Архив · Лесотехнический университетЛесотехнический университет
Приемная комиссия:
+7 (812) 670-92-97

Пн - Пт — с 10.00 до 17.00
E-mail:
pricom@spbftu.ru
Отдел делопроизводства:
+7 (812) 670-92-46

E-mail:
public@spbftu.ru
Пресс-служба университета:
+7 (921) 375-06-80
+7 (812) 670-93-55
E-mail:
pr@spbftu.ru

Архив

Выпуски 2022 года

Выпуск 241

Выпуск формируется

Выпуск 240

Выпуск формируется

Выпуск 239

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Дубенок Н.Н., Лебедев А.В., Кузьмичев В.В. Динамическая модель изреживания культур сосны // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 6–21. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.6-21

Аннотация

Среди всего многообразия моделей роста и производительности древостоев выделяется особый класс – модели, позволяющие прогнозировать процесс изреживания. Их назначением является предсказание числа растущих деревьев на единицу площади в будущем для заданного начального возраста и текущего количества деревьев. Многочисленные исследования показывают, что алгебраический разностный подход обеспечивает приемлемые результаты моделирования, предсказывая количество деревьев в определенный момент времени на основе данных о текущих возрасте и числе деревьев. Цель исследования – моделирование естественного изреживания лесных культур сосны по данным долговременных наблюдений на постоянных пробных площадях различными уравнениями, полученными с применением алгебраического разностного подхода. Для исследования отобраны данные обмеров в сосновых древостоях искусственного происхождения на 89 постоянных пробных площадях в Лесной опытной даче РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. По литературным источникам отобраны 11 моделей изреживания древостоев, полученных методом алгебраического разностного подхода из базовых уравнений путем различных трансформаций исходных параметров. Для лесных культур сосны в качестве лучшей динамической модели изреживания обосновано уравнение (N6), основанное на методологии ADA. Данная модель является полиморфной и инвариантной относительно базового возраста, что обеспечивает последовательные прогнозы. Модель позволяет прогнозировать число деревьев, как для естественно формирующихся древостоев, так и с воздействием рубок ухода. Применение разработанной динамической модели изреживания должно ограничиваться только теми условиями, к которым относятся экспериментальные материалы. Рассмотренная в исследовании методика может быть использована для разработки динамических моделей изреживания других лесообразующих пород России.

Ключевые слова: культуры сосны, изреживание, возраст, модель, алгебраический разностный подход

Скачать

Пахучая Л.М., Пахучий В.В. Рост и возобновление сосны кедровой сибирской на объектах гидромелиорации в Северном Предуралье Республики Коми // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 22–36. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.22-36

Аннотация

Цель исследования – изучение роста и возобновления кедра сибирского на объектах гидромелиорации в Северном Предуралье, представляющих научный интерес в связи с крайним восточным положением этих объектов на территории Европы и наличием в составе насаждений кедра сибирского, отнесенного к охраняемым видам и включенного в Красную книгу Республики Коми. Исследования выполнены в Нижне-Омринском участковом лесничестве Троицко-Печорского лесничества. Осушение выполнено в 1989 г. При выполнении исследований использовали действующие рекомендации по учету эффективности лесоосушения и традиционные методы лесоводственных и таксационных исследований. В насаждениях на объектах исследования преобладающей породой является ель. Участие кедра составляет от 0,5 до 6 единиц состава насаждений. По данным наблюдений на метеостанциях в Екатеринбурге и Троицко-Печорске в течение последнего столетия наблюдается достоверное увеличение количества осадков в связи с изменением климата. В этих условиях именно гидротехнические мелиорации могут быть фактором, обеспечивающим баланс прихода и расхода влаги. На объектах исследования в составе подроста преобладает ель. Возобновление кедра отмечено на 87,5% пробных площадей. Участие кедра на участках с его наличием изменяется от 1 до 4 единиц. Абсолютная густота подроста кедра изменяется от 0,1 до 1,8 тыс.шт./га. Осушение положительно повлияло на возобновление кедра сибирского. В 75% случаев преобладает мелкий подрост кедра, появившийся в основном после осушения. Густота подроста всех пород, в том числе кедра, увеличивается по мере приближения к каналам. Средний периодический радиальный прирост за пятилетие, предшествующее осушению, в первое и второе пятилетие после осушения соответствуют 0,58; 0,66 и 0,78 см. Увеличение прироста составило для первого и второго пятилетия после осушения по сравнению с пятилетием до осушения 14 и 35% соответственно. Со второго пятилетия после осушения прирост увеличивается. Прирост выше у более молодых деревьев и деревьев, менее удаленных от каналов. Предложено при гидромелиорации участков с кедром выполнять осушение небольших по площади объектов, ограничиться тальвеговым осушением, не обязательно прямолинейными каналами, включать рекомендации по локальному осушению участков с кедром в технологические карты разработки лесосек, а также в проекты и технологические карты рубок ухода.

Ключевые слова: Республика Коми, Северное Предуралье, гидромелиорация, кедр сибирский

Скачать

Бондаренко А.С., Жигунов А.В., Мозжерин Я.Е. Сравнение скорости роста семенного и автовегетативного потомства ели европейской // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 37–54. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.37-54

Аннотация

Целью исследования является сокращение сроков выращивания древесины на лесных плантациях на основе использования многоступенчатого отбора при семенном и вегетативном размножении. В испытательных культурах ели европейской оценивается возрастная динамика роста деревьев (до возраста насаждения 28 лет) по следующим вариантам посадки: межвидовые гибридные (Picea abies х Picea sibirica) саженцы ели, автовегетативное смешанное потомство быстрорастущих 4-летних сеянцев, поликлоновая смесь (автовегетативное смешанное потомство наиболее быстрорастущих маточников возраста 5–10 лет с интенсивностью отбора 18–20%), сибсовые и полусибсовые семьи. По результатам исследований наибольшей скоростью роста в опыте характеризуются сибсовые потомства плюсовых деревьев. Сибсы рекомендуется использовать в работах по селекционному улучшению лесов для получения саженцев исключительно быстрого роста и жёстко контролируемого происхождения. Меньшая по сравнению с сибсовыми потомствами плюсовых деревьев скорость роста свойственна для полусибсовых потомств, поликлоновой смеси и межвидовых гибридных потомств (Picea abies х Picea sibirica). Для целей лесовыращивания в первую очередь рекомендуется использовать полусибсовые потомства плюсовых деревьев. Составление клоновых смесей и межвидовая гибридизация характеризуются сопоставимой с полусибсами скоростью роста, но значительно большим уровнем затрат. Наименьшая скорость роста характерна для черенкованных саженцев, поэтому для целей получения высокой скорости роста использование данного метода размножения ценных генотипов нецелесообразно. В период возрастов с 4 до 28 лет полусибсовые и сибсовые семьи плюсовых деревьев демонстрируют выраженную стабильность рангового положения. Применение многоступенчатого отбора при выращивании насаждений (отбор лучших насаждений и плюсовых деревьев, отбор лучших полусибсовых семей либо лучших вариантов скрещиваний плюсовых деревьев для сибсовых семей, отбор лучших смесей сибсовых и полусибсовых семей) позволяет достичь максимального эффекта при повышении скорости роста искусственных насаждений ели европейской.

Ключевые слова: ель европейская, сибсы, полусибсы, гибриды, поликлоновая смесь, скорость роста, многоступенчатый отбор

Скачать

Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Орнатский А.Н., Коваленко И.П. Создание лесных культур сосны обыкновенной посевом семян в Нижегородской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 55–75. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.55-75

Аннотация

В статье обоснована актуальность диверсификации методов производства лесных культур сосны обыкновенной и подтверждена целесообразность их создания в Нижегородской области посевом семян. Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является одной из наиболее значимых в хозяйственном плане древесных пород, пригодных для искусственного лесовыращивания и селекционного совершенствования в Российской Федерации и других странах Европы и Азии. Исследованы лесные культуры сосны обыкновенной, созданные в Нижегородской области посевом семян и посадкой сеянцев. Цель исследований – на основе сравнительной оценки таксационных показателей определить эффективность создания в Нижегородской области лесных культур сосны обыкновенной посевом семян. Объектом исследования выступали участки лесных культур сосны обыкновенной, созданные как посевом нормальных семян (2015 год), так и посадкой стандартных двухлетних сеянцев (2017 год) на территории Борского районного лесничества Нижегородской области. Его координаты: 56°21′29.2″N, 44°4′29.3″E; высота над уровнем моря – 78 м. Обследованная площадь отнесена к зоне хвойно-широколиственных лесов, хвойно-широколиственному лесному району Европейской части Российской Федерации (3 лесорастительный район). Методология включала в себя основные требования к организации опыта: типичность, пригодность, целесообразность и надежность, соблюдение принципа единственного логического различия. Биологический возраст растений на сравниваемых участках был одинаковым и на момент учета составил 5 лет. Методика предусматривала натурную инструментальную таксацию участков лесных культур, сплошной перечет на пробных площадях, статистический и дисперсионный анализ данных. Установлены различия по всем анализируемым таксационным показателям лесных культур, созданных посевом и посадкой. Подтверждено существенное превышение значений высоты и протяженности бессучковой части кроны в лесных культурах, созданных посевом нормальных семян. По диаметру ствола существенных различий между вариантами технологий не зафиксировано. Метод признан эффективным в условиях Нижегородской области и предложен для более широкого производственного применения.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, лесные культуры, культуры посевом, рост, развитие, таксационные показатели

Скачать

Гафиятов Р.Х., Смирнов А.А. Последующее лесовозобновление на местах сплошных санитарных рубок в Республике Татарстан // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 76–88. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.76-88

Аннотация

Цель исследования – выявить особенности последующего лесовозобновления главных пород на местах санитарных сплошных рубок 3–10-летней давности в лесничествах Арском, Сабинском (северо-запад Республики Татарстан) и Бугульминском (юго-восток Татарстана). На всех опытных участках суммарная густота подроста лесообразующих пород на вырубках превышает таковую на контроле. Встречаемость подроста на вырубках и на контроле составляет, как правило, 80–100%, т. е. подрост распределен по площади равномерно. На вырубках в северо-западной части Республики преобладает подрост березы с участием ели и осины, в подлеске господствует ива кустарниковая. Общая численность древесно-кустарниковых растений составила 18–30 тыс. экз./га. В Бугульминском лесничестве, на более богатых почвах, но при меньшей увлажненности осадками, на вырубках преобладает подрост клена и липы, в подлеске лещина или рябина, в суммарном количестве 13–21 тыс. экз./га. Выявлена тенденция снижения количества подроста на вырубках в обеих частях Республики с достижением густоты подлеска 10 тыс. экз./га и более. На вырубках в Арском и Сабинском лесничествах подрост ценных древесных пород (ели, березы, липы), как правило, присутствует в достаточном количестве – 10–13 тыс. экз./га. Поэтому в большинстве случаев на вырубках можно ограничиться проведением осветлений по удалению примеси осины или разреживанием березы для лучшего роста ели. В Бугульминском лесничестве густота подроста клена или клена с липой 7–9 тыс. экз./га. Здесь, по-видимому, потребуется создание куртинных (групповых) культур дуба там, где количество его всходов недостаточное или неравномерное по площади.

Ключевые слова: вырубки, естественное лесовозобновление, типы леса, густота подлеска

Скачать

Ольхин Ю.В., Гаврилова О.И., Грязькин А.В., Кабонен А.В. Перевод лесных культур в покрытую лесом площадь с использованием беспилотных летательных аппаратов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 89–103. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.89-103

Аннотация

Исследовались лесные культуры сосны обыкновенной в 96-м квартале Вешкельского участкового лесничества Суоярвского центрального лесничества республики Карелия. До рубки на этом участке произрастал сосняк брусничный. Рубка была проведена в 2009 г., число пней 893 шт./га. Весной 2013 г. проведена обработка почвы путем создания минерализованных полос трактором Форвардер в сцепке с плугом ПД-2. Посадка лесных культур осуществлена стандартными 2-летними сеянцами сосны обыкновенной − Pinus sylvestris L. под меч Колесова. Исходная густота составила 3500 экз./га. Посадочный материал получен из Суоярвского лесного питомника. Почва супесчаная, слабооподзоленная. Приживаемость после после первого года − 97,7%, сохранность после третьего года − 95,0%. На момент обследования состав молодняков на участке лесных культур − 68С23Б9Ос+Е. Общая численность молодняка − 3840 экз. /га., из них сосны 2300 экз./га. Все виды работ наземным методом выполняются на учетных площадках разного размера с минимальным количеством растений главной породы не менее 150 экз. (при площади лесокультурного участка до 3 га) и не менее 400 экз. при площади более 10 га. Все виды работ существенно сокращаются при использовании современных методов. Одним из методов, позволяющих сократить трудозатраты, является использование беспилотных летательных аппаратов. Современные летательные аппараты позволяют получать все основные характеристики лесных культур: густоту, среднюю высоту, характер размещения по площади и жизненное состояние растений. Точность определения высоты растений и диаметра кроны с помощью приборов составила около 2%. При этом определение густоты лесных культур с помощью БПЛА оказалось точнее, чем при использовании наземного метода, соответственно 2631 и 2300 экз./га. Применение БПЛА, кроме того, позволяет получать дополнительную информацию – микрорельеф, участки с лесными культурами, куртин и синузий, которые по отдельным характеристикам не могут быть переведены в покрытую лесом площадь. непригодных для перевода. Сохранность лесных культур составила на момент обследования более 75%, следовательно, исследуемые лесные культуры подлежат переводу в покрытую лесом площадь.

Ключевые слова: методы оценки, беспилотный летательный аппарат, лесные культуры, перевод в покрытую лесом площадь

Скачать

Залесов С.В., Жижин С.М., Магасумова А.Г., Оплетаев А.С., Платонов Е.П. Повышение эффективности использования бывших сельскохозяйственных угодий // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 104–116. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.104-116

Аннотация

На основе литературных данных и материалов собственных исследований авторов предпринята попытка разработки системы хозяйственных мероприятий, направленных на минимизацию ущерба от сокращения площади сельскохозяйственных угодий. В основу исследований положен метод пробных площадей. Исключенные из сельскохозяйственного использования земли разделены на 2 группы. В первую вошли участки, заросшие древесной растительностью, то есть участки, которые в соответствии с действующими нормативными документами могут быть переведены в покрытые лесной растительностью земли. Здесь планируется ведение лесного хозяйства, направленного на выращивание высокопроизводительных устойчивых насаждений целевого назначения. Вторую группу составили участки, зарастающие древесной растительностью. На участках, где таксационные показатели подроста не позволяют перевести их в покрытые лесной растительностью земли, планируется ведение хозяйства с учетом эффективного плодородия почв. Если потенциальное плодородие почв не обеспечивает урожайность зерновых культур равной средней по району за последние 3–5 лет, данный участок рекомендуется использовать для создания лесных плантаций из быстрорастущих пород. В частности, из лиственницы Сукачева, которая в 60-летнем возрасте обеспечивает запас стволовой древесины до 740 м3/га. Лесные плантации целесообразно создавать также из мягколиственных пород. Однако подобные исследования на Среднем Урале не проводились. Участки с плодородием почвы, позволяющим выращивать урожаи зерновых равных и выше средних по району за последние 3–5 лет, подлежат расчистке от древесной растительности и вовлечению в сельскохозяйственный оборот. То же следует проводить и на участках, зарастающих древесной растительностью с низким эффективным плодородием почв, если у сельхозпроизводителя имеются финансовые возможности существенного повышения почвенного плодородия.

Ключевые слова: Средний Урал, сельскохозяйственные угодья, древесная растительность, эффективное плодородие почвы

Скачать

Уразова А.Ф., Нагимов З.Я., Герц Э.Ф., Уразов П.Н. Оценка количества атмосферных осадков в целях анализа возможностей штатного функционирования снегозащитных лесных полос // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 117–130. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.117-130

Аннотация

На основе фактических материалов метеорологических наблюдений за 62-летний период (с 1959 по 2021 гг.) изучены характер и динамика атмосферных осадков, выпадающих в холодные месяцы года (с ноября по март). Установлено, что динамика количества осадков холодного периода по годам характеризуется цикличностью. Наблюдается чередование периодов с тенденциями увеличения и уменьшения осадков. На протяжении исследуемого периода максимальное количество осадков этих месяцев составило 230 мм (1999–2000 гг.), а минимальное – 60 мм (1987–1988 гг.). Несмотря на цикличное изменение количества выпадающих осадков, обнаруживается тенденция поступательного увеличения этого показателя с начала по конец наблюдений. Причем наиболее выражено увеличение ноябрьских и мартовских осадков. Осадки других месяцев также возрастают, но в меньшей степени. Таким образом, в современных условиях изменения климата, холодный период года становятся не только более теплым, но и многоснежным. Минимальные, максимальные и средние значения количества выпадающих осадков существенно различаются по месяцам. За исследуемый период наибольший объем осадков приходится на ноябрь (в среднем 33,7 мм), а наименьший – на февраль (20,9 мм). Количество осадков отдельно взятого месяца на протяжении исследуемого периода характеризуется высокой изменчивостью. Наибольшая вариация осадков за последние 62 года характерна для марта-месяца (63,9%), а наименьшая – для декабря (46,2%). Ряды распределения месячных осадков (с ноября по март) 62-летнего периода характеризуются положительной асимметрией и в большинстве случаев – положительным эксцессом. Наиболее универсальной для описания эмпирических рядов распределения атмосферных осадков по годам является функция Вейбулла. Она может быть использована для разработки прогнозных моделей для оценки объемов и динамики приходной части осадков холодного периода года. Такие модели актуальны для выработки правильной стратегии по созданию, формированию и эксплуатации ЗЛП.

Ключевые слова: защитные лесные полосы, вид осадков, зимние атмосферные осадки, изменение климата, Свердловская железная дорога

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Шиловский В.Н., Гольштейн Г.Ю., Конанов Д.Г. Оценка и обеспечение приспособленности машин к диагностированию по определению параметрических отказов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 131–140. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.131-140

Аннотация

Во время эксплуатации лесозаготовительных машин выполняются плановые проверки и техническое обслуживание в соответствии с нормативно-технической документацией с целью поддержания исправного состояния в течение всего периода эксплуатации. При достижении определенного ресурса машин возникают неисправности, которые могут накапливаться и вызывать снижение производительности. Для выявления таких неисправностей выполняется техническое диагностирование с целью более раненого выявления неисправностей, которые могут вызвать снижение производительности и, как следствие, привести к преждевременным простоям. Для выполнения оценки приспособленности машин к техническому обслуживанию необходимо учитывать такие показатели, как коэффициент доступности, ассортимента топливо смазочных материалов, унификации инструмента. При выполнении технического обслуживания существует вероятность перехода технического состояния машин в неисправное вследствие наступления не только функциональных отказов, но и параметрических. Обеспечение приспособленности машин к диагностированию необходимо формировать с учетом стадий разработки, что позволяет выявлять отказы и обеспечить эксплуатацию машины выше уровня доходной ставки. В статье на примере снижения компрессии двигателя лесотранспортной машины представлена зависимость себестоимости от грузоподъемности. В случае повышения себестоимости выше уровня доходной ставки из-за снижения грузоподъёмности, возникает состояние неисправной работы, которое характеризуется параметрическим отказом. Для предотвращения параметрического отказа необходимо своевременное диагностирование. Периодичность диагностических работ должна быть оптимальной, чтобы снизить эксплуатационные потери. Определение полных эксплуатационных потерь представлено в виде зависимостей возникновения параметрического отказа через постоянный интервал времени и в случайные моменты при неизвестном законе распределения, а также, если отказы могут не возникнуть вообще.

Ключевые слова: диагностирование, приспособленность, показатели, параметрический отказ

Скачать

Александров В.А., Александров А.В., Бучников А.А. Вибронагруженность оператора валочно-пакетирующей машины в процессе подтрелевки пачки деревьев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 141–150. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.141-150

Аннотация

Разработана динамическая модель системы «Оператор – ВПМ – предмет труда – дерево». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система уравнений решена относительно упругой деформации спинки сидения оператора методом Рунге–Кутта, с помощью среды программирования MathCAD. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемых валочно-пакетирующих машин ЛП-19А.

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, математическая модель, колебания, вибрация, оператор

Скачать

Александров В.А., Александров А.В., Бучников А.А. Вибронагруженность оператора валочно-пакетирующей машины при технологических переездах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 151–160. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.151-160

Аннотация

Разработана динамическая модель системы «Оператор – ВПМ -предмет труда – дерево». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система уравнений решена относительно упругой деформации спинки сидения оператора методом Рунге-Кутта, с помощью среды программирования MathCAD. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемых валочно-пакетирующих машин ЛП-19А.

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, математическая модель, колебания, вибрация, оператор

Скачать

Тихомиров П.В., Скрыпников А.В., Высоцкая И.А., Казачек М.Н., Зеликов В.А., Бондарев А.Б. Информационно-интеллектуальная система совершенствования геометрического контроля строительных закруглений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 161–171. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.161-171

Аннотация

Современные автомобильные дороги в общем и лесовозные в частности характеризуются комплексом инженерных сооружений, где наиболее ответственными являются криволинейные участки, во многом определяющие уровень технико-экономических показателей и безопасности движения транспорта. Ежегодные экономические потери вследствие неудачного проектирования трассы лесовозной автомобильной дороги наносят огромный ущерб предприятиям и отраслям экономики. Процесс проектирования лесовозных автомобильных дорог включает в себя технологическую последовательность проектных операций, что обусловливает необходимость разработки научно обоснованных методов проектирования. Поэтому повышение эффективности дорожно-строительного производства связано с усовершенствованием методик изысканий, проектирования и строительства лесовозных автомобильных дорог. По мере увеличения интенсивности движения на лесовозных автомобильных дорогах возникла необходимость оптимального проектирования геометрических элементов дороги, в частности криволинейных участков. Целью работы является определение путей совершенствования методики проектирования и геометрического контроля строительства дорожных закруглений. Некоторые проектные криволинейные очертания дорожных участков, например, тормозные переходные кривые транспортных развязок иногда не обеспечивают в полной мере безопасность и экономичность движения транспорта в общем и лесовозного в частности и требует соответствующей доработки. Следовательно, существующая технологическая схема ведения изыскательских работ, основанная на применении традиционных геодезических методов измерений, нуждается в совершенствовании. На основе применения современных информационно-интеллектуальных технологий, наземной стереофотограмметрии, которая позволяет получить качественные материалы изысканий, и благодаря представленной методике, можно получить математические зависимости для определения оптимальных геометрических параметров криволинейных участков лесовозных автомобильных дорог.

Ключевые слова: лесовозные автомобильные дороги, криволинейные участки трассы, наземная стереофотограмметрия

Скачать

Добрынин Ю.А., Андронов А.В., Зверев И.А. К вопросу оценки компоновки трелевочного трактора с колесной формулой 4К4 // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 172–180. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.172-180

Аннотация

В статье предлагается оценивать компоновку трелёвочного колесного трактора коэффициентом неравномерности распределения нагрузок на передние и задние опоры (оси) в процессе его движения по неровностям пути. Его можно использовать и для других транспортных средств различного назначения.

Ключевые слова: трелёвочный трактор, компоновка, нагрузка на оси, неравномерность нагрузок, коэффициент неравномерности нагрузок

Скачать

Александров В.А., Александров А.В., Волков А.Ф., Лузанова Л.Н. Вибронагруженность оператора валочно-пакетирующей машины при технологических переездах при погрузке хлыстов на лесовоз // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 181–190. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.181-190

Аннотация

Разработана математическая модель динамической системы: «Валочно-пакетирующая машина – предмет труда – дерево». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система уравнений решена методом Рунге – Кутта, с помощью среды программирования MathCAD. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемых валочно-пакетирующих машин ЛП-19А в режимах разгона и стопорения

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, математическая модель, колебания, сиденье, вибрация, масса, оператор

Скачать

Зорин М.В., Петросян С.С., Куницкая О.А., Макуев В.А., Долматов Н.П., Григорьев И.В., Хитров Е.Г. Исследование максимальной оценки коэффициента сцепления движителя с опорной поверхностью // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 191–201. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.191-201

Аннотация

Известны теоретические зависимости, позволяющие рассчитать силу сцепления движителя с опорной поверхностью. С точки зрения практического использования, полученные результаты не удобны, поскольку для получения числовой оценки силы либо коэффициента сцепления необходимо интегрировать функцию касательного напряжения от деформации сдвига, переменной по длине пятна контакта, что представляет собой трудоемкую вычислительную задачу. Для уточнения практических оценок сцепления движителя с почвогрунтом, необходимы дальнейшие исследования, включающие в себя поиск максимального значения интеграла касательного напряжения с учетом переменного коэффициента буксования. Решению данной вычислительной задачи посвящена предлагаемая статья. Исследование основывается на методах теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. При реализации теоретических моделей используются сведения о физико-механических свойствах почвогрунтов. Расчеты выполнены в программе Maple 2017 с использованием встроенных команд высокого уровня. Анализ расчетных данных и их аппроксимация выполнены методом наименьших квадратов (МНК) с оценкой значимости коэффициентов аппроксимирующих функций. В результате выполненного исследования получены зависимости, позволяющие на практике оценить максимальное значение коэффициента сцепления движителя машины с опорной поверхностью и соответствующий ему коэффициент буксования. Уравнения учитывают физико-механические свойства почвогрунта (удельное сцепление, угол внутреннего трения и модуль сдвига) и параметры движителя (длина пятна контакта, среднее давление по пятну контакта, шаг грунтозацепов). Полагаем, что использование предлагаемых формул позволит проводить уточненный расчет тягово-сцепных свойств движителей колесных и гусеничных лесных машин, взаимодействующих с деформируемым лесным почвогрунтом.

Ключевые слова: коэффициент буксования, тягово-сцепные свойства движителей лесных машин, движение по бездорожью

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Федяев Ар.А., Федяев Ал.А. Исследование процессов сушки пиломатериалов с применением тепловидения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 202–211. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.202-211

Аннотация

В работе проведены экспериментальные тепловизионные исследования на промышленном предприятии температурных режимов работы крупногабаритных конвективных сушилок непрерывного действия. Выполнены с использованием тепловизионного оборудования фотографические съемки и сканирование распределения температурного поля в штабеле пиломатериала в период выгрузки из камеры сушильной установки. По результатам анализа полученных данных отмечается повышенный фон температур в нижней части штабеля, что, очевидно, связанно с более значительным энергоподводом в этой части штабеля пиломатериала. Полученные экспериментальные данные свидетельствует о неравномерном поле скоростей энергоносителя, а значит и температур в блоке распределения физических величин для термообработки материала по высоте сушильной камеры.

Ключевые слова: тепловизор, сушка, пиломатериалы, энергоподвод, поля энергоносителей

Скачать

Хрусталева И.В. К вопросу о проектировании установки для прокатки древесины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 212–219. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.212-219

Аннотация

Одним из видов технологий использования древесины мягколиственных пород может быть прокатка в валках. При этом уменьшаются отходы, возможно получение высоких физико-механических свойств древесины. Установка может быть сравнительно проста, иметь малую материало- и энергоемкость. Метод прокатки древесины в валках мало изучен. Применение теории прокатки металлов затруднительно. Данные теории базируются на представлении материала как изотропного и пластического. При проектировании установки была дана оценка условия самозатягивания. При уменьшении размера с 100 мм до 70 мм с коэффициентом трения меньше 0,2 приводит к значительному увеличению (до 3000 мм) диаметра валков. С целью уменьшения габаритных размеров установки была принята схема со свободно вращающимися валками с поджатием заготовки с какой-то осевой силой. Выражения, полученные для определения суммарной и осевой силы, показали, что в зависимости от степени уплотнения возникающие усилия достигают значительных значений. Это обстоятельство послужило основанием для проектирования многоклетьевой установки для прокатки. В общем виде при проектировании многоклетьевой установки есть целый ряд в какой-то степени независимых параметров: скорость прокатки, расстояние между клетями, просвет между валками, диаметры валков. Среди показателей эффективности можно выделить: осевую (тангенциальную) и нормальную силы, потребляемую мощность, степень уплотнения и соответствующие физико-механические свойства древесины, качество поверхности и параметры, характеризующие форму изделия. Для задачи оптимального проектирования в качестве целевой функции можно принять зависимость тангенциальной силы от степени уплотнения. При сделанных допущениях целевая функция и ограничения линейны и задача поиска оптимальных значений степени уплотнения по ступеням может быть сделано с помощью методов линейного программирования. Разработанная методика позволяет определять нормальную и тангенциальную силы, а также требуемую мощность привода установки в зависимости от требуемой степени уплотнения древесины. Разработана методика оптимального проектирования многоклетьевой установки, обеспечивающей рациональное распределение степеней уплотнения по ступеням при минимальном усилии поджатия заготовки.

Ключевые слова: древесина, прокатка, валки, степень уплотнения, тангенциальная сила, нормальная сила

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Никонова Н.Н., Хуршкайнен Т.В., Кучин А.В. Технология выделения низкомолекулярных компонентов древесной зелени сосны и лиственницы методом эмульсионной экстракции // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 220–235. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.220-235

Аннотация

Настоящее исследование связано с разработкой высокоэффективных способов переработки возобновляемого растительного сырья для выделения экстрактивных веществ. Разнообразие биологически активных компонентов древесной зелени хвойных пород определяет широкие возможности ее применения. Целью представленной работы является изучение влияния технологических параметров эмульсионной экстракции древесной зелени сосны и лиственницы на выход экстрактивных веществ в роторно-пульсационном аппарате и аппарате гравитационного типа. Используемый метод эмульсионной экстракции, разработанный в Институте химии Коми НЦ Уро РАН отличается экологической безопасностью и позволяет извлекать из растительного сырья биологически активные соединения без использования органических растворителей. В данном исследовании варьировали такие параметры, как гидромодуль – отношение объема щелочного раствора к массе сырья, концентрация щелочи и время экстракции. Все эти параметры влияют на физико-химические характеристики эмульсионной смеси и, как следствие, на степень извлечения сырья. Установлено, что проведение эмульсионной экстракции низкомолекулярных соединений из ДЗ сосны на аппарате гравитационного типа обеспечивает получение 165 л экстракта с выходом ЭВ 7,67±0,12% от массы сухого сырья из ДЗ сосны и 6,44±0,2% из ДЗ лиственницы в оптимальных условиях: гидромодуль 10:1, концентрация NaOH 4%, продолжительность экстракции 4 ч. Использование роторно-пульсационного аппарата позволяет проводить переработку сырья в небольших объемах (3 л) за 15–20 мин обработки при Г/М 12:1-14:1 с выходом экстрактивных веществ из ДЗ сосны 6,65±0.05% и 4,15±0,16% из ДЗ лиственницы.

Ключевые слова: древесная зелень, сосна обыкновенная, лиственница сибирская, эмульсионная экстракция, экстрактивные вещества, роторно-пульсационный аппарат, аппарат гравитационного типа

Скачать

Дягилева А.Б., Смирнова А.И. Сравнительное исследование термостабильности древесины, обработанной золь-гель композицией на основе лигнина // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 236–247. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.236-247

Аннотация

Использование композиций на основе технических лигнинов и кремниевых минеральных композиций на основе НФК для получения огнезащитных материалов для обработки деревянных конструкций является перспективным направлением в развитии «зеленых» технологий. Основной механизм действия композиций на основе лигнина заключается в процессе коксообразования на поверхности древесины за счет реакций твердофазного ингибирования целлюлозной матрицы. Минеральная составляющая этих композиций имеет тенденцию к стеклованию при высыхании, что изменяет специфику защитного действия новых материалов в процессе высокотемпературной деструкции древесины и целлюлозы, входящей в ее состав. Таким образом, целью работы является исследование термостабильности древесины, обработанной композициями, полученными в результате модификации лигнина с минеральными веществами путем реализации способа золь-гель технологии. В работе определена принципиальная возможность расширении спектра областей применения гибридных продуктов нового поколения, обладающих специфической организацией пространственной структуры в технологии подготовки пожароустойчивой древесины. Огнезащита проявляется за счет установления химической связи с матрицей древесины, которая тесно взаимодействует с лигнином, координационно связанным с алюмокремниевой составляющей композиции. Все исследованные композиции обеспечивают I группу огнезащитной эффективности с потерей массы менее 9% при испытании. По результатам термического анализа всех исследованных образцов установлено, что обработанные золь-гель композицией образцы древесины ведут себя примерно идентично в диапазоне температур от 100 до 300 °С. При дальнейшем увеличении температуры отмечается меньшее снижение остаточной массы в сравнении с необработанной древесиной, где происходит более активное разложением гемицеллюлоз и целлюлозы, входящих в состав древесины, что свидетельствует об огнезащитных свойствах новых композиций

Ключевые слова: лигнин, древесина, термостабильность, золь-гель технология

Скачать

Талипова М.В., Лянг А.В., Щербак Н.В. Сравнительный анализ фильтровальных бумаг высокой эффективности очистки воздуха для средств индивидуальной защиты органов дыхания // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 248–263. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.248-263

Аннотация

Статья посвящена теме определения показателей качества стекловолокнистых фильтровальных материалов групп HEPA и ULPA с целью применения в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. В работе поднята проблема отсутствия производства отечественных стекловолокнистых материалов. Также затронуты такие вопросы, как разработка стекловолокнистых отечественных материалов классов HEPA, ULPA и необходимость разработки методик проверки качества стекловолокнистого материала, коррелирующих с европейскими, подготовке кадров и в оснащении лабораторий технического контроля производства. Противоаэрозольные фильтрующие свойства стекловолокнистых материалов вызывают интерес на международном рынке и определяют широкую область применения фильтрующих материалов. Целью представленной работы является изучение заграничного рынка фильтровальных материалов на основе стекловолокна, анализ образцов заграничных фильтровальных материалов как предпосылка к созданию отечественных стекловолокнистых материалов и определение оптимальных параметров показателей качества стекловолокнистых материалов при применении в СИЗОД. Как разработчикам СИЗОД нам было интересно подобрать оптимальный вариант фильтровального материала с определенными механическими показателями, наименьшим сопротивлением потоку воздуха и допустимыми значениями коэффициента проницаемости, ориентируясь на нормы, регламентированные в технических условиях для промышленных СИЗОД и ГОСТ 12.4.246-2016 по классу противоаэрозольной защиты Р3. В рамках настоящей работы были проведены исследования четырех образцов импортного производства. Образец марки НЕРН 1401 с классом очистки Н14 и эффективностью фильтрации ≥ 99,995% выпускается в Италии на производстве Ahlstrom S.p.A. Образцы марок НВ 5593, НВ 5793 с классом очистки Н13 и эффективностью фильтрации ≥ 99,95% и с классом очистки Н12 и эффективностью фильтрации ≥ 99,5% соответственно выпускаются в Германии на производстве Hollingsworth&Vose. У образца марки С-Н14НР с классом очистки Н14 и эффективностью фильтрации ≥ 99,995% страной-изготовителем является Китай, материал выпускается на производстве ZISUN. Испытуемые образцы являются серийно выпускаемыми фильтровальными материалами у производителей. Исследуемые фильтровальные материалы находят широкое применение в областях использования стекловолокнистых материалов. По результатам испытаний определено, что все исследованные образцы соответствуют классу эффективности, заявленному производителем. Все исследованные материалы могут быть использованы в качестве основы для изготовления фильтрующего элемента в противоаэрозольных фильтрах, обладают способностью к гофрированию и защитными аэрозольными свойствами. По результатам испытаний определен уровень значений качества фильтровального материала, пригодного для использования в СИЗОД. Способность к удлинению при растяжении, прочность влияют на процессы гофрирования и герметизации противоаэрозольной заготовки клеем-расплавом, а также обеспечивают качество изделия при широком температурном диапазоне эксплуатации. Наименьшая величина толщины материала позволит получить изделие с большей площадью фильтрации.

Ключевые слова: стекловолокнистый фильтровальный материал, средства индивидуальной защиты органов дыхания, противоаэрозольные фильтры, прочность при растяжении фильтровальных материалов

Скачать

Выпуск 238

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Ковязин В.Ф., Иванова Е.А. Почвенно-растительный комплекс парка «Дубки» Санкт-Петербурга // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 6–22. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.6-22

Аннотация

Исследование посвящено изучению почвенно-растительного комплекса памятника ландшафтной архитектуры XVIII века – парка «Дубки», расположенного на северном побережье Финского залива в Курортном районе Санкт-Петербурга, городе Сестрорецке. Парк создан по инициативе императора Петра I, который во время возвращения с Гангутской битвы сделал остановку среди дубовой рощи на берегу Финского залива. В настоящее время парк признан памятником культурно-исторического наследия, охраняется ЮНЕСКО. Летом 2021 г. на объекте изучены морфология почвы, видовое разнообразие хвойных, лиственных пород и кустарников. Морфология почвы изучалась по двум почвенным разрезам, заложенным в различных лесорастительных условиях. Видовой состав насаждений парков определялся по определителю растений [Киселева и др., 2020], с использованием морфологических признаков листьев и коры. С применением программных комплексов РГИС и AutoCAD рассчитаны площади земельных угодий парка под растительностью, под дорожками, искусственными водоемами, спортивными площадками и общая.

Ключевые слова: парк, земельные угодья, морфология почвы, древесно-кустарниковые виды растений

Скачать

Усольцев В.А., Цепордей И.С., Ковязин В.Ф. Биомасса бука (Fagus L.) и ясеня (Fraxinus L.) в зависимости от высоты дерева, ширины кроны и средней температуры января на территории Евразии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 23–48. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.23-48

Аннотация

Дистанционная регистрация таких таксационных показателей деревьев, как ширина кроны и высота дерева, получила широкое распространение при оценке биомассы деревьев. Имеется множество аллометрических моделей биомассы разных древесных пород в разных климатических условиях, но для оценки биомассы дистанционными методами они представлены единичными публикациями. В исследовании использована авторская база экспериментальных данных 249 модельных деревьев Fagus L. и 78 деревьев Fraxinus L. Евразии с замеренными показателями высоты дерева, ширины кроны, а также биомассы ствола, листвы, ветвей и корней. Для всех компонентов надземной биомассы установлена положительная связь с шириной кроны и высотой дерева. Составлены двухвходовые таблицы для таксации биомассы двух древесных родов. Полученные результаты дают представление о том, насколько может различаться структура биомассы равновеликих деревьев таких пород, как бук и ясень, может ли эта структура изменяться в градиенте зимних температур Евразии и каким может быть вклад климатической переменной в объяснение изменчивости биомассы деревьев.

Ключевые слова: градиент зимней температуры, компоненты биомассы, дистанционное зондирование деревьев, аллометрические модели, регрессионный анализ

Скачать

Лебедев А.В. Прогнозирование роста по средней высоте культур сосны с использованием обобщенного алгебраического разностного подхода // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 49–66. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.49-66

Аннотация

Соотношение между высотой и возрастом древостоя является основой для оценки продуктивности места произрастания. Среди многочисленных методов построения бонитетных шкал обобщенный алгебраический разностный подход в последние годы получает все большее распространение за счет возможности варьировать несколько параметров базовой функции роста и тем самым получать инвариантные относительно базового возраста полиморфные кривые, специфичные для каждого уровня производительности древостоя. Цель исследования – моделирование роста по средней высоте лесных культур сосны различными уравнениями (аноморфные и полиморфные кривые, с постоянной или переменной асимптотами) с применением обобщенного алгебраического разностного подхода и разработка динамической бонитетной шкалы. В исследовании используются данные обмеров древостоев на 89 постоянных пробных площадях в лесных культурах сосны Лесной опытной дачи РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (г. Москва). В исследовании проанализированы 25 уравнений, полученных с помощью обобщенного алгебраического разностного подхода. В качестве лучшей модели принято общее асимптотическое полиморфное уравнение для базовой функции Ричардса (Митчерлиха) c заменой параметра, отвечающего за форму кривой. Так как все изучаемые древостои находятся в сходных почвенно-климатических условиях, то независимо от начальных параметров роста проявляется общая асимптота. После снятия возрастного тренда в остатках выявлены циклические колебания, что указывает на наличие волнообразных периодов роста. Модель пригодна для использования в диапазоне возрастов от 10 до 150 лет. Во всех случаях смоделированные кривые роста по средней высоте отражают динамику фактических древостоев.

Ключевые слова: средняя высота, возраст, класс бонитета, модель, обобщенный алгебраический разностный подход

Скачать

Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Кентбаева Б.А., Кентбаев Е.Ж., Мамонов Е.И., Запольнов В.Е. Рост сеянцев ели Шренка (Picea schrenkiana) в условиях интродукции в Нижегородскую область // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 67–87. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.67-87

Аннотация

Изучали показатели роста сеянцев ели Шренка (Picea schrenkiana Fisch. & C.A. Mey.) в контейнерах в условиях открытого грунта при искусственном орошении. Цель исследования – установить эффективность и определить перспективы интродукции ели Шренка в Нижегородскую область. Объект исследования – четырехлетние сеянцы ели Шренка, полученные из нормальных семян естественных насаждений юго-востока Казахстана, центральной части Заилийского Алатау. Вектор интродукционного переноса составил 13°13′43″ с. ш. –33°18′53″ в. д.; перепад высот достиг 2664 м. Гипотеза о возможности интродукции ели Шренка в Нижегородское Поволжье базировалась на распространении в регионе естественных насаждений ели европейской (Picea abies (L.) H. Karst.) и ели сибирской (Picea obovata Ledeb.), которые в зоне трансгрессии ареалов образуют фертильные межвидовые гибриды, известные как ель финская (Picea×fennica (Regel) Kom.). Обеспечены типичность, пригодность, целесообразность и надежность опыта, реализованы принципы единственного логического различия и рендомизированного назначения растений в выборку. Установлена дифференциация сеянцев по параметрам надземной части: по высоте Cv = 26,91% (10,53±0,23 см); по диаметру Cv = 35,20% (2,52±0,07 мм). Обнаружена корреляция характеристик надземной части сеянцев ели Шренка. Высота надземной части имела высокую по шкале Чеддока тесноту связи с количеством боковых ветвей на центральном побеге и суммарной длиной боковых ветвей в надземной части: r±mr = 0,705±0,057 (tr = 12,38) и r±mr = 0,728±0,055 (tr = 13,20). Это описывается уравнениями регрессии: у = 0,551х + 6,257; (R2 = 0,49719) и у = 0,114х + 7,617 (R2 = 0,5294). Отмечено соответствие сеянцев требованиям к темпам онтогенетического развития данной древесной породы. Уровень роста и развития надземной части сеянцев ели Шренка в открытом грунте питомника свидетельствует о достаточном для семенного размножения ресурсе природных условий региона и о существенном потенциале её интродукции в Нижегородскую область.

Ключевые слова: ель Шренка, интродукция, сеянцы, рост, морфометрия, корреляция, регрессия

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Петросян С.С., Отмахов Д.В., Алексеенко В.Г., Ревяко С.И., Егорин А.А., Хитров Е.Г. Модель образования колеи на линейно упрочняющемся грунте при периодической нагрузке // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 88–98. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.88-98

Аннотация

Цель исследования – разработать математическую модель образования колеи на лесном грунте, учитывающую его частичное восстановление при снижении и снятии периодической нагрузки, а также необратимые деформации, ограниченные по величине. В качестве теоретической основы для разработки модели использована реологическая модель тела Бингама. Числовые значения параметров модели приняты на основе результатов экспериментов по определению механических свойств лесных грунтов, выполненных отечественными исследователями. Для оценки предельного значения деформации модели использованы результаты предыдущих исследований по определению глубины колеи на базе методов механики грунта и теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Реализация предлагаемой модели выполнена в программе Maple 2017, решения получены численно методом Рунге–Кутты. Проведенные расчеты показывают, что использование переменного предела пластичности, увеличивающегося пропорционально деформации, в предлагаемой модели позволяет учесть ограничение необратимых деформаций лесного грунта по величине, что качественно согласуется с известными экспериментальными данными. Это отличает предлагаемую модель от распространенных упруго-вязких и упруго-вязко-пластических моделей. В дальнейшем полученные результаты планируется интегрировать в математические модели, раскрывающие динамическое воздействие лесных машин на грунты, связанное с колебаниями при движении, встрече с препятствиями, обработке деревьев. При этом для получения практических выводов целесообразно исследовать вопрос об интерполяции численного решения – для получения функций, удобных при реализации моделей, учитывающих колебания в многомассных системах с нелинейными связями. Отдельное направление дальнейших исследований состоит в моделировании поведения нелинейно упрочняющегося грунта под воздействием лесных машин. Реализация такого подхода не составляет сложностей при использовании численных методов в современных программах.

Ключевые слова: предел пластичности грунта, динамическое воздействие, движителя лесных машин, численные методы

Скачать

Власов Е.Н., Сергеевичев А.В., Добрынин Ю.А., Сергеевичев В.В. Анализ работы гидравлического манипулятора лесной машины с цикловой системой управления // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 99–112. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.99-112

Аннотация

Лесозаготовка – одна из самых динамичных отраслей хозяйствования в нашей стране. На данный момент способы заготовки древесины претерпели существенные изменения. Вместо ручного труда используются различные приспособления и устройства, в число которых входят и гидроманипуляторы для леса. Оборудование манипуляторного типа (гидроманипулятор) представляет собой механизм, который устанавливается на автомобили, тракторы, специализированный транспорт, а также стационарно. Эффективность использования машин и оборудования находится в прямой зависимости от их технического состояния, готовности надежно, качественно и безопасно осуществлять процессы лесозаготовительного производства. Состояние машин и оборудования зависит не только от их технического уровня и соблюдения правил эксплуатации, но и от качества их проектирования. Динамические исследования объемных гидроприводов лесных машин занимают важное место в процессе их проектирования. В инженерной практике на стадии как предварительного анализа динамических характеристик объемных гидроприводов, так и эскизного проектирования, широкое применение нашли их линеаризованные математические модели. Рассмотрены линеаризованные модели: циклового гидропривода с дроссельным управлением, исполнительного устройства следящего гидропривода манипулятора лесной машины, гидравлического следящего привода с механическим управлением. Приводятся результаты исследования устойчивости следящего гидропривода с механическим управлением. Выведено выражение, определяющее устойчивость гидравлического следящего привода с механическим управлением, включающее коэффициент скольжения обобщенной гидравлической характеристики золотника и коэффициент усиления по расходу, позволяющее находить их значения, соответствующие устойчивому состоянию гидропривода с механическим управлением. Полученные результаты могут быть использованы в процессе проектирования гидроманипуляторов лесных машин как на этапе предварительного проектирования, так и на этапе технического проектирования и получения амплитудно-фазовых частотных характеристик гидропривода лесных машин.

Ключевые слова: гидроманипулятор, линеаризованная математическая модель, устойчивость гидропривода, гидравлический следящий привод

Скачать

Михайлов О.А., Андронов А.В., Тарадин Г.С., Козьмин С.Ф., Зверев И.А. Математическая модель прогнозирования использования передаточного числа трансмиссии колесного скиддера // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 113–123. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.113-123

Аннотация

Трелевочный трактор является одним из важнейших видов лесосечной техники, требующей грамотного подхода к процессу проектирования, который учитывает особенности условий эксплуатации данного вида техники. Одной из самых нагруженных частей колесных скиддеров является трансмиссия, которая испытывает значительные нагрузки в процессе эксплуатации. Для регистрации и измерения значений величин этих нагрузок в зависимости от передачи, на которой осуществляется процесс трелевки пачки деревьев, проведены испытания трелевочного трактора ТЛК-1, проходившие на полигоне-волоке Онежского тракторного завода. В результате испытаний определены значения крутящих моментов на полуосях и карданном валу скиддера на различных передачах, а также время использования каждой из передач. Полученные в ходе испытаний данные обработаны с помощью методов стохастического математического моделирования. В результате получена математическая модель прогнозирования использования передаточного числа трансмиссии колесного трелевочного трактора, оснащенного гидродинамической передачей. Данная методика позволяет на стадии проектирования оценить правильность выбора передаточного ряда трансмиссии.

Ключевые слова: математическая модель, прогнозирование, коэффициент сопротивления движению, закон распределения случайной величины, кривые распределения, трелевочный трактор, колесный скиддер

Скачать

Петросян С.С., Ильюшенко Д.А., Барышникова Е.В., Хитров Е.Г. Оценка экологической совместимости колесных трелевочных тракторов с пачковым захватом с почвенно-грунтовыми условиями // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 124–136. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.124-136

Аннотация

Тяжелые лесные машины нарушают структуру почвогрунта, по этой причине исследователи уделяют значительное внимание вопросам воздействия движителей лесных машин на поверхности движения. Глубина колеи, образующейся после первого прохода, является одним из самых информативных показателей воздействия машины на лесную экосистему. Вместе с тем известно сравнительно мало исследований, результаты которых раскрывают характер воздействия движителей колесных тракторов с пачковым захватом на почвогрунт. Для дальнейшего совершенствования процесса трелевки древесины колесными тракторами с пачковым захватом необходимы разработки, позволяющие проводить оценку их экологической совместимости с почвенно-грунтовыми условиями. В данном исследовании использованы сведения об эксплуатационных характеристиках скиддеров Tigercat, John Deere, Weiler, полученные с официальных сайтов производителей. Оценка глубина колеи выполнена с использованием положений механики грунтов и теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Математическая модель образования колеи реализована численно. При обработке результатов моделирования использованы методы аппроксимации данных. В результате получены зависимости, позволяющие на практике оценить экологическую совместимость скиддера с почвенно-грунтовыми условиями. При этом характеристиками машины являются: масса, число колес, ширина и диаметр колеса, давление в шине, площадь сечения захвата. Грунт характеризуется несущей способностью либо конусным индексом. Модели учитывают средний объем хлыста в трелюемой пачке лесоматериалов. По полученным уравнениям возможно решение обратной задачи: обоснование допустимой массы машины и площади сечения захвата с учетом характеристик движителя и почвенно-грунтовых условий.

Ключевые слова: масса трактора, площадь сечения захвата, среднее и номинальное давление движителя на грунт, глубина колеи, несущая способность почвогрунта, конусный индекс почвогрунта

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Васильев В.В. Структура древесного сырья на заводах древесностружечных плит разной мощности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 137–151. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.137-151

Аннотация

Исследовали состав древесного сырья на четырех заводах древесностружечных плит мощностью 100, 120, 200 и 480 тыс. м3 плит в год. В настоящее время основное сырьё заводов плит – это массивная стволовая древесина в виде дровяной древесины и балансов. Доля её составляет 63–100% от всего сырья, среднее значение по четырём предприятиям – 70,2%. Остальное сырьё является отходами различных деревообрабатывающих производств. Доля применяемых отходов увеличивается с ростом мощности завода плит от 0 до 32%. В среднем потребление отходов следующее: привозная щепа – 4,7%, горбыль – 10,9, опилки – 7,1, отходы производства шпона и фанеры – 4,3, отходы производства плит – 1,2, вторсырьё – 1,6%. Заводы мощностью до 120 тыс. м3/год используют отходы, которые не требуют создания дополнительных технологических участков подготовки и переработки сырья: горбыль и привозную щепу. Они перерабатываются в базовых технологиях изготовления древесных частиц. Заводы мощностью 200 и более тыс. м3/год используют не только горбыль и привозную щепу, но и другие виды древесных отходов: опилки, отходы производства шпона, фанеры, плит, вторсырьё. Они требуют специальных технологий подготовки их на новых участках, в которые входит технологическое и транспортное оборудование. При планировании использования отходов деревообработки необходимо учитывать особенности каждого вида отходов, которые ограничивают верхний уровень доли их в составе сырья. В сосновом горбыле содержание коры составляет 38,2%, что в 3,9 раза выше, чем в стволовой древесине. Значительное увеличение доли коры в плите приводит к снижению прочностных показателей плиты. Кроме того, в коре горбыля могут быть минеральные примеси и кусочки металла. Они попадают туда при заготовке, транспортировке и хранении пиловочника. Средняя длина частиц опилок не превышает 5 мм. Из такого сырья можно изготовить только микростружку для наружных слоёв плиты. Состав хвойного и лиственного сырья примерно одинаков: доля хвойных пород – 46,8%, лиственных – 53,2%. Основная масса лиственного сырья – это дровяная древесина и балансы (47,8 из 53,2%). Хвойное сырьё в основном поступает в виде отходов деревообработки (щепа, горбыль, опилки). Использование сосны и ели примерно равное. Среди лиственных пород преобладает осина – 38,2% против 15% у берёзы. Это объясняется тем, что основная масса поступающей на предприятия дровяной древесины – осиновые стволы. Сравнение потребляемого сырья в настоящее время и в 1984 г. показывает, что доля основного сырья – дровяная древесина и балансы поддерживается практически на одном уровне 70,2 и 68,1%. Очень значительно, в 3,6 раза, сократилось потребление привозной щепы – с 16,9 до 4,7%. Использование отходов деревообрабатывающих производств (горбыль, опилки, отходы производства шпона и фанеры), наоборот, выросли в 1,7 раза – с 13,1 до 22,3%. В результате доля хвойной древесины в составе современного сырья увеличилось почти в 2 раза с 23–25 до 46,8%, а доля лиственных пород уменьшилась с 75–77 до 53,2%.

