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

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

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

Архив

Выпуски 2021 года

Выпуск 237

Выпуск формируется

Выпуск 236

Выпуск формируется

Выпуск 235

Выпуск формируется

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 круглыми отверстиями 2,5 и 3,5 мм. Ротация сеянцев, включая высев и агротехнический уход, проведена на стандартном оборудовании Воронежского лесного селекционно-семеноводческого центра в период с мая по октябрь 2017 года. Полученные сеянцы шести цветоразмерных групп сразу высаживали под меч Колесова в дно борозды на испытательном участке. Участок расположен на пирогенно нарушенных землях Левобережного лесничества Учебно-опытного лесхоза Воронежского государственного лесотехнического университета им. Г.Ф. Морозова. На первом ювенильном этапе 2018 г. контролировали высоту и приживаемость сеянцев с мая по сентябрь периодичностью один раз в 33–34 сут. Результаты обрабатывали методами биометрического анализа. Вычисляли относительную скорость роста сеянцев, а также асимметрию и эксцесс распределения вариант высот. Установлено, что при проектировании устройств для экспресс-анализа и сортировки семян и разработке алгоритма процесса предпосевной обработки необходимо учитывать влияние как качественных, так и количественных параметров. Например, для аэросева статистически значимо сепарировать крупные темные семена, сеянцы из которых обладают высокими значениями относительной скорости роста и приживаемости. Для обеспечения оптимальной площади питания и классификации для производства контейнерных сеянцев статистически значимо сепарировать светлые крупные и темные мелкие, как дающие сеянцы с максимальной и минимальной высотами соответственно. Результаты исследования в определенной степени согласуются с ранее известными данными об онтогенезе сосны обыкновенной, уточняя их на стадии предпосевной подготовки особенностями влияния одновременной сепарации семян по спектрометрическим и размерным признакам на рост и развитие сеянцев. Следует отметить, что остается множество вопросов, требующих дополнительных изысканий: остается ли характер распределения параметров сеянцев постоянным на последующих стадиях онтогенеза или полученные данные имеют единичный характер? Не является ли изменчивость фактора высоты сеянцев результатом влияния только внешних факторов? Нарушается ли генетическое разнообразие репродуктивного материала при такой технологии?

Ключевые слова: технология, сепарация, технологическая схема, лесные семена, сосна обыкновенная, количественный признак, размер семян, качественные признаки, цвет семенной кожуры, сеянцы, относительный темп роста, ювенильный этап, асимметрия, эксцесс, лесовосстановление

Скачать

Пахарькова Н.В., Кузьмина Н.А., Кузнецова Г.В., Кузьмин C.Р. Диагностика устойчивости представителей рода Pinus к периодическим повышениям температуры в зимне-весенний период // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 88–106. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.88-106

Аннотация

Работа посвящена изучению внутривидовых различий представителей рода Pinus (Pinus sylvestris, Pinus sibirica и Рinus koraiensis) по устойчивости к повышению температуры в зимне-весенний период. В качестве объектов исследования были взяты искусственные насаждения деревьев этих видов различного происхождения. Для изучения перехода деревьев в состояние покоя и выхода из него был использован метод регистрации кривых термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции, определено содержание хлорофиллов и абсцизовой кислоты в хвое. При рассмотрении внутривидовых отличий выявлено, что в географических культурах Красноярского края нарастание фотосинтетической активности в период выхода из состояния зимнего покоя у северных климатипов (по сравнению с южными) происходит быстрее. Выявлены достоверные различия между богучанским и балгазинским климатипами сосны обыкновенной (р<0,001); ермаковским и шегарским сосны сибирской (р < 0,01); облученским и чугуевским сосны корейской (р<0,01). В хвое северных климатипов, эволюционно сформировавшихся в более холодных районах, в ранневесенний период содержание фотосинтетических пигментов выше, чем у растений южных климатипов, что в совокупности с меньшей глубиной покоя свидетельствует о более высокой потенциальной готовности северных растений к возобновлению фотосинтетической активности. Количество абсцизовой кислоты, как индикатора покоя в предзимний период, в хвое растений южных климатипов заметно преобладает над ее содержанием в северных климатипах у всех исследованных видов. Таким образом, можно констатировать, что представители южных климатипов всех трех видов рода Pinus имеют большую глубину зимнего покоя и большую устойчивость к периодическим повышениям температуры в зимне-весенний период по сравнению с северными климатипами, и для целей лесоразведения в период существенного изменения климата в будущем целесообразно использовать посевной и посадочный материал южных климатипов, что позволит минимизировать потери посадочного материала в зимний период от физиологического иссушения.

Ключевые слова: Pinus, географические культуры, изменение климата, зимний покой, флуоресценция, хлорофилл

Скачать

Данг Вьет Хунг, Фан Ван Зунг, Потокин А.Ф. Разнообразие лекарственных растений в составе лесной растительности на территории заповедника «Донг Най», Вьетнам // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 107–122. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.107-122

Аннотация

Вьетнам является одной из самых богатых природными ресурсами стран мира. В связи с этим Вьетнам отличается от многих стран весьма богатой растительностью. Растительные ресурсы Вьетнама играют важную роль в экономике страны. На территории Вьетнама выделяется 4 главных центра биоразнообразия: Хоанг Лиэн Шон, Южный и Центральный Чыонг Шон, Тей Нгуен и Восточное Намбо. Заповедник Донг Най располагается в окрестностях Восточного Намбо. В связи с этим территория заповедника является наиболее актуальной для изучения биоразнообразия, так как на данной территории встречается довольно много эндемичных видов растений и видов, занесенных в Красную книгу. Объектами для исследования послужили лесные экосистемы на территории заповедника Донг Най. Эколого-географический анализ видового состава лесов на территории заповедника указывает на определённые связи между регионами и условиями среды, выявляет их экологическую специфику. Геоботаническое и флористическое исследование проведено на 10 пробных площадках. В составе растительности обследованной территории заповедника выявлено 4 группы формаций: вечнозеленые широколиственные тропические дождевые леса, полулистопадные широколиственные тропические влажные леса, листопадные широколиственные тропические влажные леса, лесные плантации. В ходе анализа флоры заповедника Донг Най по литературным данным вывлен 1401 вид растений, относящихся к 365 родам и 117 семействам. Из них 540 видов лекарственных растений. По фармакологическому анализу применения выявленных лекарственных растений выделено 7 групп по направлениям использования. Из них наибольшим количеством видов представлены: лекарственные растения, применяемые при заболеваниях желудочно-кишечного тракта – 140 видов (25,9%); лекарственные растения, применяемые при переломах костей – 112 видов (20,7%).

Ключевые слова: биоразнообразие, лекарственные растения, растительность, заповедник Донг Най

Скачать

Полякова А.Ю. Водно-физические свойства почвы Дворцового парка Гатчины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 123–133. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.123-133

Аннотация

В статье рассматриваются физические и водно-физические показатели почв Дворцового парка. Исследованы семь участков парка, из которых четыре являются островами. Показано влияние насыпных и намывных почв на исследуемые водно-физические свойства. Определена плотность почвенных горизонтов, их влажность. Для интерпретации водно-физических показателей был произведен расчет средневзвешенной влажности. Для сравнения участков по степени увлажнения были посчитаны запасы воды в верхнем слое почвы толщиной 30 и 50 см. Определена вероятность затопления корнеобитаемых горизонтов почвы. Рассматривается связь показателей (плотность, уровень грунтовых вод) с вмешательством человека в парковую среду. Предлагается улучшение водного режима почв методом подсыпки плодородного грунта на острова и в пониженные участки парка, планирование реставрации с элементами реконструкции.

