомендации будут обоснованными. Желательна хотя бы двукратная повторность каждого варианта. Обычно подбирают шестьвосемь пробных площадей.

Текстовая часть раздела должна последовательно излагать полученные результаты по каждой выполненной исследовательской работе. При анализе данных необходимо использовать методы вариационной статистики для подтверждения полученных данных, методы корреляционного и регрессионного анализов.

Лесоводственные исследования связаны с большой изменчивостью изучаемых показателей экосистемы, вытекающей из ее природы. Изучаемые показатели в лесу носят вероятностный характер, а анализ результатов массовых наблюдений получил название статистического метода.

Полевой материал группируется по определенным признакам и заносится в таблицы. Для каждой группы подсчитывается число наблюдений. Основные статистические показатели рассчитываются на персональном компьютере по стандартным или специальным программам. При необходимости устанавливают корреляционную связь между параметрами. Она может быть линейной и нелинейной, положительной (прямой) и отрицательной (обратной). Коэффициент корреляции варьирует от нуля (связь отсутствует) до единицы (связь полная).

Ярко выраженная корреляционная зависимость указывает на наличие тесной связи между изучаемыми величинами. Отсутствие корреляционной зависимости позволяет усомниться в существовании каких-либо причинно-следственных отношений между случайными величинами. Установив наличие или отсутствие корреляционной связи, дипломник получает информацию о природе взаимодействия изучаемых величин.

Количественным показателем линейной связи служит коэффициент корреляции. Более точной мерой корреляционной связи служит величина, получившая название коэффициента детерминации. Он показывает долю дисперсии (в %) от общей дисперсии, обусловливаемую действием фактора.

При изучении сложных лесоводственных явлений приходится принимать во внимание иногда более двух изучаемых величин. Для решения вопроса о существовании корреляционной зависимости между тремя и более случайными величинами используют методы множественной корреляции и регрессионного анализа. Множественный коэффициент корреляции характеризует тесноту линейной связи одной случайной величины с другими.

Неотъемлемой и необходимой частью аналитического раздела является математическое моделирование. При построении математической модели нужно выявить вид эмпирической формулы и определить ее параметры.

Тип корреляционного уравнения обусловливает характер связи между случайными величинами. Эмпирическая формула подбирается путем сравнения графика известных функций с графическими моделями, построенными по данным наблюдений. В лесоводстве применяют модели в виде прямых и логарифмических функций, а также полиномы разного порядка.

Математических моделей существует множество. Для определения коэффициентов уравнений применяют методы средних, выравнивания по методу наименьших квадратов, составления и решения системы условных уравнений и др. Для моделирования используются стандартные компьютерные программы (Exсel, Статистика и др.).

В данном разделе следует четко сформулировать выводы по основным вопросам исследований. Количество выводов не должно превышать 5…8 шт. Выводы по специальной части являются основанием для проектных мероприятий, поэтому они должны носить достаточно полный и конкретный, по отношению к теме проекта, характер.