Ключевые слова: древесностружечные плиты, древесное сырьё, дровяная древесина, балансы, технологическая щепа, горбыль, опилки, отходы производства фанеры, древесное вторсырьё, хвойные и лиственные породы, структура сырья, мощность завода

Скачать

Вьюнков С.Н. Отверждение карбамидоформальдегидных смол с мольным соотношением формальдегида и карбамида менее единицы // // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 152–159. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.152-159

Аннотация

В ходе исследований установлено, что отверждение карбамидоформальдегидных смол (КФС) с образованием пространственно сшитой структуры при мольном соотношении формальдегида к карбамиду менее единицы происходит благодаря образованию инертного соединения – метилендикарбамида (МДК). Для эксперимента синтезировали лабораторную КФС (ЛКФС) по следующей схеме. На первой стадии мольное соотношение карбамид : формальдегид (К : Ф) = 1 : 2. Значение рН 7,5–8. На второй стадии рН снижали до 4,2–4,5. На третьей стадии вводили дополнительный карбамид, pH 7–8, до мольного соотношения К : Ф = 1 : 0,9. Синтез МДК осуществляли при мольном соотношении К : Ф = 1 : 0,5. В раствор формалина (рН 3) при постоянном перемешивании вводили карбамид и добивались полного растворения последнего при 20 °С. После чего поднимали температуру реакции до 50 °С и выдерживали до образования плотного осадка. Полученный осадок промывали на бумажном фильтре дистиллированной водой до нейтральной реакции. Образец высушивали при 105 °С до постоянной массы. В условиях слабощелочной среды на третьей стадии синтеза при введении карбамида до мольного соотношения К : Ф = 1 : 0,9 происходит формирование монометилолкарбамида, который в условиях кислотного отверждения будет реагировать, в первую очередь, с карбамидом, находящимся в значительном избытке. Это приводит к образованию МДК. Причем, последний не вступает ни в реакцию присоединения с формальдегидом, ни в реакцию конденсации с гидроксиметильными группами КФС. В результате чего МДК не участвует в образовании полимерной структуры, являясь инертным наполнителем, а составляющие его по массе карбамид и формальдегид можно исключить из итогового мольного соотношения. Таким образом, при первоначальном мольном соотношении исходных компонентов К : Ф = 1 : 0,9 в процессе череды химических превращений итоговое мольное соотношение повышается до К : Ф = 1 : 1,012, что допускает образование пространственно сшитого полимера.

Ключевые слова: карбамидоформальдегидная смола, мольное соотношение, олигомер, структура молекулы, карбамид, формальдегид, метиленэфирная связь, гидроксиметильная группа

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Ведерников Д.Н., Рысева Е.А. Синтез сложных эфиров сесквитерпеновых спиртов почек берёзы и кумаровой кислоты // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 160–169. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.160-169

Аннотация

Данное исследование направлено на создание лекарственных препаратов, подавляющих рост микроорганизма Staphylococcus epidermidis, вызывающего заболевания, сложно поддающихся лечению. В работе продемонстрирована удачная попытка синтеза природных сложных эфиров – кумаратов сесквитерпеновых спиртов из сесквитерпеновых соединений почек березы. Хроматографические и масс-спектрометрические характеристики полученных соединений совпали с характеристиками природных. Синтез включал: получение экстракта почек, омыление ацетатов сесквитерпеновых спиртов, вакуумную дистилляцию фракции сесквитерпеновых спиртов, получение ацетата кумаровой кислоты, оксалилхлорида, хлорангидрида ацетата кумаровой кислоты, сложных эфиров ацетата кумаровой кислоты и сесквитерпеновых спиртов, гидролиз ацетильной группы, очистку продуктов гидролиза хроматографией на силикагеле. Выход продуктов в расчете на сесквитерпеновые спирты составил 70%. Контроль за качеством и количеством промежуточных и конечных продуктов осуществляли методом газовой хромато-масс-спектрометрии. Полученные синтетические соединения, как и природные, показали противомикробную активность в отношении Staphylococcus epidermidis с МПК = 1000 мкг/мл. Оценённая антимикробная активность была в 20 раз меньше активности природных кумаратов сесквитерпеновых спиртов. Состав полученных продуктов отличался от природных соединений отсутствием одного из главных компонентов – кумарата τ-бетуленола; τ-бетуленол обнаружен в почках березы только в виде спиртового остатка сложного эфира кумаровой кислоты

Ключевые слова: кумараты сесквитерпеновых спиртов, почки берёзы, ацетилирование, этерификация, гидролиз, метод газовой хромато-масс-спектрометрии, антимикробная активность

Скачать

Школьников Е.В. Кинетика изотермической объемной кристаллизации стекол AsSe1,5Bix (x = 0,01, 0,05) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 170–184. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.170-184

Аннотация

При легировании стекла As2Se3 оловом, свинцом или висмутом возможна изотермическая объемная кристаллизация полученных стекол в оптимальных условиях. Влияние концентрации виcмута на характер и кинетические параметры кристаллизации стекол изучено недостаточно. Проведен сравнительный анализ кинетики изотермической объемной кристаллизации стекол As2Se3 и AsSe1,5Bix (х = 0,01 и 0,05). Стекла синтезировали методом вакуумной плавки из особо чистых элементных веществ с общей массой 7 г в интервале 700−900 °С с последующей закалкой кварцевых ампул с расплавами в воздухе от 700 °С. Методами измерения плотности, микротвердости, температурной зависимости электропроводности, рентгенофазового анализа закаленных образцов исследована кинетика превращений при объемной изотермической кристаллизации стекол AsSe1,5Bi0,01 и AsSe1,5Bi0,05 в интервале температур 210−260 °С. Анализ кинетики валовой кристаллизации стекол выполнен по данным измерения плотности с использованием обобщенного уравнения Колмогорова–Аврами. Добавка 2 ат.% Bi к стеклу As2Se3 ускоряла кристаллизацию основной фазы As2Se3, уменьшая, по сравнению с кристаллизацией чистого стекла As2Se3, примерно в 4 раза скрытый период начала выделения фазы As2Se3 и в 13 раз кинетический период полупревращения. Влияние добавок 0,4 и 2 ат.% Bi на изотермическую кристаллизацию стекла As2Se3 проявляется, в основном, в снижении термодинамического барьера и энергии активации объемного гетерогенного зарождения пластинчатых кристаллов фазы As2Se3 на нанокристаллах первичной фазы Bi2Se3. Реконструктивная кристаллизация основной фазы As2Se3 в стекле AsSe1,5Bi0,05 связана с непрерывным изменением химического состава остаточной стеклофазы и характеризуется интервалом уменьшающихся значений эффективной энергии активации (142 → 114 ± 5 кДж/ моль).

Ключевые слова: объемная кристаллизация стекол, кинетические параметры изотермической массовой кристаллизации, обобщенное уравнение Колмогорова–Аврами

Скачать

Сиваков В.П., Вураско А.В., Исаева К.С. Температурное диагностирование подшипников сушильных цилиндров картоноделательной машины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 185–202. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.185-202

Аннотация

Цель исследования – разработка метода расчета допустимых уровней температур подшипников сушильных цилиндров и применение допустимых уровней температур для оценки технического состояния подшипников. За период времени наработки изнашивание трущихся поверхностей деталей подшипников сопровождается образованием и развитием дефектов. Дефекты увеличивают силы трения между трущимися деталями и температуру подшипников. Температуру корпусов подшипников рассматриваем как структурный параметр технического состояния подшипника. Выполнены экспериментальные исследования температуры подшипников сушильных цилиндров при установившемся режиме работы картоноделательной машины. Произведен расчет общей ошибки измерения приборов и инструментов. Установлена проверкой воспроизводимость температурного диагностирования. Уточнены отклоняющиеся уровни температур отдельных подшипников обследованного массива. Расчетом определены средние и допустимые уровни температур подшипников раздельно с лицевой и приводной сторон сушильных групп по пару, подаваемому в сушильные цилиндры. По обработанным данным экспериментальных исследований установлено, что подшипники с лицевой стороны в каждой из групп по пару имеют среднеарифметический уровень температуры на 7–9 °С ниже, чем с приводной стороны. Среднеарифметический уровень температуры подшипников сушильных цилиндров возрастает от третьей группы по пару к первой. Между смежными группами разность температур составляет 5–9 °С, а между первой и третьей группами достигает 20–21 °С. Таким образом, разработан и апробирован метод температурного диагностирования подшипников сушильных цилиндров картоноделательной машины. Выполнены диагностические измерения и рассчитаны допустимые уровни температур подшипников при двухстороннем ограничении. По допустимым уровням температур произведена оценка технического состояния подшипников. Обнаружено четыре подшипника, имеющие оценку «недопустимо». Предложенный метод температурного диагностирования удовлетворяет условиям воспроизводимости и обеспечивает обнаружение неисправных подшипников в режиме эксплуатации оборудования.

Ключевые слова: сушильная часть, температура, подшипники, сушильные цилиндры, диагностирование, эксперимент

Скачать

Латышевич И.А., Гапанькова Е.И., Козлов Н.Г. Определение полноты полимеризации эпоксидных олигомеров // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 203–214. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.203-214

Аннотация

Представлены физико-химические методы для определения полноты полимеризации эпоксидных олигомеров. В качестве катализаторов отверждения выступают новые терпеноидные продукты. Изучен фазовый переход эпоксидных олигомеров из растворимого в полимеризованное состояние. Известно, эпоксидные олигомеры в полимеризованном состоянии имеют незначительное число сшивок, находящихся на достаточно большом расстоянии друг от друга, а также сегменты цепей между сшивками, обладающие некоторой подвижностью. Наличие гидроксильных групп в макромолекулах олигомера позволяет создавать композиты, характеризующиеся высокими адгезионными свойствами по отношению к разнообразным материалам. Метод ИК-спектроскопии используют для контроля качества полимеризованных композитов. Он позволяет определить изменение состава и полноту полимеризации. В ходе исследования установлено, что метод ИК-спектроскопии можно использовать для определения полноты полимеризации эпоксидного связующего вторичными терпеноидными продуктами. На зарегистрированных спектрах происходят изменения в области полос поглощения, принадлежащих ангидридным и эпоксигруппам. Данные полосы полностью исчезают, по сравнению с подобными полосами в спектрах исходных компонентов связующего. В ИК-спектре композита обнаружены новые полосы поглощения, характерные для сложноэфирных групп – ν(С=О), νas С–О–С и νs С–О–С. Соотношение интенсивностей полос поглощения ароматических колец в спектре композита и групп –СН3 практически остается тем же самым, что и в спектре эпоксидного олигомера, что подтверждает неучастие этой части олигомера в процессе полимеризации. Проведенные исследования позволили адаптировать метод ИК-спектроскопии для определения полноты протекания реакции полимеризации эпоксидного олигомера вторичными терпеноидными продуктами.

Ключевые слова: эпоксидные олигомеры, вторичные терпеноидные продукты, ИК-спектроскопия

Скачать

Селезнёв В.Н., Махотина Л.Г. Исследование влияния размола хлопковой целлюлозы на свойства целлюлозного композиционного материала для сбора и хранения образцов биологического материала // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 215–227. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.215-227

Аннотация

Рассмотрены вопросы, касающиеся технологии ЦКМ для сбора и хранения биологических веществ, рынка этих материалов и их производителей. Исследования свойств импортных образцов ЦКМ разных производителей показали, что хлопковое волокно, из которого они состоят, имеет низкие показатели средневзвешенной длины (1,0–1,2 мм) при степени помола 18–20°ШР. Исследования образцов FTA-карт на впитывающую способность показали, что образцы обладают высокой скоростью впитывания капли воды на поверхности (в среднем 0,5 с) и невысокой капиллярной впитываемостью (6,5 см), что необходимо для эффективной эксплуатации материала для сбора и хранения образцов биологических веществ. Исследования физико-механических свойств импортных образцов карт для сбора и хранения биологических материалов показали, что карты обладают невысокими показателями разрывной длины (1,3–1,5 км) и сопротивлением продавливанию (74–100 кПа), что упрощает процедуру извлечения биологического образца путем пробивания. Показано применение разработанных методов оценки качества формования (просвета) отливки (визуальное оценивание и оценка среднеквадратичного отклонения оптического показателя бумаги – непрозрачности) для оценки влияния концентрации волокнистой массы при размоле на морфологические свойства хлопкового волокна. Исследование влияния технологических параметров процесса размола (концентрация массы, продолжительность размола) на свойства ЦКМ позволило определить оптимальные режимы размола хлопковой целлюлозы, обеспечивающие показатели качества, подобные свойствам импортных образцов FTA-карт. Показано, что для достижения показателей морфологии волокна и свойств ЦКМ, подобных свойствам импортных образцов FTA-карт, размол хлопковой целлюлозы необходимо проводить при концентрации массы от 3 до 4 г/л с давлением на рычаг и достижением степени помола до 16–18°ШР.

Ключевые слова: хлопковая целлюлоза, морфология волокна, FTA-карты, размол, целлюлозный композиционный материал

Скачать

Фефелов С.А., Казакова Л.П., Богословский Н.А., Былев А.Б., Анненкова А.М. Исследование эффекта памяти в тонких пленках аморфных халькогенидных полупроводников состава GST225 // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 228–242. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.228-242

Аннотация

Проведено исследование эффекта памяти в тонких пленках халькогенидных полупроводников состава GST225 путем пропускания через пленку последовательности треугольных импульсов тока с нарастающей амплитудой. Начальное состояние вещества пленки аморфное. Были получены синхронные осциллограммы импульса тока через образец и напряжения на нем в режиме заданного тока. По ним построены вольт-амперные характеристики. Характерными особенностями, наблюдаемыми на некоторых ВАХ, являются скачки напряжения и участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением. После пропускания импульса тока самой большой амплитуды ВАХ образца становится почти омической. Анализ всех ВАХ позволяет предположить, что формирование памяти, по-видимому, происходит поэтапно с постепенной кристаллизацией вещества пленки по толщине в зависимости от величины пропускаемого импульса тока. Этот возможный сценарий обсуждается здесь только качественно. Скачки напряжения, по-видимому, могут при определенных условиях объясняться особенностями процесса кристаллизации («взрывной» кристаллизацией), находящегося в аморфном состоянии вещества пленки, причем кристаллизация инициируется сильным электрическим полем. Принимая также во внимание, что при инжекции тока в пленку, когда она находится в состоянии с низкой проводимостью, по-видимому, образуется пространственный заряд, и может иметь место неоднородное распределение поля по толщине пленки. Можно допустить, что кристаллизация начинается у одного из электродов, где поле имеет наибольшую величину. «Взрывная» кристаллизация аморфного вещества затухает, когда поле вблизи границы области кристаллизации оказывается недостаточным для ее поддержания. После того, как часть пленки по толщине закристаллизовалась таким способом и условия для взрывной кристаллизации далее не выполняются, дальнейшая кристаллизация может быть обусловлена электронно-тепловыми механизмами. Что касается участков ВАХ с отрицательным дифференциальным сопротивлением, то их, по-видимому, можно связать с эффектом переключения, присущим аморфным халькогенидным полупроводникам.

Ключевые слова: халькогенидные полупроводники, фазовая память

Скачать

Байдаков Д.Л., Михайлова Н.В. Электропроводность аморфных пленок MnCl2-GeS2-Ga2S3 и MnS-GeS2-Ga2S3, осажденных из растворов халькогенидных стекол в н-бутиламине. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 243–253. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.243-253

Аннотация

Стеклообразные халькогениды германия и галлия имеют большое практическое применение. Прозрачность в ИК-области спектра, малая чувствительность к примесям, высокая химическая устойчивость делают перспективными эти аморфные материалы для нужд электронной промышленности. Химическим осаждением из растворов халькогенидных стекол в н-бутиламине получены аморфные пленки MnCl2-GeS2-Ga2S3, MnS-GeS2-Ga2S3 и исследована их электропроводность. Осаждение аморфных пленок проводили по разработанной ранее методике Байдакова–Школьникова. Измерения абсолютных значений удельной электропроводности пленок в зависимости от величины сопротивления исследуемых образцов проводили на постоянном или переменном токе. Энергию активации переноса заряда и предэкспоненциальный множитель рассчитывали с использованием уравнения аррениусовского типа. Удельное поверхностное сопротивление определяли из соотношения произведения поверхностного сопротивления образца и длины контакта к расстоянию между контактами. Удельную поверхностную электропроводность пленок приняли как обратное число удельного поверхностного сопротивления. Установлено, что удельная электропроводность пленок при температуре 298 К лежит в пределах 10–12–10–5 Ом–1.см–1. Величина электропроводности определяется концентрацией солей марганца в пленках, а также молярным соотношением халькогенидов германия и галлия в стеклообразной сетке связей. При одинаковом составе аморфного материала (пленка или стекло) параметры электропроводности в пределах ошибки не отличаются. Схожесть параметров удельной электропроводности стекол и пленок MnCl2-GeS2-Ga2S3 и MnS-GeS2-Ga2S3 объясняется механизмом растворения стекол в алифатических аминах.

Ключевые слова: аморфные халькогенидные пленки, осаждение пленок из растворов стекол в н-бутиламине, параметры удельной электропроводности халькогенидных пленок

Скачать

Епифанова М.А., Епифанов А.В., Аким Э.Л. Расчет величины негативного воздействия на водный объект от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности на основе математического моделирования переноса загрязняющих веществ // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 254–266. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.254-266

Аннотация

Современная система нормирования нагрузки на водные объекты состоит из трех основных элементов: расчета технологических нормативов по маркерным для отрасли веществам; расчета нормативов допустимых сбросов для веществ 1 и 2 классов опасности; сравнения рассчитанных нормативов допустимых сбросов с установленными на основе решения государственной экологической экспертизы нормативами допустимых воздействий для водохозяйственых участков. Приведенные в методике расчета нормативов допустимых сбросов формулы имеют ограниченный диапазон применения. Предложен алгоритм расчета конвективно-диффузионного переноса загрязняющих веществ НПАО «Сильвамо Корпорейшн Рус» в р. Вуокса в районе Лесогорского водохранилища. Для исследования выбран основной водовыпуск предприятия, через который сбрасываются очищенные сточные воды, содержащие остаточные загрязняющие вещества от основного производства и сточных вод г. Светогорска. В створе сброса сточных вод р. Вуокса крайне неоднородна. Поэтому расчет переноса загрязняющих веществ по действующей методике расчета нормативов допустимых сбросов игнорирует образующиеся вдольбереговые застойные зоны и ветровые течения в этих зонах. Для расчетов предложена комбинированная модель переноса загрязняющих веществ, учитывающая двумерные и трехмерные модели ветровых течений и модели конвективно-диффузионного переноса и превращения веществ. При расчете поля концентраций по официальной методике расчета нормативов допустимых сбросов протяжённость пятна загрязнения составила 15 м, а по предложенному алгоритму расчета, учитывающему рельеф береговой зоны и направления ветровых течений, – 140 м. На примере сброса сточных вод НПАО «Сильвамо Корпорейшн Рус» в р. Вуокса показано, что результаты расчета НДС по действующей методике и на основе разработанной комбинированной модели конвективно-диффузионного переноса загрязняющих веществ дают неоднородные результаты. Согласно разработанной модели допустимая концентрация БПКп в сточных водах в 1,7 раза выше величины рассчитанной по действующей методике расчета НДС. Применение индивидуального подхода к расчету НДС позволит обеспечить экологические стандарты качества воды в водных объектах и определить допустимые уровни нагрузки от ЦБК.

Ключевые слова: моделирование, загрязнение водных объектов, течения, перенос загрязняющих веществ, нормативы сброса

Скачать

Мидукова М.А., Смирнова Е.Г., Смолин А.С. Совершенствование технологии флотации макулатуры из офисной бумаги. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 267–275. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.267-275

Аннотация

Исследована возможность повысить эффективность очистки макулатуры марки МС-7Б от тонера, нанесённого на лазерном принтере путём сухого двухстадийного диспергирования перед флотацией. Использовалась макулатура с разным уровнем запечатанности с одной стороны бумаги: 2,5%, 3,9, 8,2, 60%. Степень запечатанности офисной макулатуры определяли с помощью программы «lpSquare v5.0 for Windows» как отношение площади запечатанной области к общей площади листа (в %). Уровень очистки макулатуры от вкраплений тонера определяли с помощью графической программы, которая позволяла установить площадь области чёрного цвета. Установлено, что разработанная технология подготовки макулатурной массы, включающая двухстадийное сухое диспергирование и последующую флотацию, эффективно удаляет вкрапления тонера в образцах бумаги. Вкрапления тонера в образцах бумаги, полученной из макулатуры облагороженной флотацией с предварительным двухстадийным сухим диспергированием, практически отсутствуют, в отличие от образцов бумаги из макулатуры, облагороженной стандартной флотацией. Оценка механических свойств образцов бумаги осуществлялась по изменению показателей – сопротивления продавливанию и сопротивления разрыву. Показано, что подготовка макулатурной массы методом флотации с предварительным сухим дисперированием способствует небольшому повышению механических показателей образцов бумаги. Механические показатели образцов бумаги практически не зависят от уровня запечатанности макулатуры.

Ключевые слова: макулатура, сухое диспергирование, флотация, оптические и механические показатели, деинкинг

Скачать

Выпуски 2021 года

Выпуск 237

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Гурьянов М.О., Раупова Д.Э. Исследование взаимосвязи высот и диаметров на высоте груди в древостоях сосны обыкновенной Учебно-опытного лесничества Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 6–15. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.6-15

Аннотация

Взаимосвязи между высотами деревьев и диаметрами на высоте груди широко применяются при определении запасов и сортиментной структуры древостоев. Для их описания применяются многочисленные математические модели. Сравнительный анализ точности шести моделей на примере древостоев сосны обыкновенной Учебно-опытного лесничества Ленинградской области показал близкую точность каждой из них. При этом для разных пробных площадей наибольшую точность показывали разные модели. Это обуславливает необходимость дальнейших исследований по данной тематике с целью выявления наиболее применимых для различных древесных пород, возрастов и условий местопроизрастаний математических моделей. В практической деятельности часто используются таблицы, составленные с учетом соотношений высот и диаметров на высоте груди в древостоях, основными из которых являются таблицы объемов стволов по разрядам высот и сортиментные таблицы. В рамках исследования было установлено, что фактические зависимости высот деревьев от диаметров на высоте груди отличаются от приведенных в таблицах, что обусловлено индивидуальными особенностями структуры и условий местопроизрастания древостоев. По этой причине разряды высот, определенные для отдельных ступеней толщины, зачастую отличаются от найденных по средним для древостоя высоте и диаметру на высоте груди. Это приводит к расхождениям в найденных с учетом данных двух подходов запасах древостоев, а также выхода и стоимости сортиментов в них. Несмотря на незначительность различий, их наличие свидетельствует о необходимости дальнейших исследований с целью повышения точности определения таксационных показателей древостоев.

Ключевые слова: высота, диаметр на высоте груди, сосна обыкновенная, математические модели, сортиментная структура

Скачать

Шибанов С.А., Орлова Л.В., Фирсов Г.А. Современная коллекция представителей рода Larix Mill. в дендросадах Ботанического сада Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С.М. Кирова (СПбГЛТУ) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 16–41. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.16-41

Аннотация

В Нижнем и Верхнем дендрологических садах Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета в Санкт-Петербурге выращивается 13 видов и 1 гибрид рода Larix Mill., представленных 124 экземплярами, в возрасте от 25 до 200 лет. Все зимостойки, образуют шишки, 3 вида (L. archangelica, L. decidua, L. sibirica) дают самосев. Всего за период интродукции были испытаны 23 таксона рода Larix, наибольшее число видов здесь впервые испытал Э.Л. Вольф. Некоторые виды (L. komarovii, L. maritima) здесь были впервые введены культуру. В коллекции сохранились старовозрастные экземпляры, посаженные еще в XIX в. – 71 шт., самые старые посадки (9 деревьев) датируются 1820 г. (L. archangelica, L. decidua, L. sibirica). Самое высокое дерево относится к L. sibirica: 34,0 м выс., самое толстое по диаметру ствола – L. decidua: 102 см. Исследования подтверждают важность периодических биометрических измерений и непрерывного мониторинга коллекции. Отдельные деревья заслуживают внесения в базу данных по деревьям-чемпионам по их размерам в высоту и диаметру ствола

Ключевые слова: Larix, Pinaceae, интродукция растений, биологические особенности, Верхний и Нижний дендрологический сад, Санкт-Петербург

Скачать

Бондорина И.А., Кабанов А.В., Мамаева Н.А., Хохлачева Ю.А. Современное состояние коллекционного фонда лаборатории декоративных растений ГБС РАН и основные критерии формирования крупных коллекций в его составе // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 42–58. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.42-58

Аннотация

Коллекционный фонд лаборатории декоративных растений (ЛДР) ГБС РАН существует с 1947 г. В настоящее время в его состав входят декоративные многолетники из 221 рода и 57 семейств (1039 видов и разновидностей, а также 5047 сортов и садовых форм). Современная политика формирования коллекций в основном направлена на создание крупных и/или оригинальных собраний. Цель представленной работы состоит в изучении количественных и качественных характеристик современного коллекционного фонда лаборатории декоративных растений ГБС РАН, а также структурных особенностей крупных коллекций в его составе. В интродукционных исследованиях наиболее широко использованы эколого-фитоценотический метод и метод родовых комплексов. В структуре видовой части коллекционного фонда ЛДР доминируют представители флор Европы, Азии и Северной Америки, так как эти регионы традиционно считаются наиболее перспективными донорами материала для интродукции декоративных растений. Преобладающими экологическими группами в его составе являются лесные, степные и луговые виды. При формировании сортовых коллекций реализованы различные подходы. Отечественные селекционные достижения доминируют в коллекциях Syringa, Lilium и Phlox. На создание выборки зарубежных сортов, представляющих историю селекции культуры, сориентирована коллекция рода Paeonia. История селекции культуры в СССР наиболее полно представлена на базе коллекции Clematis. Основные этапы микроэволюционного развития культуры продемонстрированы на примере родов Astilbe и Iris. Аспект сохранения ретро-сортов наиболее полно реализован на коллекции Hemerocallis. Подбор перспективного для условий региона сортимента – основное направление расширения коллекции рода Rosa. Аспект отбора наиболее перспективных раннецветущих сортов у культур с поздними сроками цветения наиболее успешно реализован для Dendranthema и Symphyotrichum. На подбор перспективного для условий средней полосы России ассортимента, отражающего морфобиологическое разнообразие культуры, сориентированы коллекции Hosta и Tulipa. Для целей селекции используются ресурсы коллекций Dahlia, Astilbe и Iris

Ключевые слова: ГБС РАН, лаборатория декоративных растений, интродукция, культурная флора, критерии формирования коллекций

Скачать

Дубенок Н.Н., Кузьмичев В.В., Лебедев А.В. Модель смешанных эффектов зависимости высот от диаметров деревьев в сосновых древостоях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 59–74. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.59-74

Аннотация

Основными исходными данными для определения запаса служат результаты обмеров диаметров и высот деревьев. Но обмеры диаметров деревьев на высоте груди выполнить намного проще, чем обмеры высот, поэтому ограничиваются замерами высот 15–25 деревьев. Цель исследования – по материалам измерения модельных деревьев в сосновых древостоях выбрать наиболее адекватную простую модель, которая передает зависимость между высотой деревьев и диаметром на высоте груди. Объектом исследования послужили сосновые древостои искусственного происхождения на постоянных пробных площадях в Лесной опытной даче Российского государственного агарного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева. В работе используются данные обмеров деревьев на 17 постоянных пробных площадях с 1934 по 2005 гг. Возраст древостоев на момент проведения измерений от 50 до 125 лет. По итогам проведения 77 перечетов массив данных составил 1157 наблюдений. И модель фиксированных эффектов, и модель смешанных эффектов адекватно описали зависимость между высотами и диаметрами деревьев в культурах сосны. Но, как и ожидалось, первая модель имеет худшие значения метрик качества по сравнению со второй. Модель со смешанными эффектами более точно предсказывает значения высот по сравнению с моделью фиксированных эффектов. Недостающие значения высот большого количества деревьев на участке можно вычислить более точно с помощью модели смешанных эффектов, а не применения модели фиксированных эффектов или использования только фиксированной части (средний отклик) модели смешанных эффектов. Применение разработанной модели должно ограничиваться только в тех условиях, к которым относятся экспериментальные материалы.

Ключевые слова: высота, диаметр на высоте груди, сосновый древостой, модель смешанных эффектов

Скачать

Усольцев В.А., Ковязин В.Ф., Цепордей И.С. Текущее накопление углерода в лесах двух экорегионов России // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 75–96. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.75-96

Аннотация

В связи с глобальным потеплением климата оценка углеродного цикла в лесных экосистемах приобрела особое значение. Один из методов определения депонированного в лесах углерода основан на использовании конверсионных коэффициентов биомассы (ККБ) и данных Государственного учета лесного фонда (ГУЛФ). Путем объединения моделей ККБ с данными ГУЛФ в двух экорегионах России – таежном и лесостепном – было установлено, что за 20–25-летний период накопление органического углерода в таежной зоне значительно меньше (5%) по сравнению с лесостепной зоной (39%). Несмотря на существующие риски стихийных бедствий в лесостепном экотоне, за четверть века наблюдается значительный рост депонированного углерода. Это произошло вследствие высокой доли молодняков в начале анализируемого периода, обладающих повышенным приростом по отношению к спелым древостоям. Сопоставимые результаты были получены одним и тем же методом в разных экорегионах планеты: от 8% за 5 лет в Китае до 68% за 50 лет в Японии. Сравнение результатов, полученных предложенным методом и методом IIASA (Австрия), показало минимальное расхождение (3%), что дает основание считать полученные оценки депонирования углерода близкими к реальности. Однако сохраняется неопределенность, связанная с качеством данных ГУЛФ и депонированием углерода в почве.

Ключевые слова: депонирование углерода, леса России, тайга, лесостепь, конверсионный коэффициент биомассы, данные лесной инвентаризации

Скачать

Волков В.А., Калько Г.В. Анализ полиморфизма микросателлитных локусов в популяциях Picea abies (L.) H. Karst. и Picea obovatа Ledeb. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 97–108. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.97-108

Аннотация

Процессы генезиса хвойных лесов интенсивно изучаются с использованием методов молекулярного маркирования. Микросателлитные локусы рассматриваются в качестве наиболее полиморфной и воспроизводимой системы кодоминантных молекулярных маркеров. В цели исследования входило установить возможность использования микросателлитных маркеров для определения видовых различий между елью европейской и сибирской (Picea abies и Picea obovatа), а также оценить степень генетической обособленности региональных популяций ели на территории Европейской части РФ. Исследование показало, что использование набора из двенадцати микросателлитных маркеров позволяет разделить выборку елей, собранных с европейской и азиатской частей страны, на два генетических кластера, соответствующих видам Picea abies и Picea obovatа. Проанализированные в исследовании микросателлитные локусы могут быть использованы для оценки генетического разнообразия и географического происхождения ели европейской и сибирской.

Ключевые слова: микросателлитные маркеры, SSR, фрагментный анализ, Picea abies, Picea obovata

Скачать

Бессчетнов В.П., Бессчетнова Н.Н., Щербаков А.Ю. Популяционная структура географических культур ели европейской в оценках пигментного состава хвои // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 109–130. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.109-130

Аннотация

Изучали содержание и соотношение пластидных пигментов в хвое представителей разных популяций ели европейской, введенных в состав географических культур на территории Нижегородской области. Применяли спектрофотометрический метод выявления количественных оценок пигментного состава листового аппарата с обеспечением принципа единственного логического различия и основных требований к организации опыта. Проведены натурные обследования насаждений и лабораторные анализы биологических проб. Выявлены различия между представителями удаленных друг от друга популяций ели европейской при их совместном выращивании в составе географических культур по комплексу показателей пигментного состава однолетней хвои. Наибольшее содержание хлорофилла-а (3,25±0,06 мг/г) отмечено у семенного потомства популяций из Псковской области, что в 1,26 раза превосходит соответствующий минимум (2,57±0,04 мг/г), зафиксированный у представителей популяций из Калининградской области. Зафиксированы сходные масштабы соотношения оценок содержания хлорофилла-b, притом что максимальные значения (1,37±0,05 мг/г и 1,37±0,06 мг/г) наблюдались у происхождений из Костромской и Карельской областей, а минимальные (1,07±0,03 мг/г и 1,09±0,03 мг/г) – у представителей популяций из Архангельской и Калининградской областей. Подтверждена существенность различий между популяциями ели европейской по всем рассматриваемым показателям пигментного состава. Обнаружено сходство в сложении трех группировок популяций, возникших при выполнении факторного и кластерного анализа. Коэффициенты плотности кластера (средняя евклидова дистанция его сложения) каждой их них составили: 6,258 единиц евклидовой дистанции (у первой); 4,374 ед. (у второй); 7,818 ед. (у третьей) и 6,150 ед. (общая средняя дистанция). Среднее межкластерное расстояние при этом достигло 20,414 ед., что принципиально больше величин внутрикластерных дистанций и позволяет признать корректным выделение кластеров. Обоснован устойчивый характер соотношения популяций ели европейской, имеющих различное географическое происхождение, по пигментному составу хвои.

Ключевые слова: ель европейская, географическая изменчивость, географические культуры, хвоя, пигментный состав, факторный анализ, кластерный анализ, популяционная структура

Скачать

Улитин М.М., Бессчетнов В.П. Эффективность создания лесных культур лиственницы Сукачева в Нижегородской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 131–150. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.131-150

Аннотация

Изучали таксационные показатели лесных культур лиственницы Сукачева, заложенных в 1986 г. на юго-западной границе естественного распространения вида в Сергачском межрайонном лесничестве Нижегородской области. Координаты первого участка N 55.541378, E 45.471119; второго – N 55.541388, E 45.471125. Получена оценка эффективности их создания в указанном регионе. Методологической основой рабочих методик служил принцип единственного логического различия. Работа выполнялась полевым стационарным методом. Характеристика культур лиственницы давалась по результатам натурного обследования. Пробные площади закладывали в соответствии с действующим отраслевым стандартом. Подтверждена благоприятность лесорастительных условиях для естественного произрастания лиственницы Сукачева и широкие возможности интродукции близкородственных видов. Обнаружена неодинаковая изменчивость таксационных показателей. В частности, по диаметру ствола и его высоте она незначительна и отнесена преимущественно к низкому уровню: на первом участке 14,21% и 11,34%; на втором – 17,11 и 9,16% соответственно. По другим признакам изменчивость выше (чаще средний и повышенный уровень) и в ряде случаев достигает высокого (объем ствола) и очень высокого (коэффициент асимметрии кроны) уровня. Зафиксированы существенные различия между участками лесных культур по большинству таксационных показателей, подтвержденные дисперсионным анализом. Эффект их влияния на общий фон фенотипической дисперсии неодинаков. По диаметру ствола он минимален и составил 6,68±1,37%. Наибольшие оценки получены по расстоянию до первого живого сучка – 30,42±1,05%. Определено, что лесные культуры лиственницы Сукачева, созданные в Нижегородской области, достигая к возрасту 34 высоты 14 – 15 м, формируют насаждения первого класса бонитета.

Ключевые слова: лиственница Сукачева, лесные культуры, таксационные показатели, изменчивость, дисперсионный анализ

Скачать

Чупров А.В., Наквасина Е.Н., Прожерина Н.А. Оценка роста и продуктивности климатипов сосны обыкновенной в 39-летних географических культурах в Архангельской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 151–167. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.151-167

Аннотация

Впервые для региона изучены выживаемость, рост и продуктивность климатипов сосны обыкновенной в 39-летних географических культурах государственной сети (Плесецкий район Архангельской области). Прослежены особенности перераспределения климатипов в коллекции, отобраны лучшие потомства для использования для лесовосстановления в пределах региона испытания. Установлено, что северные потомства (северная и средняя подзоны тайги), отличающиеся в I классе возраста высокой приживаемостью, во II классе возраста начали процесс дифференциации, который привел к снижению показателя почти в два раза. К концу II класса возраста наблюдается выравнивание потомств климатипов по высоте, при сохранении различий, связанных с происхождением, по диаметру. Наиболее крупные диаметры стволов имеют южнотаежные потомства, а также из северной подзоны смешанных лесов, отличающиеся самыми низкими показатели приживаемости и качеством стволов. Установлена прямая зависимость показателя Н/Д с приживаемостью, связанная с усилением роста климатипов по диаметру, увеличением сбежистости и искривленности стволов, формированием низкоопущенных крон. Показано, что в культурах II класса возраста сохраняются значительные корреляционные связи показателей роста и приживаемости с географическими координатами и климатическими характеристиками мест исходных насаждений, в то время как с запасом связь теряется. С использованием подхода оценки в единицах стандартного отклонения отобраны лучшие по продуктивности (запасу) климатипы: местный плесецкий, пинежский, вологодский, а также климатипы из Карелии. Исходные насаждения этих потомств входят в ареал, ограниченный 60–65° с.ш., 36–44° в.д. Для использования в лесовосстановлении в Архангельской области следует полностью исключить использование семян из насаждений Урала и Сибири. На европейской части страны рекомендовать к использованию семена, заготовленные в трех лесосеменных районах: Южнокарельский, Двинско-Мезенский и Верхнедвинский, ограничив перемещение семян на расстояние не более 300 км.

Ключевые слова: географические культуры, сосна обыкновенная, климатипы, приживаемость, рост, продуктивность, оценка

Скачать

Ильинцев А.С., Наквасина Е.Н. Образование колейности при проходе лесозаготовительной техники в ельниках на двучленных породах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 168–182. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.168-182

Аннотация

Колейность, образующаяся при проходе лесозаготовительной техники во время разработки лесосек при рубке леса, является одним из негативных экологических последствий, связанных с нарушениями почвенно-растительного покрова вырубок, определяющим дальнейшую их реновацию. Негативное влияние от формирования колейности зависит от числа проходов техники и связано с почвенно-климатическими условиями. На опытно-производственном участке ООО «Двинлеспром», территориально расположенном в междуречье С. Двины и Пинеги (Архангельская область, северотаежный лесной район европейской части РФ), изучено влияние разного числа проходов (4, 8, 10) груженого форвадера Ponsse Buffalo King по волоку, не покрытому порубочными остатками. Исходный участок леса представлен ельником черничным V класса бонитета, произрастающим на подзолистой почве на двучленных отложениях, широко распространенных в регионе. На постоянных учетных площадках (20 x 5 м), заложенных в 3 повторениях, провели детальное изучение строения колей, в дне каждой колеи вскрыли почвогрунт и сделали описание горизонтов/слоев почвы, взяли ненарушенные образцы почвы с глубины 0–10 и 10–20 см для определения влажности и плотности сложения. Установлено, что число проходов более определяет глубину, чем ширину колей. Выявлено 6 типов нарушений почвенного покрова по строению почво-грунта на дне колеи, связанных с перемешиванием, сдвиганием и выносом на дневную поверхность оглеенных почвообразующих пород. Показана представленность типов строения дна колеи в зависимости от числа проездов груженого форвардера, а также различия в плотности сложения и влажности почво-грунта. Плотность сложения в толще 0–20 см при увеличении числа проходов техники закономерно увеличивается до значений, соответствующих почвообразующим породам. При этом доля влаги в толще 0–10 см при увеличении числа проходов повышается, а в толще 10–20 см снижается. Заметные изменения изученных показателей достигаются при восьмикратном проезде груженого форвардера, что позволяет считать это число проездом максимально допустимым на подзолистых почвах на двучленных отложениях в северотаежном лесном районе.

Ключевые слова: лесозаготовка, колейность, число проходов, влияние, почва, прогноз восстановления

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Андронов А.В., Зверев И.А., Михайлов О.А., Тарадин Г.С. Модель определения времени наведения захватно-срезающего устройства валочно-пакетирующих машин на растущее дерево // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 183–195. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.183-195

Аннотация

Исследование посвящено нахождению аналитической математической модели по определению времени наведения захватно-срезающего устройства на растущее дерево. В качестве известных параметров используются конструктивные размеры технологического оборудования, снятые с компоновочно-кинематических схем валочно-пакетирующих машин, требуемая высота пня и среднее расстояние между деревьями пасики. Поиск требуемой модели кратко можно разделить на несколько последовательных этапов: нахождение пути, который пройдет шток гидроцилиндра привода стрелы, и по известной формуле скорости перемещения поршня гидроцилиндра находится время на подвод стрелы к дереву; нахождение пути, который пройдет шток гидроцилиндра привода рукояти; нахождение пути, который пройдет шток гидроцилиндра привода наклона захватно-срезающего устройства; нахождение пути, который пройдет шток гидроцилиндра привода рычагов захвата в процессе раскрытия. Сумма времени на подвод каждого из элементов технологического оборудования и есть время на наведение, присущее неопытному оператору, в случае опытного оператора время на наведение захватно-срезающего устройства к дереву определяется максимальным временем одного из компонентов.

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, гидроцилиндр, манипулятор, рукоять, стрела, захватно-срезающее устройство, захватные рычаги

Скачать

Курзин А.В., Евдокимов А.Н. Топливные депрессорные присадки на основе эфиров жирных кислот таллового масла // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 196–203. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.196-203

Аннотация

С целью расширения области применения жирных кислот таллового масла – побочного продукта сульфатной варки целлюлозы (которые преимущественно состоят из непредельных С18-кислот), в том числе за счет получения различных синтетических продуктов на их основе, синтезированы соответствующие этиленгликолевый и додециловый эфиры. Изучена возможность применения указанных сложных эфиров в качестве депрессорных присадок для марок универсального топливного мазута и судового экологического топлива. Жирные кислоты этерифицированы 1-додеканолом и этиленгликолем в присутствии катализатора п-толуолсульфокислоты. Температуру текучести топлив определяли ручным методом по стандарту ASTM D97. Температура текучести топлива судового экологического снизилась с +21 до 0 °С при использовании 2% додецилового эфира жирных кислот в качестве присадки. Установлено, что синтезированные эфиры жирных кислот таллового масла снижают температуру текучести остаточных топлив на уровне, сравнимом с применением промышленно производимой депрессорной присадки, что позволяет расширить сырьевую базу присадок этого типа и сократить закупки по импорту, а также более глубоко использовать жирные кислоты таллового масла в органическом синтезе.

Ключевые слова: жирные кислоты таллового масла, этиленгликолевый и додециловый эфиры жирных кислот, топливная присадка, депрессорная присадка

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Мелехов В.И., Соловьев И.И., Емельянов А.В., Сазанова Е.В., Тюрикова Т.В. Экспериментальное исследование характеристик линейного электропривода узла резания круглопильного станка // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 204–220. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.204-220

Аннотация

Широкое применение круглопильных станков в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности обусловлено их высокой производительностью, простотой, надежностью конструкции, низкой энергоемкостью. Для повышения полезного выхода пилопродукции применяют тонкие пилы. Существенным недостатком, ограничивающим использование таких пил, является их недостаточная жесткость и устойчивость во время работы. Для повышения изгибной жесткости круглой пилы применяются щелевые, роликовые, аэростатические и электромагнитные направляющие. Большинство направляющих создают сопротивление вращению диска пилы. К недостаткам круглопильных станков следует отнести механические потери при передаче крутящего момента от двигателя диску пилы. Колебания диска круглой пилы во время работы являются еще одним недостатком тонких круглых пил, которые снижают качество обработки древесины, приводят к поломкам пил и повышенному уровню шума. Для увеличения надежности узла резания, стабилизации диска пилы во время работы, уменьшения колебаний пильного диска предложено использовать линейный асинхронный дугостаторный двигатель (ЛАДД), ротором в котором является сама круглая пила. Для проверки разработанной математической модели ЛАДД с круглой пилой в качестве ротора была создана экспериментальная установка. Целью работы явилась экспериментальная оценка математической модели и анализ рабочих и механических характеристик ЛАДД, характеристики холостого хода и короткого замыкания двигателя, зависимости мощности и cos ϕ от скольжения. Экспериментально установлено влияние электропроводности диска пилы на эффективность ЛАДД. Для увеличения тягового усилия предложено нанести на боковые поверхности диска пилы материал с высокой электропроводностью (медь). Проведенный эксперимент показал существенное увеличение тягового усилия для диска пилы с покрытием медью. Установленная экспериментально величина магнитной индукции в воздушном зазоре ЛАДД показала корректное совпадение с результатами расчетов по разработанной математической модели.

Ключевые слова: круглая пила, линейный асинхронный дугостаторный двигатель, круглопильный станок, узел резания, устойчивость круглой пилы

Скачать

Побединский В.В., Кручинин И.Н., Ляхов С.В., Побединский Е.В. Интеллектуальное управление инструментом окорочного станка // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 221–241. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.221-241

Аннотация

Рассмотрена проблема совершенствования роторных окорочных станков, которые во всех технологиях лесопереработки лесопромышленных стран используются в обязательном порядке. Несмотря на достаточно отработанную конструкцию, тем не менее, основные технологические операции станка не оснащены современными адаптивными системами автоматического управления (САУ). Ранее были предложены разработки на основе пневмогидропривода с использованием автоматического управления на основе нечеткой логики. В предложенной системе автоматического управления выполняется стабилизация заданного усилия прижима режущего инструмента – короснимателя. Однако заданное усилие зависит от ряда технологических параметров, которые характеризуются неопределенностью, и проблема управления заданным прижимом инструмента осталась нерешенной. Таким образом определилась цель исследований, которая заключалась в создании интеллектуальной системы автоматического управления заданным прижимом короснимателя окорочного станка. Решались следующие задачи: 1) разработка схемы интеллектуального управления короснимателем; 2) разработка схемы обобщенной интеллектуальной системы управления в виде нейронечеткой сети; 3) постановка задачи управления заданным прижимом инструмента; 4) обоснование входных и выходных переменных задачи (фаззификация); 5) разработка базы правил нечеткой системы; 6) выполнение нечетких выводов для промежуточных и заключительного слоев сети в среде Matlab; 7) реализация модели интеллектуальной системы в среде Matlab+Simulink. Результатами работы является модель интеллектуальной системы управления короснимателем и ее программная реализация в среде Simulink для использования в практике проектирования роторных окорочных станков.

Ключевые слова: интеллектуальная система, нечеткая система, роторный окорочный станок, коросниматель, управление прижимом короснимателя

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Скаковский Е.Д., Тычинская Л.Ю., Гапанькова Е.И., Латышевич И.А., Шутова А.Г., Шиш С.Н., Ламоткин С.А. Состав живицы сосен подрода Pinus, изученный методом ЯМР // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 242–257. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.242-257

Аннотация

Методом ЯМР проведен анализ состава живиц восьми видов сосен подрода Pinus: черной австрийской (P. nigra), аллепской (P. halepensis), горной (P. montana), жесткой (P. rigida), Коха (P. kochiana Klotsch), Муррея (P. murrayana Balf), обыкновенной (P. sylvestris) и Палласа (P. nigra subsp. pallasiana), произрастающих в различных районах. Кроме того, исследовано содержание смоляных кислот, выделенных в 1963 г. из живиц трех видов сосен того же подрода: черной австрийской, крючковатой (P. uncinata) и кулундинской (P. sylvestris ssp. Kulundensis). Установлено, что состав живиц названных видов сосен хорошо описывается наличием восьми смоляных кислот (абиетиновая, дегидроабиетиновая, изопимаровая, левопимаровая, неоабиетиновая, палюстровая, пимаровая и сандаракопимаровая) и девяти монотерпенов (камфен, 3-карен, лимонен, мирцен, α-пинен, β-пинен, терпинолен, β-фелландреен, п-цимол). Количественное содержание этих смоляных кислот зависит от многих факторов (вида сосен, времени и места сбора живицы, а также условий сбора и хранения образцов). Кроме того, наблюдаются реакции изомеризации и окисления, приводящие к перераспределению состава. В изученных живицах содержание монотерпенов сильно отличается, являясь наименьшим у сосны аллепской и наибольшим у сосны обыкновенной.

Ключевые слова: живица, смоляные кислоты, монотерпены, состав, ЯМР спектры

Скачать

Епифанова М.А., Епифанов А.В., Аким Э.Л. Алгоритм расчета технологических показателей для нескольких объектов технологического нормирования // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 258–271. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.258-271

Аннотация

Цель исследования – разработка алгоритма расчета технологических показателей отдельно по видам выпускаемой продукции для интегрированного целлюлозно-бумажного комбината при сбросе сточных вод после очистки сточных вод на единых очистных сооружениях промышленных стоков. Использован балансовый метод расчёта значений масс загрязняющих веществ, образующихся на тонну выпускаемой продукции ЦБК на основе масс загрязняющих веществ, образующихся во вспомогательных технологических процессах, с учетом очистки сточных вод на общепроизводственных очистных сооружениях. Технологические показатели установлены отдельно для продукции, нормируемой по беленой или небеленой целлюлозе. Если фактические значения технологических показателей превысят значения технологических показателей НДТ, то необходимо разработать водоохранные мероприятия по достижению этих показателей и, до момента их достижения, оплачивать негативное воздействие на водные объекты со стократным повышающим коэффициентом. Разработан алгоритм и функциональные зависимости расчета технологических показателей для ЦБК, выпускающих продукцию, содержащую в композиции беленую и небеленую целлюлозу. Алгоритм рассмотрен на примере условного ЦБК, выпускающего первичные небелёные и беленые волокнистые полуфабрикаты и продукцию полного цикла. К первичным волокнистым полуфабрикатам небеленым отнесены: хвойная и лиственная целлюлоза, ТММ, ХТММ; к первичным волокнистым беленым полуфабрикатам отнесены: беленая хвойная и лиственная целлюлоза, БХТММ; к продукции полного цикла отнесены бумага, картон и продукция их переработки. Алгоритм расчета состоит из пяти этапов: 1 – построение балансовой схемы расчета технологических показателей; 2 – расчет технологических показателей для первичных волокнистых полуфабрикатов небеленых; 3 – расчет технологических показателей для первичных волокнистых полуфабрикатов беленых; 4 – расчет технологических показателей для продукции полного цикла; 5 – расчет значений технологических показателей для каждого вида продукции с учетом очистки на общепроизводственных очистных сооружениях.

Ключевые слова: технологические показатели, комплексное экологическое разрешение, интегрированные ЦБК

Скачать

5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Заяц A.М., Хабаров С.П. Моделирование в среде OMNET++ процессов подключения в Wi-Fi сетях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 272–287. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.272-287

Аннотация

Предложен подход к разработке в среде OMNeT++ INET простейшей имитационной модели инфраструктурного режима функционирования Wi-Fi сети, который позволяет проводить подробный анализ функционирования таких сетей, а также строить и анализировать временные диаграммы взаимодействия всех элементов сети. Разработанную модель можно использовать как базовую для формирования более сложных моделей с произвольным числом мобильных клиентов, позволяя определять необходимое количество точек доступа и мест их размещения для обеспечения полноценного покрытия зоны мониторинга лесной территории.

Ключевые слова: распределенные системы, беспроводные сети, сетевое программирование.

Скачать

Бойцов А.К., Логачев А.А., Мусин Х.Г. Использование искусственных нейронных сетей для определения перспективности использования клонов гибридных пород древесины для плантационного лесовыращивания // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 288–298. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.288-298

Аннотация

Оценка перспективности использования клонов гибридных пород древесины является одной из актуальных задач для повышения эффективности плантационного лесовыращивания. Одним из перспективных путей решения данной задачи является применение искусственных нейронных сетей (ИНС). Настоящая научная работа является одной из немногих, где применяется ИНС для решения подобных задач в лесном хозяйстве. Для обучения нейронных сетей и определения перспективности использования клонов гибридных пород древесины для плантационного лесовыращивания были взяты биометрические данные клонов гибридной осины 2018 г. В ходе выполнения работы были построены две ИНС, где архитектура первой сети включает входной слой из 3 нейронов, 1 скрытый слой с 6 нейронами и выходной слой из 1 нейрона; архитектура второй сети включает в себя входной слой из 3 нейронов, 2 скрытых слоя по 6 нейронов и выходной слой из 1 нейрона, в которые были загружены нормализованные исходные биометрические данные для обучения определения перспективности использования клонов гибридных пород древесины для плантационного лесовыращивания. По результатам данного исследования была составлена сравнительная характеристика точности ИНС 1 и ИНС 2, которая показала, что ИНС 1 более точная, так как её отклонение на 3,49% меньше ИНС 2. Результаты настоящей работы подтвердили перспективность применения ИНС для оценки использования клонов гибридных пород древесины для плантационного лесовыращивания. По оценке расчётной перспективности ИНС 1 для плантационного лесовыращивания были выявлены клоны гибридных пород древесины VTI, ESCH3, ESCH5. Внедрение ИНС в отрасль лесного хозяйства упрощает оценку результатов биометрических показателей древесины, особенно для начинающих специалистов, что обеспечивает последующую точную оценку перспективности пород древесины.