Ключевые слова: водный режим почв, влажность, плотность, продуктивная влага, запас воды в слое почвы, влажность завядания, корнеобитаемый горизонт, насыпные почвы, вероятность затопления горизонта почвы, намывные почвы

Скачать

Толкач О.В., Залесов С.В., Фрейберг И.А. Архитектоника корневой системы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в лесных культурах на солонцах в лесостепном Зауралье // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 134–148. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.134-148

Аннотация

Зауральская лесостепь отличается сложным почвенным покровом, что определяется большой пестротой материнских постилающих пород, часто насыщенных легко растворимыми солями. Вторым по представленности типом почв являются различные солонцы. Исследованы искусственные лесные насаждения лесостепного Зауралья в возрасте от 8 до 27 лет. Объекты исследования приурочены к засоленным почвам, различающимся по составу солей, степени засоления, верхней границе засоления и мощности надсолонцового горизонта. Для оценки возможности адаптации древесных растений к засоленным почвам привлекали такие показатели, как зольный остаток хвои и его состав. Представление о солеустойчивости растений можно составить на основании изучения архитектоники корневой системы и содержания в зоне ее распределения токсичных солей. На пробных площадях было проведено исследование корневых систем деревьев сосны. Исследование корневой системы сосны было направлено на выявление лимитов солеустойчивости сосны для района лесостепного Зауралья и влияния механического барьера столбчатого иллювиального горизонта почвы солонцов, твердость которого составляет 17–30 кг/см2. Установлено, что у сосны в посадках на солонцах лесостепного Зауралья отсутствуют приспособительные реакции к специфическим условиям последних, что выражается в более низкой зольности хвои и более высоком содержании полуторных окислов по сравнению с солончаковыми формами сосны. Корневая система сосны, углубляясь в почву, проходит через плотный и твердый солонцовый горизонт и ветвится в нем. Границей распространения корней вглубь служат почвенные слои, содержащие токсичные количества легкорастворимых солей. Сосна вполне удовлетворительно растет на лугово-степных солонцах при содержании в корнеобитаемой толще почвы токсичных ионов НСО3 – 0,065%, Cl – 0,02%, SO4 – 0,181% (при наличии гипса 0,858%). На луговых солонцах сосна хорошо переносит содержание ионов Cl до 0,03%, СО3 до 0,005%.

Ключевые слова: солонцы, сосна, архитектоника корневой системы, лесные культуры, Зауральская лесостепь

Скачать

Адонина Н.П. Систематический обзор коллекции тропических и субтропических растений Ботанического сада СПбГЛТУ на основе современных международных классификаций // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 149–173. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.149-173

Аннотация

История коллекции тропических и субтропических растений Ботанического сада СПбГЛТУ насчитывает 175 лет с 1834 г., когда на территории Санкт-Петербургского Форст института была построена первая оранжерея. На протяжении почти двух веков коллекция формировалась и использовалась для обеспечения учебного процесса. В XIX начале XX вв. каталогизация коллекционных фондов проводилась по системе А. Энглера, начиная с 80-х годов прошлого века – по системе А.Л. Тахтаджяна. В работе представлен обзор коллекции тропических и субтропических растений на основе современных международных классификаций: APG IV, PPG I и т. д., основанных на молекулярных исследованиях и насчитывает 1344 таксона из которых 996 видов, 65 разновидностей и 283 культивара. Все растения относятся к классу Equisetopsida C.Agardh, и входят в состав 7 подклассов, 53 порядков, 124 семейств и 428 родов. Коллекция птеридофитов представлена тремя порядками и включает 14 семейств, 25 родов, 52 вида и 14 культиваров (66 таксонов). Коллекция голосеменных содержит 4 подкласса, 6 порядков, 9 семейств, 17 родов, 24 вида и 5 сортов (29 таксонов). Коллекция покрытосеменных имеет один подкласс Magnoliidae, 10 надпорядков, 41 порядок, 101 семейство, 386 родов, 920 видов, 65 тпр, 264 культивара (1249 таксонов). Международно-унифицированный подход к классификации растений является важным шагом в усилении международной стандартизации обучения.

Ключевые слова: группа филогении покрытосеменных (APG), покрытосеменные, голосеменные, живые коллекции, птеридофиты, группа филогении птеридофитов (PPG), сосудистые растения, тропические и субтропические растения

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Кадацкая М.М., Виноградов А.Ю., Кацадзе В.А., Беленький Ю.И., Бачериков И.В., Хвалев С.В., Каляшов В.А. Анализ методов расчета неразмывающей скорости при проектировании водопропускных и водоотводных сооружений лесного хозяйства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 174–187. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.174-187

Аннотация

Для повышения эффективности работы любого лесозаготовительного производства необходимо качественно спроектировать мелиоративные и транспортные пути в эксплуатируемой лесосырьевой базе. Одним из основных параметров в инженерной практике при расчетах и проектировании малых лесных гидротехнических сооружений и дорожных водоотводов является неразмывающая скорость – наибольшее значение средней скорости течения воды, при которой в условиях равномерного режима течения и малых уклонов дна наблюдается лишь шевеление отдельных частиц грунта данной крупности d без их срыва. Рассматривается вопрос о неоднозначности результатов применения существующих методик определения этого параметра для несвязных грунтов. Проведены расчеты и проанализированы полученные результаты по 7 основным методикам для расчета неразмывающих скоростей, приведено сравнение полученных значений с табличными в нормативных документах, проанализированы нестыковки в различных литературных источниках по одним и тем же расчетным методикам. Проведен статистический анализ полученных результатов, приведены результаты натурных наблюдений за размывом донных отложений на посту Минцево р. Порусья, выполненные в 2017–2018 гг. и сравнение их с рассчитанными значениями. В результате анализа получены следующие выводы: констатирована расчетная зависимость придонной скорости от глубины потока и диаметра частиц размываемого участка дна; расчетные и табличные значения размывающих скоростей отличаются от наблюденных на 40% и более, что приводит либо к неоправданному удорожанию строительства малых гидротехнических и водопропускных дорожных сооружений лесной отрасли, либо к размыву отмостки дна мелиоративных каналов и инженерных сооружений с возможным последующим их разрушением. По результатам работы предлагается разработать модель оценки придонной неразмывающей скорости, учитывающую физическую сущность взаимодействия водного потока и русла.

Ключевые слова: неразмывающая скорость, несвязные грунты, укрепления подмостовых участков русла

Скачать

Власов Ю.Н. Теоретическое исследование влияния времени и скорости прессования на плотность брикетов из древесных опилок // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 188–198. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.188-198

Аннотация

Статья посвящена разработке и исследованию математической модели прессования древесных опилок, устанавливающей взаимосвязи плотности брикетов, скорости рабочего органа пресса и давления прессования. Теоретическую основу исследования составляют положения механики деформируемой среды. В качестве реологической модели прессуемого материала использована модель упруго-вязко-пластического тела Бингама, параметры модели приняты как нелинейные функции плотности прессуемых опилок. При решении нелинейного дифференциального уравнения напряженно-деформированного состояния прессуемого материала использован численный метод Рунге-Кутта 4-5-го порядка точности. Как показали результаты расчетов, при постоянном давлении прессования плотность брикета изменяется по времени по нелинейному и имеет предел. При постоянном давлении прессования 50 МПа расчетное значение плотности брикетов составит 1 г/см3, при давлении 100 МПа плотность приблизится к 1,2 г/см3, а при давлении прессования 150 МПа достигнет 1,25 г/см3. Действительное значение плотности будет несколько ниже, так как на настоящем этапе исследования не учтены потери на трение опилок о стенки прессформы. После снятия нагрузки происходит распрессовка брикета в пределах 2-3%. Установлено, что использованная реологическая модель тела Бингама с переменными значениями ее параметров позволяет учесть физическую картину прессования опилок в закрытой матрице. Определено минимальное пороговое значение рационального времени хода рабочего органа (например, при времени рабочего хода менее 60 с и давлении прессования 150 МПа плотность брикета составит менее 1,1 г/см3). Обработка результатов расчетов также позволила получить приближенные уравнения для оценки плотности брикета в зависимости от начальной плотности материала брикета, давления прессования и рабочего хода пуансона, и для оценки требуемого давления прессования в зависимости от начальной и требуемой плотности брикета, времени рабочего хода либо постоянной скорости рабочего органа. Уравнения могут использоваться на начальном этапе проектирования технологического процесса брикетирования опилок с целью установить рациональный диапазон рабочих режимов пресса в зависимости от требований к готовой продукции.

Ключевые слова: топливные брикеты, отходы лесопереработки, модель Бингама, давление прессования, режимы работы прессового оборудования

Скачать

Мохамед А.Х., Тюрин Н.А. Оптимизация организации лесного дорожного строительства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 199–208. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.199-208

Аннотация

Основной целью работы является оптимизация использования машин для земляных работ в строительстве лесных дорог по критерию минимума приведенных расходов, путем оптимального распределения комплектов машин по объектам строительства при условии возможности аренды каких-либо дополнительных машин. Создана экономико-математическая модель расчета эффективной структуры парка машин с точки зрения системы производственной эксплуатации, которая складывается из эффектов всех специализированных комплектов машин и эффекта от передачи машин парка в аренду. Учет возможности передачи или получения техники в аренду позволяет улучшить технико-экономические показатели эксплуатации парка машин. Результаты работы могут быть востребованы лесозаготовительными и дорожно-строительными предприятиями в период проектирования производства земляных работ, обновления машинных парков, а также при выборе наилучшего варианта использования имеющегося парка, прогнозирования продолжительности и стоимости ведения механизированных работ.

Ключевые слова: оптимизация использования дорожных машин, земляные работы, комплектация дорожных машин, приведенные расходы, аренда дорожных машин

Скачать

Зубова О.В., Силецкий В.В., Тюрин Н.А., Громская Л.Я., Антонова Т.С. Исследование процессов структурообразования при укреплении органических осадков промывных вод ГУП «Водоканал» комплексным вяжущим // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 209–223. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.209-223

Аннотация

В исследованиях рассмотрено применение осадка промывных вод ГУП «Водоканал СПб», укрепленного органическими и минеральными вяжущими, в качестве дорожно-строительного материала с высокими физико-механическими показателями и повышенной морозостойкостью, а также низкой теплопроводностью. Представлены результаты исследования смеси осадка промывных вод, укрепленного нефелиновым шламом, битумом и портландцементом марки М-400. Полученные показатели подтверждают возможность использования данной смеси при возведении земляного полотна, строительстве морозозащитных и теплоизолирующих слоев дорожных оснований. Применение полученного материала также положительно повлияет на экологическое состояние Северо-Западного региона, так как при создании материала капсулируются отходы промышленности, что позволяет утилизировать их без вреда окружающей среде.

Ключевые слова: нефелиновый шлам, лесные дороги, осадок промывных вод, битум

Скачать

Тюрин Н.А., Громская Л.Я., Антонова Т.С., Зубова О.В., Силецкий В.В. Оптимизация территориального размещения лесных пожарно-химических станций // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 224–235. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.224-235

Аннотация

В статье рассматривается вопрос размещения лесных пожарно-химических станций с целью минимизации времени прибытия к месту тушения лесных пожаров. Предложена математическая модель и методика рационального территориального местоположения пожарно-химических станций, которая позволяет найти такие координаты местоположения пожарно-химической станции, которые обеспечивают минимум расстояний от станции до объектов охраны и соблюдение нормативов времени доставки сил и средств пожаротушения до участков леса, соответствующих классам их природной пожарной опасности с учетом транспортной инфраструктуры. Задача оптимизации решена методом нелинейного программирования в надстройке MS Excel «Поиск решения» на примере учебно-опытного лесничества Ленинградской области. Предложенная методика может быть рекомендована для проектирования регионального противопожарного обустройства лесов и проектирования лесной инфраструктуры, в том числе лесных дорог противопожарного назначения.

Ключевые слова: лесные пожары, лесная пожарно-химическая станция, лесная инфраструктура, лесные дороги

Скачать

Хитров Е.Г., Тарадин Г.С., Андронов А.В., Котенев Е.В., Пушков Ю.Л. Теоретическое исследование глубины колеи и уплотнения снега под воздействием движителя лесной машины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 236–248. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.236-248

Аннотация

Цель статьи – разработать и исследовать математическую модель колееобразования и уплотнения снежной целины, вызванного действием движителя лесной машины. Теоретическую базу исследования составляют положения теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Методы исследования включают в себя математический анализ, вычислительный эксперимент и аппроксимацию расчетных данных. Составлены интегральные уравнения для расчета глубины колеи и сжатия массива снежной поверхности под воздействием движителя. Уравнения составлены с учетом изменения механических свойств снега в процессе уплотнения. По результатам аппроксимации результатов численного решения предложенных уравнений получены упрощенные соотношения, позволяющие определить глубину колеи и сжатие снега как функции его начальной плотности, толщины снежного покрова, среднего давления по пятну контакта движителя с опорной поверхностью и геометрических параметров пятна контакта. Установлено, что несущая способность заснеженной опорной поверхности увеличивается вслед за возрастающим давлением по пятну контакта, что вызвано как уменьшением толщины деформируемого слоя снега, так и увеличением механических свойств снега при уплотнении, что отражает физическую картину колееобразования на заснеженной поверхности. При нормальном давлении в 50% от несущей способности глубина колеи составит ориентировочно 20% толщины деформируемого слоя опорной поверхности, а при давлении, близком к несущей способности – 60% от толщины снежного покрова. Соотношение абсолютной деформации сжатия снега и глубины колеи при давлении до 10% от несущей способности опорной поверхности составляет ориентировочно 1:1. При возрастании давления до 20% от несущей способности соотношение составит 1:2, а при повышении среднего давления до 100% от несущей способности соотношение деформации сжатия и глубины колеи составит 1:4.

Ключевые слова: снежная целина, упрочнение, несущая способность, модуль деформации, колееобразование, уплотнение

Скачать

3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Торопов А.С., Соловьев А.Н. Определение параметров предмета труда лесозаготовок с целью прогнозирования выхода продукции на стадии валки деревьев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 249–259. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.249-259

Аннотация

В данной статье рассматривается новый подход к проблеме прогнозирования выхода продукции из древесины еще на стадии валки деревьев. Проводится анализ научных трудов предыдущих лет по данной тематике, оцениваются методологические и теоретические подходы к аналитическому описанию формы образующих хлыстов и методов его оптимального раскроя. Рассматриваются достоинства и недостатки существующих методик, а также возможные пути их совершенствования. Авторы предлагают и теоретически обосновывают новый подход решения проблемы определения параметров предмета труда лесозаготовок с учетом индивидуальных природных особенностей реального древостоя. По мнению авторов, наиболее точным и целесообразным подходом к описанию предмета труда будет методология, основанная на естественном законе роста древостоя. В биологических науках при изучении роста живых организмов такой методологией является теория относительного роста. Биологическая суть явления относительного аллометрического роста состоит в том, что чаще всего отношение скорости роста разных организмов в онтогенезе остается постоянным, хотя абсолютные величины этих скоростей меняются. Применительно к древесным породам установлена возможность использования этого закона для выявления соотношений между линейными и объемными размерами деревьев и древостоев. В работе приведена структура математической модели определения параметров дерева на основе аллометрического метода. Приведены результаты расчетов, подтверждающие эффективность разработанной модели и достоверность результатов прогнозирования выхода продукции лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств до выполнения валки деревьев.