Ключевые слова: плантационное лесовыращивание, гибридные породы древесины, искусственные нейронные сети, нейросети в лесном хозяйстве

Скачать

6. ХРОНИКА НАУЧНОЙ ЖИЗНИ

Лукьянова Л.В. Константы и переменные лингвистического образования в лесном вузе (к юбилею кафедры русского языка СПбГЛТУ) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 299–315. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.299-315

Аннотация

В статье впервые представлена попытка обобщить опыт преподавания русского языка и других филологических дисциплин в первом лесном российском вузе с начала XIX века до настоящего времени. Историография лингвистического образования в СПбГЛТУ опирается не только на открытые информационные источники, но и на недавно обнаруженные ведомственные и государственные архивные материалы. Обращение автора статьи к найденным документам позволяет уточнить не только определенные этапы истории преподавания русского языка, основные виды деятельности преподавателей, но и представить яркие личности педагогов, в разные годы преподававших русский язык российским и иностранным студентам. Уже в первые десятилетия существования Лесного института уделяется большое внимание и собственно языковому развитию и образованию. Студенты Лесного института изучают русский язык, занимаются сочинением деловых бумаг и риторикой. Изучение русского языка в XIX веке подчинено главным образом прагматике обучения, однако не меньшую роль играет и знание родного языка для общекультурного уровня студента. Смена идеологической парадигмы, снятие образовательных ограничений, установка на организацию подготовки пролетарского студенчества после революции 1917 г. влияет и на гуманитарное образование новых студентов. Специалист нового типа, с марксистским мировоззрением, должен быть грамотным и обладать широким кругозором. Несмотря на насущную потребность в языковом образовании, в практическом обучении русскому языку студентов и аспирантов, специальной кафедры русского языка в Лесотехнической академии (ЛТА) не было до середины ХХ века. Осознание особой роли русского языка в профессиональной подготовке, в формировании мировоззрения иностранных студентов привело к созданию кафедры русского языка в ЛТА только в сентябре 1955 года. За истекший с образования кафедры период неоднократно менялось штатное расписание, перечень закрепленных дисциплин, цели, задачи и требования в подготовке обучающихся. Однако преподавание филологических дисциплин коллективом кафедры русского языка в Лесотехническом университете всегда было связано с широким контекстом культурного развития человека, со стратегической целью повышения уровня речемыслительной культуры, обеспечивающей эффективную современную коммуникацию языковой личности.

Ключевые слова: русский язык, русский язык как иностранный, коммуникация, культура речи, риторика, кафедра русского языка СПбГЛТУ

Скачать

Выпуск 236

1. ЭКОЛОГИЯ ДЕНДРОФИЛЬНЫХ НАСЕКОМЫХ

Белицкая М.Н., Грибуст И.Р., Филимонова О.С., Блюм К.Я. Заселенность галлообразователями главных лесообразующих пород в насаждениях Волгоградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 7–24. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.7-24

Аннотация

Оптимизация среды путем лесомелиоративного обустройства территорий влечет за собой трансформацию аборигенных сообществ флоры и фауны. В последние годы в защитных лесных насаждениях Волгоградской области наблюдается повышение количественного обилия галлообразующих членистоногих. Это дает основание ожидать в дальнейшем повышения разнообразия и подъема вредоносности галлообразующих членистоногих. Для аридной зоны Нижнего Поволжья впервые в полезащитных лесных полосах выполнены исследования комплекса галлообразующих насекомых. Наибольшее число видов галлообразователей зафиксировано в кронах дуба — 25 видов. Среди них преобладают орехотворки (56,0% общего видового обилия галлообразующих насекомых дуба). Ежегодно встречаются в массовом количестве представители отряда Hymenoptera, Cynipidae: Cynips quercusfolii (Linnaeus, 1758), Neuroterus albipes (Schenck, 1863), N. anthracinus (Curtis, 1838), N. numismalis (Fourcroy, 1785), N. quercusbaccarum (Linnaeus, 1758) и др. Комплекс галлообразователей вяза включает 11 видов, более разнообразны в кронах этих деревьев галловые тли (44% соответственно). Постоянные обитатели листвы это: Colopha compressa (Koch, 1856) (Hemiptera, Pemphigidae), Eriosoma lanuginosum (Hartig, 1839) и E. ulmi (Linnaeus, 1758) (Hemiptera, Aphididae), Janetiella lemeei (Kieffer, 1904) и Physemocecis ulmi (Kieffer, 1909) (Diptera, Cecidomyiidae). Видовое богатство тлей в защитных насаждениях колеблется на уровне 24,4% от общего разнообразия этих вредителей. Количественное обилие галлообразователей характеризуется широкими различиями в биотопах. На основании полевых данных нами были рассчитаны и проанализированы информационные характеристики сообществ галлообразователей, трофически связанные с основными лесообразующими породами (Ulmus и Quercus). Вариабельность энтропийных характеристик позволит определить адаптационные возможности группы галлообразователей и спрогнозировать динамику развития вредителей в насаждениях разного породного состава и конструктивных параметров. При наличии широкой вариабельности обилия галлов четко выражен тренд зависимости от числа пород, доли главной породы и рядности (ширины) лесной полосы

Ключевые слова: защитные насаждения, галлообразующие насекомые, плотность галлов, энтропия

Скачать

Левченко И.С., Мартынов В.В. Особенности биологии большой еловой ложнощитовки Physokermes piceae (Schrank, 1801) (Hemiptera: Coccidae) в степной зоне Украины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 25-48. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.25-48

Аннотация

Большая еловая ложнощитовка Physokermes piceae (Schrank, 1801) — опасный вредитель естественных еловых лесов и искусственных декоративных насаждений. В степной зоне Украины, где ели представлены исключительно интродуцентами, фитофаг имеет статус вселенца. С момента проникновения в 1983 г. до 2020 г. отмечено четыре подъема численности ложнощитовки продолжительностью 2-3 года каждый. Несмотря на это, целенаправленных исследований биологии вредителя в условиях степной зоны Украины ранее не проводилось. Основой работы послужили материалы, собранные в 2018-2020 гг. на 17 модельных участках в городских насаждениях Донбасса, расположенного в пределах степной зоны Украины. Рассмотрены объем рода Physokermes в регионе, фенология, трофические предпочтения, характер распределения в кроне кормового растения, распространение в городских насаждениях. На рассматриваемой территории род Physokermes представлен одним видом — P. piceae. В степной зоне Украины биология большой еловой ложнощитовки существенным образом не отличается от описанной в пределах лесной и лесостепной зон, что говорит об успешной натурализации фитофага на исследуемой территории. Отмечен ряд отличий в характере распределения ложнощитовки по кормовому растению. Отсутствует приуроченность вредителя к ярусам и экспозициям кроны, наблюдается уход фитофага вглубь кроны и переход на питание на 3-, 4- и 5-летнем приросте, что, вероятно, связано с высокими летними температурами и низкой влажностью воздуха. В коллекции Донецкого ботанического сада P. piceae с разной интенсивностью поражала Picea abies (L.) H. Karst., P. obovata Ledeb., P. orientalis (L.) Peterm., P. pungens Engelm . Выделена группа непоражаемых видов: Picea asperata Mast., P. engelmannii Parry ex Engelm., P. koraiensis Nakai. и P. omorika (Pancic) Purk. В Донбассе P. piceae встречается повсеместно во всех типах городских насаждениях с участием елей. Несмотря на высокие показатели плотности заселения вредителем, общее угнетение и снижение декоративности, массового выпадения елей в зеленых насаждениях степной зоны Украины не наблюдается.

Ключевые слова: большая еловая ложнощитовка, Physokermes piceae, особенности биологии, трофические предпочтения, ель, степная зона Украины, Донбасс

Скачать

Суховольский В.Г., Тарасова О.В., Ковалев А.В. Скрытые параметры рядов динамики численности лесных насекомых и закономерности формирования структур энтомокомплекса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 49-68. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.49-68

Аннотация

Рассмотрены подходы к использованию некоторых дополнительных (скрытых) параметров для анализа популяционной динамики лесных насекомых. Проведен анализ данных по динамике численности комплекса насекомых — филлофагов сосны обыкновенной, полученных в ходе непрерывных учетов с 1979 по 2016 г. численности пяти видов филлофагов на территории Краснотуранского бора (юг Красноярского края), данных по динамике численности насекомых в лесных насаждениях Швейцарии в долине Oberengadin, а также данных по динамике численности сибирского шелкопряда Dendrolimus sibsiricus Tschetv. в таежных лесах Сибири. Для анализа особенностей динамики численности рассматривались ранговые распределения многолетней плотности видов в отдельном местообитании, характеристики распределения особей на деревьях, рассматриваемые с точки зрения модели фазовых переходов второго рода, а также параметры авторегрессионных уравнений динамики численности популяции с учетом порядка авторегрессии, знака коэффициентов модели и запаса по устойчивости. Показано, что показатели конкуренции между видами в сообществе слабо связаны с изменением плотности популяций в сообществе и коэффициент конкуренции b можно рассматривать как независимый показатель состояния сообщества. Использование скрытого параметра b позволяет сравнить конкуренцию между видами в комплексе насекомых в Краснотуранском бору и между видами в комплексе хвоегрызущих насекомых в лиственничных лесах Альп. Используя модель фазового перехода второго рода, показано, что расселение вида на учетных единицах (деревьях) на пробной площади носит групповой характер и, следовательно, на часть деревьев вредитель оказывает повышенное воздействие. Рассмотрена возможность использования авторегрессионных уравнений для описания динамики численности популяций отдельных видов. Показано, что AR-модели достаточно хорошо описывают динамику численности популяций в различных урочищах. В качестве скрытых параметров динамики можно рассматривать коэффициенты AR-уравнений и величины запаса по устойчивости этих уравнений. Полученные «скрытые» закономерности динамики численности характеризуют многолетнюю динамику численности сообществ лесных насекомых. С помощью этих скрытых параметров (непосредственно не измеряемых при учетах численности популяций насекомых) рассмотрены долгосрочные свойства популяций насекомых, которые необходимо учитывать при оценке типа динамики численности видов. С помощью «скрытых» показателей можно получить дополнительную информацию о свойствах и динамике изучаемых популяций.

Ключевые слова: лесные насекомые, энтомокомплекс, динамика численности, моделирование, ранги, распределения, авторегрессия, устойчивость

Скачать

Федотова З.А. Разнообразие, трофические связи, распространение и эволюционные особенности галлиц-инквилинов (Diptera, Cecidomyiidae) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 69-100. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.69-100

Аннотация

Впервые приводится обзор галлиц-инквилинов, развивающихся вместе с галлообразователями, среди которых доминируют галлицы. В мире выявлено 197 видов галлиц 41 рода, в галлах которых обнаружено 177 видов галлиц-инквилинов из 27 родов. Они встречаются на растениях 243 видов 160 родов 53 семейств и 20 порядков. Основу фауны галлообразователей составляют Cecidomyiinae — 118 видов (59,9%) из 26 родов (63,4%), основу фауны инквилинов — Lasiopterinae: 63 вида (32,0%), из 15 родов (36,6%). Выявлено 10 общих родов, в которых есть инквилины и галообразователи, доля инквилинов в них составляет более трети видов, для Macrolabis — 39,1% (25 из 64), Camptoneuromyia — 86,7% (13 из 15). Галлообразователи и инквилины преимущественно узкие олигофаги, специфические по отношению к роду или семейству растения-хозяина, где доминируют Fabaceae. Среди галлообразователей доля специфических родов 61,0% (25 из 41), среди инквилинов — 37,0% (10 из 27). Растения-хозяева подкласса Rosids представлены 124 видами (51,0%), 88 родами (55,0%) из 28 семейств (46,2%), большинство из которых деревья и кустарники. Галлицы-инквилины обнаружены во всех зоогеографических областях, общих видов не найдено. Они доминируют в Палеарктической — 118 видов (66,7% от 177) и Неотропической 40 (22,6%) областях, в Неарктической только 15 (8,5%) видов. В Палеарктике виды инквилинов выявлены в 19 родах (70,4% от 27), из них 7 эндемичных. В Неотропической области инквилины принадлежат к 7 родам (25,9%), эндемичных не обнаружено. Ядро фауны с обилием эндемичных и широко распространенных родов инквилинов сформировалось в Палеарктической области. В галлах галлиц преобладают галлицы-инквилины, но развиваются инквилины из других систематических групп — насекомых (с преобладанием Cynipidae) и грибов. Инквилины представляют собой потенциал для их постепенного перехода к галлообразованию и возможному видообразованию при освоении галлов и растений других видов. В галлах галлиц инквилины активно влияют на формирование галлов и развитие личинок хозяина, способствуют их питанию, угнетают или приводят к гибели.

Ключевые слова: комплексы галлиц, специфические роды, инквилины, галлообразователи, эндемики, растения-хозяева, эволюция

Скачать

Щуров В.И., Замотайлов А.С. Параметры сезонного цикла Corythucha arcuata (Say, 1832) (Heteroptera: Tingidae) на равнинах и в предгорьях Северо-Западного Кавказа // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 101-128. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.101-128

Аннотация

Развитие первой генерации Corythucha arcuata в предгорьях и низкогорьях Северо-Западного Кавказа начинается в первых числах мая. При нижнем пороге пост-диапаузного развития имаго +11°С и при естественной длине дня ей требуется не менее 43 суток (аккумуляция 333-404 гр.-дн.). Гибель перезимовавших самок в этой зоне наблюдается к концу июня, совпадая с сокращением общей доли самок до 2-7%. В высокогорьях перезимовавшие имаго расселяются и в июне, доживая до июля на ивах и березах. Пик выхода имаго первого поколения приходится на конец июня. Массовая яйцекладка самками первого поколения (начало второго поколения) предваряется миграцией оплодотворенных самок на новые кормовые растения. Развитие преимагиальных стадий второго поколения (без смены кормовых растений) протекает с середины июня. Метаморфоз длится не менее 16-23 суток (361-430 гр.-дн.). Пик выхода имаго второго поколения в конце июля совпадает с массовым расселением, в котором всегда преобладают самки. Третье поколение развивается в августе. Метаморфоз занимает 19-28 суток (329-350 гр.-дн.). Пик выхода имаго третьего поколения приходится на первую декаду сентября. Его предваряет более ранний выход самцов, определяемый по их локальным и региональным миграциями с конца августа. Четвертое поколение является факультативным и развивается (без смены кормовых растений) с конца августа до третьей декады сентября. Развитие преимагиальных стадий этого поколения занимает не менее 26 суток (378 гр.-дн.). Последняя миграция клопов наблюдается в начале-середине октября. Самки третьего поколения первыми уходят в места зимовки в предгорьях и низкогорьях уже в середине сентября. Здесь, в дубовых лесах, зимуют имаго третьего и четвертого поколений обычно с преобладанием самок. В среднегорьях с ними могут зимовать особи-иммигранты второго поколения, но с преобладанием самцов, сохраняющимся с сентября.

Ключевые слова: кружевница дубовая, Северо-Западный Кавказ, сезонный цикл, сумма эффективных температур, миграции имаго

Скачать

2. ПРОБЛЕМЫ ЛЕСНОЙ ФИТОПАТОЛОГИИ

Сенашова В.А., Шилкина Е.А., Сафронова И.Е. Фитопатогенные микромицеты, ассоциированные с хвойными растениями на территории Средней Сибири // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 129-151. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.129-151

Аннотация

Микроорганизмы, ассоциированные с растениями, в том числе хвойными, играют важную роль в их жизни, формируя микробные сообщества филлосферы, ризопланы и ризосферы. Условно состав таких комплексов можно разделить на патогенную и сапротрофную части. Знание видового разнообразия патогенов, вызывающих заболевания сеянцев и саженцев хвойных, крайне необходимо специалистам сферы лесовозобновления для коррекции агротехнических мероприятий и контроля качества посадочного материала. Цель данных исследований — изучение видового разнообразия патогенных микромицетов хвойных на территории Средней Сибири как в искусственных, так и естественных насаждениях. Применялись классические и современные методы идентификации патогенов. Приводятся данные по видовому составу патогенных микромицетов хвойных за последние 10 лет. Многолетние исследования видового разнообразия микромицетов хвойных на территории Средней Сибири выявили представителей 36 родов, относящихся к различным систематическим группам: Lophodermium Chevall., Lophodermella Höhn., Cyclaneusma DiCosmo, Peredo et Minte, Gremmenia Korf., Hypodermella Tubeuf, Lirula Darker, Sarea Fr., Herpotrichia Fucke, Gremmeniella M. Morelet, Coleosporium Lév., Chrysomyxa Unger, Melampsora Castagne, Melampsorella J. Schröt., Pucciniastrum G.H. Otth., Cronartium Fr., Typhula (Pers.) Fr., Mucor Fresen., Rhizosphaera L. Mangin et Har, Pestalotia De Not., Sclerophoma Höhn. (телеоморфа — Sydowia Bres.), Stagonospora (Sacc.) Sacc. (= Hendersonia Berk.), Lecanosticta Syd., Dothistroma Hulbary, Fusarium Link, Meria Vuill. (телеоморфа — Rhabdocline Syd.), Phoma Sacc., Didymella Sacc., Alternaria Nees, Cladosporium Link, Rhizoctonia DC., Botrytis P. Micheli ex Pers., Septorioides Quaedvl., Verkley et Crous, Epicoccum Link, Trichothecium Link., Verticillium Nees., Cylindrocarpon Wollenw. (телеоморфа — Neonectria Wollenw). Идентифицированные патогены вызывают преждевременную гибель ассимиляционного аппарата, нарушают деятельность корневой и проводящих систем, снижают качество семян хвойных растений

Ключевые слова: фитопатогенные микромицеты хвойных, Средняя Сибирь, лесные питомники

Скачать

Варенцова Е.Ю., Шурыгин С.Г. Поражение древесных насаждений Елагина острова в Санкт-Петербурге грибными патогенами (Agaricomycetes Doweld) и влияние водного режима на их распространение // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 152-162. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.152-162

Аннотация

Общее ослабление и усыхание деревьев в зеленых насаждениях Санкт-Петербурга в последние годы вызывает серьезные опасения. Бо́льшая частьособенно старовозрастных деревьев имеет механические повреждения стволов и корней, являющиеся воротами инфекции фитопатогенных организмов. Наиболее распространены дереворазрушающие грибы, вызывающие стволовые и корневые гнили, что приводит к уменьшению механической прочности древесины, возникновению ветровала и бурелома, пораженные деревья становятся угрозой для посетителей и материальных ценностей. Наибольший вред в насаждениях представляет опёнок (собирательная группа, принадлежащая к агарикоидным базидиомицетам). Целью данного исследования стало изучение причин поражения деревьев опёнком в насаждениях Елагина острова, выявление при этом влияния гидрологического режима на развитие патогена и разработка предложений по оздоровлению насаждений. Для выявления очагов опёнка и степени его влияния на состояние деревьев проведены рекогносцировочное и детальное обследования. Особое внимание уделено составлению и анализу картографического материала по расположению основных очагов патогена. На участках с различным уровнем грунтовых вод определена встречаемость опёнка. Выявлено, что развитие корневой гнили зависит и от подтопления корневых систем деревьев вследствие ухудшения водного режима почв Елагина острова. Очаги развития опёнка расположены в местах избыточного увлажнения почв и прибрежных зонах. Выяснены причины застоя воды на территории острова. Предложенные мероприятия по оздоровлению насаждений острова должны включать в себя не только фитосанитарные мероприятия, но и работы, направленные на улучшение условий произрастания деревьев, без изменения исторического облика парка.

Ключевые слова: древесные насаждения, корневая гниль, опёнок, категория состояния, уровень грунтовых вод, водный режим

Скачать

3. МОНИТОРИНГ И КОНТРОЛЬ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

Мешкова В.Л., Кучерявенко Т.В., Скрыльник Ю.Е., Зинченко О.В., Борисенко А.И. Начало расселения Agrilus planipennis Fairmaire (Coleoptera: Buprestidae) на территории Украины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 163-184. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.163-184

Аннотация

Целью исследования является выявление особенностей распространения ясеневой изумрудной узкотелой златки (ЯИУЗ) в насаждениях Луганской обл. в первый год после ее обнаружения. Обследованы насаждения с наличием в составе ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.) и ясеня зелёного, или пенсильванского (Fraxinus pennsylvanica Marsh.), в лесном фонде трёх государственных лесоохотничьих предприятий (Старобельского, Белокуракинского и Сватовского), расположенных к западу от пунктов первого обнаружения ЯИУЗ в Луганской области. Установлено, что ясеневая изумрудная узкотелая златка присутствует практически во всех насаждениях с наличием в составе ясеня зелёного, что составляет 11,1% покрытой лесом площади. В течение 2020 г. ЯИУЗ распространилась на расстояние 32-52 км от первой точки обнаружения. Самая южная точка ее выявления — в районе с. Меловатка, самая западная — в районе с. Донцовка. Учитывая тенденцию распространения ЯИУЗ в юго-западном направлении, можно ожидать ее проникновения в Харьковскую и Донецкую области. Ясеневая изумрудная узкотелая златка заселяет в основном ясень зелёный, а у ясеня обыкновенного — поросль, деревья в насаждениях с низкой полнотой, на опушках и по периметру небольших по площади урочищ или лесополос. Средняя плотность личинок ЯИУЗ (±S.E.) в заселенных ветвях ясеня зелёного и ясеня обыкновенного достоверно не отличается (0,6±0,07 и 0,7±0,09 шт./дм2 соответственно). Однако доля образцов ясеня зелёного с наличием жизнеспособных личинок ЯИУЗ (91,4±3,12%; n = 45) была достоверно более высокой, чем ветвей ясеня обыкновенного (76,1±6,29%; n = 82). Вылетных отверстий ЯИУЗ в деревьях ясеня обыкновенного не обнаружено, а дополнительное питание её имаго отмечено только на листве деревьев ясеня зелёного. Наличие поселений ЯИУЗ в деревьях I-II категорий санитарного состояния свидетельствует о высокой агрессивности насекомого. Вопросы динамики состояния заселенных деревьев и выживания личинок ясеневой изумрудной узкотелой златки предстоит исследовать в дальнейшем, особенно относительно ясеня обыкновенного, который присутствует в насаждениях региона на 36,9% покрытой лесом площади.

Ключевые слова: ясеневая изумрудная узкотелая златка (ЯИУЗ), Fraxinus excelsior, Fraxinus pennsylvanica, распространение, плотность заселения, санитарное состояние

Скачать

Пономарев В.И., Мамытов А.М., Ашимов К.С. Влияние расстояния между ловушками на результаты феромонного мониторинга непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.) (Lepidoptera: Erebidae) в горных условиях Южного Кыргызстана // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 185-197. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.185-197

Аннотация

В связи с тем, что одной из основных целей феромонного мониторинга лесных насекомых является мониторинг динамики плотности популяции целевого вида, корреляционные связи уловистости феромонных ловушек с плотностью популяции начали анализировать сразу же после начала их широкого применения в практике лесозащиты. Абсолютное большинство ученых, проводивших такой анализ, отмечали отсутствие прямой зависимости между плотностью популяции и результатами феромонного мониторинга у непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.). В горных условиях Южного Кыргызстана в течение многолетних исследований (2001-2007 гг.) была зафиксирована высокая уловистость самцов вловушки вне зависимости от плотности популяции. Целью исследования было установление влияния схемы расположения ловушек и расстояния между ними на результаты феромонного мониторинга. Выставляли три группы линий ловушек с расстоянием между ловушками в группе 200-250 м. Первую линию ловушек вывешивали в поясе фисташкового редколесья (800-1200 м н.у.м.), вторую — в поясе смешанных насаждений (1200-1600 м н.у.м.), третью — в поясе грецкого ореха (1600-2000 м н.у.м.). Перепад высот между самой нижней и самой верхней ловушками составил более 700 м, протяженность маршрута между этими крайними ловушками — более 10 км. Результаты проведенных исследований показывают, что при устойчивых потоках воздуха самцы в массе могут мигрировать на расстояние до двух километров к точечному источнику феромона. Некоторые самцы — до 4 км. Самцы способны к миграции на значительное расстояния, на что указывает их появление в крайне верхних ловушках верхней зоны в начале их лёта в нижней зоне. Результаты проведенного исследования подтверждают ранее сделанный нами вывод о значительном влиянии устойчивых потоков воздуха на результаты феромонного мониторинга. В этих условиях расстояние между ловушками 2 км и менее приводит к значительному снижению объективности результатов учетов.

Ключевые слова: непарный шелкопряд, феромонный мониторинг, устойчивые воздушные потоки, корреляция с плотностью популяции

Скачать

Шорохова М.А., Березин Г.В., Капица Е.А., Шорохова Е.В. Характеристики крупных древесных остатков в лесном массиве «Вепсский лес» — эталоне природы средней тайги // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 198-211. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.198-211

Аннотация

Для разработки стратегии управления крупными древесными остатками с целью восстановления биологического разнообразия и экосистемных функций интенсивно эксплуатируемых лесов необходимо знать эталонные характеристики крупных древесных остатков, т. е. их характеристики в лесах, не затронутых хозяйственной деятельностью в течение продолжительного времени. В коренных лесах естественные нарушения (пожары, ветровалы и вспышки размножения насекомых) приводят к образованию значительных объемов крупных древесных остатков. Исследования осуществляли в 2020 г. в лесном массиве резервата «Вепсский лес», расположенного на Вепсовской возвышенности, в восточной части Ленинградской области. Учет крупных древесных остатков проводили на 74 круговых пробных площадях по 0,1 га, заложенных регулярно и представляющих собой разнообразие возрастных и динамических состояний древостоев резервата. Оценены запасы крупных древесных остатков (КДО) в массиве коренных среднетаежных лесов резервата «Вепсский лес». Общий запас крупных древесных остатков на всех круговых пробных площадях (7,4 га) составил 14456 м3, варьируя от 30 м3га-1 до 532 м3га-1, составляя в среднем 195 м3га-1. Наибольший запас КДО, в среднем 231 м3га-1, отмечен в ельниках черничных на дренированных суглинках. Преобладающую часть составляли КДО ели (Picea abies) 2-го и 3-го классов разложения. Ветровальная динамика древостоев массива резервата «Вепсский лес» обусловила структуру пула КДО, который представлен, в основном, валежом и зависшими деревьями. Значительные запасы КДО, их разнообразие по древесным породам, категориям (положению субстрата) и степени разложения позволяет предположить наличие редких ксилофильных видов и высокое разнообразие ксилофильных сообществ в лесном массиве «Вепсский лес».

Ключевые слова: древесный детрит, коренной лес, ветровалы, биоразнообразие, сухостой, валеж

Скачать

Баранчиков Ю.Н. Что один не сделает, сделаем вместе: совместный проект организаций РАН и Рослесхоза по созданию и внедрению системы мониторинга сибирского шелкопряда // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 212-227. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.236.212-227

Аннотация

Оптимизированная система мониторинга сибирского шелкопряда Dendrolimus sibiricus Tchetverikov (Lepidoptera: Lasiocampidae) была разработана в ходе выполнения международного проекта «Лесные ресурсы и технологии» (ФОРЕСТ), профинансированного Агентством США по международному развития (USAID) в 2001-2005 гг. Она включает последовательные стадии лесопатологического районирования субъектов федерации, отдельных лесхозов, организации феромонного мониторинга разреженных популяций шелкопряда и лишь при фиксации ловушками подъема численности (выше 100 бабочек/ловушку/сезон) — перехода к учету гусениц. В ходе проекта впервые разработана технология феромонного мониторинга вредителя (синтезирован аналог феромона, созданы диспенсер, ловушки и фиксирующие инсектицидные пластинки, рекомендована методика учетов и алгоритм принятия решения). Проект профинансировал создание трехтомного справочника «Болезни и вредители в лесах России», впоследствии изданного Агентством лесного хозяйства Российской Федерации. Опробованная и внедренная в ходе проекта на территории Томской, Иркутской, Сахалинской областей, Красноярского, Хабаровского, Приморского краев и Республики Бурятия система мониторинга служит ярким примером плодотворной кооперации ученых Российской академии наук и лесных вузов с практиками лесного хозяйства.

Ключевые слова: сибирский шелкопряд, Dendrolimus sibiricus, мониторинг, феромонные ловушки, сотрудничество ведомств

Скачать

Выпуск 235

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Цуварёва Н.А., Буй Динь Дык, Мельничук И.А., Селиховкин А.В. Мониторинг состояния насаждений Санкт-Петербурга: современные и традиционные подходы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 6–21. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.6-21

Аннотация

Предлагается использование системы Tree Talker мониторинга в сочетании с традиционными методами фитопатологического и энтомологического мониторинга для обеспечения своевременного обнаружения изменения состояния насаждений Санкт-Петербурга и выявления ключевых факторов экологического стресса. Разнообразная ведомственная принадлежность и широкий видовой состав насаждений города, а также наличие многочисленных экологических факторов, негативно влияющих на состояние деревьев, появление инвазионных патогенов и вредителей создают плохо прогнозируемые ситуации. Появление инвазионных вредителей и патогенов, таких как возбудитель голландской болезни гриб-аскомицет Ophiostoma novo-ulmi и его распространители – короеды-заболонники, ещё один аскомицет, гриб Hymenoscyphus fraxineus и ясеневая изумрудная узкотелая златка Agrilus planipennis, привело к массовой гибели вязов и ясеней, в том числе из-за несвоевременного обнаружения этих патогенов и вредителей. В условиях разобщенности системы управления городскими насаждениями из-за разной ведомственной принадлежности, мозаичного расположения, видового разнообразия и специфичности видового состава древесных растений, а также требований к оперативному принятию решений, использование Tree Talker технологий становится весьма перспективным. Эти технологии позволяют обеспечить оперативное получение, передачу и анализ данных по суточной и сезонной динамике физиологических параметров, устойчивости деревьев к ветровым нагрузкам с учетом породы, возраста и размеров. Интегрирование полученных данных позволяет оценить эффективность насаждений в целом по созданию микроклимата, динамике отклонений по вертикали, эффективности санитарно-оздоровительных мероприятий. В итоге, получение оперативной информации позволяет своевременно обнаружить неблагоприятные изменения как у отдельных деревьев, так и в структуре насаждений и провести анализ причин этих изменений, в особенности в отношении появления биологических угроз насаждения – распространению опасных патогенов и размножению вредителей.

Ключевые слова: мониторинг зеленых насаждений, Tree Talker технологии, оптимизация системы мониторинга, устойчивость насаждений

Скачать

Кулькова А.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Сезонные изменения пигментного состава хвои представителей рода ель в Нижегородской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 22-39. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.22-39

Аннотация

Изучали характер и масштаб сезонных изменений пигментного состава хвои разных видов ели (Picea A. Dietr.) в условиях интродукции в Нижегородскую область, выявляли содержание и баланс пластидных пигментов фотосинтеза. Объектами исследования выступали 13 видов ели, относящихся к аборигенам и экзотам: ель европейская (Picea abies (L.) H. Karst.); ель сибирская (Picea obovata Ledeb.); ель Глена (Picea glehnii (F. Schmidt) Mast.); ель белая (Picea glauca (Moench) Voss); ель шероховатая (Picea asperata Masters); ель черная (Picea mariana Mill., Britton, Sterns & Poggenburg); ель колючая форма серебристая (Picea pungens Engelm., f. argentea); ель колючая форма голубая (Picea pungens Engelm., f. glauca Regel); ель сербская (Picea omorika (Pančić) Purk.); ель Энгельмана (Picea engelmannii Parry ex Engelm.); ель колючая (Picea pungens Engelm.); ель аянская (Picea jezoensis (Siebold & Zucc.) Carrière); ель корейская (Picea koraiensis Nakai). Отбор проб осуществлен рендомизированно с соблюдением принципа единственного логического различия. Использовали спектрофотометр СФ-2000. Установлено, что содержание и соотношение пластидных пигментов в хвое динамично в течение года. Определена эффективность влияния фаз сезонного развития растений на характеристики пигментного состава: по содержанию хлорофилла-a – 18,86±0,32%; по содержанию хлорофилла-b – 21,26±0,31%; по сумме хлорофиллов – 16,13±0,33%; по каротиноидам – 37,43±0,25%; по доле хлорофилла-a – 39,74±0,24% и доле хлорофилла-b – 39,74±0,24%. Эффект влияния межвидовых различий по показателям содержания и соотношения разных форм хлорофилла и каротиноидов достоверен и в достаточной мере выравнен при максимуме 23,56±0,91%. При общих тенденциях в сезонной динамике представители рода ель обладают заметной видоспецифичностью пигментного состава.

Ключевые слова: ель, хвоя, пигментный состав, хлорофилла-a, хлорофилла-b, каротиноиды, дисперсионный анализ

Скачать

Бабаев Р.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Лигнификация ксилемы разных видов березы при интродукции в условиях Нижегородской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 40–56. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.40-56

Аннотация

Интродукция как одна из традиционных в лесном хозяйстве сфер практической деятельности сохраняет свою актуальность и на современном этапе. Обладая широким спектром полезных признаков и свойств, представители рода берёза (Betula L.) подвергаются разноплановым исследованиям. Цель данного исследования являлось получение сравнительной оценки различных видов, входящих в таксономическую систему рода берёза, по степени лигнификации ксилемы. Объектом исследования служили посадки 10 видов берёзы, представленных в интродукционной коллекции ботанического сада Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Предметом исследования являлась изменчивость степени лигнификации ксилемы у интродуцированных и аборигенного видов берёзы. Первичной единицей выборки в опыте принят однократный учет временных препаратов поперечных срезов из средней части годичного прироста, которые после окрашивания и фиксации визировали с помощью микроскопа Микмед-2. Одревеснение клетчатки в стенках клеток ксилемы выявляли с помощью качественной реакции флороглюцина на лигнин. Дополнительно был произведен опытный анализ сроков опадания листвы у исследуемых объектов. В ходе анализа степени лигнификации клеток ксилемы в годичных побегах видов берёзы, в пределах опытного участка, установлена их неоднородность по значениям изучаемых показателей вне зависимости от видовой принадлежности. Минимальное число неодревесневших клеток ксилемы свидетельствовало о большей степени подготовленности растений к неблагоприятному зимнему периоду и более раннему опаданию листвы. Различия проявились на выровненном экологическом фоне в условиях Нижегородской области и подтверждены результатами однофакторного и двухфакторного дисперсионного анализа.

Ключевые слова: берёза, интродукция, ксилема, лигнификация клеток

Скачать

Самсонова И.Д., Кондратьев А.С. Оценка состояния охраны лесов от пожаров в Новгородской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 57–70. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.57-70

Аннотация

Лесные пожары относятся к главным экологическим факторам негативного влияния на лес и экологическую ситуацию. Увеличение числа лесных пожаров происходит в связи с многочисленными нарушениями правил населением, с глобальными изменениями климата и деградацией природной среды. Леса Новгородской области, территориально располагаясь между двумя агломерациями, являются незаменимым фактором окружающей среды. Обеспечение пожарной безопасности в лесах лесохозяйственных предприятий является одной из важнейших государственных задач. Цель исследований – оценка состояния охраны лесов от пожаров в Новгородской области, с использованием эффективных противопожарных мероприятий. Леса Новгородской области характеризуются средней степенью природной пожарной опасности. Территория области относится к слабогоримым регионам, а динамика лесных пожаров связана с условиями погоды. Лесные массивы на территории области представлены сосновыми и еловыми древостоями, расположенными на северо-востоке и самом юге области, в составе которых доля молодняков составляет 31,6%. Повышают пожарную опасность в лесах повреждения массивов вредными насекомыми и заболеваниями, неблагоприятными погодными условиями, рекреационными нагрузками и выбросами промышленных предприятий. Эффективность использования системы «Лесохранитель» позволило ликвидировать 85,5% пожаров в течение первых суток, при этом численность крупных пожаров за период 2009–2017 гг. снизилась до 4 шт., а средняя площадь пожаров составила 1,7 га. Разработанный картографический материал распределения земель лесного фонда Новгородской области по степени горимости лесничеств и по зонам мониторинга позволяет обеспечить противопожарное устройство объекта и дает реальную информацию для оперативной работы. Комплекс предложенных и используемых противопожарных мероприятий характеризуется как надежный и эффективный прием для уменьшения численности пожаров в лесах.

Ключевые слова: лесные массивы, лесные пожары, причины возникновения, мониторинг, пожарная опасность, горимость

Скачать

Тетюхин С.В., Павская М.В. Общая оценка естественного лесовозобновления по преобладающим породам, типам леса и типам лесорастительных условий на территории Лисинской части Учебно-опытного лесничества Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 71–83. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.71-83

Аннотация

Целью исследования являлось изучение естественного лесовозобновления в условиях средней тайги таежной лесорастительной зоны РФ на основе массовых данных лесоустройства, в которых отражена информация о ходе естественного лесовозобновления. Поставленная задача была решена с помощью электронной повыдельной базы данных объекта исследования, включающая в себя информацию, необходимую для общей оценки подроста хозяйственно ценных пород. Оценка естественного лесовозобновления была проведена по шкале оценки возобновления. Из общей электронной базы были отобраны все выделы естественного происхождения в возрасте преобладающей породы основного яруса старше 4-го класса возраста, т. е. хвойные старше 80 лет и мягколиственные старше 40 лет. Общий объем выборки составил 6533 выдела площадью 16814,2 га. В целом на 32,7% площади таксационных выделов, наблюдается полное отсутствие подроста хозяйственно ценных пород. Структура породного состава подроста характеризуется практически полным доминированием елового подроста. Оптимальные условия для естественного лесовозобновления ели создаются в черничниках (встречаемость 99,8%) и в кисличниках – встречаемость 98,4%. Максимальный процент подроста с оценкой хорошо по преобладающей на выделе древесной породе (35% от всех выделов с подростом) оказался в сосняках кисличного типа леса в свежих суборях.

Ключевые слова: естественное лесовозобновление, электронные базы данных, земли лесного фонда, подрост

Скачать

Фан Тхань Кует, Нгуен Чонг Тай, Алексеев А.С., Любимов А.В., Сергеева В.Л., Черниховский Д.М. Применение дистанционных методов и ГИС–технологий для классификации земель Пушкинского района Санкт-Петербурга // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 84–102. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.84-102

Аннотация

ГИС-технологии и методы автоматизированной классификации материалов ДЗЗ активно используются во многих странах при проведении работ по инвентаризации лесов, проектированию использования лесов и изучению их состояния и характеристик. Задачи исследования состояли в разработке методики и проведении автоматизированной классификации категорий земель крупной административно-территориальной единицы на основе дистанционных методов и ГИС-технологий. Объектом исследования служила территория Пушкинского района Санкт-Петербурга. На территории Пушкинского района расположено значительное количество зелёных насаждений (парки, скверы, сады, лесополосы), часть из которых включена в список памятников, охраняемых ЮНЕСКО. Также на территории района расположены промышленные предприятия, крупные производственные зоны, развито сельское хозяйство. В качестве исходных материалов дистанционного зондирования использовались спутниковые изображения Landsat-8. Использовался также набор карт на изучаемую территорию. Программными средствами для сбора, представления и обработки данных служили ГИС Arcgis и Mapinfo, и программы ENVI и Trimble eCognition. Наземные работы по отбору эталонных (тренировочных) участков включали выбор участка на местности, фотографирование, определение координат. Классификация снимка Landsat осуществлялась по результатам двух основных операций – автоматизированного дешифрирования методом максимального правдоподобия и определения вегетационных индексов классов представленных категорий земель. После наземной верификации результатов классификации и выполнения операций обработки и агрегирования была сформирована итоговая тематическая карта классов категорий земель Пушкинского района и получены итоговые таблицы распределения площадей по муниципальным образованиям. Представленная методика, связанная с обработкой и интерпретацией материалов дистанционного зондирования средствами ГИС-технологий, может рассматриваться в качестве современного инструмента ландшафтного анализа, государственной (национальной) инвентаризации лесов, различных видов мониторинга.

Ключевые слова: географические информационные системы, материалы дистанционного зондирования, автоматизированная классификация, категория земель, индекс NDVI.

Скачать

Смирнов А.П., Смирнов А.А., Богачев П.В. Естественное возобновление сосны на вырубках Среднего Приангарья в связи с особенностями лесной почвы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 103-118. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.103-118

Аннотация

Исследования последующего возобновления проводились на вырубках 5-15-летнего возраста в Северном лесничестве Усть-Илимского района Иркутской области. Основное внимание было уделено подросту сосны, как самой распространенной и наиболее эксплуатируемой хвойной породе. На почвенных прикопках измерялась мощность гумусового горизонта А1 и лесной подстилки А0, а также определялся гранулометрический состав верхних минеральных горизонтов почв. Выявлено отсутствие значимой корреляции густоты подроста сосны с отношением мощности А1/А0осолоделых красно-бурых длительно-сезонно-мерзлотных почв региона, сформированных в условиях резкой континентальности климата, преобладания испарения над осадками, богатства материнской породы обменным кальцием, магнием и натрием. Установлена высокая обратная корреляция численности подроста сосны с «утяжелением» гранулометрического состава почв от супеси к среднему суглинку. Наибольшее количество подроста (3-5 тыс. экз./га) выявлено в исходных сосняках с почвами супесчаного, реже – легкосуглинистого механического состава. На почвах легко- и среднесуглинистых сосны значительно меньше, в составе подроста господствуют береза и осина. Подрост сосны практически отсутствует на относительно богатых суглинистых почвах в исходных пихтарниках, ельниках, лиственничниках. Отношение А1/А0, в силу особенностей формирования почв в районе исследований, не играет определяющей роли в успешности последующего возобновления сосны на вырубках.

Ключевые слова: вырубки, численность последующего возобновления сосны, мощность верхних горизонтов почв, гранулометрический состав почв

Скачать

Сафонов А.В., Крестьянова М.А., Суворов С.А., Данилов Д.А. Оценка результатов применения новой редакции правил ухода за лесами на примере Тихвинского лесничества // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 119–136. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.119-136

Аннотация

Рубки ухода за лесом – это комплекс лесохозяйственных мероприятий, направленный на улучшение качественных и количественных показателей древостоя, формирование высокопродуктивных, устойчивы[ и хозяйственно-ценных насаждений, путем удаления из насаждений больных, поврежденных, фаутных деревьев, а также деревьев нежелательных пород в молодняках, жердняках и средневозрастных дендроцинозах. В работе представлено сравнение нормативных показателей по двум правилам ухода за лесом, основным различием которых является подход к выделению максимально допустимого вырубаемого запаса, основывающегося на анализе абсолютной, для нового норматива, и относительной, для старого, полнот древостоя. Была произведена оценка и сравнение классов товарности, процентов вырубаемого запаса и его распределения по делянкам, с целью выявления различий и особенностей подходов двух рассматриваемых нормативных подходов. По результатам проведенных анализов было выявлено различие данных лесоустройства по реальным качественным и количественным показателям древостоя на большинстве делянок, большой разницей между классами товарности по рассматриваемым нормативам, что в свою очередь ведет к различиям в выходе по запасам деловой и дровяной древесины, а также их качественному различию, и интенсивности изреживания полога, что обуславливается вышеописанными особенностями по выделению максимально допустимого вырубаемого запаса. В связи с вышеизложенным, необходимо разрабатывать региональные нормативы уходов за лесом на базе полученных долговременных наблюдений на постоянных пробных площадях с полным циклом проведённых уходов за лесом и при необходимости вносить коррективы, возможность которых принципиально исключается существующей схемой разработки и введения в действие нормативных документов.

Ключевые слова: рубки ухода, лесоводство, правила ухода за лесами.

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Жук К.Д., Угрюмов С.А., Свойкин Ф.В. Статистическая оценка размерных характеристик лесоматериалов с использованием данных stm-файлов многооперационных лесных машин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 137–149. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.137-149

Аннотация

В условиях рыночной экономики эффективность работы предприятий лесопромышленного комплекса во многом определяется соответствием характеристик лесоматериалов техническим возможностям перерабатывающего оборудования и используемых технологий в целом. В процессе заготовки древесины в больших объемах с применением высокопроизводительного оборудования возникает необходимость в статистической обработке получаемых массивов данных по каждому контролируемому параметру. Методы статистической обработки требуют сложных вычислений, поэтому возникает необходимость в создании унифицированного программного средства для статистического анализа выборок данных различного объема с достаточным набором рассчитываемых статистических параметров. Целью работы является статистическая обработка размерных характеристик партии лесоматериалов, заготовленных в условиях средней тайги Республики Коми, с использованием специально разработанного программного обеспечения. В ходе исследования были изучены параметры заготовленной древесины – длина и сбег ствола, длина сортиментов, средний диаметр сортиментов, полученные из системы контроля-измерения колесной валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины среднего класса фирмы John Deere 1270G 8W, работающей на заготовке древесины в условиях зимнего заготовительного периода. Обработка полученных массивов данных осуществлялась с применением специально разработанного программного обеспечения statsProg, написанного на языке программирования Python. Разработанное программное обеспечение позволяет обрабатывать любые числовые массивы данных, с последующим расчетом статистических параметров и проверки распределения на нормальность. Статистическая оценка партии лесоматериалов, заготовленных в условиях средней тайги Республики Коми с применением валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины John Deere 1270G 8W, показала большую изменчивость размерных характеристик, что объясняется природно-климатическими условиями произрастания древесины, в том числе заготовкой смешанных пород, а также выработку сортиментов с учетом их качества и вырезкой дефектных мест.

Ключевые слова: лесоматериалы, размерно-качественные параметры, массив данных, статистика, программное обеспечение, сортименты, ВСРМ

Скачать

Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ динамики работы харвестерной головки валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ХГ ВСРМ) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 150-164. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.150-164

Аннотация

Основные представления системного анализа как составной части теории систем становятся неотъемлемой частью научно-технических исследований в лесном комплексе: целостность и связность во внутреннем функциональном пространстве-времени, выстраиваемом целевыми функциями системы и её элементами. В каждой отрасли народного хозяйства формируются свои представления понятия системы различных структурных уровней от максимальных до минимальных и соответствующих им внутрисистемных функциональных пространство-время. В лесной отрасли комплексы машин и оборудования, выполняющие технологические процессы производства лесоматериалов, можно рассматривать как мезосистемные структуры, тогда к микроуровню можно отнести технические операции самих машин и оборудований. В данной статье с системных позиций построено единое функциональное время внутренней связности протекания производственных операций харвестерной головкой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ХГ ВСРМ). В настоящее время технологическая эффективность машин и оборудования определяется среднестатистически во внешнем времени. Повышение производительности труда комплексов лесной техники возможно только на соблюдении основного принципа оптимизации систем: в системе, состоящей из связанных между собой, взаимодействующих подсистем, оптимум для всей системы не является функцией (например, суммой) оптимумов подсистем, входящих в систему. Этот принцип можно рассматривать как теорему оптимумов системного подхода. Определение технологической эффективности харвестерной головки валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины в функциональном времени связности выполняемых технических операций по сравнению со среднестатистическим подходом раскрывает более информативную картину динамики протекания процесса и раскрывает возможности лучшей организации труда. В статье динамика работы харвестерной головки валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины исследуется в представлении трехступенчатой связности операций производства лесоматериалов. В первой ступени происходит валка дерева и определяется производительность получения общего древесного сырья; во второй ступени происходят два суперпозиционных процесса получения сортиментов и древесных отходов, поэтому здесь определяется производительность получаемых древесных отходов, сортиментов и совокупного древесного сырья; в третьей ступени получается древесный материал кроны. Построенный системный подход раскрывает целостность и единство динамических операций харвестерной головки валочно-сучкорезно-ракряжевочной машины путем определения производительности как каждой операции, так и их суперпозиции в функциональном времени технологического процесса.

Ключевые слова: цикл, производительность, суперпозиция, время, целостность, харвестерная головка, валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина

Скачать

Песков И.А., Посыпанов С.В. Обоснование усилий, необходимых при торцевании плавающих пакетных сплоточных единиц // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 165-178. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.165-178

Аннотация

При реализации концепции, обеспечивающей экономическую доступность удаленных лесных ресурсов, предусматривается сплотка малогабаритных пакетов круглых лесоматериалов в двухъярусные единицы в пунктах выхода с мелководных участков рек на глубоководные. Указанная сплотка предполагается в специальных устройствах, где предусматривается, в частности, торцевание сплоточных единиц с целью повышения экономических показателей дальнейшей транспортировки и надежности сохранения их целостности. Для обоснования параметров устройства нужна информация о требуемых усилиях для торцевания плавающих пакетов и двухярусных единиц из них. Установлено, что для ее получения нужны дополнительные исследования. Очевидна целесообразность общей методологии для двухъярусных единиц и составляющих их пакетов, с которых и следует начать исследования. С целью получения зависимости для расчета усилия, необходимого для торцевания плавающих пакетов, использовали теоретический метод, базирующийся на эластиковой теории. При этом плавающий пакет рассматривали как гибкую оболочку, заполненную двумя видами сыпучей среды с разным объемным весом. Граница сред проходит по поверхности воды. Линия обвязки, то есть гибкой оболочки представляет собой комбинацию фрагментов двух эластик с разными характеристиками. Используя параметрические уравнения, описывающие форму эластик, и зависимости для определения давлений в сыпучих средах, получили искомую аналитическую зависимость и ее упрощенный вариант для практических расчетов. Результаты расчетов по предложенной формуле превышают результаты, вычисленные по формуле, полученной ранее по другому алгоритму действий без учета давления обвязок, на 70% при коэффициенте формы пакета 1,5, то есть при сильном давлении обвязок и примерно на 10% – при коэффициенте 2,5, то есть слабом их давлении. Это позволяет считать результаты исследования достоверными, применение использованной методики для соответствующего исследования двухъярусным единиц – целесообразным. Установили, что при фиксированной плотности лесоматериалов наиболее существенно влияют на усилие торцевания изменения отношения высоты пакета к среднему диаметру лесоматериалов, его коэффициента формы и объема. Влияние первых двух факторов в аналитической формуле учитывается множителем, величину которого в практических расчетах можно определить по предложенным графикам или аппроксимирующим зависимостям.

Ключевые слова: лесосплав, круглые лесоматериалы, сплоточные единицы, торцевание

Скачать

Зубова О.В., Силецкий В.В. Исследование процесса структурообразования материала из смеси нефелинового шлама и щебня с добавлением цемента // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 179-186. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.179-186

Аннотация

Приведено теоретическое и экспериментальное обоснование применения щебеночных дорожных одежд, укрепленных нефелиновым шламом и цементом, для покрытий лесных терминалов. Цель данного исследования – подбор наиболее прочного, технологичного и экономически эффективного материала для погрузочных площадок и складов временного хранения лесоматериалов в связи с ростом частоты применения многоступенчатой вывозки древесины. Результаты исследования показали, что получаемый материал обладает высокой прочностью и водостойкостью, соответствует требованиям ГОСТ к материалам покрытий, в том числе погрузочных пунктов. Приведены рекомендации по дозировкам компонентов смеси.

Ключевые слова: нефелиновый шлам, щебень, лесные дороги, лесопогрузочный пункт, цементобетон

Скачать

Виноградов А.Ю., Зубова О.В., Парфенов Е.А. Расчет эрозионного размыва связного грунта // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 187-195. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.187-195

Аннотация

Проведен анализ существующих способов оценки размыва грунтов в гидротехнических и водопропускных сооружениях, показывающий, что определение глубины и скорости размыва проводится без учета физических свойств связных грунтов. Таким образом, данные параметры оцениваются по эмпирическим зависимостям и с существенными погрешностями. Опытные данные по размыву связных грунтов доказывают, что большая удельная поверхность и гидрофильность глинистых частиц приводят к разуплотнению и выносу микроагрегатов грунта в поток. Предложена математическая модель расчета глубины размыва связных грунтов в зависимости от касательного напряжения в грунте. Учет показателей сцепления и угла внутреннего трения в данной модели позволит избежать погрешностей в расчетах.

Ключевые слова: водная эрозия, размыв грунта, связные грунты, прочностные характеристики грунтов

Скачать

Боровлев А.О., Скрыпников А.В., Высоцкая И.А., Брюховецкий А.Н., Никитин В.В. Сочетания криволинейных участков плана и продольного профиля трассы лесовозных автомобильных дорог // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 196-207. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.196-207

Аннотация

Ежегодные экономические потери вследствие неудачного проектирования трассы лесовозной автомобильной дороги наносят огромный ущерб предприятиям и отраслям экономики. Поэтому повышение эффективности дорожно-строительного производства связано с усовершенствованием методик расчетов проектирования и строительства лесовозных автомобильных дорог. По мере увеличения интенсивности движения на лесовозных автомобильных дорогах возникла необходимость оптимального проектирования геометрических элементов дорог. Основой формообразования будущей дороги является ее трасса, а очертания этой трассы во многом определяют технические качества будущей дороги. В работе рассматриваются и анализируются различные сочетания криволинейных участков плана и продольного профиля трассы лесовозных автомобильных дорог. Основными причинами часто получавшихся неудачных сочетаний кривых плана и продольного профиля является недостаточная изученность зрительной ясности и плавности, а также недостаточный опыт практического использования в проектных организациях известных принципов пространственного проектирования лесовозных автомобильных дорог. Целью исследования является анализ, который позволит определить встречаемые в проектах лесовозных автомобильных дорог типичные сочетания трассы в плане и профиле и их частоту и оценить в первом приближении соответствие этих сочетаний зрительной ясности и плавности. В работе систематизированы различные сочетания типичных участков плана и профиля и их варианты, получены показатели степени взаимной увязки кривых плана и продольного профиля. Проведенные исследования дали общее представление о типах сочетаний кривых плана и профиля и их частоте в проектах лесовозных автомобильных дорог.