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

Скачать

Леонович А.А., Захаров С.С. Модифицирование шпона амидофосфатом для изготовления огнезащищённой водостойкой фанеры // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 260–270. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.260-270

Аннотация

Целью работы являлось модифицирование березового шпона амидофосфатом с тем, чтобы из него по общепринятой технологии можно было изготавливать огнезащищенную водостойкую фанеру. В основу метода исследования положен прием пропитки шпона антипиреном – водным раствором амидофосфата в двух вариантах: капиллярная пропитка и диффузионная пропитка. При этом изучали влияние температуры пропитки и продолжительности при переменной концентрации пропиточного раствора. В результате работы установлено влияние параметров в виде линейных эффектов и эффектов взаимодействия на содержание абсолютносухого антипирена. Используя корреляционные зависимости и функцию желательности стало возможным при уровне обработки в интервале 14,5–23,5% сухого содержания антипирена получить фанеру, характеризующуюся отсутствием самостоятельного горения и тления при удалении источника зажигания с потерей массы 4,4–5,9%. При этом прочность изготовленных образцов фанеры оказывается удовлетворительной, например, предел прочности при изгибе составляет 77–100 МПа для исследуемых вариантов, при требованиях отраслевых технических условий не менее 60 МПа. Полученные результаты предназначаются для разработки производственного регламента изготовления фанеры с областью применения, где имеются ограничения по горючести и водостойкости. В работе получены выводы по рецептуре огнезащитного состава в связи с условиями образования фанеры на фенолоформальдегидном клее и рекомендации по организации производства трудногорючей фанеры с дополнительными технологическими операциями и оборудованием узла пропитки шпона и его сушки после пропитки раствором антипирена с тем с максимальным приближением к действующему режиму изготовления стандартной фанеры.

Ключевые слова: фанера, шпон, огнезащита, амидофосфат, пропитка, фенолоформальдегидная смола

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Лурье М.С., Лурье О.М., Фролов А.С. Промышленные расходомеры в целлюлозно-бумажном производстве // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 271–292. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.271-292

Аннотация

Работа посвящена обзору расходоизмерительного оборудования, применяемого в технологических операциях целлюлозно-бумажного производства (ЦБП). Представлены основные требования к расходомерам, использующимся в регулировании технологических процессов ЦБП. Рассмотрены конструктивные особенности и принцип действия различных типов расходомеров, а также представлены их достоинства и недостатки. Представлена технологическая схема производства газетной бумаги и бумаги для гофрирования с указанием расположения расходомеров, фиксирующих объем волокнистых масс с заданной концентрацией и степенью помола. Рассмотрены скорости волокнистых суспензий, циркулирующих по внутрицеховым трубопроводам в зависимости от концентрации и диаметра трубопровода. Проведенный анализ данных с учетом основных требований, предъявляемых к расходомерам, показал, что весьма перспективным типом расходомеров являются вихревые приборы. Рассмотрены принцип действиях и основные типы таких приборов: с прецессией вихря и телом обтекания. Представлены математические соотношения процесса измерения расхода вихревыми приборами. На рисунках представлена картина обтекания цилиндра потоком жидкости и метод повышения устойчивости вихреобразования с помощью канала обратной связи. Показан метод преобразования расхода в полезный сигнал в вихревых расходомерах с помощью специальных устройств, которые называют – приемником-преобразователем вихревых колебаний (ППВК), которые в свою очередь разделяются на группы. В качестве примера рассмотрен один из ППВК, называемый контактно-кондуктометрическим. Рассмотрена конструкция и принцип действия перспективных типов среди вихревых расходомеров, называемых погружными. Сделаны выводы о перспективности применения погружных вихревых расходомеров в технологических процессах ЦБП.

Ключевые слова: целлюлозно-бумажное производство, расходоизмерительное оборудование, технологические процессы, вихревой расходомер, канал обратной связи, погрешность измерения

Скачать

Романова А.Н., Казаков Я.В., Малков А.В. Влияние вида волокнистого сырья на развитие локальных деформаций при растяжении картона-лайнера // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 293–306. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.293-306

Аннотация

С применением методики количественной оценки распределения локальных деформаций в образце при приложении к одноосной растягивающей нагрузке, установлены закономерности развития локальных растягивающих (продольных), сжимающих (поперечных) и сдвиговых деформаций в образце картона топлайнер из первичного и вторичного волокна. Исследованы промышленные образцы топлайнера с белым покровным слоем, массой 125 и 130 г/м2, различающихся по неоднородности структуры (индекс формования равен 250 и 150) и степени анизотропии (TSIMD/CD равен 2,6 и 2,0), в зависимости от направления ориентации волокон, изменяющихся от 0 до 90° к машинному направлению. Экспериментальные данные получены при испытании на растяжение и фотофиксации образцов размерами 100×25 мм с предварительно нанесенной сеткой точек с шагом 4×4 мм. С применением специального программного обеспечения определены координат узлов сетки и их смещение при растяжении. Анализ данных и вычисление величин локальных деформаций производится с применением алгоритмов метода конечных элементов. Установлено, что независимо от вида волокна, при увеличении угла вырезки образца картона от машинного направления (MD), локальные продольные деформации возрастают, поперечные уменьшаются, а сдвиговые имеют максимум при 45° к MD. При этом увеличение общей деформации приводит к более выраженному характеру зависимостей. Установлено преобладание деформаций сжатия у образцов, вырезанных в MD, что связано с тем, что сжатие происходит перпендикулярно преобладающей оси ориентации волокон в структуре. Большая величина поперечных деформаций у картона из вторичного волокна связана с меньшей степенью анизотропии и меньшей средней длиной волокна, что увеличивает роль межволоконных связей. Показано, что неоднородность локальных деформаций увеличивается с их абсолютной величиной, а тенденции изменения зависят от вида волокна и направления ориентации волокон в структуре образца.

Ключевые слова: картон топлайнер, первичное волокно, вторичное волокно, структурная неоднородность, анизотропия, локальные деформации, МКЭ

Скачать

Казымов Д.С., Махотина Л.Г., Никандров А.Б., Кузнецов А.Г., Аким Э.Л. Подбор оптимальных режимов переработки древесины лиственницы в технологии ХТММ // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 307–318. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.307-318

Аннотация

Цель исследования – проанализировать возможность получения химико-термомеханической массы (ХТММ) из древесины лиственницы и провести сравнение ее характеристик с полученной аналогичным лабораторным методом ХТММ из древесины ели. Так как лиственница относится к числу самых распространенных древесных пород России, на которую приходится порядка 40% всех площадей лесных насаждений [Аким и др., 2012] работа имеет большую актуальность. По строению и составу лиственница значительно отличается от других хвойных деревьев. Она относится к типичным ядровым породам. На долю ядра приходится 70–90% стволовой части дерева. Трахеиды составляют около 90% и более древесного вещества [Левин и др., 1978; Бабкин и др., 2004]. Поэтому было необходимо провести серию экспериментов, которые позволили оценить влияние расхода Na2SO3, температуры пропиточного раствора и времени пропитки на свойства ХТММ и на удельный расход энергии на размол. Помимо этого, характерной особенностью лиственницы является водорастворимый полисахарид арабиногалактан, содержащийся в ней в количестве около 14% (с колебаниями от 5 до 30%), а также присутствие в ядре лиственницы веществ группы флавоноидов, представленных, главным образом, кверцетином и дигидрокверцетином [Бабкин и др., 2004] и по учебнику Азарова и др. «Химия древесины и синтетических полимеров. СПб.: Лань, 2010 г. Следовательно, в ходе работы было необходимо проанализировать влияние предварительной экстракции на свойства получаемого полуфабриката.

Ключевые слова: древесина лиственницы, химико-термомеханическая масса, режимы переработки, расход сульфита натрия, оптические свойства, физико-механические свойства, предварительная экстракция

Скачать

Выпуск 226

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Андреев Г.В. Формирование, рост и развитие поколений ели и пихты II яруса нескольких рядов восстановительно-возрастной динамики на Южном Урале // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 6–19. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.6-19

Аннотация

Цель исследования – изучение формирования, роста и развития II яруса ели и пихты разных рядов восстановительно-возрастной динамики на Южном Урале. Исследование выполнено в Юрюзанско-Верхнеайском округе южноуральской провинции подзоны южнотаежных и смешанных лесов Челябинской области, проведено в нижнем таёжном высотном поясе, на высоте 450–550 м н. у. м. в преобладающем типе лесорастительных условий на пологих склонах с мощными дренированными почвами. Это соответствует коренному типу леса – ельник мелкотравно-зеленомошный. Приведены количественные показатели формирования, роста и развития ели и пихты II яруса разных рядов восстановительно-возрастной динамики. В тёмнохвойных древостоях возраст ели и пихты II яруса младше основного поколения этих видов на 0–145 лет. В коротко-производных березняках II ярус формируется из ели и пихты одного возраста с берёзой, либо младше берёзы на 0–115 лет. В длительно-производных осинниках ель II яруса может быть не старше осины 25 лет, равна её возрасту или младше её на 50 лет. В таких же древостоях пихта II яруса может быть старше осины не более чем на 27 лет, её возраст может быть равен возрасту осины или младше на 45 лет. Ход роста по высоте и диаметру II яруса ели оказался близким и достоверно не различался в тёмнохвойных древостоях, а также в коротко-производных березняках и длительно-производных осинниках. Достоверно худшим ростом по высоте и диаметру характеризуется пихта II яруса в коротко-производных березняках и длительно-производных осинниках. Это обусловлено меньшей густотой основного яруса тёмнохвойных древостоев, по сравнению с производными, и приуроченностью ели и пихты II яруса к окнам основного полога в пихто-ельниках. Во всех исследованных рядах восстановительно-возрастной динамики во втором ярусе преобладает пихта. Тёмнохвойные древостои, коротко-производные березняки и длительно-производные осинники хорошо отличаются от устойчиво-производных березняков и осинников на основе соотношения количества подроста и II яруса. В устойчиво-производных лиственных древостоях восстановление ели и пихты затруднено из-за сильного задернения почвы, а также отсутствия источников обсеменения.

Ключевые слова: Южный Урал, ель и пихта II яруса, их происхождение, рост и развитие

Скачать

Здорнов И.А., Нагимов З.Я. Фитомасса деревьев берёзы в придорожных защитных лесных полосах Северного Казахстана // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 20–32. DOI:10.21266/2079-4304.2019.226.20-32

Аннотация

На экспериментальном материале четырех пробных площадей с 60 срубленными и обмеренными модельными деревьями изучены особенности формирования надземной фитомассы деревьев берёзы в придорожных защитных лесных полосах. Установлено, что в лесных полосах различных конструкций характер дифференциации деревьев по массе стволов и крон (листвы) имеет такие же тенденции, как и в естественных насаждениях. Изменения различных фракций надземной фитомассы в зависимости от диаметра стволов вполне адекватно выражаются аллометрическим уравнением y = axb. Выявлено, что в зависимости от возраста и размеров деревьев наблюдаются характерные для естественных насаждений изменения фракций их надземной фитомассы. Деревья одинакового диаметра в старшем возрасте характеризуются более высокими значениями массы стволов и низкими значениями массы крон (листвы). В защитных лесных полосах на формирование надземной фитомассы деревьев существенное влияние оказывает дополнительный фактор – опушечный (краевой) эффект. Деревья одинаковых диаметра и возраста в крайних рядах лесных полос, по сравнению с центральными, характеризуются сравнительно низкими значениями высоты и видовых чисел и более интенсивным ростом крон, поэтому отличаются меньшей массой стволов и большей массой крон (листвы). Причем, опушечный эффект в большей степени оказывает влияние на увеличение массы ветвей, чем листвы. Действие опушечного эффекта дает основание рассматривать защитные лесные полосы при оценке их фитомассы как особый объект лесной таксации. В зависимости от возраста, размеров и расположения деревьев в лесных полосах наблюдается закономерное изменение соотношения структурных частей надземной фитомассы между собой. Доля массы стволов в общей надземной фитомассе уменьшается с увеличением диаметра и возраста деревьев. У деревьев одинакового возраста и диаметра она выше в центральных рядах лесных полос, по сравнению с крайними. Подобная закономерность характерна и для доли листвы в фитомассе крон деревьев.

Ключевые слова: фитомасса деревьев берёзы, придорожные защитные лесные полосы, Северный Казахстан, защитное лесоразведение, опушечный (краевой) эффект

Скачать

Нагимов З.Я., Шевелина И.В., Сальникова И.С., Метелев Д.В. Разработка нормативов по оценке объемов порубочных остатков, оставляемых в процессе самовольных рубок // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 33–46. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.33-46

Аннотация

В ходе проведенного исследования доказаны возможность и целесообразность составления лесотаксационных нормативов по оценке объемов порубочных остатков, оставляемых после самовольных рубок, на основе математических моделей надземной фитомассы деревьев. Технологичность и высокая точность таких нормативов могут быть обеспечены на основе стыковки данных по фитомассе деревьев с применяемыми на производстве таблицами объемов стволов. В этом процессе наилучшие результаты обеспечиваются при использовании в стыковочных уравнениях фитомассы объема ствола в качестве одной из независимых переменных. В целях более полного учета в разрабатываемых нормативах природных закономерностей формирования крон и их структурных частей в этих уравнениях целесообразно наряду с объемом использовать возраст и показатель D : H деревьев. На основе полученных трехфакторных уравнений установлено, что масса кроны и хвои у деревьев одинаковой толщины закономерно возрастает от высших разрядов высот к низшим, а в пределах одного разряда высот − с уменьшением возраста древостоев. Эти изменения соответствуют природным закономерностям накопления фитомассы крон в древостоях. Информативность и востребованность нормативов значительно возрастают, если в них наряду с весовыми показателями будут представлены и объемные. Процедура перехода в объемные показатели в плотной мере корректно решается с использованием соответствующих коэффициентов плотности фракций фитомассы, а в объемные показатели в складочной мере – коэффициентов их полнодревесности. Для определения объема порубочных остатков при помощи разработанных нормативов в лесных выделах, пройденных самовольными рубками, производится измерение диаметров пней по 4-сантиметровым ступеням толщины и определение по ним диаметров стволов на высоте груди по соответствующим таблицам.

Ключевые слова: фитомасса деревьев, математические модели, таблицы объемов, разряды высот, коэффициенты плотности и полнодревесности, самовольные рубки, порубочные остатки

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Александров В.А., Александров А.В., Гомон Д.Ю. Вибронагруженность оператора валочно-трелёвочной машины в процессе очистки основания дерева от снега поворотом рукояти // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 47–54. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.47-54

Аннотация

Разработана модель биодинамической системы «оператор – валочно-трелёвочная машина». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система уравнений решена относительно деформации упругой связи сидения с корпусом машины методом Рунге–Кутта с помощью среды программирования MathCAD. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемых валочно-трелёвочных машин в режиме очистки основания дерева от снега поворотом рукояти. Установлено, что вибронагруженность операторов ВТМ превышает санитарные нормы в 4–6 раз.