Ключевые слова: лесовозные автомобильные дороги, криволинейные участки плана трассы, профиль трассы

Скачать

3. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Леонович А.А. Физико-химические аспекты создания древесных плит пониженной горючести // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 208-220. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.208-220

Аннотация

С использованием концепций ингибирования горения древесного комплекса и образования древесных плит при горячем прессовании излагается авторское представление об основных аспектах создания плит пониженной горючести. Приводятся подходы к решению проблемы, раскрываются функции эффективных антипиренов, в том числе в их закрепляемости в древесных компонентах, температурном интервале активации, вариабельности кислотности среды. Анализируются параметры результатов испытания для оценки эффективности фосфорсодержащих антипиренов для древесных композиционных материалов (древесностружечных, древесноволокнистых и других). Предлагается развитие результата в направлении «сильного» решения и саморецензирование научного исследования.

Ключевые слова: древесная плита, антипирен, огнезащита, прочность, набухание, связующее

Скачать

Никонова Н.Н., Хуршкайнен Т.В., Кучин А.В. Математическое планирование эксперимента для оптимизации выделения экстрактивных веществ из древесной зелени Pinus Sylvestris // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 221-237. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.221-237

Аннотация

Представленная работа посвящена определению оптимальных условий выделения суммы экстрактивных веществ из древесной зелени сосны методом эмульсионной экстракции. Экологически безопасный эмульсионный метод экстракции растительного сырья в водно-щелочной среде не уступает традиционным методам извлечения низкомолекулярных компонентов и позволяет эффективно выделять как гидрофильные, так и гидрофобные соединения. Объектом данного исследования являются отходы лесозаготовок – древесная зелень сосны обыкновенной – источник природных биологически активных веществ, имеющих практическое применение. Определение оптимальных условий экстракции ДЗ сосны эмульсионным способом в данном исследовании было проведено методом поверхности отклика с использованием ротатабельного композиционного униформ-плана второго порядка, который включал 13 экспериментальных опытов со всеми возможными комбинациями уровней двух изучаемых факторов: концентрации водного раствора NaOH и гидромодуля – отношения объема щелочного раствора к массе сырья. Анализ результатов исследований показал, что в заданном интервале варьирования факторов наибольшее влияние на выход экстрактивных веществ оказывает гидромодуль, при увеличении которого до 10:1 выход увеличивается, далее устанавливается равновесная концентрация в системе «сырье – экстрагент». Установлены оптимальные условия эмульсионной экстракции древесной зелени сосны: концентрация водного раствора NaOH – 5%, гидромодуль – 10:1. В оптимальных условиях выход экстрактивных веществ составил 9,84% от массы сухого сырья, что сопоставимо с результатами, полученными традиционными методами экстракции сырья органическими растворителями.

Ключевые слова: древесная зелень сосны обыкновенной, экстрактивные вещества, эмульсионный метод, математическое планирование

Скачать

Шаповалова И.О., Вураско А.В., Агеев М.А. Каталазная активность природного и синтезированного на технической целлюлозе диоксида кремния // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 238-255. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.238-255

Аннотация

Дана оценка влияния свойств природного и синтезированного на технической целлюлозе из рисовой и овсяной шелухи диоксида кремния на каталазную активность диоксидсодержащих материалов. Техническую целлюлозу из шелухи получали окислительно-органосольвентным способом. Закрепление диоксида кремния на целлюлозе проводили золь-гель методом с применением тетраэтоксисилана. Свойства полученных диоксидсодержащих материалов оценивали: рентгеноструктурным анализом, методом тепловой десорбции азота, эмиссионным спектральным анализом с индукционно-связанной плазмой. Каталазную активность диоксидсодержащих материалов оценивали по модельной реакции разложения Н2О2. В ходе работы получены образцы целлюлозы: из рисовой шелухи с содержании зольного остатка от 0,3 до 33,5%; из овсяной и рисовой шелухи без содержания минеральных компонентов. Золь-гель методом получены материалы с содержанием синтетического диоксида кремния от 0 до 47,2% на основе рисовой шелухи и от 0 до 44,3% на основе овсяной шелухи. Установлено, что количество закрепленного диоксида кремния золь-гель методом не зависит от природы технической целлюлозы. Диоксид кремния остающийся в технической целлюлозе находится в аморфном состоянии. Максимум удельной поверхности (20,4 м2/г) достигается при предельном содержанием диоксида кремния (30,3%). Синтезированный на технической целлюлозе золь-гель методом диоксид кремния находится в кристаллическом состоянии, при этом максимальная удельная поверхность составляет для диоксидсодержащего материала на основе ОШ 18,5 м2/г, а для диоксидсодержащего материала на основе РШ 15,7 м2/г); Выявлено, что каталазной активностью обладает диоксидсодержащий материал с природным диоксидом кремния. Такой каталазный эффект можно объяснить наличием примесей в виде металлов, которые накапливаются в минеральном компоненте растительного сырья при вегетации. Образцы целлюлозы с синтезированным диоксидом кремния каталазной активностью не обладают, независимо от удельной поверхности и содержания SiO2.

Ключевые слова: органосольвентная делигнификация, диоксид кремния, каталазная активность, шелуха злаков, золь-гель метод, удельная поверхность

Скачать

Шишкин А.И., Строганова М.С. Идентификация показателей соизмеримости качества сбрасываемых очищенных стоков ЦБП с технологическими параметрами природоёмкости производства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 256-269. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.256-269

Аннотация

В соответствии с изменением природоохранного законодательства проблема минимизации природоёмкости сульфат-целлюлозного производства, влияющего на экосистему озера, неразрывно связана с изучением вопроса трансформации и превращения загрязняющих веществ в воде с учетом гидрологических характеристик водоема. Природоёмкость целлюлозного производства определяется следующими показателями: количество и качество используемого сырья – древесина, щепа, химические реагенты, вода; технологический процесс производства целлюлозы, бумаги, картона, побочных продуктов – скипидар, талловое масло; эффективность систем очистки сбросов и выбросов предприятия, а также применяемые природоохранные технологии по их управлению. Решались задачи снижения негативного воздействия сульфат-целлюлозного производства на водную экосистему. Совместно с лабораторией отдела охраны окружающей среды целлюлозного завода в летне-осенний период 2020 г. проведен ряд лабораторных исследований сточных вод разной степени очистки после варки разных марок целлюлозы с целью изменения показателей экологичности состава сточных вод ЦБП по критериям региональной экологической техноёмкости. Реализована модель исследования трансформации загрязняющих веществ очищенных и неочищенных сточных вод сульфат-целлюлозного производства при различных разбавлениях природной водой. Представлены целевые и репрезентативные показатели щелокосодержащих сточных вод с учетом наилучших доступных технологий (НДТ) в области производства целлюлозы. Проведены исследования параметров кинетики биохимического окисления при пяти кратностях разбавления водой, имитирующих зону начального и основного разбавления. Произведено соизмерение определяющих технологических характеристик производственно-территориального комплекса в рамках решения задачи эколого-технологического нормирования.

Ключевые слова: снижение природоёмкости, сульфат-целлюлозное производство, трансформация загрязняющих веществ, коэффициент биохимического окисления, модельное разбавление сточных вод

Скачать

Евстигнеев Э.И., Гриненко Е.В., Васильев А.В. Получение гидрогелей технических лигнинов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 270-291. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.270-291

Аннотация

Методами потенциометрического титрования, ИК-спектроскопии, твердофазной ЯМР-спектроскопии 13С и химического анализа исследовано гелеобразование технических лигнинов (окисленного гидролизного, сульфатного, натронного и лигносульфонатов) и лигнина Пеппера при взаимодействии с солями металлов: CaCl2, Mg(NO3)2,FeSO4, Co(NO3)2, Pb(NO3)2, Fe(NO3)3, CuSO4, AgNO3. Установлено, что способностью к гелеобразованию обладают соединения, представляющие собой соли слабого основания и сильной кислоты; катион металла имеет стандартный потенциал выше определенного значения, обладает умеренной способностью к гидролизу, а гидроксид катиона, образующийся в реакции гидролиза, имеет относительно низкую растворимость. При формировании геля образуется соединение состава R–COO–Mez+–OOC–R z = 2,3. Предложена схема межмолекулярных связей в точке образования гидрогеля лигнина, в соответствии с которой смежные молекулы лигнина связываются между собой тремя типами связей: ионной между карбоксильными группами лигнина и катионами металла, координационной между катионами металла и молекулами воды, входящими в координационную сферу; и водородными, связывающими все компоненты системы в единое целое. Гидрогели лигнина обладают высокой сорбционной способностью по отношению к тяжелым металлам, таким как свинец, железо и медь, составляющей в зависимости от содержания кислых групп в лигнине и молярной массы сорбата ~ 25–50% от массы лигнина. Это открывает возможность использовать новый вид гидрогелей лигнина для очистки сточных вод химических предприятий.

Ключевые слова: гидрогель лигнина, окисленный гидролизный лигнин, соли металлов, карбоксильные группы, кислотно-основное титрование

Скачать

Выпуск 234

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Лебедев А.В., Кузьмичев В.В. Изменения биомассы деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в Европе с 1940 года // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 6–22. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.6-22

Аннотация

Сосна обыкновенная является одной из основных лесообразующих пород Европы, а ее древесина находит широкое применение в лесопромышленном комплексе. При оценке углерододепонирующих функций считается, что конверсионные коэффициенты являются константными по времени. Последние исследования показывают, что происходящие климатические изменения оказывают существенное влияние на прирост древесины и ее свойства. Цель данного исследования – выявление долговременных тенденций в изменении биомассы фракций деревьев сосны обыкновенной в Европе, происходящих с 1940 г. Для проверки гипотезы о влиянии календарного года на биомассу фракций деревьев проводился регрессионный анализ с применением линейных моделей смешанных эффектов. Проведенный статистический анализ позволил выявить достоверное влияние (при p < 0,05) календарного года только на биомассу стволовв коре. Наиболее сильно изменения проявляются для деревьев в молодняках и средневозрастных насаждениях, где происходит формирование наибольшего радиального прироста. Для крупномерных стволов, согласно результатам моделирования, снижение биомассы стволов в коре не прослеживается. В ближайшие десятилетия в результате продолжающихся климатических изменений процесс снижения биомассы и плотности древесины крупномерных стволов должен усилиться. Выявленные изменения биомассы сопровождаются снижением плотности древесины, что происходит в результате увеличения в структуре годичного прироста более рыхлой и менее плотной ранней древесины. Таким образом, в условиях ускоряющихся темпов роста древесных растений объемы стволов и запасы древесины не должны напрямую пересчитываться в депонированный углерод с учетом исторических значений конверсионных коэффициентов. Это также следует учитывать при мониторинге, моделировании и использовании углерода и биомассы в лесах в условиях глобальных изменений.

Ключевые слова: биомасса, деревья, сосна обыкновенная, Европа, изменения климата, модель смешанных эффектов

Скачать

Усольцев В.А., Цепордей И.С., Ковязин В.Ф., Уразова А.Ф., Борников А.В. Биомасса генеративных органов сосны обыкновенной и березы повислой в градиенте загрязнений от Карабашского медеплавильного завода на Урале // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 23–52. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.23-52

Аннотация

Загрязнение лесов сильно влияет на их биологическую продуктивность, но вклад генеративной сферы в нее изучается редко. Наше исследование биомассы генеративных органов деревьев и древостоев сосны обыкновенной и березы повислой проводилось в течение одного вегетационного периода в градиенте загрязнения от Карабашского медеплавильного завода на Южном Урале. Установлено, что максимальная биомасса генеративных органов сосны и березы на уровне как дерева, так и древостоя, приходится на буферную часть градиента загрязнения, в которой древостой, согласно явлению гистерезиса, переходит из одного устойчивого состояния в другое, и на эту же буферную зону приходится максимальная изменчивость биомассы генеративных органов. Полученная закономерность, общая для двух древесных видов, указывает на повышенную адаптивную реакцию массы генеративной сферы деревьев и древостоев на загрязнение в буферной зоне, и можно предположить, что это отражает хорошо известное явление гормезиса в биологии. Высказанное предположение требует углубленного изучения влияния загрязнения на генеративную сферу лесных сообществ.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, береза повислая, выбросы медеплавильного завода, биомасса генеративной сферы, изменчивость биомассы, градиент загрязнения, буферная зона, гистерезис, гормезис

Скачать

Ермакова М.В. Структура подроста сосны в различных экотопах Среднего Урала // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 53–64. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.53-64

Аннотация

Рассмотрены результаты исследования пространственной и возрастной структуры подроста сосны на гарях-вырубках и вырубках сосняка брусничникового Среднего Урала. Показано, что подрост сосны на гарях-вырубках, по сравнению с вырубками, отличается значительно меньшей величиной диаметра на середине высоты ствола, но отличается существенно более высокими темпами роста в высоту. Относительная высота у подроста на гарях-вырубках на 31,5–37,3% выше, чем у подроста на вырубках. Связано это со значительно более высокой густотой подроста на гарях-вырубках, по сравнению с вырубками. Установлено, что большая часть возобновления сосны как на гарях-вырубках, так и на вырубках, была сосредоточена в районах примыкания трех сторон леса. С уменьшением источников обсеменения (примыкание двух сторон леса) густота подроста заметно снижалась. В свою очередь, на открытых участках на гарях-вырубках и вырубках численность подроста была наименьшей. Подрост сосны отличается регулярным (случайным) с переходом к рассеянному (равномерному) типом размещения на гарях-вырубках. На вырубках основной тип размещения – групповой. На гарях-вырубках основная часть деревьев относилась к возобновлению, появившемуся на 2–3-й год после пожаров и последующей вырубки. Возобновление, появившееся как на следующий год, так и на 4–5-й год после удаления древостоя, было незначительным. На 6-й год после пожара и вырубки возобновление полностью прекратилось. На вырубках основная часть деревьев относилась к возобновлению, появившемуся на 4–5-й год после вырубки. Однако, хотя и в значительно меньшей степени, возобновление сосны на вырубках имело место и в последующие годы. Закономерность изменения возрастной структуры подроста для гарей-вырубок хорошо аппроксимируется полиномиальным уравнением 4-го порядка, а на вырубках – 5-го порядка.

Ключевые слова: сосна, подрост, гари-вырубки, вырубки, структура

Скачать

Смирнов А.П., Смирнов А.А., Богачев П.В. Особенности последующего лесовозобновления на вырубках юго-запада Карелии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 65–79. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.65-79

Аннотация

Цель исследования – выявить особенности последующего лесовозобновления хвойных пород на вырубках Карелии в связи с конкуренцией живого напочвенного покрова, лиственных пород, подлеска. По численности древесно-кустарниковых растений почти на всех вырубках первые три места занимают береза, осина и подлесок, причем береза количественно многократно преобладает. Подлесок в основном представлен рябиной. Успешность последующего возобновления сосны и ели на вырубках юго-запада Карелии связана с конкуренцией за свет и почвенные ресурсы с травами (злаками), с подростом лиственных пород и подлеском. Особенно активно разрастание конкурирующей растительности, в первую очередь, березы, происходит на дренированных местообитаниях с относительно плодородными почвами (типы леса кисличники, черничники свежие и брусничники). По исходным типам леса и составу древостоя, определяющим эффективное плодородие почв, можно уверенно прогнозировать успешность последующего естественного лесовосстановления главных пород на вырубках. Однако в подавляющем большинстве типов леса Карелии количество хвойного подроста последующего возобновления является недостаточным для формирования хвойных древостоев без дополнительных лесохозяйственных мероприятий. При отсутствии подроста сосны и ели предварительного возобновления достаточное для естественного лесовосстановления количество подроста хвойных пород присуще следующим исходным типам леса: сосняки беломошники (сосна), ельники черничники влажные (ель; сосна), ельники черничники свежие (ель совместно с сосной). На вырубках остальных исходных типов леса необходимо комбинированное или искусственное лесовосстановление с проведением рубок ухода в молодняках.

Ключевые слова: типы леса, вырубки, естественное лесовозобновление, проективное покрытие трав, густота подлеска

Скачать

Данилов Д.А., Яковлев А.А.Особенности распространения смешанных хвойных древостоев в Лужско-Волховском ландшафтном округе // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 80–101. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.80-101

Аннотация

Смешанные древостои с преобладанием сосны и ели занимают территории с оптимальными лесорастительными условиями, в отличие от монодоминантных насаждений. Условно чистые древостои в большинстве случаев приурочены к экстремальным условиям местообитания или обусловлены созданием лесных культур. Среди смешанных древостоев с преобладанием хвойных пород однозначно только хвойно-лиственные, а именно – елово-лиственные древостои, связываются с антропогенным воздействием на географический ландшафт. В каждом отдельно взятом ландшафте будет формироваться отличное распределение типов хвойных насаждений по лесопокрытой площади в зависимости от почвенно-гидрологических условий. Оценка пространственного распределения смешанных хвойных древостоев в различных типах леса позволяет дать точную экологическую характеристику и оценку ландшафта и оценить его антропогенную изменённость. Рассматриваются особенности распространения смешанных древостоев с преобладанием сосны и ели в наиболее представленных типах леса в основных ландшафтах Лужско-Волховского ландшафтного округа Ленинградской области. Проведён анализ ландшафтов по распределению покрытой лесом площади по почвенно-гидрологическим условиям и основным обобщённым группам типов леса. Присутствие сложного комплекса холмисто-моренных, камовых, озовых урочищ, чередующихся с заболоченными котловинами и озёрами практически во всех рассмотренных ландшафтах, позволяет сделать заключение, что приуроченность смешанных хвойных древостоев связана с фактором переходных форм рельефа от одной ландшафтной группы к другой. Типологическая приуроченность хвойных полидоминантных древостоев является закономерной для зеленомошной серии типов леса данного ландшафтного округа.

Ключевые слова: ландшафты, почвенно-гидрологические условия, типы леса, смешанные древостои сосны и ели, индексы и корреляционные коэффициенты

Скачать

Ковязин В.Ф., Демидова П.М., Иванова Е.А. Агрохимические свойства почв земельных угодий парка «Тихий отдых» Санкт-Петербурга // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 102–117. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.102-117

Аннотация

Статья посвящена актуальной проблеме формирования устойчивости парковых насаждений, произрастающих на почвах с различными физико-химическими свойствами. Приведены характерные агрохимические свойства почв парка «Тихий отдых» Санкт-Петербурга. По каждому агрохимическому показателю почвы разработаны с использованием современных географических информационных систем (ГИС) тематические карты в масштабе 1:10000 с применением программного комплекса AutoCAD. С использованием данного комплекса рассчитаны площади земельных угодий, имеющих различные физико-химические свойства почвы. В настоящее время данная проблема городских садово-парковых объектов мало изучена и требует дальнейших исследований, именно этой тематике и посвящены изложенные в статье результаты исследований.

Ключевые слова: парк, угодья, агрохимические свойства почв, картограмма

Скачать

Нгуен Хыу Кыонг, Аверьянов Л.В., Егоров А.А. Охраняемые виды растений в заповеднике Нам Донг (провинция Тханьхоа, северный Вьетнам) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 118–133. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.118-133

Аннотация

Изучение разнообразия охраняемой флоры в заповеднике Нам Донг (северный Вьетнам) проведено в рамках флористических исследований территории в 2015–2019 гг. Исследование проводилось на семи профилях, заложенных от самых низких высот над уровнем моря до высшей точки изучаемой территории, с таким расчетом, чтобы максимально охватить возможное число местообитаний на склонах разной экспозиции. Флористические исследования позволили уточнить состав редких и охраняемых видов растений территории, имеющих международный или национальный природоохранный статус. К таким растениям в заповеднике относятся 88 видов (6,7% от всей местной флоры), принадлежащих к 51 семейству (28,3% от 180 семейств флоры). Охраняемые виды относятся к трем отделам сосудистых растений: Polypodiophyta – 5 видов (5,7%), Pinophyta – 10 (11,4%), Magnoliophyta – 73 (83,0%). Из них 57 видов занесены в список МСОП (IUCN), в т.ч. EN (исчезающие) – 7 (8,0%), VU (уязвимые) – 11 (12,5%), NT (находящиеся в состоянии, близком к угрожаемому) – 7 (8,0%), LC (вызывающие наименьшие опасения) – 32 (36,4%), DD (требующие дополнительных исследований) – 2 (2,3%); 43 вида охраняется в соответствии с Красной книгой Вьетнама (2007), в том числе EN – 11 (12,5%), VU – 32 (36,4%); 18 видов – в соответствии с Постановлением об охране редких и ценных видов флоры и фауны Вьетнама (2006). 37 видов, входящих в список МСОП, не охраняются во Вьетнаме. Однако 10 видов из этого списка со статусом EN, VU, NT могут составить ресурсную базу для реинтродукции их на территории, где виды исчезли или находятся на стадии полного вымирания.

Ключевые слова: биоразнообразие, охраняемые растения, Красная книга, заповедник Нам Донг, Вьетнам

Скачать

Нгуен Куинь Чанг, Сахарова С.Г., Прияткин Н.С., Жигунов А.В. Рентгенографический анализ качества семян Eucommia ulmoides Oliv. разного географического происхождения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 134–151. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.134-151

Аннотация

Представлены результаты рентгенографических исследований семян эвкоммии вязолистной (Eucommia ulmoides Oliv.), которые характеризуются очень глубоким покоем. Опыты проводились на семенах разного географического происхождения: Россия (г. Кропоткин, Северный Кавказ) и Республика Вьетнам (провинция Лайтяу). Семена на Северном Кавказе были собраны с поверхности земли в феврале и поэтому прошли под снежным покровом естественную стратификацию, а семена в провинции Лайтяу были собраны с деревьев после их созревания и хранились до проведения анализа в сухом, не стратифицированном состоянии. Описаны типы идентифицированных скрытых дефектов семян. Приведены данные индивидуальных рентгеновских характеристик каждого исследованного семени («параметрический паспорт»). По наличию дефектов можно сделать заключение, что семена из провинции Лайтяу должны характеризоваться лучшими посевными качествами, по сравнению с семенами из г. Кропоткина. Различия в биометрических параметрах двухлетних сеянцев эвкоммии вязолистной разного географического происхождения не достоверны. Однако всхожесть семян из г. Кропоткина значительно выше, чем из Лайтяу. Это можно объяснить различной степенью естественной подготовленности семян к посеву. Результаты рентгенографического анализа стратифицированных семян E. ulmoides из г. Кропоткина совпадают с результатами их проращивания. Однако оценка жизнеспособности семян эвкоммии, не подвергнутых стратификации, по результатам определения их доброкачественности рентгенографическим методом не представляется возможной. Для получения всхожести семян, соответствующей потенциалу их посевных качеств (согласно проведенному рентгеноскопическому анализу) для семян Eucommia, рекомендуется длительная (не менее 3–4 мес.) холодная стратификация.

Ключевые слова: семена Eucommia ulmoides, микрофокусная рентгенография семян, скрытые дефекты семян, доброкачественность, жизнеспособность семян, биометрические параметры сеянцев, стратификация.

Скачать

Нгуен Чонг Тай Применение геоинформационных технологий для создания гипсометрической карты Лисинского научно-исследовательского и учебного полигона // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 152–165. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.152-165

Аннотация

Разработана методика составления и анализа гипсометрических карт на основе применения геоинформационных технологий. Установлено, что высоты над уровнем моря на изучаемой территории составляют от 34 до 102 м; наблюдается постепенное общее снижение высоты в направлении от северо-запада к юго-востоку, как и течение большинства протекающих здесь рек. Проведен статистический анализ полученных результатов, определено распределение площадей изучаемой территории по высоте над уровнем моря, показано, что участки с высотами 60–75 м над уровнем моря занимают более 52% всей изучаемой площади. Предложенная методика составления и анализа гипсометрических карт с помощью цифрового моделирования рельефа и ГИС-технологий может служить инструментом современного ландшафтного анализа. Методика позволяет формировать динамичную и наглядную систему представления пространственных данных о ландшафтах. Ряд операций (построение горизонталей, определение площадей, выполнение статистических расчетов, представление карт) при этом выполняется значительно эффективнее, чем при традиционной «ручной» обработке. Гипсометрические карты, представленные средствами ГИС, позволяют выполнять разносторонний анализ изучаемой территории совместно с другими пространственными данными (материалами дистанционного зондирования Земли, лесными картами, геоинформационными данными лесоустройства). Такой анализ может использоваться для оценки ландшафтных характеристик изучаемой территории, выявления и уточнения природных рубежей, планирования хозяйственных мероприятий на основе ландшафтного подхода. Например, переклассификация слоя гипсометрической карты с разным шагом (5, 10, 20 м и т. д.) позволяет уточнять границы ландшафтных фаций и урочищ. Набор пространственных данных, включая гипсометрические карты, может использоваться для составления и представления ландшафтно-морфологических карт. Ландшафтно-морфологические карты являются многолетней научной основой ведения разнонаправленного хозяйства и природопользования на изучаемой территории. Они могут служить основой мониторинга состояния, использования лесов и лесных земель. На основе ландшафтно-морфологических карт можно вести непрерывную оценку и инвентаризацию природных ресурсов: земельных, воздушных, водных, растительных и животных популяций.

Ключевые слова: гипсометрическая карта, лесные земли, ГИС, SRTM, ЦМР, высота, горизонтали, ландшафтная карта

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Скачать

Жук К.Д., Свойкин Ф.В., Угрюмов С.А. Программное обеспечение для графического представления и динамического расчета выхода готовой продукции из отдельной части ствола дерева // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 166–181. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.166-181

Аннотация

Проблема полного учета контроля размерно-качественных характеристик древесины, получаемой в процессе лесозаготовки, является одним из основных аспектов в условиях рыночных отношений для лесозаготовительных предприятий и фактором регулирования издержек производства. Информацию по размерным параметрам заготовленной древесины система контроля-измерения современных многооперационных машин хранит в файлах с различными расширениями. В настоящее время отечественного программного обеспечения, которое позволяло бы динамически проанализировать объем отдельного ствола дерева, не существует, имеются только программные комплексы, позволяющие оценить заготовленную продукцию в целом. Целью работы является создание программного обеспечения для графического представления и динамического расчета объема заготовленной многооперационными лесными машинами продукции, в том числе для оперативного учета размерных параметров древесины, заготовленной из любой части ствола дерева. Разработанное программное обеспечение написано на языке программирования Python в среде программирования PyCharm Community. Разработанное программное обеспечение позволяет осуществлять динамический расчет объема заготовленной многооперационными лесными машинами продукции, в том числе для оперативного учета размерных параметров древесины, заготовленной из любой части ствола дерева, а также графически представить полученные результаты в удобной для анализа форме. Использование разработанной программы позволит оперативно анализировать размерно-качественные характеристики заготовленной древесины с выработкой корректирующих технологических решений в процессах лесозаготовки, что способствует снижению эксплуатационных затрат и себестоимости заготовки древесины, повышению производительности и прибыли для лесопромышленных компаний от производственно-хозяйственной деятельности.

Ключевые слова: программное обеспечение, stm файл, лесные машины, лесозаготовка, размерно-качественные характеристики, динамический расчет.

Скачать

Мясищев Д.Г., Горбатов С.П., Вашуткин А.С., Лоренц А.С. Прогнозирование ресурса вновь проектируемых тормозных механизмов с учетом инновационных инженерных решений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 182–197. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.182-197

Аннотация

Для получения максимальной эксплуатационной эффективности транспортно-технологических машин лесного комплекса решались вопросы рационального обоснования их конструктивных параметров и характеристик, а именно тормозных систем и их компонентов, что является основой безопасной эксплуатации и максимальной производственной отдачи рассматриваемой техники. Приведено обобщение результатов экспериментальных исследований в направлении повышения эффективности тормозных систем транспортно-технологических машин для последующего прогнозирования ресурса вновь проектируемых тормозных механизмов с учетом инновационных инженерных решений на уровне изобретения. В изобретении «Способ циркуляции воздуха при подаче его под давлением на фрикционные поверхности тормозного механизма в процессе торможения и устройство для его осуществления» предлагается в процессе торможения обеспечить такую циркуляцию воздуха в тормозном механизме колеса, что при сближении колодки и барабана реализуется его подача под давлением на фрикционные поверхности тормозного механизма. Для реализации такого технического решения проводились комплексные экспериментальные исследования с целью выявления предполагаемых возможных положительных эффектов. Выполнен анализ результатов экспериментальных исследований, который наглядно показывает повышение тормозной эффективности лесотранспортных машин. Для решения обобщающей задачи, связанной с повышением тормозной эффективности лесотранспортных машин, предлагается эвристический подход. В качестве рабочей гипотезы имеет место первая теорема подобия. Принятые во внимание представленные ранее предположения о подобии процессов тормозных колодочных механизмов экспериментального стенда и некоторого виртуального погрузчика позволил прогнозировать ресурс тормозного механизма и при реализации приведенного технического решения. В результате представлена методика прогнозирования ресурса вновь проектируемых тормозных механизмов с учетом инновационных инженерных решений на уровне изобретения.

Ключевые слова: тормозная эффективность, барабанный тормоз, стендовый эксперимент, оптимизация, теория подобия, увеличение ресурса тормоза.

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

Леонович А.А., Глазунова М.Г. О параметрах оценки веществ для снижения горючести древесных плит // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 198–207. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.198-207

Аннотация

Решается методическая задача быстрого и малозатратного выбора антипренов для огнезащиты древесных плит. Лущеный шпон пропитывали фосфорсодержащими соединениями на основе ОЭДФК (двухосновная кислота) и амидофосфата КМ (трехосновная кислота) с расходом менее необходимого для огнезащиты. Образцы 800×56 мм испытывали на приборе «полукруг» в условиях угнетаемого горения в силу возрастающего теплоотвода по мере прохождения кромки горения по полукругу радиусом 254 мм. Анализируются параметры результатов испытания для оценки эффективности антипиренов. Сделан вывод о пригодности метода для первоначальной оценки антипиренов и выбора для окончательного и сертифицированного испытания на пожароопасность.

Ключевые слова: древесно-стружечные плиты, огневые испытания, горючесть, антипирены

Скачать

Демин В.А., Ипатова Е.У., Пахучая Л.М. ИК Фурье спектроскопия древесины сосны, пораженной окаймленным трутовиком (Fomitopsis pinicola) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 208–216. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.208-216

Аннотация

Методом ИК Фурье спектроскопии в пределах одного ствола были изучены изменения древесины cосны обыкновенной (Pínus sylvéstris) в результате ее биологического поражения и деструкции окаймленным трутовиком – грибом Fomitopsis pinicola (Schw. ex Fr.) Karst. Исследование проводили на спектрометре Prestige-21 фирмы Shimadzu в области волновых чисел 4000–400 см–1 с разрешением 4 см–1 (20 сканов). Спектры поглощения снимали с использованием приставки диффузионного отражения (ДО). Показано, что биодеструкция древесной ткани сосны отражается на ИК Фурье спектрах. Изменения наблюдаются в областях спектра поглощения, характеризующих валентные колебания гидроксильных, метиленовых, карбонильных групп, скелетные колебания ароматического кольца. Глубокая деструкция древесины в центре ствола сопровождается батохромным сдвигом (1734 см–1 до 1719 см–1) и значительным увеличением интенсивности полосы поглощения валентных колебаний карбонильных групп (1719 см–1), а также изменением контура спектра поглощения в области от ~1719 до ~1100 см–1. В спектре деструктированной древесины интенсивности полос поглощения в этой области уменьшаются, в спектрах образцов с периферии и центра ствола, сохранивших морфологическую структуру древесины – увеличиваются. В деструктированной древесине отмечено существенное увеличение интенсивности полосы поглощения при 1601 см–1, которая становится несколько большей, чем интенсивность полосы с максимумом 1508 см–1, что не характерно для ИК спектра здоровой хвойной древесины, в которой отношение интенсивностей этих полос поглощения противоположное.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, ИК Фурье ДО спектроскопия, окаймленный трутовик, деструкция биополимеров древесины, полосы поглощения, валентные колебания, гидроксильные, карбонильные, метиленовые группы, ароматические структуры.

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Павлов Н.А., Спицын А.А., Минич М.И., Бахтиярова А.В.К вопросу получения качественных древесноугольных брикетов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 217–231. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.217-231

Аннотация

Исследовались характеристики и свойства древесно-угольных брикетов, используемых для кальянокурения, влияющие на их эксплуатационные возможности. Проведён сравнительный анализ древесно-угольных брикетов из кокосового, берёзового и соснового сырья. Кокосовый уголь является дорогостоящим сырьём. Предложено заменить кокосовый уголь на берёзовый, что экономически целесообразно. Для получения образцов угля проведён пиролиз кокоса, берёзы и сосны. Полученные образцы в дальнейшем исследовались методами ТГА и ДТГ. Определялись влажность, зольность, содержание нелетучего углерода. Проведено исследование, моделирующее рабочее состояние брикета, что позволило определить важнейшие характеристики древесно-угольного брикета используемого для кальянокурения. Выявлено, что основными эксплуатационными характеристиками являются: запах и прочность брикета в рабочем состоянии, характер разрушения при интенсивном воздействии воздухом. Определено влияние на качество брикетов следующих факторов: сырьё для угля, фракционный состав угля, тип связующего, количество связующего, давление прессования. Полученные брикеты из берёзового угля не уступают кокосовым брикетам по ряду характеристик, что позволяет снизить затраты на изготовление древесно-угольных брикетов при использовании берёзового сырья вместо кокосового. Выявлена перспектива использования берёзового угля в качестве замены кокосовому, а также предложена формула получения конечного продукта.

Ключевые слова: уголь, древесно-угольный брикет, кальянокурение, крахмал

Скачать

Боголицын К.Г., Москалюк Е.А., Костогоров Н.М., Шульгина Е.В., Иванченко Н.Л. Характеристика качества локальных сточных вод сульфатного производства волокнистых полуфабрикатов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 232–249. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.232-249

Аннотация

Федеральным законом «Об охране окружающей среды» и отдельными законодательными актами России в области экологии основным направлением развития экономики определена гармонизация технологических и экологических решений с внедрением наилучших доступных технологий. Производство целлюлозы, бумаги, картона относится к наиболее водоемким производствам и в силу образования значительных объемов сточных вод, содержащих различные по химической природе компоненты, оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Поэтому задача создания эффективной системы эколого-аналитического контроля качества сточных вод на всех стадиях технологического производства, очистки и выпуска в природные водоемы остается наиболее востребованной и актуальной. Обоснованы принципы построения системы внутрипроизводственного контроля интегрированного целлюлозно-бумажного предприятия по производству картона на основе обобщенных показателей качества локальных стоков. Показаны специфические особенности формирования и характеристики состава сточных вод сульфатцеллюлозного производства при совместном упаривании «черных» и «красных» щелоков.

Ключевые слова: эколого-аналитический контроль, сточная вода, щелок, обобщенные (интегральные) показатели

Скачать

Вураско А.В., Первова И.Г., Шаповалова И.О. Содержание металлов в биомассе растений и в материалах на их основе // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 250–266. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.250-266

Аннотация

Проведена оценка биомассы растений на содержание металлов-экотоксикантов деревьев городской среды (береза, осина, яблоня) и биомассы крупяных культур и технической целлюлозы из нее. В качестве биомассы крупяных культур исследовали плодовые оболочки гречихи и солому овса (Челябинская область, 2018 г.), плодовые оболочки и солому риса (Краснодарский край, 2019 г.). Определение содержания металлов проводили титриметрическим методом, методами оптической эмиссионной спектрометрии (ICP-OES) и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Способ делигнификации окислительно-органосольвентный. Установлено, что поверхность листьев деревьев, расположенных вдоль автодорог, сорбирует соединения свинца с превышением 1,1–2,6 долей ПДК, соединения Cu – в 6,8–14,2 раза; для цинка концентрации – ниже значений ПДК. При горячей экстракции биомассы листьев установлено, что превышение содержания растворимых соединений свинца составляет 2,6–2,7 долей ПДК, для соединений цинка концентрации – ниже значений ПДК. Накопление соединений меди не обнаружено. При делигнификации недревесного растительного сырья за счет эффекта накопления больше всего концентрированию подвержены соединения Fe, Zn, Pb, Sr, As, Cr, Cd. Наибольшее количество поллютантов содержится в плодовых оболочках гречихи, а также в технической целлюлозе из них; при делигнификации плодовых оболочек риса для всех поллютантов концентрация снижается. Бόльшее содержание тяжелых металлов, как в биомассе крупяных злаков, так и в целлюлозе из нее, наблюдается в растениях Челябинской области, по сравнению с Краснодарским краем. Эффективнее удаляются минеральные компоненты и металлы из сырья с изначально высоким содержанием золы (плодовые оболочки и солома риса). Видимо, большая часть тяжелых металлов входит в состав минерального компонента, а не в состав клеточной стенки. Целлюлозосодержащие материалы, полученные из плодовых оболочек и соломы крупяных культур, не следует рекомендовать для пищевого применения без дополнительных исследований.

Ключевые слова: поллютанты, экотоксикация, тяжелые металлы, органосольвентная делигнификация, биомасса, листва деревьев, плодовые оболочки, солома, крупяные злаки

Скачать

Школьников Е.В. Кинетика и механизм линейного роста кристаллов в стекле As2Se3 // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 267-282. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.267-282

Аннотация

Ранее исследовано влияние малых добавок олова и свинца на кинетические параметры изотермической объемной кристаллизации стекол на основе As2Se3. Кинетика преимущественно поверхностной кристаллизация стекла As2Se3, используемого в электронной технике и волоконной ИК оптике, изучалась методами дифференциальной сканирующей калориметрии и микроскопии. Влияние величины переохлаждения ΔТ на механизм и кинетические параметры кристаллизации стекла As2Se3 изучено недостаточно. Автором статьи выполнен теоретический анализ экспериментальных зависимостей скорости линейного роста кристаллов As2Se3 от температуры и вязкости стекла As2Se3. На основе анализа существующих данных и приводимой работы показано, что в стекле As2Se3 при переохлаждениях ΔT = 30–135° вероятен дислокационный рост кристаллов в форме сферолитов. Для индивидуальных пластинчатых кристаллов As2Se3 с бездислокационными гранями внутри сферолитов при ΔT = 75–135° вероятен механизм роста с поверхностной двумерной нуклеацией, или 2Dsg–model. Скорость линейного роста кристаллов в стекле As2Se3 при 240−345 °C теоретически рассчитывается, если в формулу Тернбала–Коэна ввести вероятностный фактор f (ТΔT) роста на ступенях винтовых дислокаций, а свободную энергию активации роста кристаллов ΔGa» (T) принять равной кинетическому барьеру при вязком течении стекла ΔGη# (T) в уравнении Эйринга.

Ключевые слова: измерение и теоретический анализ скорости изотермического роста кристаллов, влияние переохлаждения на механизм линейного роста кристаллов в стеклах

Скачать

Выпуски 2020 года

Выпуск 233

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Гурьянов М.О., Антонов О.И., Джикович Ю.В. Зависимость размерно-весовых показателей ветвей деревьев ели европейской от их от фитоценотического состояния // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 6–18. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.6-18

Аннотация

Изучение структуры кроны является важным элементом как экологических, так и лесоводственных исследований. Интенсивное лесовыращивание подразумевает проведение регулярных рубок ухода, а также выполнение многоприемной обрезки ветвей для получения высококачественной бессучковой древесины. При этом производительность работ связана с количественными параметрами кроны: числом живых и сухих ветвей в мутовке, диаметрами ветвей, количеством мутовок и др. В результате исследований, проведенных в искусственных древостоях ели, были изучены количественно-весовые параметры крон у деревьев разных классов роста. Установлено, что интенсивность роста ветвей, а также процесс очистки ствола от сучьев в значительной степени зависят от фитоценотического положения деревьев.

Ключевые слова: ель европейская, количественно-весовые параметры, моделирование структуры кроны

Скачать

Чан Чунг Тхань, Грязькин А.В., Беляева Н.В., Кази И.А., Беспалова В.В., Сырников И.А. Сравнительная оценка структуры и запасов древесных и недревесных ресурсов березняков и ельников // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 19–38 DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.19-38

Аннотация

Цель работы – комплексная оценка ресурсов, сравнение их структуры и запасов, депонированных в наиболее распространенном типе березняков и ельников Ленинградской области. Актуальность работы обусловлена возрастающим интересом исследователей к многообразию ресурсов лесного фонда. Представлены сравнительные данные по основным видам ресурсов в березняках и ельниках, наиболее распространенных в условиях Ленинградской области. На объектах исследования в составе березняка черничного 65% березы и 21% ели, а в составе ельника черничного наоборот, 68% ели и 12% березы. Запасы бересты и коры ели определены по объему и весовым методом. Оценка урожайности ягод и запасов ресурсных видов проводилась на круговых учетных площадках радиусом 1,785 м. Запасы промысловых видов растений устанавливали методом укосов. Урожайность ягод – одноразовым сбором в период их созревания. Интенсивность соковыделения и сокопродуктивность березняка определены опытным путем, с учетом диаметра стволов, развития кроны и возраста деревьев. Цены по видам ресурсов использовали по состоянию на 2019 год. Показано, что стоимость древесины в березняке составляет 200840 руб./га, а в ельнике – 239926 руб./га. Суммарный доход от реализации учтенных видов ресурсов в березняке может составить около 1,4 млн руб./га, а в ельнике – более 940 тыс. руб./га. Стоимость учтенных ресурсов в березняке, в зависимости от сезона года, составляет от 414362 до 1359100 руб./га, а в ельнике – от 348138 до 947454 руб./га в год. При этом, в среднем за год, березняк черничный за счет древесины может приносить доход 2643 руб./га, а ельник – 2666 руб./га. Следовательно, основная часть ресурсов лесного участка – это не древесина, а недревесные ресурсы, или побочная продукция леса. Полученные результаты можно использовать при обновлении нормативной документации по лесопользованию, при разработке проекта освоения лесного участка, при составлении договора аренды лесного участка.

Ключевые слова: лесной участок, тип леса, березняк, ельник, сырьевые ресурсы

Скачать

Усольцев В.А., Ковязин В.Ф., Цепордей И.С. Увеличение вклада климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы деревьев дуба на территории Евразии в связи с отклонением модели от аллометрии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 39-59. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.39-59

Аннотация

Лесные экосистемы, являясь поглотителями атмосферного углерода, играют важную роль в сокращении выбросов CO2 и предотвращении потепления климата. Авторы попытались смоделировать биомассу модельных деревьев Quercus L., используя данные 500 деревьев, распределенных вдоль транс-евразийских гидротермических градиентов. На сегодняшний день предложено несколько моделей биомассы деревьев и древостоев, включающих в качестве независимых переменных как их морфолого-структурные характеристики, так и климатические показатели. Существующие модели позволяют прогнозировать изменения биомассы вследствие сдвигов климатических трендов, но не показывают вклада климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы, которая зависит как от вида дерева и древостоя, так и от структуры модели. Разработанные модели показывают, в какой степени отклонение от классической аллометрической модели, вызванное включением дополнительных независимых переменных, увеличивает вклад климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы. Этот вклад наибольший, когда модель включает возраст, диаметр ствола, высоту дерева и их совокупный эффект. 3D-интерпретация «лучшей» модели показала пропеллеро-образную зависимость компонентов биомассы дуба от температуры и осадков, форма которой является зеркальным отражением аналогичной зависимости для биомассы деревьев двухвойных сосен и лиственниц. Это может быть связано с особенностями функционирования лиственных и хвойных видов.

Ключевые слова: древесная биомасса, компоненты биомассы, связанные модели, структурные независимые переменные, климатические независимые переменные, вклад климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы

Скачать

Данилов Д.А., Шестаков В.А., Шестакова Т.А., Эндерс О.О. Сукцессионные стадии восстановления древесной растительности на постагрогенных землях Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 60–80. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.60-80

Аннотация

Проведено исследование восстановления древесных сообществ на постагрогенных почвах на двучленных отложениях в условиях Оредежского плато Лужско-Оредежского ландшафта Ленинградской области. Применялся метод учётных площадок и пробных площадей для учёта возобновляющихся и спелых древостоев. Проведён подбор по стадиям восстановления растительности по ряду: рудерально-кустарниковая, кустарниково-луговая, лиственно-хвойная и спелый хвойный древостой с преобладанием ели или сосны. Показано, что с ростом и развитием древесных сообществ происходит смена видового состава от рудерально-луговой растительности в живом напочвенном покрове к преобладанию лесных видов и полностью их замещению в спелых хвойных древостоях. Подчёркивается роль воздействия весенних палов на внедрение хвойных пород под полог лиственных сообществ. Показано, что удалённость от источника материнского древостоя сдерживает формирование сомкнутого древесного полога в условиях залежи. Установлено, что в спелых древостоях на постагрогенных старопахотных землях доля участия ели или сосны зависит от гранулометрического состава подстилающего горизонта. На постагрогенных почвах на супесчаном горизонте будет преобладать сосна. С утяжелением гранулометрического состава до суглинистого этого горизонта будет преобладать ель. Построена возможная прогнозная схема развития древесных сообществ в условиях постагрогенных земель на почвах, сформировавшихся на двучленных отложениях. Недостаток сведений и разобщённость данных о ходе лесообразовательного процесса на бывших сельскохозяйственных землях на двучленных почвах не позволяет сформировать научно-обоснованную систему мероприятий для рационального ведения лесного хозяйства на данных площадях.

Ключевые слова: постагрогенные земли, почвы на двучленных отложениях, естественное возобновление лиственных пород, подрост сосны и ели, спелые древостои сосны и ели, проективное покрытие живого напочвенного покрова

Скачать

Мамаев Н.А., Буй Динь Дык, Селиховкин А.В. Вторая вспышка размножения тополёвой нижнесторонней моли-пестрянки Phyllonorycter populifoliella в Санкт-Петербурге // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 81–94. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.81-94

Аннотация

Исследовались популяционные характеристики, факторы смертности и пищевые предпочтения минирующей листья тополя тополёвой нижнесторонней моли-пестрянки Phyllonorycter populifoliella (Treitshke, 1833) (Lepidoptera: Gracillariidae) в Санкт-Петербурге в связи с развитием второй в истории насаждений города вспышки массового размножения этого вредителя. В разных районах Санкт-Петербурга были заложены пробные площади с разной интенсивностью повреждения, варьирующей в среднем от 5,2 до 21,7 мин/лист. На каждой пробной площади в первые дни после начала лёта первого поколения (первая декада августа) срезались по две ветви в нижней части кроны с каждого дерева на которых анализировались мины 50 листьев для установления причин гибели и доли выживших особей. На всех пробных участках (за одним исключением) был один вид тополя – тополь берлинский Populus × berolinensis. Именно этот вид наиболее интенсивно повреждался Ph. populifoliella. Вспышка размножения в 2017–2019 гг., локализованная в Невском районе, постепенно распространяется по территории города, имея выраженный мозаичный характер, однако причины этой мозаичности распространения не ясны. Плотность популяции вредителя в Невском районе за последние годы существенно увеличилась. Наиболее успешно проходит развитие на деревьях с высокой плотностью популяции вредителя. С одного листа на таких участках вылетает 7 и более бабочек (36–52%) от начавших развиваться личинок), тогда как при меньшей плотности (в среднем 5 и 11 мин/лист) вылет составляет 8 и 19% соответственно. Это позволяет сделать предположение о ведущей роли состояния кормовых деревьев в развитии тополёвой моли. В отношении остальных факторов, влияющих на смертность, не удалось выявить их выраженного воздействия на плотность популяции.

Ключевые слова: вспышка массового размножения, распространение, Phyllonorycter populifoliella, тополь берлинский, плотность популяции

Скачать

Алексеев А.С., Чернов И.М., Никифорчин И.В., Иванова Е.А. Определение состояния древостоев сосны обыкновенной и ели европейской с помощью полусферической съемки камерой типа «Рыбий глаз» и последующего анализа цифровых изображений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 95–110. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.95-110

Аннотация

На примере чистых и смешанных древостоев хвойных пород с преобладанием сосны обыкновенной и ели европейской было проведено поисковое исследование возможностей определения состояния древостоев на основе цифровой полусферической съемки полога леса снизу вверх объективом типа «Рыбий глаз» и последующей обработки полученных изображений. Исследования были проведены на 25 пробных площадях, заложенных по европейской методике мониторинга состояния лесов ICP-Forest с регулярным их размещением по территории. На пробных площадях традиционным наземным методом были визуально определены такие показатели состояния древостоев как средние дефолиация верхней 1/3 части кроны деревьев, дефолиация всей кроны деревьев и класс повреждения древостоев. На этих же пробных площадях были получены снимки древесного полога объективом для полусферической съемки «Рыбий глаз», которые были обработаны с помощью программы открытого доступа Gap Light Analyzer. Методами регрессионного и дисперсионного анализа были установлены статистически достоверные связи между показателями состояния древостоев и их индексом листовой поверхности, полученным при обработке цифровых изображений. Показатели состояния древостоев и их индекс листовой поверхности связаны обратной зависимостью с коэффициентами детерминации от 79,8 до 87,4%. Полученные результаты позволяют в принципе разработать измерительную методику оценки состояния древостоев, обладающую свойствами объективности, технологичности, экономичности и точности. Основной целью такой методики является удаление из оценок состояния древостоев субъективного подхода, свойственного всем визуальным определениям.

Ключевые слова: древостои сосны и ели, пробная площадь, дефолиация кроны, класс повреждения, полусферическая съемка, объектив «Рыбий глаз», регрессионный анализ, дисперсионный анализ

Скачать

Пахучая Л.М., Пахучий В.В. Видовое разнообразие фитоценозов на осушаемых лесных землях Южного Тимана // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 111–125. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.111-125

Аннотация

Цель исследования определить видовой состав фитоценозов на объектах лесоосушения в слабо изученном в гидролесомелиоративном отношении районе Республики Коми – на территории Южного Тимана, выявить наличие здесь редких и охраняемых видов, оценить их состояние и дать рекомендации по охране. Исследования выполнялись в Троицко-Печорском и Ухтинском лесничествах Республики Коми на участках, осушение которых выполнено в 1972–1989 гг. Описание растительности и видового состава фитоценозов выполняли на опытных участках, заложенных для оценки лесоводственной эффективности лесоосушения и маршрутным методом. В ходе проведения работ использованы геоботанический и флористический методы. Названия видов и семейств приведены по сводке С.К. Черепанова. На объектах исследования выявлено 112 видов, в том числе 93 вида сосудистых растений, относящихся к 38 семействам, 13 видов мохообразных, 6 видов лишайников. Наиболее представлены семейства: розоцветные – около 11%, вересковые – 8%, лютиковые – 7%, сосновые – 6% и мятликовые – 6% от общего числа видов. Ягоды и съедобные травы представлены 21 видом, лекарственные растения – 42 видами. На осушаемых участках и в неспоредственной близости от них встречены редкие и охраняемые виды растений, включенные в Красную книгу Республики Коми: Pinus sibirica du Tour, Dryopteris filix-mas (L.) Shott, Adonis sibirica Patrin ex Ledeb., Thalictrum aquilegifolium L., Paeonia anomala L., Chrisosplenium tetrandrum (Lund ex Malmgr.), Hammarbia paludosa (L.) O. Kuntze, Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. Визуальные оценки свидетельствуют о хорошем или удовлетворительном состоянии этих видов и адаптированности к условиям местопроизрастания. Исчезнувших или возможно исчезнувших видов на объектах исследования не установлено. Статус редкости отдельных видов, включенных в Красную книгу Республики Коми и отмеченных на объектах исследования, за период с 1998 до 2019 гг. повышался (Hammarbia paludosa (L.) O. Kuntze), понижался (Paeonia anomala L.) или и повышался, и понижался (Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm). Это свидетельствует о целесообразности мониторинга численности редких и охраняемых видов, в том числе в условиях регулирования водного режима методами гидротехнических мелиораций. Данные о видовом составе фитоценозов могут быть использованы для разработки режима охраны редких видов растений в фитоценозах на осушаемых лесных землях Южного Тимана в Республике Коми.

Ключевые слова: Республика Коми, Южный Тиман, осушение лесных земель, видовое разнообразие, редкие и охраняемые виды растений

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Андронов А.В., Зверев И.А. Исследование параметров, определяющих значение сменной производительности валочно-пакетирующих машин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 126–138. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.126-138

Аннотация

Представлены результаты замеров времени на наведение захватно-срезающее устройства на дерево, его захват и натяг. Получены законы распределения сменной производительности валочно-пакетирующих машин и параметров, определяющих время цикла на обработку одного дерева. Установлена регрессионная зависимость между сменной производительностью и временем переезда машины между лентами.

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, сменная производительность, закон распределения, статистический анализ

Скачать

Нестерова Е.В., Хитров Е.Г., Андронов А.В. Решение задачи Буссинеска при оценке соотношения касательного напряжения и контактного давления // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 139–151. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.139-151

Аннотация

Решение фундаментальной задачи Буссинеска широко используется в технических науках и позволяет эффективно решать широкий спектр задач науки о лесозаготовительном производстве. На его основе удается получить практически значимые результаты в области оценки распределения напряжений, возникающих в обрабатываемом материале под воздействием рабочего органа. Цель нашего исследования – проанализировать результаты расчетов и установить соотношение максимального значения касательного напряжения и среднего значения давления по пятну контакта рабочего органа с обрабатываемом материалом. Теоретическую основу работы составляют уравнения распределения нормальных и касательных напряжений, возникающих в упругом полупространстве при вдавливании в него жесткого клина. В результате анализа теоретических расчетов показано, что характер затухания нормального напряжения по глубине деформируемого массива материала с высокой точностью аппроксимируется квадратичной функцией (на основе полученной приближенной функции выполнено сопоставление среднего давления по пятну контакта индентора с массивом и нормального напряжения по глубине массива). При этом, как показали результаты расчетов, функция распространения касательного напряжения в деформируемом массиве имеет экстремум. Выполнено сопоставление полученных данных по значению экстремума функции касательного напряжения со значением приближенной функции нормального напряжения на границе контакта индентора с деформируемым массивом. В результате показано, что максимальное по модулю касательное напряжение составляет 11-12% среднего контактного давления. Расчеты проведены при варьировании коэффициента Пуассона материала массива, установленное соотношение остается практически неизменным.

Ключевые слова: нормальное напряжение, касательное напряжение, давление по пятну контакта, лесные грунты, древесные материалы, разрушение

Скачать

Чупраков В.О., Посыпанов С.В. Результаты исследования взаимодействия мобильного малогабаритного причала с водной средой при его буксировке // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 152–165. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.152-165

Аннотация

Использование мобильных малогабаритных причалов дает возможность при снижении затрат организовать погрузку лесоматериалов на суда в пунктах отправления с помощью техники лесозаготовителей. Это создает предпосылки для существенного увеличения объемов перевозки лесоматериалов более дешевым водным транспортом, обеспечивает экономическую доступность древесного сырья, основная часть которого находится в удаленных лесных массивах. Предполагается, что при эксплуатации мобильных причалов они нередко будут перемещаться с одного пункта погрузки на другой в условиях небольших рек с помощью судов малой мощности. Для выполнения расчетов, связанных с указанным перемещением, нужны достаточно точные сведения о сопротивлении воды движению причалов при наличии влияния дна. При теоретическом исследовании установили факторы, влияющие на величину сопротивления воды равномерному перемещению причала. Представили соответствующую зависимость в символьном виде. Преобразовали ее, получив зависимость в безразмерном виде. Обосновали возможность исключения из числа определяющих факторов числа Рейнольдса и целесообразность фиксирования факторов, характеризующих форму подводной части причала. Полученное в результате символьное решение – зависимость коэффициента сопротивления воды от относительной глубины и числа Фруда. Опираясь на нее, провели эксперименты на модели с обеспечением физического подобия. По данным эксперимента получена регрессионная модель, позволяющая вычислять коэффициент сопротивления воды равномерному движению причала, а по величине этого коэффициента определять с использованием формулы Ньютона значение силы сопротивления. Анализируя регрессионную модель, установили, что изменение скорости буксировки относительно воды от 0,5 до 1,5 м/с и соответственно числа Фруда приводит к увеличению коэффициента сопротивления на 20…25%. Изменение относительной глубины от 4,0 до 1,5 вызывает увеличение указанного коэффициента на 110…120%. Столь существенное влияние мелководья в данном случае объяснили наличием постепенно сужающей области между днищем причала и дном водоема, что приводит к более значительному увеличению относительной скорости в задней части причала. Полученная информация дает возможность наилучшим образом спланировать мероприятия, связанные с буксировкой причалов от одного пункта перевалки грузов к другому.

Ключевые слова: круглые лесоматериалы, мобильный причал, сопротивление воды, судовые перевозки, погрузка лесоматериалов

Скачать

Зубова О.В., Силецкий В.В. Совершенствование технологии строительства продольного водоотвода // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 166–176. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.166-176

Аннотация

Приведены результаты исследований продольного водоотвода лесных дорог в Ленинградской области. Целью данного исследования является разработка мероприятий по улучшению работы боковых канав лесных дорог. Проведенное исследование показало, что отсутствие содержания продольного водоотвода негативно сказывается не только на земляном полотне, но также оказывает разрушительное воздействие и на лесную дорогу в целом. Предложен альтернативный материал – шламогрунт для использования в строительстве продольного водоотвода, а также альтернативный способ возведения канавы с использованием шламогрунта. Применение предложенной технологии и материала позволит повысить долговечность конструкции за счет прочных монолитных кристаллических структур, образующихся в ходе взаимодействия нефелинового шлама и грунтов местного залегания.

Ключевые слова: шламогрунт, лесные дороги, водопропускные сооружения, канавы, продольный водоотвод

Скачать

Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ технологической эффективности производства сортиментов на базе ВСРМ // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 177–188. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.177-188

Аннотация

Системный анализ позволяет выстраивать единое функциональное пространство-время выполнения производственных операций для различных уровней связности технологических процессов. В основе скандинавской технологии лежит комплекс машин «ВСРМ + КС», связанных циклом производства. Современные ВСРМ главным образом являются одномодульными (однозахватными): все операции (валка дерева, обрезка сучьев, раскряжевка, обмер, подсортировка) выполняются одной ХГ, расположенной на конце манипулятора. Валка дерева начинается с подведения валочной головки к стволу дерева, средние деревья валят одним пропилом. При рубках главного пользования порубочные остатки складывают на волок под машину. При новой тенденции порубочные остатки собирают для производства энергетического топлива. Для ВСРМ отметим следующие четыре фазы (подоперации) работы: 1 – перемещение с одной стоянки на другую, 2 – подведение валочной головки к дереву, пропил и валка, 3 – обрезка сучьев и раскряжевка, 4 – подсортировка. Во второй фазе работы время пропила и объем дерева определяют производительность производства деревьев. В третьей фазе время обрезки сучьев и их объем определяют производительность производства вторичного сырья; время раскряжевки и объем сортиментов определяют производительность производства сортиментов. Таким образом, работу валочной головки ВСРМ можно рассматривать как двухступенчатый процесс, как систему подопераций, связанных единым функциональным временем производства единицы предмета труда (1 м3 материала древесины). Это суммарное функциональное время, в конечном итоге, определяет производительность производства вторичного сырья и сортиментов для каждого дерева. В цикле «ВСРМ+КС» производительность производства материала древесины с каждого дерева определяется на основании суммарного функционального времени работы валочной головки и времени ожидания подбора древесины КС. Системный подход к оценке технологической эффективности операций лесозаготовительных машин в цикле их связанности дает более информативную картину динамики связности процессов производства как единой пространственно-временной структуры. Это дает возможность более объективно формулировать технологическую эффективность.

Ключевые слова: время, производительность, цикл, операция, ступени

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Леонтьев Л.Л., Лобок И.Д., Иванов-Омский В.И., Смолин А.С. Системы водородных связей в бересте // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 189–198. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.189-198

Аннотация

Произведено сравнение систем водородных связей во внешнем и внутреннем слоях березовой бересты, в сравнении с водородными связями в высококачественной бумаге и в образце выделенной из древесины целлюлозы. Интервал исследуемых частот от 3000 до 3700 см–1, ограничен областью поглощения гидроксильными ОН-группами, частоты которых наиболее чувствительны к возникновению Н-связей. Для оценки параметров Н-связей проводилась деконволюция полос поглощения ОН-групп гауссовыми компонентами. Для корректного выделения поглощения гидроксильными группами первоначально деконволюции подвергается весь фрагмент, включающий в себя полосы поглощения как метиленовым, так и гидроксильными группами. В дальнейшем анализировались только параметры контуров деконволюции, относящейся к гидроксильным группам. Принималось, что каждый компонент деконволюции может быть ассоциирован с определенным типом водородной связи. Определялся сдвиг частот компонентов деконволюции относительно собственной частоты колебаний изолированной гидроксильной группы, не охваченной по этой причине водородной связью. Для определения энергии водородных связей использовались литературные данные по корреляции энергии водородной связи с частотным сдвигом. Относительная плотность водородных связей оценивалась по отношению площадей контуров деконволюции.

Ключевые слова: Фурье ИК-спектроскопия, система водородных связей, береста, конденсаторная бумага, целлюлоза, деконволюция на гаусс контуры, плотность Н-связей, энергия Н связи.

Скачать

Вьюнков С.Н., Васильев В.В. Изучение компонента карбамидоформальдегидной смолы, нерастворимого в воде // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 199–207. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.199-207

Аннотация

Разработана методика химического анализа компонента карбамидоформальдегидной смолы (КФС), нерастворимого в воде. Синтезировали смолу при мольном соотношении исходных компонентов карбамид : формальдегид = 1 : 2, температуре 90 °С, начальной рН = 7,0…8,0, рН на кислой стадии 4,0…4,3. Для выделения водонерастворимого компонента КФС смешивали с большим количеством воды. Осадок промывали водой и растворяли в растворе йодида калия концентрацией 40%. В полученном растворе проводили окисление гидроксиметильных групп и свободного формальдегида йодом в щелочной среде. Избыток йода оттитровывали раствором тиосульфата натрия. В результате реакции образовывался белый хлопьевидный осадок, который отфильтровывали и подвергали анализу. В образце проводили определение общего содержания формальдегида и карбамида. Для этого анализируемый состав помещали в круглодонную колбу, снабженную прямым холодильником и капельной воронкой. В капельную воронку вливали отмеренное количество 45%-й фосфорной кислоты и по каплям добавляли ее в колбу. Колбу нагревали на металлической плитке, собирали выделяющийся формальдегид и сопутствующую воду в мерную колбу. После окончания процесса проводили определение выделившегося формальдегида. Определение карбамида осуществляли, используя уреазно-гипохлоритный метод, при котором уреаза гидролизует оставшийся карбамид до аммиака и двуокиси углерода. Далее весь образовавшийся аммиак определяли по его цветной реакции с гипохлоритом натрия и пересчитывали на карбамид. Разделив полученные массы карбамида и формальдегида на их молекулярные массы получили мольное соотношение карбамид : формальдегид в нерастворимом осадке, равное 1 : 1,5. Наименьшей молекулой, отвечающей этому условию, является олигомер, в котором четыре молекулы карбамида соединены тремя метиленэфирными связями, т. е. содержат шесть молекул формальдегида. Однако олигомеры с небольшой молекулярной массой хорошо растворимы в воде. К водонерастворимым относятся олигомеры с большой массой, значительно превышающей средний уровень. Расчёты показали, что среднее число звеньев из карбамида и метиленэфирной связи в олигомерах КФС составляет 10, а максимальное может доходить до 122. Исследование процесса отверждения компонента КФС, нерастворимого в воде, методом дифференциального термического анализа показало, что оно так же, как и КФС, проходит в три стадии. Однако температуры эндотермических пиков отличаются. Так, пик второй стадии отверждения КФС отмечен на уровне 241,0 °С, а для олигомера, нерастворимого в воде, он соответствует 244,2 °С. Ещё большие различия в температурах пиков третьей стадии отверждения: для КФС он 274,4 °С, для олигомера, нерастворимого в воде, 288,2 °С. Очевидно, что олигомер, нерастворимый в воде, значительно замедляет процесс отверждения КФС.

Ключевые слова: карбамидоформальдегидная смола, мольное соотношение, нерастворимый осадок, олигомер, структура молекулы, карбамид, формальдегид, метиленэфирная связь, гидроксиметильная группа

Скачать

Латышевич И.А., Гапанькова Е.И., Полховский А.В., Бильдюкевич А.В. , Шетько С.В., Прохорчик С.А., Клюев А.Ю., Козлов Н.Г. Полимерный композиционный материал на основе терпеноидного сырья для производства пластиковых лыж // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 208–220. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.208-220

Аннотация

В настоящее время лыжный спорт пользуется большой популярностью, поэтому спрос на лыжи постоянно возрастает. В связи с чем развитие национального лыжестроения является актуальным для нашей страны направлением. Лыжная индустрия развивается быстрыми темпами и на смену деревянным лыжам пришли пластиковые. Одним из составляющих компонентов лыж является полимерный композиционный материал (препрег). Поэтому сейчас производство препрега набирает обороты, создаются новые материалы на их основе. Проведенные исследования позволили разработать рецептуру и лабораторную технологию связующего на основе вторичных терпеноидных продуктов для изготовления препрега с дальнейшим использованием его при производстве пластиковых лыж. Полученные экспериментальные образцы лыж на производственных площадях филиала «Телеханы» Республиканского производственно-торгового унитарного предприятия «Беларусьторг» Управления делами Президента Республики Беларусь, по своим эксплуатационным свойствам находятся на уровне нормативных показателей.

Ключевые слова: препрег, лыжи пластиковые, отвердитель терпеноидный, смола эпоксидная, рецептура, технология лабораторная

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Дубовый В.К., Суслов Г.А. Исследование прочности сорбционных композиционных материалов на основе микротонких стеклянных волокон // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 221–227. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.221-227

Аннотация

Исследуется влияние минерального и органического связующего на термостойкость и показатель разрушающего усилия композиционных сорбционных материалов на основе стеклянных волокон. Рассматриваемый материал используется для сорбции органических соединений при низких концентрациях. Изучение влияния на эти два показателя вызвано тем, что материал, описываемый в настоящей статье, требует определенной технологической прочности и должен выдерживать температуры 300 °С. Для достижения требуемых параметров для материала исследовались три типа связующего: 1. Полиядерные комплексы алюминия, полученные в результате гидролиза хлорида алюминия; 2. Полиядерные комплексы алюминия, полученные в результате гидролиза сульфата алюминия; 3. Сульфатная небеленая целлюлоза. По результатам исследования было выявлено наиболее подходящее связующее для сорбционного композиционного материала и определено оптимальное процентное содержание этого связующего.

Ключевые слова: стеклянные волокна, композиционные материалы, фильтровальные материалы, полиядерные комплексы сульфата алюминия, полиядерные комплексы хлорида алюминия, связующие

Скачать

Ермолинский В.Г., Ковалева О.П. Реакционная способность целлюлозосодержащих материалов в технологии искусственных волокон и целлюлозно-бумажного производства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 228–245. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.228-245

Аннотация

Анализ результатов многочисленных исследований показывает, что регулирование свойств волокнистых полуфабрикатов, а также стабильность качества бумаги и картона возможны при условии учёта специфики процессов структурообразования в дисперсных системах, дисперсионной средой в которых является вода или её растворы на каждом этапе в многоступенчатых системах переработки целлюлозосодержащих материалов. В результате исключения из теоретических основ технологии и практики целлюлозно-бумажного производства понятия об индивидуальности природных волокон целлюлозы, предназначенной для производства бумаги, все исследования физико-химических свойств целлюлозы производились на образцах целлюлозы, предназначенной для дальнейшей химической переработки. При этом представления о гидрофильности волокон гидратцеллюлозы были перенесены и на волокна природной целлюлозы. В связи с этим отрицалась мозаичность поверхности растительных волокон и, следовательно, исключалась возможность реализации гидрофобных взаимодействий в системе «целлюлоза-вода». Характер и степень изменения параметров взаимодействия волокон с образованием фазовых связок в структуре волокон и между волокнами в листе бумаги рассматривает физико-химическая механика дисперсных систем, а выявленные закономерности учитываются в методах золь-гель технологии модифицирования поверхности волокон целлюлозы. Обобщение научно-технической информации на основе единого подхода к проблеме структурообразования в системе «целлюлоза-вода», базирующегося на представлениях физико-химической механики дисперсных систем и физико-химии полимеров, показало, что данные вопросы требуют тщательного и углубленного изучения с целью регулирования и достижения требуемых свойств целлюлозосодержащих материалов.

Ключевые слова: волокна, целлюлоза, бумага, фазовые связки, структурообразование, активация, гидрофобные взаимодействия

Скачать

Севастьянова Ю.В., Топтунов Е.А., Щербак Н.В., Солнцев П.В. Исследование свойств отработанного щелока от варки лиственной полуцеллюлозы при различном соотношении зеленого и белого щелоков // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 246–258. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.246-258

Аннотация

Основным полуфабрикатом для производства бумаги для гофрирования (флютинга), используемой в композиции тарного картона, является полуцеллюлоза из лиственных пород древесины. Производство полуцеллюлозы базируется на предварительной химической и последующей механической переработке древесной щепы или однолетних растений. Технология производства полуцеллюлозы с использованием в качестве варочного реагента – зеленого щелока позволяет упростить процесс приготовления варочного раствора и сократить схему регенерации химикатов из отработанных щелоков. Однако сведения о технологических параметрах варки, качестве полуцеллюлозы представлены недостаточно полно, отсутствуют подробные данные об избирательности процесса делигнификации лиственных пород древесины, произрастающих в СЗФО, а также недостаточно информации о составе и свойствах отработанного щелока, влиянии породного сырья на свойства щелоков. Исследование выполнено с целью изучения свойств отработанного (оранжевого) щелока, а именно его плотности, полученного при варке лиственной полуцеллюлозы с различным соотношением зеленого и белого щелоков. Основываясь на результатах исследований свойств отработанного производственного щелока от варки лиственной полуцеллюлозы на смеси белого и зеленого щелоков: 1) не выявлено значительного влияния изменения соотношения зеленого и белого щелоков при варке лиственной полуцеллюлозы на плотность отработанного щелока в диапазоне температуры от 15 до 90 °С и концентрации сухих веществ от 5 до 10%; 2) разработана математическая модель – полином 1 степени, – достоверно характеризующая зависимость плотности отработанного щелока от концентрации и температуры для производства лиственной полуцеллюлозы с различным соотношением зеленого и белого щелоков: ρ = 0,992 + 0,0083 · х – 0,0003 · t – 0,000012 · х · t – 0,00000032 · t2 – 0,0001158 · х2.

Ключевые слова: лиственная полуцеллюлоза, производство полуцеллюлозы на зеленом щелоке, зеленый щелок, белый щелок, оранжевый щелок, регенерация химикатов, плотность щелока, содержание сухих веществ в щелоке.

Скачать

5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Базаров С.М. Введение в хронодинамику // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 259-270. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.259-270

Аннотация

В динамике решаются задачи движения тел в координатной системе отсчета динамический параметр-время (пространство): динамические параметры (сила, импульс, энергия, механический момент) функциональны по отношению к независимым координатам времени (пространства). Как правило, эти функции непрерывны (кусочно непрерывны), поэтому с позиции теории обратных функций им можно построить в соответствие обратные функции: функциональность времени (пространства) от динамических параметров как независимых. Для монотонных функций эти отображения (образ-прообраз) взаимно однозначные. Произведение динамического параметра на координату времени (пространства) является потенциалом, это произведение образа и прообраза. Потенциалу можно поставить в соответствие полный дифференциал. Аналитическое исследование полного дифференциала потенциала в координатной системе динамические параметры-время (пространство) раскрывает картину появления функционального времени (пространства) и функциональных динамических параметров, сопряженных координатному времени (пространству) и динамическим параметрам. В результате этого вырисовываются элементы основ хронодинамики, сопряженно дополняющие динамику до потенциальной динамики. При потенциальном построении динамики функциональность динамических параметров от времени (пространства), раскрываемая законами сохранения в динамике, дополняется функциональностью времени (пространства) от динамических параметров: сколько динамических параметров, соответственно столько функциональных времен (пространств) и функциональных параметров. В обобщенной потенциальной динамике динамическим параметрам и времени (пространству) в динамике ставится в соответствие потенциальные динамические параметры и потенциальные времена (пространства). В результате исследования получено: при гиперболической зависимости динамических параметров от времени (пространства) соответствующие им потенциальные динамические параметры и потенциальные времена (пространства) равны нулю. В этих случаях динамика и хронодинамика становятся взаимными антидинамиками. Исследование потенциальных параметров открывает динамический код связности динамических параметров.

Ключевые слова: функция, время, пространство, параметр, связность

Скачать

Чудовская Л.А., Галилеев С.М., Галилеев М.М. Модель оценки риска инвестиционного бизнес-процесса в лесопромышленном комплексе // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 271–278. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.233.271-278

Аннотация

Рассмотрена оценка инвестиционного бизнес-процесса в отрасли лесопромышленного комплекса с помощью аппарата нечеткой логики. Модель позволяет оптимизировать работу транспортных узлов лесного комплекса, работу деревообрабатывающих предприятий, леспромхозов с точки зрения эффективности вложения инвестиций в условиях неопределенности современного состояния экономики. Рассмотрена модель оценки риска как задачи линейного программирования в нечеткой постановке. Использованы построенные функции принадлежности – треугольные и гауссовы на основе экспертных оценок. При решении задачи использован пакет MatLab с Toolbox Fuzzy Logic и метод Балаша. Полученные результаты показали работоспособность предлагаемой модели и возможность использования ее в различных отраслях лесопромышленного комплекса к оценке риска инвестиционного бизнес-процесса.

Ключевые слова: инвестиционный, бизнес-процесс, образование, риск, нечеткие цели, нечеткие ограничения, нечеткая логика, функции принадлежности, Toolbox Fuzzy Logic, метод Балаша.

Скачать

Выпуск 232

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Лебедев А.В., Гостев В.В. Вынос элементов питания из почвы культурами сосны разной начальной густоты и разработка рекомендаций по внесению удобрений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 6–19. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.6-19

Аннотация

Сокращение оборота рубки, переход к комплексному использованию древесины и порубочных остатков приводят к увеличению хозяйственного выноса почвенных элементов питания растений и могут представлять угрозу для продуктивности лесных участков в долгосрочной перспективе. Для повышения и оптимизации почвенного плодородия, увеличения продуктивности древостоев, повышения качества продукции, получаемой из древесины, в лесном хозяйстве применяются системы удобрений. Целью исследования являлось выявление динамики накопления элементов минерального питания в лесных культурах сосны различной начальной густоты посадки и разработка рекомендаций по повышению продуктивности древостоев посредством применения системы удобрений на основании данных хозяйственного выноса. Для вычисления фитомассы произведен расчет величины фитомассы древостоев с применением уравнений зависимости от среднего диаметра и средней высоты с поправкой на число деревьев. Показатели чистой первичной продукции древостоев сосны обыкновенной рассчитывались через уравнения зависимости от возраста и наличной фитомассы. С применением конверсионных коэффициентов определено содержание элементов минерального питания в различных фракциях сосновых древостоев. Особое внимание уделено поиску соотношения между потреблением питательных элементов древостоями различной густоты. Расчет потерь элементов минерального питания с заготавливаемой древесиной при различных сценариях лесосечных работ позволил установить, что при комплексном использовании порубочных остатков хозяйственный вынос элементов питания будет наибольшим. Запроектированная система удобрений позволит компенсировать потери элементов минерального питания с заготавливаемой древесиной, увеличит почвенную обеспеченность химическими элементами и положительно скажется на повышении древесной продуктивности удобряемых лесных культур.

Ключевые слова: сосновые древостои, минеральное питание, хозяйственный вынос, система удобрений

Скачать

Смирнов А.А., Богачев П.А., Смирнов А.П. Естественное возобновление на вырубках Карелии в связи с плодородием и увлажнением лесной почвы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 20–32. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.20-32

Аннотация

Цель исследования – выявить влияние эффективного плодородия и увлажнения лесных почв на успешность последующего естественного лесовозобновления на вырубках Карелии. Эффективное плодородие лесных почв, по профессору О.Г. Чертову, – это отношение мощности гумусового горизонта к мощности лесной подстилки (гумусо-подстилочный коэффициент, ГПК). На вырубках давностью 5–15 лет величина ГПК закономерно возрастает по исходным типам леса от бедных (ГПК = 0,2) к сравнительно богатым местообитаниям (ГПК = 1,3–1,5). При этом изменяются густота и состав подроста. Наибольшая общая густота подроста (18 тыс. экз./га) характерна для почв среднего плодородия, с некоторым переувлажнением – в исходном типе леса ельник черничник влажный (ГПК = 0,3). Подрост ели последующего возобновления присутствует на вырубках в незначительном количестве или полностью отсутствует. Исключение составляет тип леса ельник черничник влажный, где густота подроста ели – 2,5–3 тыс. экз./га – достаточна для естественного восстановления ели на вырубках. В этом типе леса наблюдается также наибольшая густота подроста березы – в среднем 12,6 тыс. экз./га. Подрост сосны последующего возобновления имеет наибольшую густоту (2 тыс. экз./га) в самых бедных и сухих лесорастительных условиях – в исходном типе леса сосняк беломошник (ГПК = 0,2), где у сосны мало конкурентов. Подрост осины имеет слабую связь с почвенным увлажнением; его наибольшее количество (6,5–9 тыс. экз./га) имеется в относительно богатых почвенных условиях в исходном типе леса кисличник (ГПК = 1,3–1,5). По исходным типам леса и составу древостоя, определяющим эффективное плодородие почв, можно уверенно прогнозировать успешность последующего естественного лесовосстановления на вырубках. Однако в подавляющем большинстве типов леса Карелии количество хвойного подроста последующего возобновления является недостаточным для формирования хвойных древостоев без дополнительных лесохозяйственных мероприятий.

Ключевые слова: типы леса, вырубки, естественное лесовозобновление, плодородие и увлажнение лесных почв

Скачать

Чудаков А.В., Данилов Д.А., Зайцев Д.А. Влияние метеофакторов на формирование радиального прироста деревьев в хвойных насаждениях Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 33–49. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.33-49

Аннотация

Проведено исследование влияния климатических факторов на показатели прироста древостоев сосны (Pinus sylvestris) и ели (Picea abies) естественного происхождения, не затронутых рубками. Объекты исследования – древостои с разной долей участия этих пород в однородных условиях произрастания на почвах с двучленными отложениями. Длительность анализируемого периода составила 54 года, на текущий момент древостои являются спелыми. Была изучена связь прироста со средней температурой воздуха за вегетационный период и суммой осадков за вегетационный период. Анализ связей климата с параметрами древесины хвойных проводили на основе поиска статистически значимых ранговых коэффициентов корреляции между древесно-кольцевыми хронологиями и климатическими факторами в насаждениях с разной долей участия сосны и ели. Вычислялся коэффициент ранговой корреляции Спирмена как количественная оценка связи между исследуемыми явлениями. Ранговый корреляционный анализ позволил на статистически значимом уровне оценить вклад средних температур и суммы осадков по месяцам в формирование макроструктурных элементов древесины сосны и ели. Прослеживается большая метеозависимость элементов годичного прироста древесины ели, чем сосны, в данных условиях. Для соснового элемента смешанных хвойных древостоев наибольшая взаимосвязь с температурными показателями наблюдается в июле–сентябре, тогда как для ели выявлена ярко выраженная зависимость с этим фактором в мае для всех древостоев с ее участием. Проведенное исследование показало, что в зависимости от доли участия ели и сосны образование структурных элементов ксилемы годичного прироста имеет разную степень по силе вязи со средними температурами и суммой осадков по месяцам вегетационного периода.

Ключевые слова: радиальный прирост, поздняя древесина, ранняя древесина, метеофакторы, сумма осадков, двучленные по строению почвы, смешанные древостои

Скачать

Усольцев В.А., Ковязин В.Ф., Цепордей И.С., Часовских В.П., Азаренок В.А. Биомасса ассимиляционного аппарата лесов Евразии: коррекция методов эмпирического моделирования // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 50–78. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.50-78

Аннотация

При разработке аллометрических моделей биомассы деревьев и древостоев имеется ряд неопределенностей, обусловленных несовершенством методических приемов как при получении исходной информации, так и при ее обработке с целью выявления искомых закономерностей. В статье дан анализ двух методических мифов, распространенных при оценке биомассы ассимиляционного аппарата деревьев и древостоев. Использована база экспериментальных данных о биомассе хвои (листвы) деревьев и древостоев соответственно в количестве 10,9 и 2,94 тысяч определений 16 и 10 древесных видов (родов) Евразии. На их основе построены всеобщие модели (generic models) биомассы хвои (листвы) на уровнях дерева и древостоя. Показано завышение оценок биомассы листвы (хвои) в результате механического переноса традиционного метода моделирования объема ствола дерева и древостоя на оценку биомассы их ассимиляционного аппарата. Рекомендовано отказаться от использования предиктора (D2H) и включать в модель или один диаметр ствола, или диаметр ствола и высоту дерева раздельно. От использования полноты в качестве независимой переменной в модели ассимиляционного аппарата древостоев можно отказаться и во избежание возможных смещений оценок включать вместо полноты совокупность двух независимых переменных – густоту древостоя и средний диаметр стволов.

Ключевые слова: биомасса ассимиляционного аппарата, модельные деревья, пробные площади, всеобщие модели, коррекция оценок биомассы, смещения оценок.

Скачать

Кулькова А.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Применение стимулирующей обработки в укоренении черенков ели Коника // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 79–91. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.79-91

Аннотация

Использование представителей рода ель (Picea L.) многообразно, благодаря уникальному комплексу полезных признаков и свойств. Многие виды имеют в своем составе наследственно обусловленные формы. Их применение сдерживается отсутствием адаптированных технологий размножения посадочного материала. Цель исследования – сравнительная оценка эффективности применения биологически активных препаратов в черенковании ели Коника. Объектом исследования послужила декоративная форма ели сизой (Picea glauca (Moench) Voss) с конической кроной (syn.: Picea canadensis cv. conica, Picea glauca f. albertiana cv. conica). Испытаны биологически активные препараты: гетероауксин, циркон, корневин, эпин, экофус, феровит, экстрасол, силиплант. Экспозиция для всех вариантов и контроля (вода) – 18 часов. В обработке материала использован дисперсионный анализ. Установлена различная степень влияния препаратов на регенерационную способность черенков и на показатели последующего развития надземной части и корневых систем. Реакция на применение стимуляторов заметна в оценках каллюсогенеза, количества и протяженности образованных придаточных корней. По общей протяженности корней лучшие результаты дало применение гетероауксина (99,85±6,46 см) и силипланта (99,23±6,36 см), что заметно больше контроля (42,39±4,36 см) и обобщенного среднего значения (65,81±2,06 см). Дисперсионный анализ подтвердил существенность различий между результатами стимулирующей обработки черенков. Наиболее чувствительной оказалась способность к ризогенезу: доля различий, формируемая вариантами опыта, достигла 34,17±0,94%. Результаты укоренения черенков ели Коника свидетельствуют о достаточном для вегетативного размножения потенциале роста и развития надземной массы экзотов в условиях Нижегородской области..

Ключевые слова: ель сизая Коника, черенки, стимуляторы роста, регенерация, каллус, ризогенез, дисперсионный анализ

Скачать

Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Бессчетнов П.В. Содержание и баланс запасных веществ в тканях побегов тополей в Нижегородском Поволжье // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 92–104. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.92-104

Аннотация

В формировании состава искусственных насаждений немаловажную роль играют основные физиологические характеристики деревьев. Цель исследования – установить видоспецифичность тополей (Populus L.) по содержанию и балансу запасных веществ. Объект исследования – 8 видов тополей: т. белый пирамидальный (P. alba L., f. piramidalis); т. черный (P. nigra L.); т. черный пирамидальный (P. nigra, var. italica Münchh.); т. китайский (P. Simonii Carr.); т. бальзамический (P. balsamifera L.); т. лавролистный (P. laurifolia Ledeb.); т. белый (P. alba L.); осина (P. tremula L.). Выполнены микроскопические исследования тканей для выявления крахмала и жиров. Применен дисперсионный и кластерный анализ. Виды из разных секций дифференцированы по наличию и балансу запасных веществ. Тополь белый пирамидальный и его типичная форма проявили сходство между собой по общему количеству крахмала: 7,37±0,13 и 7,79±0,17 балла. Осина имела большее количество: 9,13±0,13 балла. Наибольшие оценки содержания жиров характерны для представителей секции черных тополей: тополя черного (7,67±0,13 балла) и тополя итальянского (9,59±0,12 балла). Дисперсионный анализ подтвердил существенность различий между сравниваемыми группами тополей. Влияние генотипа на их формирование по разным признакам неодинаково и достигало 71,81±0,41%. Кластерный анализ установил соответствие группировки представителей секций белых, черных и бальзамических тополей таксономическому устройству рода тополь в отношении широкого спектра физиологических параметров. Представители секции белых тополей продемонстрировали комплексное сходство между собой при заметном отличии от других секций.

Ключевые слова: тополя, ткани побега, гистохимия, крахмал, жиры, кластерный анализ, физиологический статус, видоспецифичность

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ технологической эффективности операции разгрузки колесного сортиментоподборщика // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 105–116. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.105-116

Аннотация

Применение системного анализа при оценке технологической эффективности операций лесозаготовительных машин позволяет получать более информационную картину производства, по сравнению с существующими среднестатистическими показателями. Это позволяет более достоверно решать задачи оптимизации при формировании технологического процесса и его управления. Множество операций, выполняемых в лесозаготовительном производстве (валка леса, очистка деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов на сортименты, погрузка, трелевка, штабелевка, лесотранспортировка и др.), осуществляются соответствующим множеством машин, существующим на рынке лесного машиностроения. В основе системного подхода применительно к производственным процессам лежит математическая модель построения для них единого функционального пространства-времени связности, в котором осуществляется выполнение целевой функции. С позиции теории систем в лесной отрасли можно формулировать различные пространственно-временные структурные уровни связности производства: лесопромышленный комплекс (макро), лесосечные работы (мезо) и операции (микро). Задачей данного исследования на примере операции «разгрузка», как составляющей микропространственно-временной структуры производства, является представление системной математической модели связности подопераций, выполняющих свои целевые функции в едином функциональном пространстве-времени производственного цикла. Операция «разгрузка» представляет собой систему последовательно выполняемых отдельных подопераций (работа манипулятора, переходы, формирование подкладки для штабеля и др.), производительность которых определяется не только временем ее выполнения, но и временем содержания сортиментов в бункере до полной разгрузки. С позиции системного подхода операция «разгрузка» объединена с операций штабельного складирования сортиментов с целью выявления системной связности последующей операции на предыдущую и их единого представления.

Ключевые слова: системный анализ, колесный сортиментоподборщик, разгрузка, функциональное время, технологическая эффективность, время, технологические операции, производительность

Скачать

Базаров С.М. Системный анализ основ механики // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 117–129. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.117-129

Аннотация

Механика берет свое начало со статики. Основным понятием статики является понятие «сила». При нарушении равновесия возникает движение, которое определяется скоростью и ускорением в координатной системе пространство–время; скорость определяется как отношение мгновенного изменения координаты к соответствующему мгновенному изменению времени. В свою очередь изменение мгновенной скорости, т. е. ускорение, связано с воздействием силы за мгновенное время, и называется импульсом силы. Второй закон Ньютона как основной закон динамики сформулирован для воздействия на тело постоянной силы за короткий промежуток времени, т. е. импульса силы. Импульс силы вызывает изменение скорости движения тела; мерой сопротивления тела изменениям скорости является масса; произведением массы на скорость вводится понятие «количество движения» (импульс). Поэтому второй закон Ньютона определяет силу как отношение изменения количества движения к короткому времени действия импульса силы. Короткое время действия силы является частным случаем непрерывного ее действия во времени. В данном исследовании импульс силы понимается в обобщенном представлении как произведение силы на непрерывное время действия. По аналогии импульсу силы во времени вводится импульс силы в пространстве. С позиции системного анализа графиков сила–время, масса–скорость, сила–пространство, мощность время построены дифференциальные и интегральные законы динамики потенциально связного взаимодействия соответственно сила–время–масса–скорость, сила–пространство–работа, мощность–время–энергия. Анализ полных дифференциалов потенциалов приводит к представлениям функционального времени и пространства, которые сопряжено дополняют время и пространство взаимодействия. Время и пространство действия силы в исследуемых системах по аналогии с массой рассматриваются как меры сопротивления тела изменениям силы, т. е. как механические параметры, а не геометрические. Интегральные законы динамики построены в виде суперпозиции интегралов Римана для прямых функций и интегралов Стилтьеса для обратных. Интегралы Римана описывают современную динамику, а интегралы Стилтьеса ее дополнение до потенциальной.

Ключевые слова: потенциал, время, пространство, дифференциал, интеграл

Скачать

Горбатов С.П., Мясищев Д.Г., Вашуткин А.С. Экспериментальное исследование на изнашивание фрикционных пар тормозных механизмов транспортных машин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 130–141. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.130-141

Аннотация

В ряде научно-исследовательских работ, связанных с повышением тормозной эффективности транспортных машин, рассматриваются вопросы уменьшения тепловой нагруженности их тормозных механизмов при помощи принудительного охлаждения путем подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения. При этом в данных работах не изучен вопрос влияния подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения машины на степень износа фрикционных поверхностей барабанного тормозного механизма. Объектом экспериментального исследования стали тормозные механизмы барабанного типа при подаче к ним сжатого воздуха. Предметом исследования стали полученные результаты процесса изнашивания фрикционных поверхностей тормозных механизмов. В ходе эксперимента получены данные величины износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха. Приведена графическая зависимость износа экспериментальных и не экспериментальных колодок от количества повторений на рабочем органе и давления жидкости в тормозной системе. Функциональный анализ полученных эмпирических закономерностей указывает на то, что факторы, участвующие в исследуемых процессах имеют сложную физическую связь. Кроме того, существующие аналоги исследуемых явлений очень многогранны и неоднозначны. Структурное рассмотрение полученных результатов с учетом существующих в смежных областях закономерностей позволяет утверждать однозначный результат использования найденных соотношений. Установленные зависимости показателей процесса изнашивания фрикционных пар во время принудительного охлаждения их поверхностей на практике могут способствовать повышению эксплуатационной эффективности исследуемой системы. В реальных условиях эксплуатации использование полученных результатов может обеспечить положительный эффект: уменьшение износов элементов конструкции, снижение энергоемкости процессов и, как следствие, повышение надежности действия элементов исследуемой системы.

Ключевые слова: тормозной механизм; тормозной барабан; тормозная колодка; износ; эксперимент; сжатый воздух.

Скачать

Василевский М.Р., Александров В.А. К вопросу о динамической нагруженности трансмиссии трактора Кировец К-4 // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 142–151. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.142-151

Аннотация

Данное исследование имеет прикладной характер и направлено на решение проблемы, возникшей на АО «Петербургский тракторный завод» (далее – АО «ПТЗ»). Была поставлена задача – теоретически определить динамическую нагруженность трансмиссии трактора Кировец К-4, чтобы исключить возможность неправильной конструкторской компоновки трансмиссии трактора, вследствие чего могло бы возникать разрушение карданного вала между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач. Исследование проведено на трехмассовой математической модели. Математической описание составлено в форме уравнений Лагранжа II рода.

Ключевые слова: трактор, вибрация, динамическая нагруженность, трансмиссия, математическая модель

Скачать

Виноградов А.Ю., Ржавцев А.А., Зубова О.В., Обязов В.А., Фурсов К.А., Хвалев С.В., Кадацкая М.М., Парфенова М.А., Виноградов И.А. Анализ пропускной способности трубных переходов на дорогах низших категорий // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 152–168. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.152-168

Аннотация

Рассмотрен анализ работы водопропускных сооружений на региональных дорогах Ленинградской области. Обозначены основные проблемы, связанные с неудовлетворительной работой трубных переходов, приведены примеры последствий с оценкой ущерба. Проведены полевые обследования трубных переходов во Всеволожском районе Ленинградской области. Выявлено, что около 50% водопропускных сооружений не пригодны к эксплуатации, соответственно могут стать причиной затопления территорий, остальные ограниченно пригодны. Даны рекомендации по содержанию и реконструкции трубных переходов для предотвращения чрезвычайных ситуаций.

Ключевые слова: водопропускные сооружения, металлические и железобетонные трубы, заиление, надёжность работы, дефекты, пропускная способность

Скачать

3. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Пименов С.Д., Сизов А.И., Мзоков Г.В., Строителева А.Д. Методика определения белизны целлюлозных материалов с использованием сканера // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 169–180. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.169-180

Аннотация

Белизна является одним из важнейших показателей качества продукции в целлюлозно-бумажной, мукомольной и фармацевтической промышленности. Количественное определение белизны производится с использованием лейкометров различных типов отдельно для листовых и порошковых материалов. Анализ белизны, помимо применения дорогостоящего оборудования, требует использования образцов массой 5–10 г, что при проведении исследовательских работ создает определенные трудности. Использование метода цифровой цветометрии значительно упрощает определение белизны за счет использования рядовых планшетных сканеров. В цифровой цветометрии используется аддитивная цветовая модель, где цвета представляются сложением основных цветов RGB (red, green, blue), при этом базисный белый цвет оценивается как (255, 255, 255). В свою очередь, графические редакторы позволяют по выделяемой области получать усредненные значения яркостей красного – R, зеленого – G и синего – B каналов сканированных изображений. Таким образом, используя сканер и графический редактор, можно определять белизну различных образцов. Возможности увеличения изображений графических редакторов позволяют при оптическом разрешении сканеров 600 dpi определять яркости цветовых каналов для изображений с линейными размерами 10 мм, т. е. для образцов массой около 0,5 г. При разработке методики получены сравнительные данные по белизне эталонных образцов и показателей белизны сканеров, которые хорошо описываются линейными уравнениями. Определены уравнения регрессии калибровочных графиков эталонных образцов белизны для различных сканеров. Наиболее высокую чувствительность показали сканеры фирмы Hewlett-packard (Китай). Показано, что сканеры Samsung (Ю. Корея) и Kyocera (Тайвань) обладают малой чувствительностью фотодиодной матрицы в области высокой цветовой яркости образцов, дают значительную погрешность измерения и не рекомендуются для определения белизны. Сравнение показателей белизны образцов целлюлозы, бумаги и картона с использованием полученных уравнений на сканерах HP позволяет получать сравнимые с лейкометрами значения белизны. Относительная погрешность измерения белизны при этом составляет около 2,6%, что вполне достаточно для оценочной характеристики образцов. Методика может быть использована для быстрого количественного определения белизны различных материалов на предприятиях и в лабораториях.

Ключевые слова: белизна определение, отбелка целлюлозы, цифровая цветометрия.

Скачать

Морозкова И.А., Кутакова Н.А., Третьяков С.И., Васильева Н.Н. Извлечение ценных компонентов из плодов боярышника и барбариса Северо-Западного региона // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 181–195. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.181-195

Аннотация

Плоды барбариса и боярышника содержат ценные биологически активные вещества: органические кислоты, сахара, дубильные вещества, антоцианы, аскорбиновую кислоту и другие компоненты. Количественное содержание этих групп соединений в данном материале зависит от эколого-географических, климатических факторов, условий выращивания, способа сушки и др. Сопоставление состава плодов, собранных в Дендросаду САФУ (г. Архангельск) в 2015–2018 гг., и основных климатических характеристик вегетационного периода показало, что влияние климата велико. Результаты исследования состава плодов нескольких видов барбариса и боярышника характеризуют их как ценный материал для более глубокого изучения и переработки. Как показывают имеющиеся данные, анализируемые вещества проявляют разнообразный спектр фармакологической активности: противовирусные, противовоспалительные, антимикробные, антидиабетические и противоопухолевые свойства. Для извлечения комплекса БАВ предложено использовать 70%-й этиловый спирт. Проведена оценка эффективности извлечения БАВ различными методами: метод настаивания, ультразвуковой обработки и экстракции в электромагнитном поле сверхвысоких частот (СВЧ), из них СВЧ-экстракция признана перспективной. Степень извлечения компонентов составила в среднем 50%. Плоды являются перспективными для использования в пищевой промышленности и для разработки новых лечебно-профилактических лекарственных средств на основе экстрактов.

Ключевые слова: сахара, дубильные вещества, антоцианы, органические кислоты, метод настаивания, ультразвуковая экстракция, СВЧ-экстракция, барбарис, боярышник

Скачать

Сиваков В.П., Вураско А.В., Юдаев Д.А. Деформации сушильных цилиндров при крепировании бумаги и методы их устранения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 196–207. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.196-207

Аннотация

При крепировании бумаги на сушильных цилиндрах (СЦ) больших диаметров происходит износ лезвий шаберов и поверхности СЦ. Износ от трения лезвия шабера по поверхность корпуса СЦ неравномерен. По краям СЦ по боковой поверхности происходит ускоренная выработка канавок, а на лезвии шабера – ускоренный локальный износ лезвия. Цель работы – исследовать деформацию СЦ и определить влияние деформации на процесс крепирования бумаги и износ шабера и СЦ. Методология основана вначале на исследовании раздельной деформации корпуса СЦ и торцевых крышек как деталей, а затем совместной деформации СЦ как сборочной единицы от факторов технологического процесса и износа СЦ в период эксплуатации. В качестве основных факторов технологического процесса, вызывающих деформацию деталей по отдельности и СЦ в целом, приняты тепловые процессы сушки бумаги и внутреннее давление в СЦ. При исследованиях экспериментально измерена температура корпуса СЦ и торцевых крышек с лицевой и приводной сторон. Измерения выполнены пирометром TemPro 300. Действие процессов рабочего режима на корпус СЦ и крышки как отдельных деталей приводит к существенным отличиям в изменении их сопрягаемых размеров. В рассматриваемом примере корпус СЦ по диаметру сопряжения с крышками имеет в три раза большее приращение, чем крышка. Как сборочная единица СЦ деформируется с образованием изгиба на образующей с уклоном к оси цилиндра в направлении к крышкам. Деформация образующей СЦ локальна, снижается от крышек к центру СЦ и на расстоянии в 2,5–3 толщины стенки крышки затухает. На участках изгиба происходит ускоренный износ лезвия шабера и корпуса СЦ от прижима шабера. На участках изгиба СЦ имеет меньший диаметр, чем в средней части, что приводит к образованию по краям бумаги крепа с более длинным шагом.

Ключевые слова: деформация, сушильный цилиндр, торцевая крышка, тепловые процессы, давление, диаметр, шабер, креп

Скачать

Шишкин А.И., Строганова М.С., Антонов И.В., Адылова А.Ж. Повышение уровня экологичности целлюлозного природно-производственного комплекса для обеспечения норм допустимых сбросов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 208–232. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.208-232

Аннотация

Изменение природоохранного законодательства предопределило необходимость развития и создания новой методологии эколого-технологического нормирования допустимого сброса по критериям уровня экологичности производства, как суммы производственных природоемкостей при необходимости их соизмерения с региональным природным потенциалом. Исследованы и предложены решения по отдельным определяющим факторам и количественным значениям сбалансированности природоёмкости для природно-производственного комплекса «прибрежная акватория Ладожского озера – совокупность производственно-хозяйственных объектов целлюлозного завода». В соответствии с экологической техноёмкостью обозначенной акватории Ладожского озера определены два этапа расчета норм допустимых сбросов (НДС): по предельно допустимым концентрациям (ПДК) для расчетных показателей целлюлозного завода после очистки на сбросе; с учетом конструкции и характеристик глубинного водовыпуска, а также эффекта струйного и основного разбавления до контрольного створа. Представлены структура и методология оценки фактического уровня экологичности целлюлозного природно-производственного комплекса на примере первого расчетного этапа достижения НДС по ПДК. Предложенные в работе мероприятия поэтапного повышения экологичности до 3,5 и соответствующего уровня по степени очистки сбрасываемых стоков с учетом эффектов струйного и основного разбавления обеспечивают достижение НДС. Выполнен комплекс исследований и статистического анализа, который позволил оценить фактический уровень экологичности основного и вспомогательного производств целлюлозного завода, а также по целевым показателям с учетом специфики щелокосодержащих стоков. Предложен для реализации ряд целевых технологических мероприятий, повышающих уровень экологичности целлюлозного завода и минимизирующих соответственно техногенную нагрузку в пределах экологической техноёмкости водной акватории по рыбохозяйственным стандартам специфических для целлюлозного завода показателям.

Ключевые слова: уровень экологичности, целевые показатели, целлюлозный природно-производственный комплекс, щелокосодержащие стоки, нормы сбросов, природоёмкость, природный потенциал, экологическая техноёмкость.

Скачать

Леонович А.А., Свиридо Е.А., Глазунова М.Г. Поисковые исследования в создании моноструктурных древесноволокнистых плит пониженной горючести // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 233–243. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.233-243

Аннотация

Антипирен на основе гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты вводили в древесное волокно (смесь березы и осины), массу обрабатывали меламинокарбамидоформальдегидным связующим, формировали ковер и прессовали огнезащищенные древесноволокнистые плиты средней плотности. С использованием экспериментально-статистических моделей изучали влияние продолжительности прессования, содержания антипирена и связующего на свойства плит по показателям прочности при изгибе, модулю упругости, набуханию и горючести. Проведен анализ и показана на уровне требований стандартов возможность изготовления плит общего назначения или конструкционных пониженной горючести путем варьирования в установленных пределах рецептурными и технологическими факторами.

Ключевые слова: древесноволокнистые плиты, трехфакторный эксперимент, антипирен, гидроксиэтилидендифосфоновая кислота, меламинокарбамидоформальдегидное связующее, горючесть, прочность, набухание, экспериментально-статистическая модель

Скачать

Дубовый В.К., Криницин Н.А. Влияние содержания и вида связующего на прочность бумаги из стеклянных волокон // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 244–251. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.244-251

Аннотация

Проведено исследование композиционного материала на основе минерального волокна с использованием в качестве связующего полиядерных комплексов металлов. Новизной и особенностью данного исследования является использование в качестве связующего для композиционного материала на основе стеклянных волокон полиядерных комплексов титана. Добавление связующего на основе полиядерных комплексов в композицию целесообразно в интервале 5–30% от массы волокна. Исследованный композиционный материал с добавлением в качестве связующего полиядерных комплексов титана имеет прочностные характеристики при рН отлива 10 и 12 выше, чем у материалов с добавлением полиядерных комплексов алюминия и обладает достаточной технологической прочностью. Полиядерные комплексы титана можно использовать как перспективные связующие для композиционных фильтровальных материалов на основе стеклянных волокон.

Ключевые слова: стеклянные волокна, композиционные материалы, фильтровальные материалы, полиядерные комплексы титана, полиядерные комплексы алюминия, связующие

Скачать

4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Заяц A.М., Хабаров С.П. Построение моделей беспроводных сетей с учетом энергопотребления и мобильности ее узлов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 252–264. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.252-264

Аннотация

Рассмотрен подход к построению в среде OMNeT++ с использованием фреймворка INET расширенных моделей беспроводных сетей, позволяющих проводить исследование затрат энергии на каждом из узлов сети в процессе их сетевой работы и учитывать особенности сетевого взаимодействия узлов в условиях их мобильности. Показана возможность организации связи между двумя беспроводными узлами, находящимися вне зоны прямой радиодоступности, через ряд промежуточных узлов.

Ключевые слова: распределенные системы, беспроводные сети, сетевое программирование

Скачать

5. ХРОНИКА НАУЧНОЙ ЖИЗНИ

Липин В.А. Раунеры – у истоков лесного хозяйства России // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 265–273. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.265-274

Аннотация

В статье впервые в обобщенном виде приводятся ранее неопубликованные сведения о судьбе и деятельности представителей династии выходцев из Австрии Раунеров на русской службе и в послереволюционный период. На основе архивных материалов, редких и малодоступных публикаций, а также материалов из частных собраний отражены малоизвестные страницы истории лесного хозяйства России. Непосредственно к лесному делу России имели отношение целый ряд представителей клана Раунеров. Юлий Карлович Раунер, который учился в Лисинском учебном лесничестве. С 1855 г. Ю.К. Раунер главный лесничий Екатеринбургского горного округа. Наибольшей известности в лесоводстве достиг Станислав Юльевич Раунер, лесовод, мелиоратор, теоретик и практик горно-облесительных работ, проводимых в целях борьбы с эрозией почв и селевыми потоками. После окончания Алексеевского Екатеринбургского Реального училища с 1879 по 1882 год С.Ю Раунер являлся студентом Лесного института в Петербурге. Влияние леса на режим поверхностных и подземных вод составляло предмет особенно тщательного изучения С.Ю. Раунера. С середины 80-х годов XIX в. до 1917 года С.Ю. Раунером было написано большинство научных трудов, составлено множество инструкций и программ, непосредственно по географическому, биологическому и другим исследованиям. После Революции с 1917 г. С.Ю. Раунер работал в Москве в ВСНХ в должности Заместителя председателя Госплана. В 1920 году был выбран профессором лесного института в Петрограде.