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

Скачать

Базаров С.М., Беленький Ю.И., Бачериков И.В., Ильюшенко Д.А., Базарова М.В., Нгуен Фук Зюи. Повышение эффективности лесопользования на основе оптимизации несплошных рубок растущих насаждений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 55–65. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.55-65

Аннотация

В результате анализа динамических таблиц роста высокопродуктивных сосновых, эвкалиптовых и акациевых насаждений с достаточно коротким оборотом рубок установлено, что в процессе роста древостоев общий объем уменьшения биомассы в результате естественного отпада деревьев равен (сосна) или превосходит (эвкалипт, акация) асимптотическое значение, соответствующее спелому состоянию. Поэтому равномерно-постепенные рубки древостоев по классам возрастов в сочетании со сплошными рубками спелых древостоев обеспечивают получение максимально возможного объема биомассы выращиваемых насаждений. Анализ динамического состояния системы «лес–заготовка» с позиции решения кинетических уравнений экологической модели «зайцы–лисы» (зайцы – лес, лисы – заготовка) указывает на возможность устойчивого осциллирующего состояния лесопользования при естественном возобновлении ресурсов. В результате решения кинетических уравнений становятся возможными определение частоты устойчивых осцилляций системы «лес–заготовка» (решение прямой задачи) и реализация принципа гармонии природных и техногенных систем. Здесь процесс заготовки осуществляется несплошными (равномерно-постепенными) рубками, роль класса возрастов выполняет период колебания, соответствующий определяемой частоте. Данный подход предполагает также решение обратной задачи: при выбранных частоте устойчивых осцилляций системы и динамике роста насаждений – определение соответствующих параметров заготовки.

Ключевые слова: частота, класс возраста, система, устойчивость, отпад

Скачать

Фам Нгок Линь, Валяжонков В.Д., Пушков Ю.Л. Вероятностно-статистическая оценка временных режимов совместной трелевки и транспортировки сортиментов тракторным колесным сортиментоподборщиком // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 66–81. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.66-81

Аннотация

Цель исследования – выявление временных режимов работы тракторных колесных сортиментоподборщиков (ТКСП) на выполнении трелевочно-транспортного технологического процесса (ТП) перемещения сортиментов непосредственно с лесосеки потребителю с применением математического моделирования. Для реализации цели разработаны структурная схема затрат времени цикла ТП и комплекс математических моделей – временные режимы работы ТКСП. Экспериментально установлены вероятностно-статистические характеристики временных затрат составляющих цикла доставки сортиментов сортиментоподборщиком МТЗ-952.4 + ONIAR 12Т WD в среднетаежных условиях Северо-Запада. Для выявления характера и степени влияния длины пути и скорости при грузовом движении данного ТКСП в приведенных условиях на общие затраты времени цикла ТП получено множественное нелинейное регрессионное уравнение.

Ключевые слова: временные режимы работы тракторного колесного сортиментоподборщика, трелевочно-транспортный технологический процесс перемещения сортиментов

Скачать

Валяжонков В.Д., Добрынин Ю.А., Моштаков А.А. Модель энергетической оценки рациональности комплектования лесохозяйственных агрегатов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 82–89. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.82-89

Аннотация

Выбор наилучшего варианта машинно-тракторного агрегата (МТА) обычно выполняют с помощью тягового коэффициента полезного действия трактора ηт или коэффициента полезного действия агрегата ηа. Применение данных показателей при составлении агрегатов не совсем удачно. С помощью ηт можно дать энергетическую оценку только базовому трактору, но не агрегату в целом, так как он вскрывает полезную долю мощности не на рабочем органе агрегатируемого орудия, а на крюке трактора. Мощность, подводимая к рабочему органу орудия, учитывает ηа, но нет надежного метода ее измерения. Однако главным недостатком данных показателей является то, что они не отражают очень важную сторону явления – какое количество технологической работы можно создать на полезно затрачиваемую энергию. Для оценки рациональности составления машинно-тракторных агрегатов при выполнении лесохозяйственных работ предлагается использовать комплексный показатель «удельная энергопроизводительность», представляющий собой отношение технической производительности к используемой мощности двигателя базового трактора. Этот показатель отражает количество выполненной технологической работы при затраченной мощности, что дает возможность оценки с энергетической точки зрения конструктивного совершенства лесохозяйственных машинно-тракторных агрегатов и их приспособляемости к выполнению соответствующей технологической операции.

Ключевые слова: модель, энергетическая оценка, лесохозяйственные работы, рациональность составления машинно-тракторных агрегатов

Скачать

Као Хюи Жап, Кочнев А.М., Нгуен Лонг Лам. Математическая модель взаимодействия колесного трелевочного трактора с волоком в режиме поворота // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 90–98. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.90-98

Аннотация

Вопросам взаимодействия колесного трелевочного трактора с пачкой древесины и волоком в режиме поворота уделяется недостаточно внимания. Разработанные математические модели не учитывают такие важные свойства объекта исследования, как упругодемпфирующие характеристики шин в продольном, поперечном направлениях и на скручивание, упруго-демпфирующие свойства механизма складывания и трелюемой пачки древесины, нелинейный характер работы элементов системы и связи их между собой. Цель исследования – разработка математической модели взаимодействия колесного трелевочного трактора с волоком в режиме поворота с учетом упруго-демпфирующих свойств шин, механизма складывания и трелюемой пачки древесины. Метод исследования – математическое моделирование. Исследование полученной системы дифференциальных управлений на ЭВМ дает возможность решить как прямую, так и обратную, задачи динамики. Проведенное исследование подтвердило адекватность разработанной математической модели взаимодействия колесного трелевочного трактора с пачкой древесины и волоком в режиме поворота. Расхождение результатов – 12–16%, что позволяет рекомендовать ее для использования в АСНИ и САПР «Колесный трелевочный трактор».

Ключевые слова: математическая модель, колесный трелевочный трактор, режим поворота, пачка древесины

Скачать

Великонивцева С.А., Питухин А.В., Шиловский В.Н. Оценка надёжности элементов конструкций лесозаготовительных машин в условиях Республики Карелия // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 99–110. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.99-110

Аннотация

При переходе к рыночной экономике и обострении конкуренции требования к уровню надёжности лесозаготовительной техники существенно повышаются. В Республике Карелия преобладает сортиментная технология лесозаготовок, и при этом в основном используются харвестеры и форвардеры производства фирм John Deere, Ponsse, Komatsu. Отраслевые институты, ранее занимавшиеся лесными машинами, практически ликвидированы, и объективные данные по отказам можно оценить только непосредственно на лесозаготовительных предприятиях. Цель исследования – разработка методики оценки наработки на отказ элементов конструкций харвестеров и форвардеров производства компании Komatsu на основе представленной в бухгалтерских ведомостях информации о списании запасных частей при эксплуатации комплексов в условиях Республики Карелия. Стоимость запчастей, их наименование и количество отражаются в том отчетном периоде, в котором осуществлялась их замена. Средняя суммарная стоимость запчастей на один объект за календарный 2015 год по форвардерам составила 2398,46 тыс. р. при средней наработке 2956 мото-ч; по харвестерам средняя суммарная стоимость за тот же период составила 2617,79 тыс. р. при средней наработке 3167 мото-ч. Статистическая обработка данных выполнена по всем машинам для деталей, которые наиболее часто менялись при эксплуатации. Представлены результаты по оценкам наработки на отказ и их дисперсиям для пильной шины харвестера и для фильтра-влагоотделителя форвардера, характеризующихся наименьшей наработкой на отказ. Статистическая информация по отказам машин, собранная на основании ежемесячных ведомостей по учету затрат, является ограниченной (неполной), поскольку недостаточно данных для оценки закона распределения наработки между отказами. При анализе данных с использованием критерия Бартлетта выявлено, что выборки значимо отличаются друг от друга и в связи с этим их нельзя объединять. Следовательно, оценки показателей надёжности, рассчитанные с использованием полученных выборок, различаются значимо. Для полного анализа необходимо вести более длительные наблюдения за техникой в процессе эксплуатации и фиксировать каждый отказ с выявлением причины.