Ключевые слова: лесное хозяйство, архивные материалы, лесной институт, мелиорация, эрозия почв, ландшафтные работы, облесение гор

Скачать

Данилов Ю.И., Гузюк М.Е. К 90-летию со дня рождения профессора кафедры лесных культур Георгия Ивановича Редько (1930–2011) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 275–283. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.232.275-283

Аннотация

Статья посвящена юбилейной дате – 90-летию со дня рождения широко известного в России и за рубежом ученого в области лесокультурного дела, заслуженного деятеля науки РФ, академика РАЕН и ЛАНУ, доктора сельскохозяйственных наук профессора кафедры лесных культур Георгия Ивановича Редько. Свой путь в науке Георгий Иванович начал в Лесотехнической академии, которую он окончил с отличием в 1954 году. После работы старшим лесничим Тихвинского лесхоза он поступил в аспирантуру УкрНИИЛХа, где под руководством академика П.С. Погребняка подготовил и защитил кандидатскую диссертацию (1959 г.), а затем и докторскую диссертацию, но уже в стенах старейшего лесного вуза – Лесотехнической академии (1971 г.). В этом же 1971 году Георгия Ивановича приглашают заведовать кафедрой лесных культур лесохозяйственного факультета. За годы работы заведующим кафедрой, а позднее и профессором кафедры Г.И. Редько внес существенный вклад в теорию и практику лесокультурного дела. Профессор Г.И. Редько был основным автором пяти изданий учебника для вузов «Лесные культуры», он является ведущим ученым по истории лесного хозяйства в нашей стране. Им подготовлены и изданы более 30 монографий по истории и практике лесного дела в России и за ее пределами. Георгий Иванович – автор более 300 научных трудов, многие из которых получили широкую известность не только в нашей стране, но и за рубежом. Под его руководством защитили кандидатские диссертации 36 аспирантов, 7 из них стали докторами наук. Учеников Георгия Ивановича можно встретить практически во всех уголках нашей страны.

Ключевые слова: профессор Г.И. Редько, 90-летний юбилей, кафедра лесных культур, история лесного хозяйства, основные труды, персоналии.

Скачать

Выпуск 231

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Базаев А.Б., Грязькин А.В., Хетагуров Х.М., Николаев И.А., Гуталь М.М. Рост и развитие тиса под пологом букового древостоя // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 7–18. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.7-18

Аннотация

Приведены результаты анализа хода роста модельных деревьев тиса из разных районов Кавказа. Объект исследования – тис ягодный (Taxus baccata L.), одна из самых теневыносливых древесных пород. Модельные деревья тиса были отобраны весной 2019 года на территории Южной Осетии и республики Северная Осетия – Алания. С каждого модельного дерева были отобраны образцы (диски) через один метр, начиная с высоты 0,1 м (от корневой шейки). Измеряли диаметр диска в коре, без коры и диаметр ядра. Определяли объем отдельных элементов (кора, древесина, ядро). Кроме этого, определяли возраст дерева на всех дисках, отобранных через 1 м, начиная с 0,1 м. Измеряли также ширину годичных колец, т. е. радиальный прирост с точностью до 0,1 мм при помощи бинокулярного микроскопа МБС-2. Установлено, что минимальный радиальный прирост всех модельных деревьев отмечается в первые десятилетия, когда медленно растущий тис находится под давлением деревьев верхнего яруса, крупного подроста, подлеска и высокого травостоя. Учитывая возраст дерева на каждом диске, вычисляли величину среднего прироста по высоте (расстояние между дисками – 1 м делили на разницу по возрасту дерева на смежных дисках). Отобранные образцы взвешивали, затем снимали кору и снова взвешивали. По полученным весовым данным и установленному объему вычисляли плотность древесины и коры, долевое участие элементов дерева по объему и по массе. Анализ образцов показал, что радиальный прирост деревьев тиса составляет всего 0,1–1,4 мм в год, а прирост по высоте – от 3 до 6 см в год. Доля коры по объему составляет 13–30%, а доля по массе 12–33%. Плотность древесины и коры примерно одинаковая и значительно больше плотности древесины большинства лесообразующих пород таежной зоны – от 800 до 1100 кг/м3. Базисная плотность древесины тиса ягодного составляет 658–741 кг/м3.

Ключевые слова: Северный Кавказ, буковые леса, тис ягодный, динамика роста

Скачать

Никифорчин И.В., Гурьянов М.О., Шулыгина Д.А. Сравнительный анализ способов оценки товарной структуры древостоев ели европейской // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 19–28. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.19-28

Аннотация

В последние годы снизилось качество работ по отводу и таксации лесосек. Существующие и применяемые в таксации методы не обеспечивают необходимую точность конечных результатов, поскольку их использование часто не соответствует требованиям «Наставления по отводу и таксации лесосек». Таким образом, актуальной задачей становится изучение ошибок в определении товарной структуры древостоев и выявление возможных причин их возникновения с целью дальнейшего совершенствования лесотаксационных работ. На основании материалов таксации постоянных пробных площадей ели европейской была выполнена материально-денежная оценка древостоев по сортиментным и товарным таблицам, произведен расчет грубых, систематических и случайных ошибок выхода крупной, средней, мелкой деловой древесины, дров, ликвидной древесины и отходов. Для оценки влияния различных факторов на появление и величину ошибок были выполнены корреляционный и однофакторный дисперсионный анализы. Проведенный анализ позволил установить, что основными показателями, оказывающими влияние на расхождения в выходе сортиментов различных категорий древесины, при использовании товарных и сортиментных таблиц, являются средние высоты древостоев, а также разряды высот. Это связано с малым числом значений высот, представленных для каждой из ступеней толщины в товарных таблицах. Сортиментные таблицы, в силу большей вариабельности данного таксационного показателя, позволяют более точно определять товарную структуру древостоев. Выявленные закономерности демонстрируют необходимость совершенствования сортиментных и товарных таблиц для уменьшения расхождения получаемых результатов с фактическим выходом сортиментов, что позволит повысить качество лесотаксационных работ.

Ключевые слова: древостои ели, товарная структура древостоев, материально-денежная оценка, сортиментные таблицы, товарные таблицы, ошибки измерений, корреляционный анализ, дисперсионный анализ

Скачать

Мухаметшина А.Р., Петрова Г.А., Мусин Х.Г., Сингатуллин И.К., Гибадуллин Н.Ф. Сравнительная характеристика и эффективность применения новых препаратов при выращивании посадочного материала лиственницы сибирской (Larix sibirica) в питомнике учебно-опытного Пригородного лесхоза Республики Татарстан // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 29–40. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.29-40

Аннотация

Успешность применения средств защиты растений во многом зависит от обеспеченности их элементами питания. Одним из эффективных способов является использование некорневой обработки различными препаратами, которая восполняет дефицит питательных веществ именно в критические фазы роста и развития растений. Кроме этого, препараты данной группы способствуют многократному снижению норм расхода дорогостоящих удобрений. Объектом полевого исследования являются посевы лиственницы сибирской в естественном очаге поражения шютте (возбудитель – гриб Meria Laricis Vuill.). Первые признаки болезни проявляются на двухлетних сеянцах в конце мая – начале июня. В 2019 году на территории питомника учебно-опытного Пригородного лесхоза Республики Татарстан было проведено изучение влияния фунгицидов и некорневой подкормки на сеянцы лиственницы сибирской. Опыты были заложены в посевах второго года выращивания. Обработку сеянцев фунгицидами «Ракурс, СК», «Азорро, КС» и некорневой обработки препаратами «Эмистим, Р», «Агростимул», «Интермаг» проводили двукратно в течение вегетационного периода – в первой и второй половине июля. Положительный эффект от опрыскивания двухлетних сеянцев наблюдался уже после первой обработки. Наилучший результат был выявлен в варианте с применением стимулятора роста «Эмистим, Р» на фоне фунгицида «Азорро, КС». По состоянию на 27 июня распространенность шютте в этом варианте опыта составила 18,0%, что значительно ниже (на 13,0%) значений контрольного варианта (47,0%). В целом распространенность шютте в контрольном варианте без обработки фунгицидами варьирует в пределах 37,0–47,0%. Самый высокий процент здоровых сеянцев обеспечили варианты с некорневой обработкой различными препаратами на фоне опрыскивания фунгицидами – от 90,0 до 97,0%.

Ключевые слова: лиственница сибирская, сеянцы, фунгициды, некорневая обработка

Скачать

Сингатуллин И.К., Мусин Х.Г., Мухаметшина А.Р., Петрова Г.А. Анализ состояния лесных культур ели в Республике Татарстан // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 41–55. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.41-55

Аннотация

Насаждения ели в Республике Татарстан по состоянию на 01.01.19 г. занимают площадь 81,5 тыс. га, 50% и 29% из которых приходится на молодняки 1 и 2-го класса возраста, 13% – на средневозрастные, 5% – на приспевающие, 3% – на спелые. Площадь лесных культур ели составляет около 70 тыс. га (86% от общей площади ельников). Большая их часть была создана за пределами естественного ареала в Закамье и Заволжье республики. Несмотря на то, что культуры ели создаются ежегодно на площади более 500 га, по итогам последнего лесоустройства 2011–2017 гг. площадь насаждений ели уменьшилась на 5 тыс. га. Практически во всех лесничествах лесостепной зоны Республики Татарстан доля площади погибших и находящихся в неудовлетворительном состоянии культур ели превышает 50% (52-71%). Основными причинами гибели культур являются заглушение мягколиственными породами и засуха 2010 г. Это является следствием создания лесных культур ели в лесостепной зоне под пологом леса или на вырубках мягколиственных пород. Количество подроста осины, липы мелколистной, березы повислой и клена остролистного на вырубках в первые годы может достигать 50 тыс. шт./га, ежегодный прирост 1,5 м. При отсутствии лесоводственных уходов высокой интенсивности к 5-10 годам лесные культуры оказываются под пологом мягколиственных пород и клена. В результате заглушения в 20-25 лет ель начинает усыхать и к 40 годам выпадает полностью из состава. При своевременном проведении уходов формируются смешанные насаждения с участием ели в составе от 3 до 8 единиц.

Ключевые слова: ель, приживаемость, заглушение, мягколиственные породы, полог

Скачать

Бялт А.В., Бялт В.В. Новая форма жимолости чёрной (Lonicera nigra L.), найденная в окрестностях поселка Приветнинское Ленинградской области (Россия) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 56–63. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.56-63

Аннотация

В статье даны название и описание новой для науки формы жимолости чёрной – Lonicera nigra L. f. purpurea A.V. Byalt & V.V. Byalt f. nova. (Caprifoliaceae), обнаруженной в окрестностях поселка Приветнинское Ленинградской области. Растение имеет характерные пурпурные листья. Приведена информация о месте произрастания, отличии новой формы от близких таксонов (составлен латинский диагноз), указаны типовые образцы (голотип и изотип) и место их хранения (Гербарий БИН РАН – LE). Декоративность новой формы позволяет рекомендовать её для озеленения в культуре в г. Санкт-Петербурге и других городах Северо-Запада Европейской части России, как и сам вид, хорошо адаптировавшийся в регионе. Статья иллюстрирована 3 фотографиями и картой.

Ключевые слова: новый таксон, цветковые растения, Magnoliophyta, Lonicera nigra, систематика растений, интродукция и одичание растений, древесные растения

Скачать

Ольхин Ю.В., Гаврилова О.И., Морозова И.В. Оценка малонарушенности лесных массивов по данным дистанционного зондирования // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 64–75. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.64-75

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы выделения малонарушенных природных территорий (лесных массивов) с учетом данных дистанционного зондирования земли. Для оценки малонарушенности площади соотносят с определенными критериями по площади массива, по возрасту основной части насаждений, по степени фрагментированности участка, наличия антропогенно нарушенных земель. Так, площади с хозяйственной деятельностью за последние 50 лет не допускаются более 5% от общей. Участки леса, которые планировали как малонарушенные лесные массивы (МЛН), по факту на 2018 год по данным космических снимков не всегда являлись таковыми. На примере двух из планируемых территорий после совмещения границ участков по планам лесонасаждений и космических снимков и выборки выделов по таксационным описаниям сделаны выводы о несоответствии одного из них критериям выделения малонарушенного лесного массива. Как показали космические снимки 2018 года и результаты анализа фактических характеристик лесонасаждений, часть лесных площадей к категории малонарушенных лесных массивов не относится. Только один из них, расположенный в Лахколамбинском участковом лесничестве, соответствует критериям для выделения его как МЛМ. Второй участок, расположенный в Куолисмском лесничестве, не соответствует критериям, предъявляемым к МЛМ по возрастному критерию и наличию здесь в последние 20 лет хозяйственной деятельности. Для участков, планируемых как малонарушенные лесные массивы, как и категории защитных лесов и особо охраняемые природные территории, следует учитывать ограничения по ведению хозяйственной деятельности, установленные действующим законодательством РФ.

Ключевые слова: малонарушенные лесные насаждения, дистанционное зондирование земли, возраст насаждения, антропогенное воздействие, фрагментированность площади насаждения

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Мохов С.П., Арико С.Е., Кононович Д.А., Протас П.А. Методика оценки эффективности применения комплекса машин для сбора и транспортировки лесосечных отходов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 76–90. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.76-90

Аннотация

Разработана методика, позволяющая устанавливать эффективность работы комплекса машин для сбора и транспортировки лесосечных отходов. Такая методика является универсальной при определении производительности комплекса машин, связанная с ее адаптацией к различным технологиям, технологическим и конструктивным особенностям базового шасси и оборудования. В результате проведения оценки эффективности применения таких машин получены данные, на основании которых даны рекомендации по дальнейшему совершенствованию конструкции и рациональном использовании такого вида техники в различных природно-производственных условиях. Основными технологическими параметрами, влияющими на существенное изменение производительности машин для сбора и транспортировки лесосечных отходов, являются технологии заготовки древесины и ликвидный запас. Осуществляя заготовку лесосечных отходов после разработки лесосеки бензиномоторными пилами, можно достигнуть наибольшей производительности работы комплекса машин. Из технических особенностей значительно влияющих на эффективность работы комплекса машин являются ширина захвата технологического оборудования для формирования куч или вала и степень уплотнения лесосечных отходов в полуприцепе машины для транспортировки отходов.

Ключевые слова: методика, лесосечные отходы, комплекс машин для сбора и транспортировки лесосечных отходов, эффективность, параметры

Скачать

Александров В.А., Ржавцев А.А. Нагруженность механизма привода ходовой системы валочно-пакетирующей машины при технологических переездах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 91–101. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.91-101

Аннотация

Разработана математическая модель динамической системы: «Валочно-пакетирующая машина – предмет труда – дерево». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система уравнений решена методом Рунге – Кутта, с помощью среды программирования MathCAD. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемых валочно-пакетирующих машин ЛП – 19А в режимах разгона и стопорения.

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, математическая модель, динамическая нагрузка

Скачать

Горбатов С.П., Мясищев Д.Г., Вашуткин А.С. Организация и планирование экспериментального исследования степени износа фрикционных поверхностей тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 102–109. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.102-109

Аннотация

В ряде научно-исследовательских работ, связанных с повышением тормозной эффективности транспортных машин, рассматриваются вопросы уменьшения тепловой нагруженности их тормозных механизмов при помощи принудительного охлаждения, путем подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения. При этом в данных работах не изучен вопрос влияния подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения машины на степень износа фрикционных поверхностей барабанного тормозного механизма. Для этого требуется рассмотреть вопросы, связанные с организацией и планированием экспериментального исследования при испытании на трение и изнашивание между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения с подачей сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения. Объектом экспериментального исследования стали тормозные механизмы барабанного типа. Предметом исследования стал процесс изнашивания фрикционных поверхностей тормозных механизмов. Для проведения экспериментального исследования были определены максимальные и минимальные значения варьируемых факторов: частота повторений (срабатываний) на рабочем органе тормозного механизма в пределах тридцатиминутного интервала соответственно 216 и 156 и давление жидкости в тормозной системе – 7 и 5 МПа. Выходной величиной при экспериментальном исследовании стал износ фрикционных накладок тормозных колодок (в граммах) как экспериментального, так и не экспериментального тормозного механизма. При проведении экспериментального исследования использовался метод однофакторного эксперимента, который проводился на экспериментальном стенде. В результате организации и планирования экспериментального исследования требуется получить экспериментальные зависимости степени износа фрикционных поверхностей тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения от выбранных переменных факторов и дать их качественный анализ. Рассмотренная методология планирования эксперимента позволит провести экспериментальное исследование на изнашивание фрикционных пар тормозных механизмов транспортных машин и даст возможность качественно описать данный процесс.

Ключевые слова: тормозной механизм, тормозной барабан, тормозная колодка, износ, эксперимент, сжатый воздух

Скачать

Виноградов А.Ю., Ржавцев А.А., Бачериков И.В., Хвалев С.В., Обязов В.А., Сазонова С.И., Кадацкая М.М., Парфенов Е.А., Виноградов И.А. О применимости молевого сплава по малым рекам в современных условиях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 110–130. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.110-130

Аннотация

Авторы собрали и проанализировали существующую информацию по вопросу сплава древесины по малым рекам. Приведенные данные указывают на то, что сплав по воде наиболее экономически выгоден. Рассмотрены различные аспекты влияния молевого сплава на водный объект и на популяцию рыб. Проведен анализ положительного и отрицательного воздействия, в том числе во временном разрезе. Исходя из собранной информации сделаны конкретные выводы и сформулированы рекомендации по использованию молевого сплава как наиболее выгодного и безопасного способа транспортировки леса.

Ключевые слова: транспортная доступность, экология, загрязнение, лесосплав, молевой лесосплав, нормативная документация

Скачать

3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Торопов А.С., Соловьёв А.Н., Торопов Д.С. Оптимальный раскрой и прогнозирование выхода балансов до и в процессе валки деревьев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 131–140. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.131-140

Аннотация

В настоящей статье рассматривается принципиально новый подход к проблеме прогнозирования выхода конечной продукции лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств уже на стадии валки деревьев с возможностью учета возможных объёмов получения сортиментов, пиломатериалов, коры по критерию максимального объемного выхода продукции в стоимостном выражении. Авторы предлагают и теоретически обосновывают подход к оценке объёмов балансовой части дерева с использованием математической модели определения параметров на основе аллометрического метода, в основе которого лежит закон относительного роста древостоя. Для выбора варианта оптимального раскроя и прогнозирования выхода балансов из стволовой части дерева и балансового сырья, авторы используют метод исчерпывающего поиска и метод ветвей и границ «дерева цели».

Ключевые слова: лесозаготовка, раскрой, оптимизация, теория роста, аллометрия.

Скачать

Базаров С.М., Чубинский А.Н., Бачериков И.В., Базаров Ф.Р., Говядин И.К. Элементы основ механики древесной среды // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 141–150. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.141-150

Аннотация

В технологиях деревопереработки и резания используется широкий спектр силовых полей различной физической природы (механической, тепловой, электромагнитной, акустической и др.) воздействия на материал древесины, в результате которого происходит формирование сложного деформируемого состояния от упругого до неупругого, таких как эластичность и пластичность. С позиции механики сплошной среды материал древесины является гетерогенным телом, имеющим сложную пространственно-временную пористую структуру, которая заполняется различными фазами (газ, жидкость). Широкое применение древесины в народном хозяйстве ставит задачу выделения её из гетерогенной среды в достаточно самостоятельную древесную среду, характеризующуюся своими специфическими закономерностями. В древесиноведении сложная анизотропность пористой структуры описывается в трех взаимно ортогональных направлениях: продольном, тангенциальном и радиальном. При построении начал механики древесной среды приняты допущения однородности, сплошности и сжимаемости, согласно которым параметры в математической модели (упругость, вязкость, пористость, пластичность, плотность) применяются в результате пространственно-временного осреднения. Фактор сжимаемости при нестационарности приводит к расширению компонентности пространства движения. В основе построенной математической модели лежит связность вектора скорости смещения деформации с вектором скорости движения, характеризующего текучесть, при соблюдении уравнения неразрывности сжимаемой среды. Представленное исследование может найти широкое применение, включая инновационные технологии.

Ключевые слова: древесиноведение, сжимаемость, неразрывность, пористость, текучесть

Скачать

Варанкина Г.С., Русаков Д.С., Соколова Е.Г., Чубинский А.Н. Исследование порошкообразных фенолоформальдегидных смол для изготовления фанеры // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 151–166. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.151-166

Аннотация

В настоящее время перед отечественным производителем древесных композиционных материалов стоят задачи по увеличению объемов производства, повышению качества и конкурентоспособности, снижению токсичности выпускаемой продукции. Решение этих задач основано на разработке новых и совершенствовании имеющихся технологий современного производства клеёв и композиционных материалов на их основе. Цель исследования – повышение эффективности производства фанеры путём применения клеев на основе порошкообразных термореактивных полимеров поликонденсационного типа. Для достижения поставленной цели в работе необходимо исследовать влияние наполнителя на свойства клеевой композиции и готовой продукции. Исходными компонентами для проведения экспериментов являлись порошковая фенолоформальдегидная смола и аэросил технический. Установлено, что введение аэросила технического в клеящие составы на основе поликонденсационной порошковой фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3013 увеличивает прочность фанеры, также с увеличением количества наполнителя уменьшается содержание свободных продуктов в смоле: содержание свободных фенола и формальдегида уменьшается до 0,05 – 0,06% и 0,02 – 0,03% соответственно. Предполагается, что при горячем способе склеивания происходит гелеобразование, частицы аэросила образуют разветвленные цепочки ~Si-O-Si~, которые целиком пронизывают объем клея, этот процесс сопровождается связыванием формальдегида в процессе структурирования. Полученные результаты исследований могут быть использованы в работе специалистов деревообрабатывающих производств при управлении технологическими процессами склеивания. Разработанные составы клеевой композиции на основе фенолоформальдегидных смол, модифицированных (наполненных) техническим аэросилом позволяют сократить расход клеевых материалов; повысить прочность и качество склеиваемой продукции; ускорить процесс отверждения связующего; сократить продолжительность склеивания; снизить энергозатраты путем уменьшения времени склеивания; уменьшить себестоимость клея, за счёт замещения основных компонентов наполнителем.

Ключевые слова: шпон, фанера, модификация, фенолоформальдегидная смола, аэросил, технический, клей, прочность фанеры, содержание свободного формальдегида.

Скачать

Васильев В.В., Меркулова А.Ф. Изучение экранирующей эффективности древесностружечных плит от электромагнитного излучения офисных приборов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 167–182. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.167-182

Аннотация

Исследовали параметры электромагнитного излучения (ЭМИ), исходящего от лицевой поверхности широко распространённых офисных электрических приборов: системный блок Ramec, монитор Acer, клавиатура hp, многофункциональное устройство (МФУ) Brother. Установили, что приборы имеют различные уровни электромагнитного излучения. На расстоянии 0,5 метра, который установлен требованиями СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03, наибольшее излучение распространяют Монитор Acer, МФУ Brother и системный блок Ramec. Показатели напряженности электрического поля в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц на расстоянии 0,5 метра у этих приборов превышают уровень 25 В/м, который установлен требованиями СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03. Напряженность электрического поля в диапазоне частот 2 – 400 кГц и плотность магнитного потока в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц и 2 – 400 кГц на расстоянии 0,5 метра у всех испытанных приборов отвечает существующим требованиям. Показатели ЭМИ достигают максимальных значений у лицевой поверхности прибора. Так, у поверхности исследованного оборудования напряженность электрического поля превышает в 4…24 раза, а плотность магнитного потока – в 1…16 раз аналогичные показатели, зафиксированные на расстоянии 0,5 м. Наиболее значимым в смысле необходимости защиты является системный блок компьютера. Поскольку пользователь может находиться в различных положениях по отношению к системному блоку, исследовали уровни ЭМИ с разных сторон прибора. Установили, что показатели напряженности электрического поля в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц на расстоянии 0,5 метра по всем сторонам системного блока не отвечают требованиям санитарных норм. Напряженность электрического поля в диапазоне частот 2 – 400 кГц и плотность магнитного потока в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц и 2 – 400 кГц на расстоянии 0,5 метра со всех сторон прибора отвечают нормативам СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03. Наиболее опасным является ЭМИ со стороны нижней поверхности системного блока компьютера по показателю напряжённости электрического поля. Высокие уровни напряжённости исходят также от задней, верхней и боковых поверхностей прибора. Современная офисная мебель изготавливается преимущественно из древесностружечных плит (ДСП). Предположили, что плиты могут выполнять экранирующую функцию для защиты от ЭМИ. Исследовали способность трёх типов промышленных ДСП мебельного назначения поглощать электромагнитное излучение. В качестве источника ЭМИ использовали нижнюю сторону системного блока компьютера. Полученные данные показывают, что величины напряженности электрического поля и плотности магнитного потока за экраном из ДСП близки к значениям ЭМИ без экрана. Изменения показателей не имеют выраженного характера, имеются как величины пониженного значения, так и увеличенные по сравнению с ЭМИ без экрана. Основная масса изменений за экраном из ДСП составляет ±20%, т. е. они укладываются в диапазон погрешности измерительных приборов ИЭП-05, ИМП-05/1 и ИМП-05/2. Таким образом, мебельные древесностружечные плиты толщиной 16,3 мм не поглощают электромагнитное поле, исходящее от офисных электрических приборов. Для придания плитам защитной способности необходимо ввести в их состав вещества, способные поглощать ЭМИ.

Ключевые слова: офисные электрические приборы, системный блок компьютера, электромагнитное излучение, напряжённость электрического поля, плотность магнитного потока, санитарные нормы, специальная мебель, древесностружечные плиты, экранирующие свойства.

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Раковская Е.Г., Занько Н.Г. Разработка модификаторов ржавчины на основе сульфитных щелоков для защиты стали от коррозии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 183–195. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.183-195

Аннотация

Одним из способов подготовки поверхности под окраску является нанесение модификаторов ржавчины или специальных грунтовок – преобразователей ржавчины. Для улучшения защитных свойств в состав модифицирующих растворов вводят ингибиторы коррозии. Целью данного исследования являлось получение эффективных ингибиторов на основе отходов целлюлозно-бумажной промышленности, а также разработка систем покрытий с применением данных ингибиторов для защиты от коррозии лесных машин. Исследовались составы, приготовленные на основе сульфитного щелока в качестве ингибиторов коррозии стальных образцов без ржавчины, а также изучалась эффективность защитных свойств систем лакокрасочных покрытий, в состав которых входили грунты-модификаторы ржавчины, разработанные на основе сульфитных щелоков и нанесенные на ржавую поверхность с верхним покрывным слоем эмали ПФ-115. С помощью гравиметрического метода и метода снятия поляризационных кривых выявлено, что сульфитные щелока являются ингибиторами коррозии стали в кислой среде. Показано, сульфитные щелока могут использоваться в качестве ингибиторов коррозии стали к преобразователям ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. С помощью визуальных и электрохимических методов выявлено, что наилучшими защитными свойствами обладает система преобразователь ржавчины П-2 + щелок + пиперидин. Поляризационные кривые, снятые в водных вытяжках грунтов-модификаторов ржавчины на основе сульфитных щелоков, подтверждают их ингибирующее действие. Выявлено, что наиболее эффективным ингибитором к преобразователю ржавчины П-2 является добавка щелок + пиперидин.

Ключевые слова: лесопарк, сосняки, древостой, рекреационное воздействие, лыжная трасса, индекс состояния

Скачать

Кхоа Х.М., Макаров М.И., Казаков Я.В., Окулова Е.О. Бумагообразующие свойства целлюлозы из древесины тропических пород // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 196–208. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.196-208

Аннотация

В работе рассмотрены структурно-морфологические и бумагообразующие свойства целлюлозы, полученной сульфатным способом из древесины тропических пород – Bambusa blumeana и акация Acacia hybrid, местом произрастания которых является Вьетнам. Выполнено сравнение со свойствами целлюлозы из древесины традиционных северных лиственных (смесь березы и осины 50:50) и хвойных пород. Структурно-морфологические свойства определены на автоматическом анализаторе волокна L&W Fiber Tester. Цифровые микрофотографии получены на микроскопе «ImagerM2m Carl Zeiss». Исследованы образцы до и после размола на мельнице Йокро до степени помола 30 °ШР, для целлюлозы из акации – 20 °ШР. Установлено, что, по сравнению с лиственной целлюлозой, волокна бамбука более длинные (1,8 мм против 1,0 мм), с меньшей шириной (17 мкм против 26 мкм), более изогнутые (фактор формы 87,5 против 92,5) и имеют больше изломов (0,42 против 0,29). Волокна акации более короткие (0,9 мм против 1,0 мм), с меньшей шириной (19 мкм против 26 мкм), более изогнутые (фактор формы 91,6 против 92,5) и имеют больше изломов (0,44 против 0,29). По сравнению с хвойной целлюлозой волокна бамбука и акации более короткие с меньшей шириной, менее изогнутые и имеют больше изломов. Использование небеленой целлюлозы из бамбука и акации в композиции небеленых видов бумаги и картона не приведет к повышению их прочности и жесткости, но может использоваться для повышения эластичности и растяжимости, что должно быть установлено в дальнейших исследованиях.

Ключевые слова: целлюлоза из бамбука, целлюлоза из акации, бумагообразующие свойства, длина волокна, ширина волокна, фракционный состав

Скачать

Школьников Е.В., Еловиков Д.П. Термодинамический расчет влияния полиморфизма и величины рН на растворимость оксида алюминия и его гидратов в водных средах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 209–221. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.209-221

Аннотация

Экспериментальное определение истинной равновесной растворимости гидроксидов и оксидов алюминия затруднено характерной склонностью их к образованию золей, а также из-за медленного установления гетерогенного химического равновесия и низкой величины растворимости в водных средах [Школьников, 2008, 2009]. В статье на основе результатов тщательного медленного кондуктометрического и потенциометрического титрования 0,0010 М раствора Al(NO3)3(pH0 = 3,00) раствором 0,050 (0,100) М NaOH при 20 °С определен cостав устойчивых гидроксокомплексов Al(ОН)n где n = 1, 2, 3, 4. Выполнен критический анализ информации о термодинамических свойствах оксидов, гидроксидов и гидроксокомплексов алюминия. Теоретически рассчитано влияние pH в интервале 3–14 на равновесные молярные доли катиона Al3+ и его моноядерных гидроксокомплексов и на равновесную растворимость различных модификаций оксида алюминия и его гидратов при 25 °С. Для большинства модификаций Al2O3 расчет проведен впервые. Экспериментально определенная растворимость твердой фазы Al(OH)3 [Gayer, Thompson, Zajice,1958] близка в слабокислой среде к рассчитанной авторами растворимости нордстрандита β-Al(OH)3, а в щелочной среде – байерита α-Al(OH)3. Растворимость оксидов и гидроксидов алюминия в чистой воде определяется содержанием растворенных нейтральных комплексов Al(OH)3 (молярная доля ~ 0,93) и зависит от структуры, уменьшаясь на три порядка при переходе от аморфных к термодинамически стабильным модификациям α–Al2O3, α–AlO(OH) и γ – Al(OH)3. Рассчитаны минимальная молярная растворимость (от 2·10–8 для α-AlO(OH) до 4·10–3 моль/л для аморфного Al2O3) и оптимальная величина pH (7,15) наиболее полного осаждения оксидов и гидроксидов алюминия в водных средах при 25 °С.

Ключевые слова: термодинамический расчет, молярная растворимость оксидов и гидроксидов алюминия, кислые и щелочные водные среды

Скачать

Школьников Е.В. Кинетика и механизм изотермической кристаллизации полупроводниковых стекол AsSe1.5Pbx (x = 0,025; 0,13) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 222–237. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.222-237

Аннотация

В статье [Школьников, 2019] исследовано влияние добавок олова на кинетические параметры ступенчатых превращений при изотермической объемной кристаллизации стекол AsSe1.5Snx (x = 0,13 и 0,20). Влияние концентрации свинца на характер и кинетические параметры реконструктивной кристаллизации стекол AsSe1.5Pbx изучено недостаточно. Методами измерения плотности, микротвердости, температурной зависимости электропроводности, рентгенофазового анализа и оптической микроскопии закаленных образцов исследованы кинетика и механизм превращений при объемной изотермической кристаллизации полупроводниковых стекол AsSe1.5Рвx (х = 0,025, 0,13) в интервале температур 210−340 °С. Анализ кинетики валовой кристаллизации стекол выполнен по данным измерения плотности с использованием уравнения Колмогорова-Аврами, обобщенного на ступенчатые и неполные изотермические превращения. Добавка 1 ат.% Pb к стеклу As2Se3 уменьшает примерно в 2 раза индукционный период выделения фазы As2Se3 и в 6-8 раз кинетический период полупревращения. Установлено, что на первой ступени изотермической ситаллизации стекол в низкотемпературном интервале 210−255 °С преобладает гомогенное зарождение и трехмерный рост нанокристаллов низкоомной фазы PbSe, инициирующей на второй ступени гетерогенное зарождение и двумерный рост кристаллов матричной высокоомной фазы As2Se3. Реконструктивная ступенчатая кристаллизация стекол AsSe1.5Pbx связана с непрерывным изменением химического состава остаточной стеклофазы и характеризуется интервалом уменьшающихся значений эффективной энергии активации. При длительной высокотемпературной термообработке стекол As2Se3 с 5 ат.% Pb в интервале 280–340 °С наблюдаются одновременно объемно-поверхностное расстекловывание фаз PbSe и As2Se3 и вторичные диффузионные процессы с понижением дисперсности, плотности, микротвердости и химической стойкости стеклокристаллов, а также с изменением носителей заряда с р-типа на n-тип.

Ключевые слова: ступенчатая объемная термокристаллизация стекол, степень завершения кристаллизации, кинетические параметры изотермической брутто-кристаллизации, обобщенное уравнение Колмогорова-Аврами

Скачать

Булыгина С.В., Севастьянова Ю.В., Коваленко М.В. Технологии волокнистых полуфабрикатов различного назначения из мискантуса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 238–251. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.238-251

Аннотация

В ходе исследовательской работы проанализированы способы получения целлюлозы из недревесного растительного сырья. Отработана технология получения целлюлозы высокого выхода сульфатным способом из мискантуса, пригодной для использования в композиции компонентов тарного картона. Условия получения целлюлозы высокого выхода: расход активной щелочи – 7%, температура – 150 °С, продолжительность – 30 мин, гидромодуль варки – 5, продолжительность горячего размола – 5 мин. Отработана технология получения химико-термомеханической массы из сечки. Условия получения: расход активной щелочи – 3%, продолжительность пропитки при 90 °С – 10 мин, продолжительность обработки при 120 °С – 10 мин, гидромодуль – 5. Отработан технологический режим отбелки химико-термомеханической массы из мискантуса по укороченной схеме Х – ЩП1 – ЩП2 с расходом Н2О2 60 кг/т, белизна образца составила 55% ISO. Отработана технология получения нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы из мискантуса, пригодной для использования в композиции компонентов тарного картона. Условия получения нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы: расход активной щелочи – 20%, температура – 175 °С, продолжительность – 50 мин, гидромодуль варки – 7, продолжительность горячего размола 5 мин. В соответствии с полученными результатами можно сделать вывод о том, что мискантус может быть использован для получения аналога лиственной сульфатной целлюлозы для применения в композиции различных видов бумаг.

Ключевые слова: недревесное растительное сырье, мискантус, сульфатная варка, целлюлоза высокого выхода (ЦВВ), химико-термомеханическая масса (ХТММ), беленая химико-термомеханическая масса (БХТММ), нейтрально-сульфитная полуцеллюлоза (НСПЦ).

Скачать

Сиваков В.П., Вураско А.В. Контроль конденсата в сушильных цилиндрах по тренду температуры их охлаждения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 252–259. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.252-259

Аннотация

Дроссельные шайбы, применяемые в сушильных цилиндрах (СЦ) для выпуска конденсата, имеют нерегулируемый условный проход, что приводит при интенсификации теплового и гидравлического режимов работы к накоплению конденсата. Повышенное содержание конденсата в СЦ увеличивает термическое сопротивление тепловому потоку от конденсирующегося пара к внутренним стенкам СЦ. Разработка методов обнаружения повышенного содержания конденсата в отдельных цилиндрах актуальна для снижения расхода пара на сушку бумаги. Выполнены исследования трендов температуры СЦ (скорости изменения температуры по времени, С/мин) за период охлаждения после отключения подачи пара. Выбраны диагностические точки контроля и обоснован режим измерения температур в этих точках СЦ. Произведено исключение грубых ошибок экспериментов. Разработана методика и алгоритм расчета допустимых уровней трендов температур. Выполнены расчеты допустимых характеристик трендов температур за время интервалов охлаждения СЦ. По трендам температур определены СЦ с повышенным содержанием конденсата. Разработанный авторами метод и алгоритм расчета допустимых трендов температур охлаждения СЦ при останове машины, основанный на различиях в скорости охлаждения СЦ с конденсатом и без конденсата, теоретически обоснован и экспериментально апробирован в производственных условиях. Обнаружение СЦ с повышенным содержанием конденсата по данному методу можно производить параллельно с другими работами по технологическому и техническому обслуживанию сушильных частей бумагоделательных машин.

Ключевые слова: сушильный цилиндр, конденсат, тренд температуры, охлаждение, допустимый тренд температуры

Скачать

Выпуск 230

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Грязькин А.В., Кочкин А.А., Прокофьев А.Н., Гуталь М.М., Чан Чунг Тхань, Ефимов А.В. Влияние рекреационной нагрузки в зимний период на лесную экосистему // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 6–18. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.6-18

Аннотация

Объект исследования – особо охраняемая природная территория «Черняевский лес», лесопарк площадью около 700 га, расположенный на территории Дзержинского и Индустриального районов города Перми. Лесопарк расположен на территории древней послеледниковой долины. Рельеф всхолмленный и представлен массивами смешанного соснового леса. В пределах парка имеются древние песчаные дюны и барханы эолового происхождения с высотами от 3–5 до 13 м. Цель исследования – оценить степень воздействия зимнего отдыха населения на древостои сосны в условиях сосняка черничного и сосняка брусничного. Под пологом древостоев в зимний период по постоянному маршруту ежегодно прокладывается лыжная трасса протяженностью 5,8 км. Лыжная трасса пролегает по разным элементам рельефа – подножие склона, склон, водораздел. Древостои представлены сосняками естественного происхождения, смешанными по составу. Возраст древостоев достигает 150 лет, относительная полнота 0,5–0,8, класс бонитета – II–III. По данным с 12-ти пробных площадей в сосняке черничном и сосняке брусничном дана оценка состояния подроста и подлеска, установлены структура по высоте и численность. Численность подроста достигает 1800 экз./га на контроле и экз./га на лыжной трассе. Численность подлеска – от 400 до 1200 экз./га. Характеристики подроста и подлеска зависят от типа леса, элементов рельефа, толщины снежного покрова и интенсивности рекреационной нагрузки. На контроле все характеристики подроста и подлеска превышают характеристики указанных компонентов леса на лыжной трассе. Условия произрастания по лыжной трассе представлены двумя типами леса – сосняк черничный (склоны и подножия склонов) и сосняк брусничный (вершины холмов). Установлено, что индекс состояния древостоев по лыжной трассе выше, чем на контроле. Доля сухостоя по лыжной трассе выше, распределение стволов по ступеням толщины различается – средний диаметр древостоев на контроле больше, чем на лыжной трассе. Различия имеются и по типам леса. В наибольшей степени влияние лыжной трассы на деревья проявляется в условиях сосняка брусничного. Следовательно, зимний отдых оказывает негативное влияние на древостой, санитарное состояние этого компонента парковых сообществ на лыжной трассе ухудшается.

Ключевые слова: лесопарк, сосняки, древостой, рекреационное воздействие, лыжная трасса, индекс состояния

Скачать

Усольцев В.А., Ковязин В.Ф., Уразова А.Ф., Борников А.В., Часовских В.П. Структура биомассы елово-пихтовых насаждений в градиенте загрязнений от Среднеуральского медеплавильного завода // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 19–35. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.19-35

Аннотация

В градиенте загрязнений от медеплавильного завода на Среднем Урале (56° 50′ с.ш., 59° 56′ в.д.) в смешанных елово-пихтовых древостоях заложены 43 пробные площади, на которых по ступеням толщины для определения биомассы взято 65 модельных деревьев, в том числе 33 и 32 ели и пихты соответственно. Градиент загрязнений выражен индексом токсичности – относительным показателем содержания в подстилке трёх «техногенных» металлов – Cu, Pb и Fe. Выполнен регрессионный анализ биомассы и ЧПП деревьев и древостоев от индекса токсичности. Установлена линейная закономерность снижения биомассы и годичной ЧПП елово-пихтовых древостоев по мере повышения индекса токсичности в направлении к источнику загрязнения, а по биомассе деревьев в том же градиенте никакой закономерности не выявлено. Также не выявлено какой-либо закономерности изменения фитомассы и ЧПП нижнего яруса по мере повышения индекса токсичности. Содержание сухого вещества в древесине и коре у равновозрастных деревьев увеличивается по мере приближения к источнику загрязнения, и у ели этот показатель выше, чем у пихты. Содержание сухого вещества в хвое у равновеликих деревьев ели выше, чем у пихты, но в градиенте загрязнения оно имеет постоянную величину.

Ключевые слова: елово-пихтовые древостои, модельные деревья, пробные площади, медеплавильный завод, индекс токсичности, регрессионный анализ

Скачать

Рай С.А., Беляева Н.В., Наквасина Е.Н. Начальные этапы сукцессии на лесосеках с разной технологией лесовосстановления в Кировской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 36–53. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.36-53

Аннотация

Проведенные лесохозяйственные мероприятия на лесосеках сплошных рубок, такие как создание лесных культур и проведение мер содействия естественному возобновлению, вносят вклад в смену экологической обстановки, особенности восстановительной сукцессии и биологическое разнообразие, в формирование новых биогеоценозов на лесосеках. Изучены особенности восстановительных сукцессий на начальных стадиях (первое десятилетие) формирования лесной среды на вырубках из-под сосняков с майником и брусникой в напочвенном покрове в Кировской области. Объекты исследования – лесосеки с последующим восстановлением лесными культурами сосны и с содействием естественному восстановлению путем сохранения подроста после сплошных рубок 2009-2016 годов в сосняках с майником и брусникой в напочвенном покрове. В качестве контрольного объекта подобран лесной выдел в естественном состоянии, соответствующий объектам исследования по типу леса, породному составу и с близким возрастом. Установлено, что создание лесных культур меняет структуру подроста по породному составу: преобладает сосна, высаженная в качестве монокультуры, тогда как в насаждении до рубки преобладал еловый подрост. На лесосеках с лесными культурами отмечено меньше лесных видов растений и больше сорных, по сравнению с лесосеками, где был сохранен подрост, а также с контрольным участком. Уже на начальных этапах самовосстановительной сукцессии лесосеки с сохранением подроста по структуре растительности живого напочвенного покрова ближе к исходным насаждениям с майником и брусникой, чем лесосеки с лесными культурами. Однако к концу первого десятилетия наблюдается тенденция к сближению структуры растительности на лесосеках с разными способами лесовосстановления. Это предполагает дальнейшую стабилизацию биоразнообразия экосистем в соответствии с условиями местообитания и разрастанием породы-эдификатора.

Ключевые слова: лесосеки, лесные культуры, содействие естественному лесовосстановлению, подрост, подлесок, живой напочвенный покров, биоразнообразие, сукцессия.

Скачать

Нгуен Ван Туен, А.П. Смирнов, Ву Ван Чыонг. Возобновление леса и влияние на него нижних ярусов фитоценозов после выборочных рубок в центральном Вьетнаме // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 54–72. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.54-72

Аннотация

Цель работы – изучение воздействия подлеска и живого напочвенного покрова на возобновление наиболее ценных пород вечнозеленого широколиственного леса после выборочных рубок в лесах Центрального Вьетнама. Исследовательские работы проведены в 2017 г. на участках выборочных рубок лесной компании «Чук А», в районе Хюнг Кхе, провинция Ха Тинь, на высотах 200–300 м н. у. м. Изучали подрост четырех наиболее экономически ценных видов из 1-го яруса: Vatica tonkinensis, Madhuca pasquieri, Hopea pierrei, Erythrophleum fordii на участках рубок 2005, 2008, 2010 и 2012 гг. в лесных типах IIIА2 и IIIА3. Интенсивность рубок – 25–30% по запасу. Густота подроста на участках рубок возрастает, по сравнению с контролем. Подрост Vatica tonkinensis отличается от других видов стабильностью численности на лесосеках разных лет. Численность Hopea pierrei возрастает с увеличением давности рубок, что свидетельствует о его теневыносливости. Светолюбивый подрост Erythrophleum fordii, напротив, имеет высокую густоту на лесосеке 5-летней давности. Густота Madhucapasquieri существенно не отличается от контроля. Встречаемость подроста также выше на участках рубок. Корреляционная связь густоты и встречаемости подроста в большинстве случаев очень высокая: r = 0,95–0,99. Суммарная доля четырех пород в общем составе подроста увеличивается с возрастом рубки. На контроле этого не наблюдается. Количество подроста всех четырех видов снижается с увеличением его высоты. Мелкого (высотой до 0,5 м), как правило, несколько больше на местах рубок, по сравнению с контролем, независимо от вида, у самого крупного наблюдается обратная тенденция. В целом, на местах выборочных рубок 5–12-летней давности подрост наиболее ценных древесных видов отличается от контроля большей густотой, встречаемостью и долей в общем составе подроста. На участках рубок выявлено увеличение густоты подлеска и степени проективного покрытия живого напочвенного покрова. Однако не установлено значительного влияния усиления присутствия нижних ярусов растительности как на общую густоту подроста ценных древесных видов, так и на численность мелкого подроста. Богатая почва и благоприятный климат Центрального Вьетнама способствуют быстрому восстановлению ценных пород после выборочных рубок независимо от разрастания подлеска и живого напочвенного покрова.

Ключевые слова: выборочные рубки, естественное лесовозобновление, численность и состав подлеска, проективное покрытие и состав живого напочвенного покрова

Скачать

Буй Динь Дык, Денисова Н.В., Барышникова С.В., Шевченко С.В., Селиховкин А.В. Актуальные изменения видового состава и плотности популяций насекомых-филлофагов в Санкт-Петербурге // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 73–99. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.73-99

Аннотация

В последние три десятилетия произошли существенные изменения в видовом составе доминирующих вредителей древесных растений Санкт-Петербурга и окрестностей. За это время в насаждениях города появились три новых инвазионных вредителя из семейства молей-пестрянок (Gracillariidae), минирующих листья древесных растений: липовая моль-пестрянка Phyllonorycter issikii, каштановая минирующая моль Cameraria ohridella и дубовая широкоминирующая моль Acrocercops brongniardella. Впервые в Санкт-Петербурге эти виды отмечены в 2000, 2013 и 2018 гг. соответственно. Все три вида дают вспышки массового размножения во вторичном ареале. Кроме того, началось массовое размножение ещё одного вида из этого же семейства – тополёвой нижнесторонней моли-пестрянки Phyllonorycter populifoliella. В других систематических группах вредителей также преобладают скрытноживущие виды: минирующие листья листоеды Zeugophora subspinosa и листоед большеног Zeugophora flavicollis на тополе, пилильщики Ardis pallipes, Arge ochropus и Blennocampa phyllocolpa на розе морщинистой, запятовидная щитовка Lepidosaphes ulmi и тля Eriosoma lanigerum на боярышнике. При этом ранее эти насекомые как вредители насаждений Санкт-Петербурга не отмечались. С другой стороны, ряд видов насекомых-филлофагов, в особенности открытоживущих, для которых ранее было отмечено резкое неоднократное увеличение плотности популяций, за последние 40 лет не встречались в городских насаждениях, например, три вида волнянок (Erebidae) – шелкопряд-монашенка Lymantria monacha, ивовая волнянка Leucoma salicis и античная волнянка Orgyia antiqua. Ещё одна значимая группа вредителей – сосущие насекомые, которые широко представлены в городских насаждениях и периодически дают значимые увеличения численности. Изменение видового состава доминирующих групп вредителей в городской среде может быть связано с тремя основными внешними факторами, воздействующими на популяции – это изменение породного состава насаждений, изменение климата и повышение уровня загрязнения и других антропогенных нагрузок на насаждения. Последний фактор, весьма вероятно, и обусловливает доминирование скрытноживущих и сосущих вредителей.

Ключевые слова: насекомые, вредители, древесные растения, плотность популяций, доминирующие виды

Скачать

Лебедев А.В., Кузьмичев В.В. Проверка двухпараметрических моделей зависимости высоты от диаметра на высоте груди в березовых древостоях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 100–113. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.100-113

Аннотация

Важное значение как в лесохозяйственных работах, так и при проведении научных исследований имеет точность определения высоты деревьев. Высота обычно определяется с использованием конкретных моделей, где она является функцией от диаметра дерева на высоте груди. Наиболее простыми моделями зависимости высоты деревьев от диаметра на высоте груди являются двухпараметрические, и они находят широкое применение в лесотаксационных работах. На материалах 23 пробных площадей с измерением модельных деревьев, заложенных в березовых древостоях Лесной опытной дачи Тимирязевской сельскохозяйственной академии, проводилось определение параметров для 14 двухпараметрических моделей, наиболее часто встречающихся в литературных источниках. Параметры моделей вычислялись путем минимизации среднеквадратической ошибки. Качество моделей оценивалось по следующим метрикам: квадратный корень из среднеквадратической ошибки, коэффициент детерминации, информационный критерий Акаике, информационный критерий Байеса. Полученные результаты подтвердили целесообразность использования на практике ряда уравнений, которые среди двухпараметрических моделей показывают приемлемое качество. Результаты анализа данных показывают, что со статистической точки зрения полученные различия в качестве моделей не являются значимыми на 5%-м уровне (t-тест). Обоснованные в качестве лучших модели зависимости высоты от диаметра на высоте груди могут быть использованы на практике при выполнении лесохозяйственных и научно-исследовательских работ в березовых древостоях, произрастающих в центральных регионах европейской части России. Методика проведенного исследования позволяет повторить аналогичную работу для древесных пород и лесорастительных условий, для которых информация о характере связи высоты с таксационным диаметром является неполной или отсутствует.

Ключевые слова: береза, двухпараметрическая модель, отбор моделей, диаметр на высоте груди, высота

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Власов Ю.Н., Нестерова Е.В., Хитров Е.Г. Влияние параметров рабочего органа установки и физико-механических свойств древесного сырья на показатели процесса измельчения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 114–125. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.114-125

Аннотация

Цель работы – исследовать влияние угла заточки и скорости рабочего органа машины-измельчителя древесных отходов на разрушение кусковых отходов окорки. Исследование базируется на положениях теории упругости и механики контактного взаимодействия. При получении вспомогательных зависимостей и обработке результатов расчетов использованы методы аппроксимации численных данных. На основе решения задачи о внедрении клиновидного индентора в упругопластический разрушаемый массив получено уточненное выражение контактной силы, возникающей в древесном материале под воздействием рабочего органа измельчителя, в котором в явном виде учтен угол заточки рабочего органа. Анализ показал, что выражение контактной силы можно представить как многопараметрическую функцию, включающую в себя параметр угла заточки рабочего органа, зависящий от тангенса угла заточки, и параметр механических свойств разрушаемого древесного материала, являющийся степенной функцией модуля деформации либо плотности древесного материала. На основе полученного выражения контактной силы предложена зависимость, устанавливающая связь удельной энергоемкости измельчения с углом заточки рабочего органа, механическими свойствами измельчаемого сырья и степенью его измельчения. Установлено, что для измельчения древесины плотностью 550 кг/м3 и коры плотностью 350 кг/м3 за счет удара рабочего органа измельчение коры и древесины с линейным размером фракции 50 мм происходит при частоте вращения рабочего органа на уровне 500 об./мин, молоткового рабочего органа – на уровне 1000 об./мин. Для измельчения коры и древесины в более мелкие, менее 5 мм, фракции достаточная частота вращения ножевого рабочего органа составляет 1000–2000 об./мин в зависимости от угла заточки, молоткового – 3000-3500 об./мин. Полученные оценки согласуются с опытом промышленного производства оборудования для измельчения древесных отходов.