Ключевые слова: харвестер, форвардер, запасная часть, наработка на отказ

Скачать

Хитров Е.Г., Котенев Е.В., Андронов А.В., Тарадин Г.С., Божбов В.Е. Теоретический расчет несущей способности связного грунта по конусному индексу и механическим свойствам // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 111–123. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.111-123

Аннотация

Статья посвящена выявлению взаимосвязей физико-механических свойств, конусного индекса и несущей способности различных типов связных грунтов и почвогрунтов. Материалом для исследования служат справочные данные и теоретические формулы для расчета несущей способности и физико-механических свойств грунта. Методы исследования – вычислительный эксперимент, аппроксимация расчетных данных, метод наименьших квадратов. Использована отечественная методика расчета несущей способности деформируемого массива грунта, находящегося под воздействием штампа, учитывающая мощность слоя, геометрию пятна контакта, сцепные свойства и удельный вес грунта, отклонение направления воздействия штампа от нормали к поверхности грунта. Согласно результатам расчетов несущая способность связного грунта определяется удельным сцеплением и углом внутреннего трения и выражается степенным уравнением независимо от типа связного грунта. На втором этапе исследования проведено сопоставление модуля деформации и конусного индекса связного грунта со сцепными его свойствами и несущей способностью. Значения модуля деформации, модуля сдвига, удельного сцепления и угла внутреннего трения получены расчетным путем для грунтов различной пористости и консистенции в зависимости от типа грунта. Значения конусного индекса определены по теоретическому решению задачи о вдавливании конического индентора в полупространство. Установлено, что расчетное значение несущей способности глины, суглинка, супеси, лесного и заболоченного почвогрунтов связано с модулем деформации также степенной зависимостью, коэффициенты которой зависят от типа грунта. Расчетное значение несущей способности глины, суглинка, супеси, лесного и заболоченного почвогрунтов можно получить по конусному индексу, который определяется зондированием, а также при помощи степенного уравнения, коэффициенты которого определяются типом связного грунта.

Ключевые слова: лесной почвогрунт, заболоченный грунт, связные грунты, вдавливание индентора, несущая способность, сцепные свойства, модуль деформации

Скачать

3. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Байдаков Д.Л., Виграненко Ю.Т. Электропроводность и электродные свойства халькогенидных пленок PbS-AgI-As2S3, PbS-Ag2S-As2S3 и PbI2-Ag2SAs2S3, полученных методом химического нанесения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 124–138. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.124-138

Аннотация

Методом химического нанесения из растворов халькогенидных стекол в н-бутиламине получены халькогенидные пленки PbS-AgI-As2S3, PbS-Ag2S-As2S3 и PbI2-Ag2S-As2S3, изучена электропроводность и электродные свойства стекол и пленок аналогичного состава. Синтез стекол проводили согласно методике, описанной в [Легин, 1985]. Пленки наносили по следующей методике. Навеску стекла помещали в кипящий н-бутиламин, затем перемешивали в течение 3–4 ч до полного растворения стекла в амине. Для предотвращения окисления кислородом воздуха пленки наносили в закрытом боксе в атмосфере азота. Подложку помещали на устройство для вращения, наносили на нее раствор, а затем вращали подложку со скоростью 3000–4000 об/мин в течение 1 мин. Отжиг пленок проводили в боксе при температуре 90–100 °С в течение 30–60 мин. Исследована электропроводность халькогенидных пленок PbS-AgI-As2S3, PbS-Ag2S-As2S3 и PbI2-Ag2S-As2S3. Величина электропроводности составляет 10–14–10–4 Ом.см–1. Установлено, что значения электропроводности стекол и пленок аналогичного состава практически не отличаются. Электроды с пленочными мембранами PbSAg2S-As2S3 и PbI2-Ag2S-As2S3 показали высокую чувствительность к катионам Pb2+. Нернстовская область электродного отклика лежит в пределах 10–2–10–6 моль/л нитрата свинца, предел обнаружения достигает 10–7 моль/л. Тонкопленочные электроды с мембранами PbS-AgI-As2S3 продемонстрировали достаточно высокую чувствительность к катионам Ag+. Нернстовская область электродного отклика составляет 10–1–10–6 моль/л AgNO3, предел обнаружения катионов серебра достигает 10–7 моль/л. Электродные свойства халькогенидных стекол и пленок аналогичного состава практически не отличаются.

Ключевые слова: халькогенидные стекла и пленки, химическое нанесение из н-бутиламина, электропроводность и электродные свойства стекол и пленок аналогичного состава

Скачать

Вураско А.В., Симонова Е.И., Минакова А.Р. Сорбционные материалы на основе технической целлюлозы из соломы и шелухи риса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 139–154. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.139-154

Аннотация

Целлюлоза из плодовых оболочек злаковых культур обладает высокой сорбционной емкостью. Однако относительно короткие волокна затрудняют получение прочного бумажного материала. В то же время целлюлоза из соломы, наоборот, обладает относительно большой длиной волокна и приемлемыми сорбционными свойствами. Для разработки эффективных целлюлозосодержащих сорбентов интерес представляет композиционный материал из целлюлозы шелухи и целлюлозы соломы. Цель исследования – получение сорбционного материала на основе технической целлюлозы из соломы и шелухи риса. Техническая целлюлоза из соломы и шелухи риса получена окислительно-органосольвентным способом с предварительной щелочной обработкой растительного сырья (зольность ее 0,05 % от абсолютно сухой целлюлозы). При этом целлюлозу из соломы риса применяли в качестве целлюлозы-основы, а целлюлозу из шелухи риса – как целлюлозу-адсорбент. При постоянном содержании целлюлозы-основы в композиции независимо от степени ее помола капиллярная впитываемость изменяется в пределах погрешности измерений. При постоянном содержании целлюлозы-основы в композиции и добавлении к ней целлюлозы-адсорбента с возрастающей степенью помола капиллярная впитываемость снижается незначительно (на 1…2,5 мм). Сорбционная способность по йоду зависит от степени помола как целлюлозы-адсорбента, так и целлюлозы-основы. С увеличением степени помола сорбционная способность по йоду возрастает. Адсорбционная способность по метиленовому голубому при постоянном содержании 50% целлюлозы-основы в композиции и добавлении к ней целлюлозы-адсорбента с увеличивающейся степенью помола (35, 39, 43,5, 47,5 °ШР) возрастает. Установлено, что количественная оценка эффективности композиции подтвердила наличие эффекта синергизма, который характерен для адсорбционной способности по метиленовому голубому и возрастает с увеличением степени помола целлюлозы-адсорбента с 1,07 до 1,12 с учетом погрешности эксперимента.

Ключевые слова: целлюлоза, сорбционные материалы, окислительно-органосольвентная варка, шелуха, солома, недревесное сырье

Скачать

Вьюнков С.Н. Влияние карбамида на отверждение карбамидофомальдегидных смол // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 155–164. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.155-161

Аннотация

Отверждение карбамидоформальдегидных смол с различным мольным соотношением в системе карбамид : формальдегид протекает по разным механизмам. Так, при мольном соотношении карбамид : формальдегид 1 : 2 процесс отверждения направлен в сторону образования межмолекулярных связей – метиленовых и метиленэфирных, о чем свидетельствует снижение содержания гидроскиметильных групп. Введение в смолу карбамида до мольного соотношения карбамид : формальдегид 1 : 1,65 приводит к деструкции метиленэфирных связей под действием амидных групп карбамида, формированию на их месте метиленовых мостиков, образованию мономерных продуктов, которые включают в себя карбамид и его гидроксиметильные производные.