Ключевые слова: кора, измельчение, угол заточки, скорость рабочего органа, подготовка отходов к производству брикетов

Скачать

Власов Ю.Н., Нестерова Е.В., Хитров Е.Г. Исследование кинетики изменения фракционного состава измельчаемого древесного сырья // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 126–140. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.126-140

Аннотация

В технике при изучении кинетики измельчения материалов пользуются математическими моделями в виде интегро-дифференциальных уравнений, решение которых трудоемко и не всегда приводит к получению наглядных результатов. Цель настоящей статьи – разработать математическую модель, раскрывающую кинетику изменения фракционного состава измельчаемых древесных материалов, позволяющую на практике проводить оценку фракционного состава обрабатываемого сырья во времени. Методы исследования – математический анализ, численные методы решения дифференциальных уравнений и обработки расчетных данных. Измельчение рассмотрено как многостадийный процесс, при котором фракции материала (узкие классы) под воздействием рабочего органа машины-измельчителя претерпевают превращения, происходящие как последовательно, так и параллельно, причем скорости превращений и доли вновь образованных узких классов материала определяются исходными размерами измельчаемых фракций и параметрами рабочего органа измельчителя. Предложена система дифференциальных уравнений, описывающая в общем превращения узких классов при измельчении, причем коэффициенты уравнений позволяют учесть произвольный вид функций скоростей измельчения фракций и выхода продуктов измельчения. Предложенная система является альтернативой интегро-дифференциальному уравнению балансовой модели измельчения. Выполнена оценка значений параметров математической модели на примере измельчения коры. По результатам сопоставления результатов моделирования с экспериментальными данными, полученными предыдущими исследователями, установлено, что предложенная дифференциальная модель изменения фракционного состава материала при принятых предпосылках к расчету ее параметров качественно и количественно описывает экспериментальных данные с высокой точностью.

Ключевые слова: кора, подготовка сырья, скорость измельчения, фракции, средняя крупность

Скачать

Грязин В.А. Первичное тестирование обучающихся как часть методики обучения машиниста трелевочной машины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 141–151. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.141-151

Аннотация

Разработана методика первичного тестирования обучающихся на предмет приспособленности к работе с управляемым манипулятором по профессии рабочего 14269 «Машинист трелевочной машины». Апробация методики проведена с использованием учебного стенда СГУ-ГПМ на базе Лаборатории сервиса лесных машин ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет». Приведенный анализ результатов исследования включает данные времени выполнения цикла перемещения груза для группы обучающихся. Установлено влияние количества повторений цикла работы СГУ-ГПМ на эффективность взаимодействия операторов с перегрузочным оборудованием. Доказано, что в процессе многократного повторения цикла обучающиеся усваивают основные навыки работы с манипулятором и запоминают функционал органов управления, как следствие сокращается время цикла и растет стабильность результатов за счет снижения разброса времени цикла. После стабилизации результатов на учебном стенде СГУ-ГПМ обучающийся получает устойчивый навык работы с органами управления и понимает особенности кинематики шарнирно-сочлененных гидравлических перегрузочных манипуляторов, что позволяет перейти к дальнейшим этапам обучения.

Ключевые слова: обучение, методика, тестирование, оператор, манипулятор, время цикла

Скачать

3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Сергеевичев А.В., Онегин В.И., Кушнерев В.О., Сергеевичев В.В., Михайлова А.Е. Анализ влияния затыловки концевых фрез на их работоспособность при механической обработке древесины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 152–163. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.152-163

Аннотация

Долговечность концевых фрез при работе определяется несущей способностью рабочей части корпуса и износостойкостью зубьев. Под несущей способностью рабочей части понимается ее способность воспринимать возникающие нагрузки от сил резания и обеспечивать жесткость и прочность фрез. Необходимая прочность концевых фрез определяется их конструктивными параметрами и условиями работы. При фрезеровании концевыми фрезами с глубиной более одного диаметра под воздействием сил сопротивления резанию происходит отжим фрезы, усугубляющийся наличием радиального люфта шпинделя в подшипниках. При этом возникают вредные силы трения вследствие контакта задних поверхностей с обрабатываемым материалом. Возникающий от трения нагрев фрез приводит к снижению их прочности. Одним из важнейших параметров концевых фрез является затыловка задних поверхностей. Существующие способы затыловки концевых фрез не полностью удовлетворяют требованиям эффективной работы. Данный отрицательный момент связан с тем, что концевая фреза – консольная система, поэтому затыловка посредством равномерного поднутрения задних поверхностей по всей длине не удовлетворяет требованиям уравнения изогнутой оси балки под действием изгибающего момента. Вредные силы трения задних поверхностей фрез об обрабатываемый материал можно устранить при затыловке путем совместного профилирования рабочей части в поперечной и продольной плоскостях. При этом прочность фрез увеличивается на 7-10%, а жесткость на 3-6%. На практике совместную затыловку в поперечной и продольной плоскостях можно осуществить путем изготовления корпусов с конической рабочей частью.

Ключевые слова: концевые фрезы, механическая обработка древесины, повышение прочности и жесткости фрезерного инструмента

Скачать

Базаров С.М., Говядин И.К., Елкин А.В. Вязко-упруго-пластическое движение материала древесины. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 164–172. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.164-172

Аннотация

Материал древесины как природный полимер в зависимости от характера теплового движения может находиться в трех релаксационных состояниях: стеклообразном, в котором возможны только колебательные движения атомов в макромолекулах, высокоэластичном, в котором возможны колебательные движения звеньев и сегментов и их взаимная подвижность, вязкотекучем, в котором имеет место подвижность макромолекул и элементов надмолекулярной структуры в целом. Этим состояниям соответствуют агрегатные структуры: первому твердая, второму твердая и третьему жидкая. В тепловом поле при повышении температуры происходят переходы полимера из одного релаксационного состояния в другое. При охлаждении происходят переходы в обратном направлении. В пространственно градиентных температурных полях полимер может находиться одновременно в твердом и жидком состояниях. Представленным трем релаксационным состояниям полимера ставится в соответствие обобщенная модель вязко-упруго-пластического тела. Уравнения движения материала древесины построены на основании феноменологических представлений механики сплошной среды, замыкание уравнений выполнено на основе связи тензора напряжений с тензором деформаций в соответствии с выбранной реологической моделью для материала древесины как полимера. Уравнения построены для однородной сплошной среды, при переходе к неоднородной скалярные релаксационные параметры состояния полимера необходимо представлять в тензорной форме. Данное исследование может рассматриваться как элемент основ механики биополимеров.

Ключевые слова: реология, сплошная среда, тензор, напряжение, деформация

Скачать

Васильев В.В. Актуальные технологические проблемы производства синтетических смол и древесных плит // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 173–186. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.173-186

Аннотация

Проведен опрос специалистов по выявлению актуальных проблем в технологии изготовления древесных плит и синтетических смол для их производства. Исследование проведено методом группового анкетного опроса. Анкета содержала 3 перечня вероятных проблем по разделам: производство синтетических смол, производство древесностружечных плит и производство древесноволокнистых плит. Перечни технологических проблем взяты как итоговые результаты прошлых социологических исследований, а также на основании предложений специалистов. Оценка актуальности проблемы производилась по 5-балльной шкале. По величине средневзвешенного балла определяли уровень актуальности технологической проблемы: чем он выше, тем значимее анализируемая проблема. На вопросы анкеты ответили 47 человек. Эксперты имеют большой опыт, их средний стаж работы в отрасли 22,7 года. Более 70% участников опроса – работники предприятий, остальные – научные сотрудники, проектировщики и преподаватели. Исследовали 10 проблем по технологии синтетических смол, 12 – по технологии древесностружечных плит, 10 – по технологии древесноволокнистых плит. Для сравнения приведены данные аналогичных опросов, проведённых в 2005 и 2011 гг. По мнению экспертов наиболее значимыми являются проблемы, связанные с созданием и применением синтетических смол в производстве плит. Это новые низкотоксичные смолы, обеспечивающие, помимо снижения содержания формальдегида в смоле и плитах, необходимые физико-механические свойства плит, низкий расход связующего, высокую скорость прессования, экологические параметры производства. В производстве синтетических смол 2 проблемы относятся к категории высокоактуальных (балл актуальности проблемы в диапазоне от 4,01 до 5,00), 8 проблем – к категории повышенной актуальности (балл актуальности от 3,01 до 4,00). Высокоактуальные проблемы: снижение токсичности смол для плит и реакционная способность смолы. К проблемам повышенной актуальности относятся вопросы синтеза новых смол, улучшение показателей смол, качество сырья и экологические вопросы производства смол. Среди 12 анализируемых проблем производства древесностружечных плит 2 относятся к категории высокоактуальных, 4 – к категории повышенной актуальности, 6 – к категории средней актуальности (балл актуальности от 2,01 до 3,00). Высокоактуальные проблемы: снижение токсичности плит и снижение расхода смолы в производстве плит. Проблемы повышенной актуальности: снижение разбухания плит, интенсификация процесса горячего прессования, снижение расхода древесного сырья, переработка низкокачественной древесины. В производстве древесноволокнистых плит 6 проблем относятся к категории высоко актуальных, 3 – к категории повышенной актуальности, 1 – к категории средней актуальности. Высокоактуальные проблемы для производства древесноволокнистых плит сухого способа: новые экологически чистые смолы, снижение токсичности плит, снижение расхода смолы. Высокоактуальные проблемы для производства древесноволокнистых плит мокрого способа: снижение токсичности сточных вод, новые экологически чистые смолы, очистка сточных вод.

Ключевые слова: синтетические смолы, древесностружечные плиты, древесноволокнистые плиты, актуальные технологические проблемы, социологический опрос, экспертная оценка, токсичность смол, токсичность древесных плит, расход смолы.

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Байдаков Д.Л., Колужникова Е.В., Михайлова Н.В. Масс-спектрометрическое исследование и электродные свойства халькогенидных пленок MnCl2–GeS2–Ga2S3 и MnS–GeS2–Ga2S3, полученных методом химического нанесения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 187–199. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.187-199

Аннотация

Методом химического нанесения из растворов халькогенидных стекол в н-бутиламине получены пленки MnCl2–GeS2–Ga2S3 и MnS–GeS2–Ga2S3, исследованы масс-спектрометрические характеристики и изучены электродные свойства пленок. Нанесение халькогенидных пленок осуществляли согласно методике, подробно описанной в [Байдаков, Виграненко, 2019]. Магнитную восприимчивость в области температур 90–293 К исследовали на установке, подробно описанной в [Тверьянович, 1978]. Измерения проводили в гелиевой атмосфере в режиме дискретного нагревания с термостабилизацией каждой ступени в течение 20 мин [Байдакова, 1989]. Для регистрации масс-спектров использовали времяпролетный масс-спектрометр типа масс-рефлектрон с разрешающей способностью на половине высоты пика в области массового числа 500 а.е.м., равной 5000. Описание прибора и условия эксперимента приведены в работе [Каратаев, Любин, 1988]. Ионизацию паров изучаемых образцов осуществляли в источнике ионов с электронным ударом. Обзорные масс-спектры наблюдали в диапазоне энергий 7–50 эВ. Остаточное давление в камере анализатора составляло 2,7.10–5 Па. Изготовление электродов на основе мембран халькогенидных пленок и методика электродных измерений подробно описаны в работе [Baidakov, Shkol’nikov, 2019]. Для пленок MnS–GeS2–Ga2S3 наблюдается значительный рост |Ө| с увеличением содержания марганца. В сульфидной системе величина |Ө| = 150 К (х = 0,25), что свидетельствует о формировании фазы, обогащенной марганцем. Для пленок MnCl2-GeS2-Ga2S3 значение |Ө| = 30 К (х = 0,20). С увеличением содержания марганца в хлоридной системе наблюдается рост абсолютной величины константы Вейсса. Из результатов магнитостатического исследования сделано предположение о наличии реакций обмена в пленках MnCl2–GeS2–Ga2S3. Масс-спектр пленок MnS–GeS2–Ga2S3 обусловлен диссоциацией трехкомпонентных марганецсодержащих структурных единиц, которым соответствуют соединения состава Mn2GeS4, MnGa2S4, Mn2Ga2S5, Mn3Ga2S6. Наличие спектра пара пленок MnCl2–GeS2–Ga2S3 только при температурах, превышающих 180 °С, существенно отличающегося по составу от исходных пленок, указывает на то, что исходный спектр хлоридной системы обусловлен диссоциацией сульфида германия. Присутствие в масс-спектре фрагментов хлорида германия при 250 °С указывает на его наличие в исходных пленках. Это, по-видимому, связано с обменными реакциями в системе MnCl2–GeS2–Ga2S3. Электроды с пленочными мембранами MnCl2–GeS2–Ga2S3 показали высокую чувствительность и низкий предел обнаружения катионов Mn2+. Нернстовская область электродного отклика лежит в пределах 10–1–10–6 моль/л нитрата марганца, предел обнаружения достигает 10–7 моль/л. Электродные свойства халькогенидных стекол и пленок аналогичного состава практически не отличаются.

Ключевые слова: халькогенидные пленки, химическое нанесение из н-бутиламина, масс-спектрометрические характеристики и электродные свойства халькогенидных пленок

Скачать

Евстигнеев Э.И. Совершенствование схемы анализа компонентного состава древесины лиственницы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 200–214. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.200-214

Аннотация

Разработана схема анализа компонентного состава лиственницы, предусматривающая определение таких компонентов, как полисахариды, целлюлоза, нецеллюлозные полисахариды, лигнин, экстрактивные вещества и зола. В отличие от известных схем анализа химического состава древесины, она содержит новую стадию, а именно – определение общего содержания полисахаридов фотоколориметрическим методом. Обычно для этой цели используют определение холоцеллюлозы, однако известные методы не позволяют выделить все полисахариды, поскольку в процессе выделения часть из них неизбежно утрачивается. Зная общее содержание полисахаридов, можно определить содержание нецеллюлозных полисахаридов. Такой подход имеет явное преимущество, по сравнению с традиционно используемым определением отдельно гемицеллюлоз и отдельно водорастворимых полисахаридов, так как в этом случае происходит потеря части полисахаридов. Предложенная схема дает возможность достаточно полно охарактеризовать компонентный состав древесины лиственницы, не прибегая к использованию специального оборудования. Разработанный метод определения арабиногалактана обладает высокой селективностью к определяемому компоненту древесины в присутствии большого количества примесей, в связи с чем он может быть рекомендован для количественного определения арабиногалактана как в водных растворах, так и в древесине.

Ключевые слова: древесина лиственницы, полисахариды, целлюлоза, нецеллюлозные полисахариды, остаточные пентозаны, арабиногалактан

Скачать

Софронова Е.Д., Липин В.А., Орлова А.В., Добош А.Ю. Влияние схемы отбелки на содержание общего и связанного хлора в целлюлозе // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 215–225. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.215-225

Аннотация

Наблюдается ужесточение требований по содержанию хлора в целлюлозе для санитарно-гигиенических изделий и ряда других целей. Содержание хлора в целлюлозе зависит от применяемой схемы отбелки. В процессе отбелки с применением молекулярного хлора, диоксида хлора или гипохлорита натрия небольшая часть соединений хлора присутствует в целлюлозном волокне. На большинстве современных предприятий применяется технология ECF, где в качестве альтернативы молекулярному хлору на одной или нескольких ступенях используются диоксид хлора (ClO2) или гипохлорит натрия (NaClO). Также существует технология отбелки TCF, которая позволяет полностью отказаться от применения хлорсодержащих агентов путем использования только кислородсодержащих реагентов, таких как кислород, пероксид водорода, озон. Применение полностью бесхлорных технологий ограничено в виду высокой себестоимости продукции при сравнительных качественных характеристиках продукции. Проведен анализ образцов целлюлозы различных производителей. Определение содержания общего хлора и органически связанного хлора осуществлялось путем сжигания пробы целлюлозы при температуре от 950 до 1000 °С. Анализ образцов целлюлозы российских заводов показал, что в целлюлозе, полученной с использованием схем отбелки КЩО–Д0–ЩП1–Д1–ЩП2–Д2–К и Д0–ЩОП–Д1–ЩП–Д2–К, содержание хлора в готовой продукции меньше всего. Это может объясняться тем, что кислородно-щелочная обработка позволяет эффективно снизить содержание лигнина. Низкое содержание последнего позволяет сократить количество используемого диоксида хлора на стадиях Д. По совокупности предъявляемых к целлюлозе свойств и экономических показателей наиболее приемлемыми являются схемы отбелки с оптимизированными расходами диоксида хлора и пероксида водорода, озона без использования молекулярного хлора (ECF-light). Они позволяют достичь низкого содержания соединений хлора в целлюлозе, близкого к технологии TCF.

Ключевые слова: целлюлоза сульфатная беленая, отбелка целлюлозы, адсорбированный хлор, хлорорганические соединения, санитарно-гигиенические изделия, содержание хлора в целлюлозе, флафф-целлюлоза

Скачать

Шабиев Р.О., Смолин А.С., Иванов-Омский В.И., Звонарева Т.К., Трапезникова И.Н. Практический метод исследования водородных связей в бумаге // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 226–238. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.226-238

Аннотация

Знание принципов образования водородной связи при подготовке бумажной массы является полезной информацией для лучшего управления размолотой целлюлозы. Тем не менее не существует широко признанного, точного и быстрого метода для изучения этих взаимодействий по отношению к размолу целлюлозы. Основная цель представленного исследования заключается в описании быстрого неразрушающего метода анализа лабораторных образцов посредством ИК-Фурье-спектроскопии в области поглощения водородных групп и интерпретации полученных результатов. Предложенный метод основывается на деконволюции ИК-Фурье-спектров в четыре Гауссовы контура. Расчетная энергия водородных связей получилась в диапазоне от 2 до 25 кДж/моль. Энергия связи была классифицирована на слабые, средние и сильные связи, что соответствует меж- и внутрифибриллярным подвидам связи. Было определено, что минимальное требование к анализируемым лабораторным образцам для данного метода, это ИК-пропускание в диапазоне 3700–3000 cm–1 от 0,1% до 0,5%. Хотя во время анализа лабораторных образцов обычно более 95% подающего света рассеивается или отражается, это не ограничило в получении чистого и структурированного спектра поглощения. В случае, когда пропускание составило более 0,5% или менее 0,1% было обнаружено разное количество сильной связи, что показывает разницу в структуре бумаги. Предложенный метод моет быть рекомендован для производственного контроля целлюлозы и массоподготовительных процессов при производстве бумаги.

Ключевые слова: водородные связи, гидроксильные группы, ИК-Фурье-спектроскопии, деконволюция, лабораторные образцы, эвкалиптовая целлюлоза.

Скачать

Михайлова О.С., Крякунова Е.В., Канарский А.В., Казаков Я.В., Холмова М.А. Пропитка картона во влажном состоянии биомодифицированным крахмалом // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 239–252. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.239-252

Аннотация

Поверхностная проклейка бумаги придает ей гидрофобные свойства с одновременным повышением физико-механических и печатных показателей. Крахмал является одним из старейших и наиболее распространенных связующих веществ, используемых в производстве бумаги и картона. Однако в настоящее время вместо нативного крахмала в качестве связующего чаще используются модифицированные крахмалы различного вида. Такие амилолитические ферменты, как амилаза, изоамилаза и пуллуланаза, вызывают энзиматическую модификацию крахмала. Показано, что обработка амилолитическими ферментами крахмала перед поверхностной пропиткой картона заметно улучшает его упругие и деформационные характеристики, поскольку ферментативная модификация крахмала влияет на характер связей, образующихся между крахмалом и волокнами целлюлозы, от чего зависит, какое количество крахмала проникнет между волокнами целлюлозы, а сколько останется на поверхности в виде пленки. От этого соотношения зависит, насколько сильно изменится способность получаемого композитного материала сопротивляться прилагаемой нагрузке. Пропитка картона биомодифицированным крахмалом приводит к увеличению количества водородных связей между волокнами целлюлозы и гидроксильными группами крахмала, что обеспечивает повышенную жесткость при растяжении уже на начальном участке деформирования. При этом повышение физико-механических показателей зависит от вида ферментного препарата и, соответственно, от механизма гидролиза связей в крахмале. Установлено, что обработка картона при 50 % сухости амилолитическими ферментами – амилазой, изоамилазой или пуллуланазой приводит к значимому увеличению упругости картона после кратковременного увлажнения, но не оказывает значимого положительного эффекта на прочностные характеристики картона при сухости 50 %.

Ключевые слова: амилолитические ферменты, биомодифицированный крахмал, поверхностная пропитка картона, прочностные характеристики

Скачать

Канарский А.В., Якубов Е.Р., Кручина-Богданов И.В., Канарская З.А., Семёнов Э.И., Гематдинова В.М. Утилизация полисахаридов сточных вод производства волокнистых полуфабрикатов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 253–264. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.253-264

Аннотация

Участки подготовки древесины, промывки и отбеливания целлюлозы, а также варочный цех являются основными источниками сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности. Объём сточных вод тесно связан с количеством получаемой целлюлозы в каждом конкретном процессе. При этом образуется значительное количество вторичных ресурсов в виде поли- и олигосахаридов, которые присутствуют в цеховых и заводских сточных водах. Эти воды подвергаются биологической очистке с образованием ила, который не находит полноценного практического применения. Использование активного ила в качестве флокулянта приводит к необходимости аэрирования, что достаточно дорого. Использование ила в качестве кормовых добавок не представляется возможным, так как в нем накапливаются токсиканты, и кроме того, желудочно-кишечный тракт многих животных не способен переваривать осажденную клетчатку. Ил не находит применения в сельском хозяйстве, так как сильная гидратация требует трудоемких и затратных операций перевалки, транспортировки, хранения и последующего внесения в почву. Установлена целесообразность применения сточных вод производства древесной массы из щепы берёзы для приготовления питательной среды для культивирования гриба Trichoderma reesei M18. При этом, сточные воды рекомендуется подготавливать путём инверсии при pH 4,9 и упаривания в 3 раза с увеличением содержания РВ до 3,5% Показано, что на питательной среде, приготовленной из концентрированных сточных вод, гриб Trichoderma reesei M18 проявляет ферментативную целлюлолитическую и ксиланазную активности, что способствует гидролизу олигосахаридов, и, соответственно, увеличению редуцирующих веществ в питательной среде. Путём кислотной обработки гриба Trichoderma reesei M18 получен хитин-глюкан, обладающий адсорбционными свойствами по отношению к Т-2 микотоксину. При этом наибольшей истинной адсорбционной способностью по отношению к Т-2 микотоксину обладает хитин-глюкан с меньшим содержанием белка по Барнштейну и наибольшим содержанием Д-глюкозамина.

Ключевые слова: берёза, древесная масса, сточные воды, гриб Trichoderma, культивирование, хитин-глюкан, адсорбция микотоксина

Скачать

5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Васильев Н.П. Мобильные Cordova-приложения сбора данных о состоянии лесных территорий с привязкой к геопозиции // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 265–274. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.265-274

Аннотация

Предложен вариант организации централизованного сбора первичных данных о состоянии лесных территорий, включая фото, с привязкой их к местоположению с помощью гибридных приложений Cordova. Сбор возможен в автономном режиме, что важно при отсутствии связи на удалённых территориях. Разработаны шаблоны программных кодов для доступа к геолокации и камере мобильных устройств.

Ключевые слова: гибридные приложения Cordova, программирование для мобильных устройств

Скачать

Заяц A.М., Хабаров С.П. Использование системы GNU Octave для обработки данных, поступающих по сети // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 275–289. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.275-289

Аннотация

Предложенный подход и разработанные программы на базе пакета GNU Octave обеспечивают сетевую работу практически в реальном масштабе времени по обработке данных наблюдаемого объекта, включающего в свой состав UDP сервер, который по запросу клиента может выдать ему нужную для оценки и обработки текущую информацию о состоянии переменных, характеризующих состояние этого объекта.

Ключевые слова: распределенные системы, беспроводные сети, сетевое программирование

Скачать

6. ХРОНИКА НАУЧНОЙ ЖИЗНИ

Сергеева В.Л., Лебедев П.А., Алексеев А.С., Соловьев В.А., Бабиков Б.В., Скупченко В.Б. Дмитрий Михайлович Киреев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 290–295. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.230.290-295

Аннотация

В заметке говорится о жизненном пути Д.М. Киреева, основателе и разработчике нового научного направления «Лесное ландшафтоведение».

Ключевые слова: персоналии

Скачать

Выпуски 2019 года

Выпуск 229

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Вайшля О.Б., Карбышева К.С., Бендер О.Г. Особенности микотрофности Pinus sibirica Du Tour в кедровниках Томской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 6–22. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.6-22

Аннотация

В припоселковых кедровниках южной тайги Томской области исследовали образцы эктомикориз Pinus sibirica, собранные с корней подроста или из почвенных образцов. Для DEEMY-анализа отбирали живые, функционирующие эктомикоризы. Срезы эктомикориз делали на замораживающем микротоме МЗ-2, изучая их параметры с помощью микроскопа Axiostar plus, видеокамеры Watec LCL 217 и программного обеспечения SIAMS MesoPlant. Возраст сеянцев определяли при помощи прибора «LinTab-6 Tree-ring Station». Выделение ДНК, ПЦР проводили по протоколам наборов Quiagen. Результаты обрабатывали по алгоритму анализа ANOVA и многофакторной модели дисперсионного анализа (Statistica 10). Выявлено, что параметры «ширина мезодермы», «радиус центрального проводящего цилиндра» и «ширина грибной мантии» коррелируют друг с другом. В возрастной группе 1 корреляции сохранялись, в возрастной группе 2 связь между параметрами отсутствовала. У подроста кедра при увеличении размеров корня достоверно увеличивалась и толщина грибной мантии. Анализ сиквенсов ITS регионов рибосомальных генов ДНК показал, что туберкулизированные эктомикоризы образованы Suillus sibiricus, простые эктомикоризы, покрытые белыми гидрофобными гифами, формирует Cortinarius sp., ветвящиеся эктомикоризы с желтыми гидрофобными ризоморфами – Piloderma olivaceum. Результаты выявили высокую частоту встречаемости контактных эктомикориз в фитоценозе с максимальной густотой стояния деревьев – в кедраче пос. Зоркальцево. В Лоскутовском кедровнике и в Тимирязево, с наибольшим распространением стратегии со средней дистанцией действия (Medium distance exploration type), индекс сомкнутости крон составляет 0,4–0,6. Оптимальное состояние Лоскутовского кедровника, вероятно, объясняет обнаруженное здесь большое разнообразие и видов эктомикоризообразующих макромицетов, и всех трех exploration – типов: и Contact, и Medium, и Short.

Ключевые слова: Pinus sibirica, эктомикориза, морфотип, микотрофность, трофическая стратегия, кедровник

Скачать

Карпов А.А., Богданов А.П., Пирцхалава-Карпова Н.Р., Демина Н.А. Использование ДЗЗ для мониторинга лесовосстановления в бореальных лесах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 23–43. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.23-43

Аннотация

Оценка лесовосстановления по спутниковым снимкам и создание системы мониторинга является важной задачей на сегодняшний день. Российские и зарубежные ученые проводят исследования в этом направлении, но анализ лесовосстановления является сложной темой исследования в отличие от выявления вырубок и гарей по спутниковым снимкам. Лесовосстановление также является сложным, многофакторным процессом, зависящим от множества факторов. Данная статья описывает мировой опыт создания различных методик для мониторинга лесовосстановления, используя различные подходы анализа данных и сенсоры, установленные на спутниках. В рамках статьи рассмотрено применение оптических, радарных снимков и данных, полученных с лидарных сенсоров. Это попытка структурировать накопленный опыт в данной сфере и сгруппировать разработанные методики для анализа их преимуществ и недостатков. Тип сенсора определяет длительность периода мониторинга. Радарные данные позволяют определять процесс лесовосстановления до 60 лет в отличие от оптических сенсоров, которые имеют значительно меньший период оценки лесовосстановления. Применение радарных данных может быть ограничено стоимостью работы и сложностью обработки радарных данных, поэтому использование тех или иных методик может иметь финансовые ограничения. Данный обзор показывает все основные методы оценки лесовосстановления.

Ключевые слова: мониторинг, лесовосстановление, дистанционное зондирование Земли, спектральные индексы

Скачать

Ковязин В.Ф., Фам Тхи Хиен Лыонг Вертикальная структура фитоценозов Курортного лесопарка Санкт-Петербурга // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 44–56. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.44-56

Аннотация

Курортный лесопарк Санкт-Петербурга, площадью около 23 тыс. га, расположен на землях города, является важнейшим компонентом биосферы. Леса города выполняют защитные, санитарно – гигиенические, рекреационные функции, являются резервуаром чистого воздуха для Санкт-Петербурга. Лесопарк разделен на 6 участковых лесничеств: Комаровское, Песочинское, Молодежное, Приморское, Сестрорецкое, Кипенское, которые находятся на землях административных районов города – Курортном, Приморском, Выборгском, Петродворцовом, Красносельском и Колпинском. Лесопарк используется для отдыха жителями мегаполиса, что отражается на вертикальной структуре фитоценозов. В Курортном лесопарке произрастают растения разных биоморфных групп: деревья, кустарники, травы, мхи. Для каждой группы растений проведены лесоводственные исследования, установлено, что преобладают одноярусные древостои: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), ели европейской (Picea abies L.), берёзы пушистой (Betula pubescens Ehrh.). Подлесок представлен аборигенными видами растений: рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.), крушина ломкая (Frangula alnus Mill),черемуха обыкновенная (Prunus padus L), бузина обыкновенная (Sambucus racemosa L.), жимолость обыкновенная (Lonicera xylosteum L.), смородина красная (Ribes rubrum L.). В травяно-кустарничковом ярусе преобладают: кислица обыкновенная (Oxalis acetosella L.), черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus L.) и брусника обыкновенная (Vaccinium vitis-idaea L.). Мохово-лишайниковый ярус представлен следующими видами мхов: дикранум гладкий (Dicranum scoparium Hedw.), плевроциум Шребери (Pleurozium schreberi Brid.), гилокомиум блестящий (Hylocomium proliferum Brid.), кукушкин лён обыкновенный (Polytrichum commune Hedw.). Лесоводственные исследования необходимы для понятия структура городских лесов Санкт-Петербурга.

Ключевые слова: фитоценоз, вертикальная структура, ярус, подлесок, живой напочвенный покров

Скачать

Данг Вьет Хунг Этноботанические исследования по изучению лекарственных растений на территории природно-культурного заповедника «Донг Най» (Вьетнам) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 57–79. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.57-79

Аннотация

Природно-культурный заповедник «Донг Най» – самый большой заповедник в Юго-Восточном регионе Вьетнама. Территория заповедника Донг Най состоит из трех земельных участков, расположенных в коммунах Ма Да, Хиеу Лием и Фу Ли уезда Винь Кыу в провинции Донг Най. Заповедник создан с тремя основными целями: сохранение разнообразия естественной лесной экосистемы в пределах провинции Донг Най; сохранение и популяризация объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) региона; сохранение биологического разнообразия и развитие экологического туризма. Исследование показало, что люди, живущие в окрестностях заповедника Донг Най, использовали различные виды растений в качестве средств лечения нескольких недугов, перечисленных в исследуемой области. Растения являются единственными доступными ресурсами для первой помощи, так как медицинские центры находятся далеко от коммуны Фу Ли. 90 таксонов были процитированы людьми для их целебной пользы, среди них 10 таксонов были самыми используемыми лекарственными растениями. Было установлено, что наибольшее число видов, используемых для лечения этих заболеваний, приходится на семейство Ароидных (Araceae). Большинство лекарственных растений, используемых в нашей области исследования, были собраны в природе и культивируются. Местные жители выразили твердое согласие относительно использования растений для ухода за людьми. Коренное население Чоро обладает ценными знаниями об использовании ресурсов лекарственных растений, которые передаются из поколения в поколение, однако эти знания не были задокументированы. В исследовании подчеркивается необходимость документирования и распространения традиционных медицинских знаний, которые обеспечат базовые данные для дальнейших исследований и их сохранение.

Ключевые слова: этноботаника, биоразнообразие, лекарственные растения, заповедник Донг Най, Вьетнам

Скачать

Фан Ван Зунг, Потокин А.Ф. Особенности флоры заповедника «Хау Ка» и ее анализ // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 80–90. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.80-90

Аннотация

Структурная сложность тропических лесов обеспечивает их устойчивость, способность к развитию и выживанию в условиях усиливающихся антропогенных и техногенных нагрузок. Эти решения должны основываться на знании природы тропических лесов, их структуры, особенностей функционирования, способности к самовосстановлению. Однако из-за отсутствия фундаментальных исследований и системы грамотного управления этими лесами негативное воздействие человека на лес почти не снижается; эффективность мер по сохранению невысока. В последние годы ученые всего мира и Вьетнама проводили много исследований, связанных с изучением экологии и биоразнообразия тропических лесов, обращая особое внимание на структурные характеристики древостоев и изучение флоры и растительности лесов для того, чтобы найти оптимальные технические решения данной проблемы. Флора заповедника Хау Ка, провинция Ха Жанг, разнообразна по видовому составу и спектру форм жизни. Результаты исследования выявили 520 видов, принадлежащих к 312 родам и 122 семействам 4 ветвей сосудистых растений, Lycopodiophyta, Polypodiophyta, Pinophyta и Magnoliophyta. Из 122 семейств растений, зарегистрированных в районе исследования, они преобладают: Orchidaceae – 6,54%, Rubiaceae – 5,19%, Lauraceae – 4,62%, Rutaceae – 2,69%, Moraceae – 2,69%, Fabaceae – 2,69% и Vitaceae – 2,31%. Исследование растений Хау Ка выявлило 9 групп ассоциаций. Выявлены особенности распределения растительности по основным элементам растительных сообществ по местообитаниям исследуемой территории и структурные элементы на известняковых и почвенных горах. Флора Хау Ка с 5 основными жизненными формами, из которых дерeвья составляют наиболее многочисленную группу – 42,88%.

Ключевые слова: флора, Заповедник Хау Ка, Заповедник Фонг Кунг, экoлoгические элементы флoры, систематический анализ флоры, растений

Скачать

Фан Ван Зунг, Данг Вьет Хунг, Потокин А.Ф. Система растительного покрова в заповеднике Хау Ка, провинция Ха Жанг (Вьетнам) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 91–103. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.91-103

Аннотация

Вопрос сохранения биоразнообразия на Земле, в целом, и разнообразие растений в частности, имеет очень важное значение в настоящее время. Саммит в Рио-де-Жанейро, 5 июня 1992 года, является колоколом мира «Спасите Землю», где отмечена вся важность проблемы, связанной с биоразнообразием Земли [Ричард Б. Примак, Фам Бинь Куйен, 1999]. Вьетнам является одним из мировых центров биоразнообразия, поэтому эта проблема сохранения является актуальной. Заповедник Хау Ка был создан для сохранения и защиты обезьяны, научное название Rhinopithecus avunculus. Это один из 25 редких и исчезающих приматов мира, в настоящее время встречается только во Вьетнаме. Территория заповедника Хау Ка, расположена в северной части биогеографической зоны. Здесь лесная растительность является одной из наиболее важных экосистем во Вьетнаме и считается одной из наиболее ценных центров биоразнообразия. Объектами исследования является лесная растительность на территории заповедника Хау Ка. Для исследования лесной растительности заповедника проведено описание растительности на 20 пробных площадях и 4 маршрутных профилях. В ходе описания растительности было собрано около 700 гербарных образцов растений. В ходе анализа геоботанических описаний растительности было выделено 8 основных растительных сообществ: 5 естественных растительных сообществ и 3 вторичных растительных сообщества.

Ключевые слова: типы растительности, растения, растительность Заповедника Хау Ка, разнообразие, структура растительности

Скачать

Самсонова И.Д., Нешатаев В.Ю., До Ван Тхао, Нгуен Тхи Зыонг Эколого-биологический анализ медоносов березняков // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 104–117. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.104-117

Аннотация

Леса разных природно-климатических и почвенных зон отличаются друг от друга по составу древесных пород и имеют различную медоносную ценность. Значимость лиственных лесов заключается в получении продуктов пчеловодства (мед, пыльца, перга, маточное молочко), которые являются результатом переработки веществ лесных энтомофильных растений под пологом березняка и на открытых пространствах в структуре лесного фитоценоза (опушка, лесная поляна, редина). Вопросами учета видового разнообразия медоносов лесных экосистем в различных географических зонах занималось большое количество ученых. В настоящее время изучение медоносных ресурсов в Северо-Западном регионе остается актуальным, так как цветущая флора распространена на территории с неустойчивыми климатическими условиями и уменьшением площади коренных растительных сообществ. В лесном фонде Ленинградской области березняки по занимаемой площади находятся на 3-м месте и представлены преимущественно древостоями смешанного состава. Объект исследования – фитоценозы с преобладанием березы в составе древостоев, которые произрастают в условиях различного типа леса и имеют под пологом и на лесных опушках значительное количество медоносных растений. Объекты исследования подобраны в лесном фонде Ленинградской области на территории нескольких лесничеств. В результате исследований авторами был определен видовой состав компонентов лесного фитоценоза. При учете растительности нижнего яруса использовали апробированную методику учетных работ. На опытных объектах закладывали круговые учетные площадки площадью 10 м2. Определяли характеристику и выполняли учет компонентов нижнего яруса, а также определяли наличие подроста, подлеска, живого напочвенного покрова. Проводилось комплексное геоботаническое обследование живого напочвенного покрова. В ходе учетных работ выполнялся систематический, биоморфный, фитоценотический и экологический анализы. Результаты исследования показали, что березняки не однородны. Наблюдаются известные особенности структуры, строения и некоторые вариации и в растительном покрове. Выявлен флористический состав медоносных ресурсов подроста, подлеска и живого напочвенного покрова под пологом березняка кисличного, черничного и травяно-таволжного и на лесных опушках. Установлен 71 вид из 31 семейства. Наиболее часто встречаются медоносные растения из семейства Розоцветные (Rosaceae) – 13 видов, второе место занимают растения из семейства Сложноцветные (Asteraceae) – 7 видов, а третье место занимают растения из семейства Лютиковые (Ranunculaceae) – 5 видов. Количество медоносных биоресурсов в весенний период представлено более широким видовым разнообразием (33 вида), чем остальные периоды сезона. Многовековое влияние экологических факторов и приспособительные реакции растений к ним определили облик растений и их отношение к этим факторам. Многолетние травы являются основными формами жизни медоносных растений (66%), небольшая часть – кустарники и травы однолетники. В экологическом отношении все медоносные растения варьируют по своему местоположению. Преобладают мезофиты (28 видов, 38%). К этой группе относятся медоносные растения, произрастающие в березняках кисличном и травяно-таволжном, а также на лесной опушке. Подавляющее большинство энтомофильных растений является нектароносами (37 видов) и обеспечивают продуктивный медосбор в исследуемых условиях. Полученные результаты можно использовать при своевременном планировании и организации кочевки лесной пасеки с целью получения продуктивного медосбора для условий Северо-Запада России и при инвентаризации березняков таежной зоны. Кроме этого, материалы исследования могут быть использованы и при разработке лесных планов, лесохозяйственных регламентов, проектов освоения лесных участков. Основной итог проведенного исследования – выполнен эколого-биологический анализ нектаро-пыльценосной флоры по таксономии, жизненным формам, местам произрастания, влиянию природных условий на их произрастание.

Ключевые слова: лесной фонд, березняки, медоносы, эколого-биологический анализ

Скачать

Тюкавина О.Н., Гудина А.Г. Теплотворная способность древесины сосны после низового пожара // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 118–129. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.118-129

Аннотация

Значительные площади сосновых лесов ежегодно подвергаются низовым пожарам. После низовых пожаров насаждения остаются жизнеспособными и могут иметь эксплуатационное значение. Выявление свойств постпирогенной древесины позволит рационально использовать её как сырьевой ресурс. Цель исследования – выявление теплотворной способности древесины сосны обыкновенной после низового пожара. Исследования проводили в сосняках брусничных, пройденных низовыми пожарами разной интенсивности, в Благовещенском участковом лесничестве Вельского района Архангельской области. Пробные площади закладывали с использованием стандартных методик. На 6 пробных площадях отбирали керны возрастным буравом у 50 модельных деревьев на высоте 1,3 м. Древесину сушили в сушильном шкафу до абсолютно сухого состояния. Теплотворную способность древесины сосны определяли при помощи автоматизированного бомбового калориметра АБК-1В. Теплотворная способность древесины сосны постпирогенных насаждений изменяется от 20 600 до 26 000 Дж/г, что на 3–8% превышает теплотворную способность древесины сосны из насаждений, неподвергавшихся пожарам. В постпирогенных насаждениях ядровая древесина сосны характеризуется значимо большей теплотворной способностью по сравнению с заболонной. Различие составляет 1331 Дж/г. В насаждениях, не пройденных пожарами, различие теплоты сгорания между ядром и заболонью не значимо. Повышенная теплотворная способность ядровой древесины может указывать на прошедшие в прошлом низовые пожары слабой интенсивности. На теплотворную способность древесины сосны влияет высота нагара. При высоте нагара более 2 м теплотворная способность древесины снижается. Изменение теплотворной способности древесины сосны в зависимости от высоты нагара и положения в поперечном сечении ствола обуславливается не равномерной интенсивностью засмоления. Теплота сгорания древесины сосны начинает снижаться спустя 7 лет после пожара.

Ключевые слова: теплотворная способность, ядровая древесина, заболонная древесина, сосна, низовой пожар

Скачать

Усольцев В.А., Ковязин В.Ф., Осмирко А.А., Цепордей И.С., Часовских В.П., Азаренок В.А., Колтунова А.И. Моделирование отношения подземной биомассы к надземной в древостоях лиственниц Евразии в связи с зимними температурами и среднегодовыми осадками // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 130–144. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.130-144

Аннотация

Оценка запасов надземной и подземной биомассы имеет большое значение для характеристики структуры и функции лесных экосистем, понимания процессов накопления энергии в лесных экосистемах, повышения их экологической устойчивости. Наряду с обычным определением биомассы лесных экосистем, немаловажное значение имеет оценка относительных показателей биомассы, в частности, отношения подземной биомассы к надземной (ОПН). Основу ОПН составляют так называемые корне-листовые функциональные связи, определяющие рост, продуктивность и экологическую устойчивость растений. Анализ литературы показывает высокую изменчивость ОПН в локальных условиях под влиянием множества зачастую неизвестных экологических факторов. Это препятствует решению многих теоретических и прикладных вопросов, сопровождающих оценку биологической продуктивности и углероддепонирующей способности лесных экосистем в условиях изменения климата. Проблематику оценки состояния лесных экосистем в условиях изменяющегося климата обычно рассматривают в связи с изменениями гидротермических режимов окружающей среды. Авторы впервые попытались оценить ОПН в транс-евразийских градиентах на примере рода Larix Mill. с учетом как таксационных показателей древостоев, так и климатических переменных. Сформирована база фактических данных ОПН в количестве 180 определений на пробных площадях, распределенных от западной Европы до Китая и Японии, выполнено их позиционирование на картах средней температуры января и среднегодовых осадков, и полученная матрица включена в процедуру стандартного регрессионного анализа. Установлено, что ОПН увеличивается при снижении температуры независимо от уровня осадков и снижается по мере увеличения осадков, но только при экстремально низких температурах, достигая в субарктике значения 0,6. В теплых климатических поясах ОПН увеличивается по мере роста осадков и при уровне осадков 900 мм в субэкваториальных районах составляет 0,25, что близко к величине ОПН, равной 0,28 в субтропиках Австралии. Полученные результаты согласуются с результатами предыдущих исследований. Показано, что изменение структуры модели может существенно повлиять на получаемые результаты.

Ключевые слова: род Larix Mill., корне-листовые связи, биомасса древостоев, уравнения биомассы, среднегодовая температура января, среднегодовые осадки.

Скачать

Данилов Д.А., Богданова Л.С., Мандрыкин С.С., Яковлев А.А., Сергеева А.С. Влияние плодородия почвы на естественное возобновление леса на старопахотных землях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 145–163. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.145-163

Аннотация

В последние десятилетия большое количество сельскохозяйственных земель вышли из активного сельскохозяйственного использования, на этих площадях начался процесс естественного возобновления леса. Почвенное плодородие является одним из основных факторов, влияющих на успешность и видовой состав естественного возобновления лесной растительности. На песчаных почвах с низким содержанием гумуса (1,3%) будет активно происходить возобновление леса из соснового подроста. С изменением гранулометрического состава почвы от песчаного до суглинистого и повышением содержания гумуса будет наблюдаться сокращение численности соснового подроста и увеличение количества елового подроста. Также стоит отметить, что с повышением почвенного плодородия значительно увеличивается доля лиственных пород, которые затрудняют развитие хвойного подроста. Наравне с лиственными породами дальнейший рост хвойных пород может затруднять живой напочвенный покров. С увеличением содержания органического вещества в почве повышается суммарное проективное покрытие травянистой растительности, что может затруднить прорастание семян сосны и ели. Также с повышением плодородия начинает наблюдаться преобладание растений мегатрофов и мезотрофов, которые конкурируют со всходами хвойных пород за элементы минерального питания и свет. Таким образом, успешное возобновление сосны будет на участках с невысоким плодородием. Возобновления ели будет успешнее происходить на более плодородных участках, но следует учесть, что лиственные породы будут конкурировать за площадь питания и фотосинтетические ресурсы. Сукцессионные процессы развития хвойных древостев ели и сосны на бывших пахотных землях могут проходить через разное количество временных стадий восстановления древесной растительности.

Ключевые слова: старопахотные земли, гумус, естественное возобновление, подрост сосны и ели, проективное покрытие живого напочвенного покрова

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Шиловский В.Н., Скобцов И.Г. Оценка влияния эксплуатационных факторов на ремонтопригодность машин лесного комплекса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 164–175. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.164-175

Аннотация

В статье представлена апробированная методика оценки значимости факторов, определяющих стоимость технической эксплуатации машин. Для оценки факторов использован однофакторный дисперсионный анализ условий выполнения технических воздействий. Производительность технического обслуживания и ремонта зависит от места их проведения. Это могут быть полевые условия, ремонтно-механические мастерские, специализированные предприятия. В себестоимости продукции лесного комплекса до 30% составляют затраты на техническое обслуживание и ремонт машин. Исследование факторов, влияющих на эти затраты, является актуальным. В статье на конкретном примере осуществлена оценка значимости условий проведения технического обслуживания лесозаготовительной машины. Наилучшие условия проведения технического обслуживания в пунктах централизованного технического обслуживания. Это снижает продолжительность и повышает производительность работ. Методика оценки значимости факторов может быть применима к любым территориально распределенным машинам. Может быть оценена значимость механовооруженности ремонтно-обслуживающей базы, квалификация и стаж рабочих, возраст и наработка машин. Это является дальнейшим развитием работы. Дальнейшим развитием работы может быть использование двухфакторного и многофакторного дисперсионного анализа. Применение дисперсионного анализа позволяет оценить влияние количественных и качественных факторов. Сущность исследования значимости факторов заключается в разложении полной дисперсии на сумму дисперсий. Влияние каждого фактора на изучаемый признак оценивается его вкладом в полную дисперсию. Апробация оценки влияния способа организации работ, на длительность технического обслуживания осуществлена на примере тракторов Онежского тракторного завода (ОТЗ). Материалом для исследования явились данные эксплуатационных испытаний на надежность тракторов в условиях опорных пунктов Республики Карелия. Испытывались тракторы одной марки в пределах ресурсной наработки. Учитывалась длительность технических обслуживаний в условиях лесосеки, передвижных пунктов ремонта на верхнем складе, пунктов централизованного обслуживания, мобильными средствами. Наиболее эффективными явились условия пунктов централизованного технического обслуживания машин и оборудования.

Ключевые слова: эксплуатационная технологичность, ремонтопригодность, фактор, дисперсионный анализ

Скачать

Торопов А.С., Соловьев А.Н. Оптимальный раскрой и прогнозирование выходы сортиментов до и в процессе валки деревьев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 176–184. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.176-184

Аннотация

В настоящей статье рассматривается новый подход к проблеме оптимального раскроя и прогнозирования выхода сортиментов до и в процессе валки деревьев. Авторы предлагают и теоретически обосновывают рациональный раскрой пиловочной части дерева по критерию максимального объемного выхода пиловочника в стоимостном выражении. В работе приведена математическая модель определения параметров половой части дерева на основе аллометрического метода исследований предмета труда и оптимального раскроя и прогнозирования выхода сортиментов до и в процессе валки деревьев с использованием метода исчерпывающего поиски и методы ветвей и границ.

Ключевые слова: лесозаготовка, раскрой, оптимизация, теория роста, аллометрия

Скачать

Хитров Е.Г., Котенев Е.В., Андронов А.В., Ильюшенко Д.А., Пушков Ю.Л. О сопоставлении среднего и номинального давления движителя лесной машины на почвогрунт // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 185–195. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.185-195

Аннотация

Цель настоящей статьи – исследовать взаимосвязи расчетных значений номинального и среднего давления колесного движителя на почвогрунт и жесткую опорную поверхность. Методы исследования – математический анализ, вычислительный эксперимент, аппроксимация расчетных данных. В статье приводятся и сравниваются методики расчета среднего давления движителя на деформируемый почвогрунт, среднего давления движителя на жесткое основание, номинального давления на грунт. По результатам вычислений установлено, что среднее давление движителя на прочный почвогрунт практически соответствует оценке давления движителя на жесткое основание. Номинальное давление ниже давления на жесткое основание на 40–50 кПа. Оценка среднего давления на нормальный почвогрунт близка к номинальному давлению. Среднее давление на слабый почвогрунт в диапазоне нагрузки 10–20 кН близко к номинальному давлению, при больших значениях нагрузки на колесо оценка среднего давления на почвогрунт категории ориентировочно вдвое меньше номинального давления движителя на почвогрунт. Расчетным путем установлено, что среднее давление колесного движителя на деформируемый лесной почвогрунт и на жесткое основание связано с величиной номинального давления движителя на грунт, использующегося зарубежными исследователями. Зависимости имеют линейный характер и включают в себя поправочные коэффициенты, значения которых определяются параметрами движителя (ширина и диаметр колеса, давление в шине, нагрузка на колесо) и категорией лесного почвогрунта. Полученные уравнения позволяют упростить процесс сопоставления оценок взаимодействия движителей лесных машин на почвогрунт, дающихся в рамках отечественных и зарубежных методик.

Ключевые слова: колесный движитель, воздействие на лесной почвогрунт, методика расчета давления на грунт

Скачать

Виноградов А.Ю., Минаев А.Н., Кадацкая М.М., Кучмин А.В., Хвалев С.В. Расчет значений параметров И.И. Никурадзе и Т. Кармана в зависимости от температуры воды и крупности донных отложений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 196–204. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.196-204

Аннотация

Основным средством повышения продуктивности заболоченных и переувлажненных лесов является лесоосушительная мелиорация, позволяющая, помимо повышения качества древесины, улучшать условия для их более полного транспортного освоения. Поскольку одним из основных параметров при проектировании мелиоративных водоотводных и инженерных водопропускных сооружений является неразмывающая скорость, то ее численная оценка крайне важна для гидравлических расчетов. Расчетное значение неразмывающей скорости зависит от принимаемого режима потока на высоте выступов шероховатости дна. Режим движения жидкости определяется эпюрой скоростей вертикального профиля канала. Характер эпюры скоростей по глубине потока до верхней границы пограничного слоя, в свою очередь, определяется параметром Т. Кармана. Толщина пограничного слоя зависит от принятого значения параметра (коэффициента) И.И. Никурадзе. В статье показано, что значения коэффициента И.И. Никурадзе не зависят от температуры воды, но являются функцией крупности донных отложений. Параметр Т. Кармана зависит от крупности донных отложений, а следовательно, от шероховатости дна и стенок канала.

Ключевые слова: лесная мелиорация, инженерные водопропускные сооружения, неразмывающая скорость, постоянная И.И. Никурадзе, параметр Т. Кармана.

Скачать

Александров В.А., Ржавцев А.А. Нагруженность механизма поворота платформы валочно-пакетирующей машины в процессе обработки дерева // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 205–214. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.205-214

Аннотация

Разработана математическая модель динамической системы: «Валочно-пакетирующая машина – предмет труда – дерево». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система уравнений решена методом Рунге–Кутта, с помощью среды программирования MathCAD. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемых валочно-пакетирующих машин ЛП-19А в режимах разгона и стопорения.

Ключевые слова: валочно-пакетирующая машина, математическая модель, динамическая нагрузка

Скачать

3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Иванов Д.В., Шевченко С.В., Екатеринчева М.А. Отвердитель карбамидоформальдегидной смолы, снижающий токсичность древесных плит // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 215–230. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.215-230

Аннотация

Исследованы продукты взаимодействия лимонной кислоты, карбамида и аммиака как компоненты карбамидоформальдегидного связующего. Установлено, что полученные соли выступают в качестве отвердителей карбамидоформальдегидной смолы, обладая свойствами прямых и латентных катализаторов отверждения. Из-за низкого значения pH они обеспечивают значительное подкисление связующего сразу после совмещения со смолой, таким образом, действуя как прямые катализаторы отверждения. При этом замещение ионов водорода некоторых карбоксильных групп лимонной кислоты на ион аммония позволяет им обеспечивать снижение значения pH связующего во времени, что является признаком латентных катализаторов. Корреляционной обработкой экспериментальных данных установлено, что величина изменения значения pH связующего во времени на 99% определяется количеством аммиака в рецептуре отвердителя. Наиболее ярко свойства латентного катализатора выражены у отвердителя, синтезированного при мольном соотношении лимонная кислота : карбамид : аммиак – 1 : 1,5 : 1,5, получившего рабочееназвание МО-1,5. В условиях изготовления однослойных древесностружечных плит МО-1,5 способен обеспечивать достаточную глубину отверждения смолы и служить заменой традиционным отвердителям. Он наиболее эффективен во внутреннем слое изготавливаемых плит, о чём свидетельствует повышенная прочность при растяжении перпендикулярно пласти. Плиты, изготовленные с использованием МО-1,5, по сравнению с плитами, изготовленными с использованием традиционного отвердителя – сульфата аммония, обладают на 20…40% меньшим содержанием формальдегида. Таким образом, МО-1,5 выступает и как модификатор карбамидоформальдегидной смолы, снижающий токсичность готовых плит.

Ключевые слова: лимонная кислота, карбамид, аммиак, отвердитель, карбамидоформальдегидная смола, токсичность древесных плит, древесностружечные плиты.

Скачать

Говядин И.К., Чубинский А.Н. Исследование влияния температуры на 3D-принтере на свойства древесно-полимерной нити // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 231–242. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.231-242

Аннотация

В настоящее время экструзия является наиболее распространенным технологическим процессом изготовления изделий из древесно-полимерных композиционных материалов с термопластичной полимерной матрицей. Эта технология может быть реализована методом послойного наплавления (FDM) для изготовления накладных декоративных элементов мебели, а также сувениров, игрушек и иной продукции. В качестве расходного материала применяется нить из разных типов пластика. Исследованию подлежали образцы, напечатанные на FDM-принтере из древесно-полимерной нити на основе полилактида и древесной муки марки 120 по ГОСТ 16361–87 из хвойных пород древесины в соотношении 70/30. Все образцы были изготовлены на FDM-принтере (Creality 3D CR-10 5S) с размером сопла 0,2 мм. При использовании такого композитного материала цветовая гамма, структура поверхности изделий будет ближе к древесине. В процессе исследований были изучены физические свойства образцов, напечатанных при разных температурных режимах (190, 200, 210, 220 ºС). Результаты исследований показали, что температура печати на 3D-принтере оказывает влияние на ряд физических свойств формируемого материала, в первую очередь, на его плотность и цвет. Изменение плотности и цвета может быть вызвано деструкцией древесного вещества при высокой температуре, увеличением плотности упаковки макромолекул и влиянием других факторов. Не было обнаружено существенных различий в шероховатости поверхности и в содержании влаги у исследуемых образцов из древесно-клеевой композиции на основе полилактида и древесной муки.

Ключевые слова: FDM-печать, древесно-полимерная нить, 3D-печать, древесная мука, PLA

Скачать

4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Заяц A.М., Хабаров С.П. Исследование алгоритма работы распределенной системы мониторинга лесных территорий // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 243–254. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.243-254

Аннотация

Предложен подход к сетевому моделированию алгоритмов работы узлов распределенной системы с использованием всего одного компьютера, но с обеспечением возможности взаимодействия узлов сети по беспроводному каналу связи, что позволяет для анализа протокольного стека и структуры пакетов, циркулирующих в беспроводной сети, использовать сетевые мониторы типа Wireshark или Microsoft Network Monitor. Для возможности полноценного функционального моделирования были разработаны шаблоны программных кодов на языке Python 3 для всех элементов распределенной системы.

Ключевые слова: распределенные системы, беспроводные сети, сетевое программирование

Скачать

Алексеева С.В. Математическое моделирование одного типа трехзвенного манипулятора робота // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 255–265. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.255-265

Аннотация

Определение параметров и условий, при которых, при работе манипуляторов роботов, могут быть достигнуты поставленные критерии оптимальности, являются актуальной задачей. В связи с этим возникает задача математического моделирования исполнительной системы манипуляционного робота. В статье рассматриваются манипуляторы, имеющие вращательную, поступательную и вращательную кинематические пары пятого класса. Приведены три возможные кинематические схемы для таких манипуляторов. Для описания движения манипуляционного робота вводятся обобщенные координаты, однозначно определяющие его конфигурацию В качестве обобщенных координат были приняты углы относительных поворотов и линейные относительные смещения звеньев. С каждым звеном манипулятора и с неподвижным основанием была связана декартова прямоугольная система координат. Задача определения взаимного положения звеньев и их положение в инерциальном пространстве решалась на основе преобразования одной системы координат к другой. В результате были найдены основные кинематические соотношения, определяющие положение, скорость и ускорение центров масс звеньев в неподвижной системе координат, для манипуляторов роботов, имеющих одну поступательную и две вращательные степени подвижности. На основе этих соотношений была решена задача построения уравнений динамики в форме уравнений Лагранжа второго рода. Преимуществом такой формы записи является замкнутая форма выражений, определяющих динамику системы, что дает возможность правильно учесть действующие в системе внутренние силы. Для каждого из рассмотренных манипуляторов были получены системы трех нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка, описывающие их динамику. В связи с необходимостью оценки момента нагрузки, возникающей на валу управляющего привода, внешние обобщенные силы были приведены к соответствующей обобщенной координате.

Ключевые слова: трехзвенный манипулятор, кинематические соотношения, уравнения динамики

Скачать

5. ХРОНИКА НАУЧНОЙ ЖИЗНИ

Алексеев А.С. Заметки о новой книге «Почетные члены ИЮФРО: 1953–2017» // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 266–269. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.266-269

Аннотация

В сентябре 2017 года Международный союз лесных научно-исследовательских организаций (ИЮФРО) отметил свое 125-летие со дня основания. К этому мероприятию была подготовлена книга Теплякова В.К. «Почетные члены ИЮФРО: 1953–2017». В рецензии проведен анализ содержания книги и ей дана высокая оценка.

Ключевые слова: рецензия, ИЮФРО, награды, почетный член, Тепляков В.К.

Скачать

Шебашев В.Е., Романов Е.М., Войтко П.Ф., Самойленко В.Г. Памяти воина, ученого, общественного деятеля Юрия Яковлевича Дмитриева (1919–1997) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 270–275. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.270-275

Аннотация

В заметке говорится о жизненном пути Ю.Я. Дмитриева, ученого, внесшего крупный вклад в развитие науки о сплаве леса. Приведен краткий перечень его работ, актуальных по настоящее время.

Ключевые слова: персоналии

Скачать

Выпуск 228

1. ЭКОЛОГИЯ ДЕНДРОФИЛЬНЫХ НАСЕКОМЫХ

Кривец С.А., Бисирова Э.М., Керчев И.А., Пац Е.Н., Симонова Г.В. Состояние популяции уссурийского полиграфа и его роль в лесах северо-восточной части заповедника «Кузнецкий Алатау» (Кемеровская область) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 7–28. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.7-28

Аннотация

Опасный инвазионный вредитель пихты сибирской уссурийский полиграф Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera, Curculionidae: Scolytinae) впервые обнаружен на территории заповедника «Кузнецкий Алатау». Комплекс основных показателей популяции инвайдера в среднегорных пихтовых древостоях северо-восточной части заповедника характеризует его численность как стабильно низкую. Доля деревьев, заселенных P. proximus и отработанных с его участием, в разных древостоях составляла 4,6–9,7% от общего числа отмирающих и погибших деревьев. Средняя плотность поселения родительского поколения 1,9±1,4 семей/дм2, суммарная длина маточных ходов в семье 6,3±2,1 см, средняя плодовитость самки 53,3±14,5 яиц; средняя плотность молодого поколения жуков 16±10,0 шт./дм2, средний коэффициент размножения 6,6±4,7. Основным фактором, определяющим низкий уровень численности уссурийского полиграфа в районе исследований, являются погодно-климатические условия – частые и обильные осадки, препятствующие лету жуков в период расселения, короткий вегетационный период в горных районах, ограничивающий развитие второго поколения. Низкая численность P. proximus также обусловлена недостаточным кормовым ресурсом вследствие преобладания в древостоях здоровых и незначительно ослабленных деревьев и высокой активностью специализированных хищных энтомофагов рода Medetera. Роль уссурийского полиграфа в лесах северо-восточной части заповедника «Кузнецкий Алатау» заключается в отработке естественного отпада пихты сибирской совместно с местными стволовыми дендрофагами, среди которых главное значение принадлежит черному пихтовому усачу Monochamus urussovi Fisсh.

Ключевые слова: биологические инвазии, уссурийский полиграф, популяционные показатели, пихтовые леса, Южная Сибирь, Кузнецкий Алатау

Скачать

Петров А.В., Штапова Н.Н. Особенности биологии кленового заболонника Scolytus koenigi Schevyrew, 1890 (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) в лесостепной зоне европейской части России // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 29–41. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.29-41

Аннотация

Цель исследования – изучение биологических особенностей редкого вида ксилофильных насекомых – Scolytus koenigi Schevyrew, 1890. Фенология этого вида изучена недостаточно на всем протяжении ареала. Изучение короеда в Туркменистане, Дагестане и лесостепи Воронежской области (Филиал Теллермановское опытное лесничество Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института лесоведения Российской академии наук, ТОЛ ИЛАН РАН) позволило выявить несовпадение периодов лёта жуков, сроков развития личинок и куколок S. koenigi. В северных районах ареала этого вида в условиях Прихоперья лёт жуков протекает в период со второй декады июля по первую декаду августа. Личинки зимуют. Окукливание происходит с первой декады июня по вторую декаду июля. Генерация одногодовая. Вид является олигофагом клена (Acer). В насаждениях ТОЛ ИЛАН РАН он отмечался только на клене остролистном (Acer platanoides L.). Изучены основные популяционные показатели S. koenigi в лесах ТОЛ ИЛАН РАН: длина маточного хода (13–47 мм), плотность поселения (0,01–3 маточных ходов/дм2) и выживаемость (41–94%). Смертность S. koenigi на этапе заселения деревьев определялась жуками Clerus mutillarius Fabricius, 1775 (Coleoptera: Cleridae), в фазе личинки S. koenigi – личинками C. mutillarius и паразитическими Braconidae.

Ключевые слова: короеды, Scolytus, Coleoptera, Curculionidae, Scolytinae, Прихоперье

Скачать

Уткина И.А., Рубцов В.В. Дубовая широкоминирующая моль – давно известный, но до сих пор мало изученный вид // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 42–57. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.42-57

Аннотация

Дубовая широкоминирующая моль Acrocercops brongniardella (Fabricius, 1798) (Lepidoptera, Gracillariidae) – давно известный и массово размножающийся в дубравах европейской части России, Украины, странах Западной Европы вид филлофагов-минёров. В последние два десятилетия появились свидетельства увеличения её численности в ряде регионов. Вместе с тем до сих пор остаются пробелы в знаниях об особенностях развития этого вида. По мнению одних ученых, моль производит одно поколение в год, других – два. Такое расхождение может быть связано с разной погодной ситуацией в разных местообитаниях или изменяющимися условиями одного и того же местообитания. При одновременном массовом размножении дубовой широкоминирующей моли и зимней пяденицы Operophtera brumata (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Geometridae) дефолиация крон обеих феноформ дуба происходит по-разному, что связано с тем, что первичную листву ранней формы дуба, повреждённую зимней пяденицей, моль не заселяет и начинает минировать листья дуба поздней и промежуточных форм, не повреждённых зимней пяденицей, что увеличивает уровень их дефолиации. После окукливания зимней пяденицы, при появлении на раннем дубе нежной вторичной листвы, дубовая широкоминирующая моль успешно её осваивает. Деревья дуба при этом испытывают более продолжительное и интенсивное повреждение листвы разных генераций, что сказывается на их текущем состоянии и дальнейшем развитии. Таким образом, при высокой плотности популяции зимней пяденицы она оказывает определенное давление на популяцию дубовой широкоминирующей моли, лишая её возможности питаться весенней листвой дуба ранней формы. Лёт бабочек дубовой широкоминирующей моли ежегодно продолжительный – в течение всего летнего периода; он проходит очень неравномерно в разных типах дубрав и существенно зависит от погодных условий. Ее высокая вредоносность сохраняется. Вспышка зимней пяденицы прекратилась после сильных морозов в январе–феврале 2012 г.

Ключевые слова: дубовая широкоминирующая моль, Acrocercops brongniardella F., зимняя пяденица, Operophtera brumata L., дуб черешчатый, дубрава, лесостепь

Скачать

Щуров В.И., Замотайлов А.С., Бондаренко А.С., Щурова А.В., Скворцов М.М., Глущенко Л.С. Кружевница дубовая Corythucha arcuata (Say, 1832) (Heteroptera: Tingidae) на Северо-Западном Кавказе: фенология, биология, мониторинг территориальной экспансии и вредоносности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 58–87. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.58-87

Аннотация

Кружевница дубовая Corythucha arcuata (Say, 1832) проникла в Краснодарский край в 2015 г. через города Крымск и Краснодар. К осени 2017 г. вид достиг дубрав в центре степной зоны Краснодарского края, лесов Адыгеи до долины реки Белая на востоке, проникнув до высоты 1300 м н.у.м. В мае 2018 г. наблюдалась первая воздушная миграция клопов в истоках рек Пшиш и Пшеха на юго-восток через Главный Кавказский хребет в диапазоне 1600–1900 м н.у.м. После этого найдены первые имаго и яйцекладки в западных районах Сочи. К июлю 2018 г. вид проник в долину реки Мзымта, а в нижнем течении реки Дагомыс сформировал две генерации. В тот же период первые кладки C. arcuata найдены на границе Ставропольского края. В сентябре вид достиг Республики Карачаево-Черкесия восточнее реки Уруп, а также среднего течения реки Малая Лаба в урочище Умпырь. Наблюдения в 2016–2019 гг. позволили описать сезонный цикл и определить динамику плотности C. arcuata в разные фенологические периоды. Сумма эффективных температур (СЭТ) для развития полной генерации вида составляет 394 гр.-дн. при пороге развития имаго +12,2 °С. В степной и лесостепной зонах, в горах на части грабово-дубовых лесов (до 400–700 м н.у.м) C. arcuata в норме даёт три поколения с апреля по октябрь, что согласуется с расчётной динамикой СЭТ и фактическими данными. На полуострове Абрау отмечалась и четвертая генерация. Среднее число яиц в группе достигает 42–46 экз. при максимуме более 600. Имаго зимуют под корой лиственных (Ulmus, Acer, Crataegus), иногда скоплениями до 115 экз./1 дм2. Миграции имаго наблюдаются после зимовки, завершения развития каждого поколения и перед зимовкой. В разных высотных поясах с июня по сентябрь на небольшом удалении могут синхронно развиваться потомки разных поколений. Это существенно затрудняет прогнозирование повреждения листьев дуба (площадь которого в 2018 г. превысила 800 тыс. га) без учёта розы ветров и локальной динамики СЭТ, а также реализацию любых защитных мероприятий в лесах.

Ключевые слова: Северо-Западный Кавказ, Краснодарский край, Corythucha arcuata, адвентивный вредитель дуба, сезонный цикл, миграция имаго, очаги массового размножения

Скачать

2. ФОРМИРОВАНИЕ ФАУНЫ ЧЛЕНИСТОНОГИХ-ФИТОФАГОВ

Жукова Е.А. Членистоногие-филлофаги липы Летнего сада после его реставрации // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 88–103. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.88-103

Аннотация

Липы (р. Tilia) в Летнем саду составляют 95,4% от общего количества деревьев. С 2012 г. проводится мониторинг состояния древесно-кустарниковой растительности сада и лип в частности. На липах отмечено 29 видов филлофагов, но значимые повреждения наносят только 9 видов, а степень их повреждения зависит от погодных условий. Так, в некоторые годы отмечалось массовое размножение Eriophyes leiosoma Nalepa (преимущественно на молодых деревьях), Operophtera brumata L., Erannis defoliaria Clerck, Cosmia trapezina L., Caliroa annulipes Klug, Eucallipterus tiliae Schrank, а в другие – заметное снижение их численности. Отмечено, что на старовозрастных экземплярах преобладают повреждения Schizotetranychus telarius L. и Phyllonorycter issikii Kumata. Тем не менее, на молодых экземплярах лип, высаженных в шпалеры и берсо, несмотря на высокую встречаемость благодаря мероприятиям по уходу степень повреждения насекомыми с 2014 г. снизилась и не превышает 10%, а в некоторые годы отмечены лишь единичные повреждения. Массовое размножение Bucculatrix thoracella Thunberg на высаженных липах в шпалерах и берсо, отмечаемое с 2011 г., снизилось к 2014 г. до единичных находок и в последующие года не превышало 10%. Встречаемость остальных видов составила преимущественно 5–10%, а повреждения, наносимые ими, как правило, единичны.

Ключевые слова: Летний сад, филлофаги, липа

Скачать

Карпун Н.Н. Особенности формирования фауны дендрофильных инвазионных вредителей во влажных субтропиках России в начале ХХI века // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 104–119. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.104-119

Аннотация

Влажные субтропики Черноморского побережья России являются регионом-реципиентом для большого количества инвазионных видов вредных организмов. В начале XXI в. в зоне влажных субтропиков России выявлены 35 новых видов дендрофильных насекомых, из которых 26 можно отнести к инвазионным: из них 17 видов – новые для территории России, а 9 – новые для субтропической зоны Черноморского побережья Кавказа. Особенности инвазионного процесса у фитофагов изучались на основе анализа таксономического состава, регионов-доноров, векторов и путей инвазии, биотопического распределения видов и динамики инвазий. За период 2000–2017 гг. в общем количестве появившихся инвазионных видов отмечено снижение доли представителей отряда Hemiptera и увеличение доли представителей отряда Lepidoptera. В последние годы наибольшее количество инвазионных видов вредителей имеет северо-американское, а не восточно-азиатское происхождение, что было характерно для региона на протяжении предыдущих полутора столетий. Установлены векторы инвазии для новых видов: непреднамеренный завоз с посадочным материалом, проникновение с транспортными потоками, непреднамеренный завоз с грузами нерастительного происхождения, самостоятельные перелеты. Все инвазионные виды восточно-азиатского, американского и австралийского происхождения характеризуются двухступенчатой инвазией, т. е. они проникали в Россию из вторичного ареала в Европе. Максимальное количество чужеродных видов обосновалось в насаждениях декоративных пород (садово-парковые экосистемы), причем эта тенденция традиционна для региона. Частота появления инвазионных видов на Черноморском побережье Кавказа в начале XXI в. – 1 вид в 9 месяцев, что в 7,4 раза чаще, чем в начале XX в.

Ключевые слова: инвазия, фитофаг, вредитель, влажные субтропики, инвазионный процесс, древесные растения

Скачать

Николаева А.М., Ручин А.Б., Трушицына О.С., Семишин Г.Б., Трапезникова И.В. Исследование фауны полужесткокрылых насекомых-дендробионтов (Insecta, Heteroptera) с использованием метода барьерных ловушек // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 120–134. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.120-134

Аннотация

Цель исследования – в изучении таксономического состава и эколого-фаунистических особенностей полужесткокрылых насекомых – обитателей древесно-кустарниковой растительности, отловленных барьерными ловушками на двух пограничных территориях – Рязанской области и Республики Мордовии. Представлены сведения по дендробионтным полужесткокрылым насекомым (сборы 2013–2016 гг.). Всего с помощью метода барьерных ловушек нами отловлено 65 видов полужесткокрылых насекомых, из них 20 видов составляют дендробионты. В Мордовском заповеднике выявлены шесть новых для республики клопов-дендробионтов: Aradus obtectus, Aradus betulinus, Phylus coryli, Pilophorus clavatus, Orius horvathi, Miris striatus, а также занесенных в Красную книгу Республики Мордовия Himacerus apterus и Zicrona caerulea. По пищевой специализации почти половина выявленных видов – хищники, которые являются регуляторами численности вредных насекомых, а из вредящих фитофагов отмечен только сосновый подкорник – Aradus сinnamomeus. При рассмотрении таксономической структуры оказалось, что треть отловленных видов – это представители семейства Aradidae (30%), поэтому исследователям этой сравнительно небольшой группы полужесткокрылых можно рекомендовать пользоваться методом барьерных ловушек. Несмотря на то, что такие ловушки большей частью рассчитаны на отлов дендробионтов, так как располагаются под пологом древесно-кустарниковой растительности, клопы-обитатели этого яруса в нашем случае составляют всего 30% от общего числа отловленных полужесткокрылых. В целом доля отряда Heteroptera от общего количества насекомых в улове – менее 1%. Таким образом, метод барьерных ловушек подходит для исследования фауны дендробионтных полужесткокрылых, при условии изучения остального собранного материала или при применении щадящих методов отлова.

Ключевые слова: Heteroptera, фауна, барьерная ловушка, заповедник Мордовский, национальный парк «Мещёрский»

Скачать

Рожина В.И. Материалы по фауне трипсов (Insecta: Thysanoptera), встречающихся на древесной и кустарниковой растительности в Калининградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 135–145. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.135-145

Аннотация

По результатам исследования представлены данные о видах трипсов (Thysanoptera), собранных с деревьев и кустарников в Калининградской области в 2013–2018 гг. Всего собрано 33 вида трипсов, из них 15 видов указаны впервые для Калининградской области (Aeolothripsericae, Ae. versicolor, Ae. melaleucus, Mycterothrips latus, Neohydаthrips gracilicornis, Oxythrips ajugae, Ox. bicolor, Taeniothrips inconsequens, Thrips calcaratus, Th. minutissimus, Th. sambuci, Haplothrips subtilissimus, Hoploandrothrips bidens, Treherniella inferna, Xylaplothrips fuliginosus). Большинство выявленных видов – антофаги (42%), дендробионтные филлофаги составляют 24%. Собственно дендробионтных видов выявлено 13, что составляет 39% от общего числа видов. На цветущих растениях самым распространенным видом оказался Th. major. Этот вид выявлен в 65 образцах, на растениях из девяти семейств. Вторым по встречаемости оказался Th. fuscipennis; он выявлен в 15 образцах из семи семейств. Весной и в начале лета на вегетирующих нецветущих растениях самым распространённым и многочисленным видом трипсов является Th. minutissimus; он выявлен на растениях из шести семейств. Наибольшим видовым богатством трипсов отличаются представители семейств Rosaceae и Adoxaceae.

Ключевые слова: трипсы, дендробионты, тамнобионты, фауна, Калининградская область

Скачать

Федотова З.А. Фауна, трофические связи и морфо-функциональные адаптации галлиц (Diptera, Cecidomyiidae), образующих паренхимные листовые галлы на древесно-кустарниковых растениях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 146–188. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.146-188

Аннотация

Галлицы, образующие паренхимные листовые галлы на древесно-кустарниковых растениях, в мировой фауне представлены 108 видами 38 родов 12 триб, большинство относятся к подсемейству Lasiopterinae (65 видов, 25 родов). Они образуют галлы на 123 видах растений 37 родов, принадлежащих 20 семействам 15 порядков из клад Superrosids (47 видов галлиц), Superasterids (60 видов) и Eudicots (1 вид). Наибольшее количество галлиц (64 вида, 13 родов) относится к 5 порядкам продвинутой клады Superasterids (Caryophyllales, Cornales, Asterales, Dipsacales и Lamiales). Остальные 44 вида из 25 родов относятся к 10 порядкам более архаичных клад Eudicots (Buxales) и Superrosids (Fabales, Rosales, Fagales, Malpigiales, Celastrales, Myrtales, Malvales, Sapindales, Saxifragales). Наибольшее обилие растений-хозяев во влажных местообитаниях выявлено в кладе Sapindales; на этих растениях развивается 15 видов галлиц из 6 родов и на растениях клады Fagales – 13 видов из 7 родов. В аридных местообитаниях на растениях из клады Caryophyllales (Amaranthaceae и Polygonaceae) выявлено 56 видов из 7 родов специфической трибы Baldratiini. Среди растений-хозяев травянистые растения представлены порядками Campanulids (Asterales) и Lamiids (Lamiales), среди которых доминируют Asterales. Выделены группы родов галлиц, которые отличаются по степени морфо-функциональных адаптаций имаго при галлообразовании и связям с растениями-хозяевами: специфические по отношению к родам растений-хозяев и неспецифические (1 род галлиц связан с несколькими родами одного или нескольких семейств растений). Выявлено 13 монотипических родов галлиц, что составляет 36,1% от 38 родов, виды которых образуют паренхимные галлы. Доля специфических родов галлиц 57,9% (22 из 36). К монотипическим родам относятся галлицы, имеющие специфические яйцеклады колющего типа (Monarthropalpus Rübs., Atraphaxiola Fedotova, Probruggmanniella Möhn и Ribesia Gagné). Также архаичные связи галлиц с растениями проявляются у видов Drisina Giard, Acerovesiculomyia Fedotova, Litchiomyia Yang, Mikomya Kief. (яйцеклады лопастного типа), которые откладывают яйца на поверхность листьев растений одного семейства (Sapindaceae, Sapindales), занимающего центральное место в филогенетическом древе Angiospermae. Эти примеры – косвенное свидетельство перехода галлиц к галлообразованию в период процветания цветковых растений. Паренхимные галлицы известны на основных лесообразующих породах. Некоторые виды являются опасными вредителями декоративных и пищевых растений. Адвентивные виды паренхимных галлиц выявлены во всех зоогеографических областях.

Ключевые слова: паренхимные галлы, галлицы, древесные кустарники, основные лесообразующие породы, морфофункциональные адаптации, яйцеклады

Скачать

3. ПРОБЛЕМЫ ЛЕСНОЙ ФИТОПАТОЛОГИИ

Булгаков Т.С., Бондаренко-Борисова И.В. Ксилотрофные базидиомицеты Донецкого ботанического сада (г. Донецк, Украина): таксономический состав и экологические особенности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 189–215. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.189-215

Аннотация

Изложены основные результаты многолетнего изучения видового состава ксилотрофных базидиомицетов насаждений Донецкого ботанического сада (г. Донецк, Украина). Всего по итогам исследований 2014–2018 гг. обнаружено 84 вида ксилотрофных базидиомицетов, из которых 30 видов отмечены впервые (по сравнению с исследованиями 1970-х гг.), а повторными находками подтверждено присутствие 47 из 54 указываемых ранее видов. Все выявленные виды распределяются по 59 родам, 29 семействам и 8 порядкам двух классов отдела Basidiomycota (преимущественно к классу Agaricomycetes – 83 вида, 98,8%) и могут быть отнесены к четырем морфологическим группам грибов: афиллофороидным – 54 вида, агарикоидным – 26, тремеллоидным – 3 и гастероидным – 1. Наиболее многочисленными по числу семейств, родов и видов являются порядки Agaricales (15 семейств, 21 род, 30 видов), Polyporales (5 семейств, 19 родов, 26 видов) и Hymenochaetales (3 семейства, 10 родов и 14 видов), на которые в сумме приходится большая часть (83,3%) всех выявленных видов. Отмечено преобладание: 1) видов, развивающихся на неразрушенной и слаборазрушенной древесине (81%), над видами, развивающимися на сильно разрушенной древесине (19%); 2) эвритрофных видов (70,2%) над стенотрофными (29,8%); 3) фитопатогенных видов (60,7%) – факультативных сапротрофов и факультативных паразитов – над облигатными сапротрофами (39,3%); 4) видов с однолетними базидиомами (81%) над видами с многолетними базидиомами (19%); 5) аборигенных видов (92,9%) над чужеродными видами (7,1%), облигатно ассоциированными с древесными интродуцентами из других регионов.

Ключевые слова: ксилотрофные базидиомицеты, дереворазрушающие грибы, афиллофороидные грибы, агарикоидные грибы, древесные растения, Донецкий ботанический сад

Скачать

Николаева М.А., Варенцова Е.Ю. Фитопатологическое состояние и сохранность ели в географических культурах Любанского лесничества Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 216–233. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.216-233

Аннотация

Географические культуры ели, заложенные на территории Любанского лесничества Ленинградской области в 1977 г., являются частью эксперимента, организованного на территории бывшего СССР по программе ВНИИЛМ. На основании выполненного исследования приведены первые результаты оценки устойчивости ели к грибным болезням. Средняя сохранность 40-летних культур в группе потомств Picea abies составляет 39%, P. оbovata – 26%. На протяжении всего периода развития культур северные и восточные потомства имеют более низкую сохранность. Снижение сохранности культур обусловлено факторами географического происхождения семян, а также отсутствием рубок ухода. Выявлены очаги некрозно-раковых заболеваний и гнилей. Высокая распространённость некрозно-раковых заболеваний (51–62%) прослежена в потомствах псковского, костромского, медвежьегорского и сегежского климатипов. Стволовая гниль находится в начальной стадии развития; загнившие сучки и плодовые тела возбудителей на растущих деревьях не выявлены. Отмечаются признаки развития опёнка Armillaria mellea s. l., вызывающего корневую и комлевую гниль. Категория состояния по объекту – 2,85, с колебаниями от 2,67–2,76 (P. abies и гибридные формы P. abies) до 2,95–3,09 (P. оbovata и её гибридные формы), что свидетельствует об ослаблении или о сильном ослаблении насаждений с нарушением их устойчивости. Низкая категория состояния (3,3–3,4) отмечена в потомствах гибридных форм с признаками P. оbovata карело-медвежьгорского и архангельско-плесецкого происхождений. В группе потомств P. abies прослежена достоверная зависимость категории состояния от географического происхождения семян: с удалением мест заготовок семян на север и восток состояние культур хуже. Среди гибридных форм с признаками P. оbovata лучшим состоянием отличаются восточные потомства.

Ключевые слова: географические культуры, ель, географическое происхождение, потомство климатипа, сохранность, грибные болезни, раневой рак, гниль, категория состояния

Скачать

Просянникова И.Б., Кравчук Е.А., Репецкая А.И., Кадочникова В.И. Инвентаризация видового состава фитотрофных облигатно-паразитных микромицетов заповедного урочища «Лесная дубовая роща “Левадки”» // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 234–249. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.234-249

Аннотация

Статья посвящена исследованию видового состава фитотрофных облигатно-паразитных микромицетов заповедного урочища «Лесная дубовая роща “Левадки”», расположенного в Предгорном Крыму. Сбор образцов паразитических грибов растений производился в течение вегетационных сезонов (апрель–октябрь 2009–2011 и 2017–2018 гг.) маршрутным методом в растительных сообществах заповедного урочища. Пораженные растения или их части гербаризировали с составлением стандартных этикеток. Микромицеты исследовали методом световой микроскопии. Видовую идентификацию фитопатогенов проводили с использованием отечественных и зарубежных определителей и справочной литературы. В результате проведенных микологических исследований обнаружено 68 видов облигатно-паразитных грибов из 22 родов, 12 семейств и шести порядков, принадлежащих к трем отделам грибов и грибоподобных организмов. Отдел Basidiomycota представлен 36 видами, подавляющее большинство которых относится к порядку Pucciniales. К отделу Ascomycota принадлежит 26 видов порядка Erysiphales. Отдел Oomycota представлен шестью видами из порядков Albuginales и Peronosporales. Фитотрофные облигатно-паразитные микромицеты зарегистрированы на 70 видах из 58 родов 28 семейств покрытосеменных растений, преимущественно класса Magnoliopsida. Наибольшее количество видов микромицетов зарегистрировано на представителях семейств Rosaceae и Asteraceae (9 и 8 видов микромицетов, соответственно), 6 видов – на представителях семейства Lamiaceae, по 5 видов – на представителях семейств Fabaceae и Ranunculaceae. На этих семействах найдено 48,5% всех обнаруженных видов микромицетов. Новыми для Крыма являются 5 видов, обнаруженные на территории заповедного урочища: Erysiphe friesii, Phyllactinia corni, Puccinia stachydis, Sporisorium andropogonis, Urocystis ranunculi.

Ключевые слова: облигатно-паразитные грибы, растения-хозяева, заповедное урочище «Лесная дубовая роща “Левадки”», Предгорный Крым

Скачать

Сенашова В.А., Сафронова И.Е., Вилкова Т.Л. Фитопатогенные микромицеты сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на территории Нижнего Приангарья // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 250–265. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.250-265

Аннотация

Естественная регенерация лесов играет важную роль в укреплении экологической целостности региона и является ключом к устойчивому лесному хозяйству. Создание новых лесных насаждений требует знания фитосанитарной ситуации. Цель данного исследования – изучение видового разнообразия фитопатогенных микромицетов, вызывающих заболевания у сеянцев и подроста сосны обыкновенной на территории Нижнего Приангарья. Исследование фитопатогенных микромицетов сосны обыкновенной проводилось в 1996–2016 гг. на территории лесного питомника (Енисейское лесничество Маклаковский питомник) и в естественных лесах (Гремучинское, Манзенское и Мотыгинское лесничества). При диагностике заболеваний использовались макроскопический, микроскопический и микологический методы. Учитывался тип спороношения микромицетов, строение плодовых тел, размер спор и характер их расположения. В результате проведенного исследования на территории лесничеств Нижнего Приангарья идентифицированы следующие аскомицеты, вызывающие преждевременное отмирание хвои сосны обыкновенной как у сеянцев, так и у молодых сосен: Lophodermium seditiosum Minter, Staley & Millar, Lophodermium pinastri (Schrad.) Chevall., Gremmenia infestans (P. Karst.) Crous (=Phacidium infestans P. Karst.), Cyclaneusma minus (Butin) DiCosmo, Peredo & Minter. В условиях лесного питомника диагностировались сосудистые поражения сеянцев, обусловленные деятельностью грибов Alternaria sp., Fusarium sp., Verticillium sp. Наиболее часто встречающейся болезнью сосны обыкновенной в ювенильной стадии среди искусственных и естественных насаждений является шютте, вызванное L. seditiosum. В условиях естественного возобновления содоминирующим заболеванием оказался язвенный (биаторелловый рак), вызываемый Sarea difformis. При этом наибольшая распространенность соснового подроста, инфицированного данным патогенном, зарегистрирована в лишайниковой группе типов леса, а наименьшая – в осочково-разнотравной.

Ключевые слова: естественное лесовозобновление, фитопатогенные микромицеты, болезни хвои, болезни сеянцев и подроста хвойных, биаторелловый рак

Скачать

Черпаков В.В. Природа голландской болезни вязов: новые аспекты диагностики, патогенеза, этиологии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 266–293. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.266-293

Аннотация

Расхождения по установлению первопричины голландской болезни вязов (ГБВ) возникли сразу после её обнаружения в 1918 г. В разные годы указывали фитопатогенные бактерии (Васillus amylovorus, Miсrососсus ulmi, Рseudomonas lignicola) и гриб Ophiostoma (Ceratostomella) ulmi (Graphium ulmi). В 1937 г. в Краснодарском крае наряду с закупоркой сосудов на вязах описано ядро бактериальной водянки, т. е. уже 80–100 лет назад отмечали смешанную этиологию ГБВ, но бактериозы посчитали недостоверной причиной, возобладала теория грибной моноинфекции. Позже открыли «агрессивный патоген» Ophiostoma novo-ulmi, близкие виды – O. himal-ulmi, O. novo-ulmi subsp. novo-ulmi, O. novo-ulmi subsp. americana. Параллельно на вязах выявлены бактериальная водянка (Pectobacterium carotovorum), бактериальный ожог (Erwinia группы Amylovora), Pseudomonas amygdali pv. ulmi, связанная с поражением коры, Xylella fastidiosa, вызывающая ожог листвы. К симптоматике ГБВ причастны виды фитопатогенных бактерий. Анализ факторов патогенности гриба показывает неоднозначность их проявления в симптоматике ГБВ. Агрессивность O. novo-ulmi проявилась не в патогенезе, а в вытеснении O. ulmi. Продукты метаболизма бактерий (кислота, газ, ферменты) разрушают целлюлозу, лигнин клеточных стенок, срединную пластинку и крахмал, вызывая камедь, мокроту, экссудат, закупорку сосудов, некрозы, мацерацию, растрескивание коры и древесины. Graphium ulmi развивается на подготовленных тканях совместно с бактериями как факультативный паразит, не проявляя антагонизма. Предполагается, что ГБВ имеет либо полифункциональную этиологию смешанного бактериально-грибного происхождения, либо самостоятельную бактериальную. Ареалы ильмовых пород, таксонов комплекса Ophiostoma ulmi и бактериозов имеют зоны перекрытия, что предполагает смешанный или сопряженный патогенез. В проблеме ГБВ на смену теории грибной моноинфекции должна прийти парадигма фитопатологической диагностики с использованием метагеномного анализа.

Ключевые слова: голландская болезнь вязов, бактериоз, диагностика, патогенез, этиология

Скачать

4. МОНИТОРИНГ И КОНТРОЛЬ ФИТОПАТОГЕНОВ И НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

Лямцев Н.И. Оценка и прогноз угрозы массового размножения сибирского шелкопряда в лесах Красноярского края // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 294–311. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.294-311

Аннотация

Прогноз угрозы массовых размножений сибирского шелкопряда Dendrolimus sibiricus Tschetverikov (Lepidoptera: Lasiocampidae) осуществляется на основе оценки их периодичности (частоты), пороговой плотности популяции и благоприятности (степени засушливости) погоды. Приведены оценки этих показателей по литературным данным и материалам лесопатологического мониторинга для лесов Красноярского края. Проведен их анализ и предложены методы, модели и алгоритмы прогнозирования угрозы массовых размножений. Наиболее информативными являются многолетние данные мониторинга численности насекомого (фазовый портрет динамики популяции), которые позволяют оценивать степень угрозы по текущему положению плотности популяции и коэффициента размножения относительно пороговой численности (5 гусениц/дерево). Использованы данные и фазовая траектория динамики численности сибирского шелкопряда в 1955–1972 гг. При отсутствии фазовых портретов угрозу следует прогнозировать по ретроспективным данным динамики площадей очагов сибирского шелкопряда (1962–2017 гг.). Сопоставляя среднюю периодичность образования очагов (11 лет в наиболее благоприятных для насекомого условиях) и продолжительность межочагового периода (5 лет) с текущими оценками этих показателей, можно определить время (год) появления угрозы. Уровень угрозы устанавливается по степени превышения показателями средних оценок. Для начала массового размножения кроме достижения пороговой численности необходимо наличие засушливой погоды. Вероятность такой погоды в темнохвойных южно-таежных лесах Красноярского края – 20%, а в период развития двух смежных поколений шелкопряда – около 9%. Очаги образуются в основном на пике или сразу после пика солнечной активности. Полученные результаты позволяют обеспечивать более точный и заблаговременный прогноз угрозы массового размножения за счет более полного использования и интеграции информации.

Ключевые слова: сибирский шелкопряд, прогнозирование, динамика численности, угроза массового размножения, очаги

Скачать

Мешкова В.Л. Усыхание сосновых лесов Украины с участием короедов: причины и тенденции // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 312–335. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.312-335

Аннотация

Цель исследования – обобщение опубликованных материалов и собственных данных об условиях возникновения очагов усыхания сосновых лесов и возможностях минимизации негативных последствий. Источники данных – справочные материалы по структуре лесного фонда лесохозяйственных предприятий, состоянию лесов, характеристики погодных условий, результаты собственных полевых и лабораторных исследований (обследований насаждений, лабораторного выращивания короедов в отрезках ветвей, расчета популяционных показателей). За последние десятилетия изменились показатели тепла, влаги и континентальности, характеризующие лесоклиматические зоны, что влияет на состояние лесов и их восприимчивость к заселению короедами. Возрастание значения короедов рода Ips в комплексе стволовых вредителей сосновых лесов Украины связано с их поливольтинностью. Жуки отдельных поколений и фенологических групп вершинного короеда (Ips acuminatus) заселяют ослабленные деревья, ветровал и порубочные остатки в течение значительной части вегетационного периода. Доказана возможность развития трех поколений вершинного короеда в году в Харьковской области, однако быстрое высыхание порубочных остатков с повышением температуры может препятствовать завершению развития вредителя. Медленное высыхание заготовленной древесины и порубочных остатков в Полесье стало важной причиной интенсивного развития вспышек короедов в этом регионе. Предложено оценивать потенциальную площадь очагов усыхания в областях или природных зонах с учетом доли чистых сосновых насаждений и их возраста, а на уровне лесных массивов – учитывать соседство выделов с вырубками. Отмечено несовершенство нормативной базы лесного хозяйства, препятствующее заготовке древесины в очагах «короедного» усыхания до того, как она превратится в дровяную.

Ключевые слова: лесоклиматическое районирование, вершинный короед, прогнозирование распространения очагов, нормативная база лесного хозяйства

Скачать

Сидельникова М.В., Власов Д.Ю. ООсобенности распространения грибных болезней деревьев и кустарников в парках государственного музея-заповедника «Петергоф» // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 336–351. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.336-351

Аннотация

Проведены фитопатологические обследования древесных и кустарниковых растений на территории парков Государственного музея-заповедника «Петергоф». Сбор материала и анализ распространения заболеваний проводились в летне-осенние периоды 2013–2017 гг. (Верхний сад и Нижний парк, Нижний сад и Верхний парк Ораниенбаума). В летний период 2018 г. в исследования, включены парк Александрия и Колонистский парк. На древесно-кустарниковых породах парков выявлено 120 видов грибов (микро- и макромицетов). Большинство видов (97) составили микромицеты, в числе которых возбудители мучнистой росы, пятнистостей, ржавчины, некрозов, а также сапротрофные виды. Чаще всего микромицеты выявляли на сухих ветвях и живых листьях. Мучнистая роса отмечена на листьях дуба, клена, ольхи, караганы, боярышника, сирени, калины и бузины. В большинстве случаев заболевание имеет умеренное развитие, но покрывает значительные площади. Листовые пятнистости встречаются локально, в отдельных случаях они приобретают очаговый характер. Высокой вредоносностью характеризуются такие заболевания, как тиростромоз липы, ступенчатый рак лиственницы, голландская болезнь вязов. Спороношение возбудителя тиростромоза отмечено повсеместно на ветвях липы в аллейных посадках, на одиночно стоящих деревьях, в загущенных шпалерных посадках. Выявлено 23 вида ксилотрофных макромицетов. В регулярных частях парков ксилотрофы чаще отмечаются на живых деревьях. Преобладают представители порядка Polyporales. Приведена картограмма распределения макромицетов в Нижнем парке. Обсуждаются возможные факторы, влияющие на распространение и развитие грибных заболеваний на деревьях и кустарниках ГМЗ «Петергоф». Распределение фитопатогенных грибов в биоценозах парков неравномерное. Оно может быть обусловлено составом и густотой насаждений, степенью антропогенной нагрузки на конкретные участки и особенностями текущего ухода за растениями.

Ключевые слова: болезни деревьев и кустарников, микромицеты, макромицеты, пригородные парки

Скачать

Щербакова Л.Н., Шевченко С.В., Мощеникова Н.Б. Проблема гибели вязов в Санкт-Петербурге // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 228. С. 352–366. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.228.352-366

Аннотация

В последние десятилетия в насаждениях Санкт-Петербурга наблюдается катастрофическое усыхание вязов в связи с развитием голландской болезни. Генетические исследования показали, что в Санкт-Петербурге обнаружены два вида возбудителя голландской болезни вязов – Оphiostoma ulmi и О. novo-ulmi. Приводится динамика количества очагов голландской болезни на территории Санкт-Петербурга с 2009 по 2017 г. с разбивкой на возникающие, действующие и затухающие очаги. В настоящее время вырубка пораженных вязов не соответствует рекомендациям специалистов и не приводит к ограничению распространения графиоза. В работе уточнены рекомендации по повышению эффективности метода санитарных рубок в борьбе с эпифитотией голландской болезни вязов.

Ключевые слова: голландская болезнь вязов, причины гибели вязов, динамика очагов, санитарная рубка

Скачать

Выпуск 227

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Алексеев А.С., Гурьянов М.О., Герасимова А.И. Разработка программного обеспечения для зонирования территории по степени повреждения растительности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 6–18. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.6-18

Аннотация

Необходимость создания программного обеспечения, позволяющего зонировать территорию по степени повреждения древесной растительности. Рассмотрено два типа источников загрязнения – точечные (химические, металлургические предприятия и т. д.) и линейные (автомагистрали, ЛЭП и пр.). Методика сбора и обработки эмпирических данных для них является во многом идентичной и зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются размер обследуемого объекта, компоненты экосистем, на основании которых оценивается их состояние, масштаб загрязнения и др. При изучении воздействия локальных источников загрязнения одними из оптимальных объектов мониторинга являются древостои, состояние которых оценивается на постоянных и временных пробных площадях, заложенных в насаждениях основных лесообразующих пород на разных расстояниях от источника загрязнения. При рассмотрении линейных источников загрязнения нет необходимости учитывать влияние ветра, вместо этого рассматривается расстояние между пробными площадями вдоль трасс. Исследовались древостои, находящиеся в зоне антропогенной нагрузки, в частности, примыкающие к ОАО «Хенкель-ЭРА» Тосненского района и ул. Коммуны Санкт-Петербурга. Разработана программа, позволяющая оценить пространственное размещение повреждений растительности, выделить зоны сильного, среднего и слабого (общего) повреждения, построить карты зон повреждений и определить площади каждой из зон. Рассмотренная методика и составленный на ее основании программный продукт PlantZoning могут быть использованы при анализе антропогенного воздействия на насаждения с целью определения его пространственной динамики и последующего планирования лесохозяйственных мероприятий, направленных на оценку и ликвидацию причиненного ущерба, а также повышение устойчивости насаждений и их поглотительной способности.

Ключевые слова: антропогенная нагрузка, пространственное размещение поврежденной древесной растительности, зонирование территории, индексы состояния древостоев, размещение повреждений растительности

Скачать

Алесенков Ю.М., Ермакова М.В. Особенности структуры коренных темнохвойных древостоев Вишерского заповедника // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 19–33. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.19-33

Аннотация

На основании общепринятых методик изучен и проанализирован породный состав древостоев и распределение деревьев по диаметру коренных темнохвойных насаждений Вишерского государственного природного заповедника, расположенного на северо-востоке Пермского края (Северный Урал). Установлено, что древесный ярус исследованных коренных темнохвойных лесов Северного Урала имеет многопородный состав. При доминировании ели в нём участвует (до 5 единиц) пихта и в значительной степени береза, а также кедр. В типе леса пихто-ельник папоротниково-высокотравный в составе древостоя присутствует рябина. Формируются как низкопродуктивные, так и высокопродуктивные древостои. В строении древостоев тёмнохвойных лесов Вишерского заповедника выявлено значительное варьирование деревьев по диаметру, обусловленное как лесорастительными условиями насаждений, так и влиянием негативных природных факторов – периодических низовых пожаров и ветровала. Распределение деревьев по диаметру в древостоях, за исключением постветровального, хорошо аппроксиммируется уравнениями 2-го порядка. Распределение деревьев по диаметру в постветровальном темнохвойном сообществе лучше всего описывается уравнением 4-го порядка. Отмечена значительная правосторонняя асимметрия распределения деревьев по диаметру для всех исследованных древостоев и, в особенности, испытавших воздействие низовых пожаров или ветровала. Такое распределение деревьев по толщине ствола отражает длительные по времени процессы естественного возобновления и развития древостоев. Выявленные особенности распределения деревьев по породному составу и ступеням толщины в исследованных коренных древостоях свидетельствуют о том, что даже в условиях влияния негативных природных факторов процессы естественного возобновления в целом обеспечивают поддержание многопородного состава коренных насаждений. Однако воздействие периодических низовых пожаров негативно сказывается на возобновлении кедра.

Ключевые слова: Северный Урал, коренные тёмнохвойные леса, строение древостоев

Скачать

Бабиков Б.В., Шурыгин С.Г., Богданова Л.С. Рост сосновых древостоев на осушенных землях Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 34–44. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.34-44

Аннотация

Особенность исследований с оценкой изменения состояния древесных насаждений является необходимость длительного изучения. Для комплексной оценки влияния осушения на лесные биогеоценозы и окружающую среду в Лисино кафедрой почвоведения и гидромелиорации в 1973 г. был заложен стационар «Малиновский». В статье приведены данные 40-летних наблюдений за изменением водного режима объекта разной степени осушения и состояния почв и динамикой роста сосновых древостоев на осушенных территориях. Также приведены результаты почвенных исследований и динамика мощности торфа после осушения.

Ключевые слова: осушение, сосновые древостои, торфяные почвы, расстояние между каналами, осадка торфа, характеристики древостоя

Скачать

Зубко А.В., Слепых В.В. Восстановительная сукцессия дуба в ореховых культурах региона Кавказские Минеральные Воды // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 45–56. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.45-56

Аннотация

В ходе исследования закономерностей естественного возобновления дуба под пологом как естественных, так и искусственных насаждений региона Кавказские Минеральные Воды авторами были обнаружены участки потенциально успешного возобновления дуба черешчатого (Quercus robur L.) и дуба скального (Quercus petraea L.) в деградирующих лесных культурах ореха черного (Juglans nigra L.) и ореха грецкого (Juglans regia L.). Цель исследования состояла оценке степени влияния освещенности под пологом насаждений на процесс сукцессии в конкретных лесорастительных условиях. В ореховых культурах на южном склоне горы Верблюд (Ставропольский край, Предгорный район) были заложены 7 пробных площадей. Описаны таксационные показатели, характеристики возобновительного процесса и световой режим под пологом насаждений. Установлено, что в результате деградации лесных культур ореха черного и ореха грецкого произошла смена монокультурного искусственного насаждения в сторону смешанного состава с участием дуба черешчатого, дуба скального, ясеня обыкновенного и некоторых других пород. Этот процесс протекает не однородно на разных площадях, что приводит к формированию разнообразных условий, в большинстве своем благоприятно повлиявших на возобновление дуба. Количество благонадежного подроста дуба колеблется от 1,7 до 7,3 тыс. шт/га. На участках, где на смену ореховым культурам уже пришли молодые насаждения с участием дуба в количестве 6–8 единиц состава, наблюдается наибольшее количество среднего и крупного подроста дуба. Освещенность над поверхностью почвы там составляет от 10 и 23%. Постепенное естественное изреживание материнского полога в совокупности с умеренной густотой подлеска и напочвенного покрова позволило сформироваться оптимальным для дубового подроста условиям освещенности.

Ключевые слова: естественное возобновление, подрост дуба, культуры ореха, освещенность

Скачать

Кердяшкин А.В., Кердяшкина Г.В. Классификация семян ели Шренка по степени развития зародышей и эндоспермов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 57–67. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.57-67

Аннотация

Леса в Заилийском Алатау (1450–2850 м над ур. м.), состоящие из ели Шренка, имеют важные склоноукрепляющее, водорегулирующее и селезащитное значения. Однако на протяжении прошедшего столетия они испытали сильное антропогенное воздействие (пастьба скота, пожары и т. п.), что привело к сокращению покрытой ими площади, увеличению количества низкополнотных и перестойных насаждений, снижению их защитных свойств. Так возросла опасность возникновения селевых потоков, оползней и снежных лавин. Особую роль играют высокогорные леса, где лесокультурные работы не проводятся. Дело в том, что здесь произрастает особый экотип ели, продуцирующий семена низкого качества. Важно было установить причины этому, для чего был использован метод рентгенографии. В результате научных исследований разработана надежная методика рентгенографии семян Picеа schrenkiana, позволяющая получать качественные снимки внутреннего состава семян при следующих параметрах съемки: сила тока 90 мкА, напряжение 40 кВ, время экспозиции 15–20 мин, расстояние от фокуса объектива до пленки 30 см, доза облучения 2 Р (за 20 мин). Разработана классификация семян ели Шренка по степени развития их эндоспермов и зародышей. Установлено, что основной причиной низкого качества семян является большое количество среди них пустых и недоразвитых. Прослеживается зависимость между количеством проросших семян и наличием в них развитых эндоспермов и зародышей (по размеру от нормальных до ≥ ¾ от нормы), варьирующих от 19 до 49%. Среди полнозернистых только небольшая часть семян (до 8,5%) имела полноразвитые нормальные зародыши, остальные были с различной степенью их развития, вплоть до полного отсутствия.

Ключевые слова: ель Шренка, Заилийский Алатау, рентгенография, проращивание и качество семян, классификация семян, эндосперм, зародыш

Скачать

Новиков А.И. Некоторые результаты апробации технологии сепарации по количественному признаку семян сосны обыкновенной // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 68–87. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.68-87

Аннотация

Выбор механизированной технологии сепарации семян сосны обыкновенной зависит от наибольшей вероятности получения положительного результата при онтогенезе на ранней стадии. Исследований, содержащих сведения о росте и развитии сеянцев, полученных из семян, одновременно сепарированных по цвету и размеру, достаточно мало. Объектом наблюдения послужила технология сепарации, а предметом – сеянцы сосны обыкновенной в течение первого вегетационного периода в открытом грунте. Сеянцы получены по контейнерной технологии из семян, сепарированных на стандартном оптическом сепараторе на три группы, а затем каждая цветосеменная группа разделена на стандартном решетном сепараторе еще на две размерные группы с использованием решет с кр