Ключевые слова: карбамидоформальдегидная смола, карбамид, формальдегид, гидроксиметильная группа, отверждение, метиленовая связь, метиленэфирная связь

Скачать

Ковернинский И.Н., Прокопенко К.Д., Дубовый В.К., Криницин Н.А., Суслов Г.А. Исследование бумаги на основе беленой химико-термомеханической массы из древесины тополя // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 162–170. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.162-170

Аннотация

Проведено исследование фракционного состава и физико-механических свойств беленой химико-термомеханической массы (БХТММ) из древесины тополя и её влияния на механические показатели бумаги в композиции с вторичным волокном, полученным из макулатуры марки МС-5Б. Новизной и особенностью рассматриваемой БХТММ является ее получение по экструзивной технологии, принципиально отличающейся от классической операции предварительной обработки древесины в виде щепы и превращения ее в волокноподобную костру для последующих ступеней размола. Исследованная БХТММ из древесины тополя при степени помола не ниже 40 °ШР имеет физико-механические показатели, сравнимые с вторичным волокном, полученным из макулатуры марки МС-5Б. Ее добавки в волокнистую композицию бумаги для гофрирования и картона-лайнера для плоских слоев гофрированного картона целесообразны в интервале 30–50%. Небеленая ХТММ, получаемая по экструзивной технологии, в качестве первичного высококачественного целлюлозного волокнистого полуфабриката может эффективно использоваться в производстве гофрированной тары. Экструзивная технология является перспективной для переработки неликвидной древесины и отходов лесопромышленных предприятий и рекомендуется для использования в России.

Ключевые слова: химико-термомеханическая механическая масса, вторичное волокно, макулатура, фракционный состав, бумага для гофрирования, картон-лайнер, физико-механические свойства, экструзивная технология, экструдер, волокноподобная костра

Скачать

Латышевич И.А., Гапанькова Е.И., Клюев А.Ю., Козлов Н.Г., Барановский А.В., Безъязычная Т.В. Структура основных компонентов модифицированных терпеноидномалеиновых аддуктов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 171–184. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.171-184

Аннотация

Представлен способ синтеза продуктов взаимодействия основных компонентов терпеноидномалеиновых аддуктов с ацетатом цинка. На основании полученных данных ЯМР-спектроскопии можно утверждать, что химическая трансформация в результате взаимодействия малеопимаровой кислоты с модификатором наблюдается при С-18, а ангидридное кольцо не затронуто. ИК- и атомно-эмиссионная спектроскопия, элементный анализ и компьютерное моделирование методом квантовой химии подтверждают структуру синтезированного продукта. Сравнение химических сдвигов в спектрах ЯМР 13С малеопимаровой кислоты и ее соли показывают, что существенные изменения наблюдаются для ядер углерода С-3, С-5, С-18 и С-19. Наибольшая разница в химическом сдвиге наблюдается для ядра С-18, причем этот сигнал сильно уширен. Для остальных ядер Δδ составляет менее 0,3 м.д. В спектре ЯМР 1Н продукта сигналы уширены и тонкая структура не наблюдается, а разница в химических сдвигах, по сравнению с малеопимаровой кислотой, незначительна и для большинства протонов находится в пределах ошибки измерения (0,02 м.д.). Наибольшие изменения зафиксированы для протонов при С-24, что несколько неожиданно и требует дальнейшего изучения. Из-за значительного уширения линий в спектре ЯМР 1Н продукта спектральные данные экспериментов COSY и HMBC оказались малоинформативны, и отнесение некоторых сигналов выполнено путем сравнения с данными, полученными в результате анализа спектров малеопимаровой кислоты. Для подтверждения установленной структуры проведен элементный анализ, %: С – 66,63; Н – 7,19; О – 18,38; Zn – 7,8. Наличие цинка доказано методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. В ИК-спектре синтезированного продукта обнаружены полосы поглощения, характерные для –С=О-групп: 1697 и 1558 см–1. Сделан вывод о том, что реакция идет по карбоксильной группе у С-18. Из расчетов следует, что атом цинка локализуется в некотором «серединном» состоянии между четырьмя атомами кислорода при атомах С-18 и С-18′, при этом расстояния Zn–O согласуются со значением суммы ионных радиусов цинка и кислорода – 2,06Å. При этом рассчитанные значения величин порядков связи, характеризующие силу каждой связи, указывают на то, что атом цинка одинаково связан со всеми кислородами в указанной структуре. Установлено, что при данных условиях аддукт α-терпинена не вступает в реакции с ацетатом цинка.

Ключевые слова: канифоль, скипидар, терпеноидномалеиновые аддукты, терпеномалеиновый аддукт, канифолемалеиновый аддукт, канифолетерпеномалеиновый аддукт, малеопимаровая кислота, аддукт α-терпинена, ацетат цинка, модификатор

Скачать

Арсеньева Д.Ю., Казаков Я.В., Окулова Е.О. Особенности получения целлюлозы из костры льна методом пероксидно-ацетатной варки // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 185–196. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.185-196

Аннотация

Рассмотрены свойства целлюлозы, полученной из костры льна – отходов льняного производства пероксидно-ацетатным методом. Изучено влияние концентрации основного реагента на результаты варки. Костру льна с содержанием целлюлозы 38,5%, лигнина 15%, зольностью 4,1% варили в лабораторных условиях при гидромодуле 7,5 : 1, 6,25 : 1, 5,0 : 1. Для варки использовали препарат надуксусной кислоты (НУК) с концентрацией 15%. Условия варки регулировали изменением общего объема варочного раствора соотношением НУК : вода 1 : 0 и 2 : 1. В полученных образцах определены химические, структурно-морфологические и гигроскопические свойства по стандартным методикам. Установлено, что использование пероксидно-ацетатного способа варки целлюлозы из костры льна позволяет в одну ступень получить полуфабрикат с выходом 52%, белизной до 78%, зольностью 0,6% и числом Каппа на уровне 2–3 единиц. Разбавление варочного раствора в соотношении НУК : вода 2 : 1 приводит к получению продукта с пониженным выходом (34%), белизной (75%) и повышенной зольностью (1,5%). Снижение гидромодуля до 6,25 : 1 позволяет снизить расход НУК на варку на 44% и способствует улучшению качественных показателей льняной целлюлозы – уменьшению содержания лигнина, снижению зольности до 0,8%, сохранению средней длины волокна и увеличению водоудерживающей способности.

Ключевые слова: льняная целлюлоза, пероксидно-ацетатный метод, надуксусная кислота, костра, переработка отходов

Скачать

Федорова О.В., Казаков В.Г., Субботина К.О. Абсорбция раствором гидроксида натрия сероводорода, выделяемого при воздействии серной кислотой на черный щелок сульфатцеллюлозного производства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 197–207. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.197-207

Аннотация

При обработке черного щелока сульфат-целлюлозного производства серной кислотой (с целью частичного или полного высаждения сульфатного лигнина) происходит выделение сероводорода и других серосодержащих газов. Рассмотрен процесс поглощения этих газов путем абсорбции водным раствором гидроксида натрия. Процесс подкисления черного щелока серной кислотой сопровождается выделением сероводорода, который должен подвергаться абсорбции. Промышленные методы получения сульфатного лигнина предусматривают применение абсорбции сероводорода водными растворами гидроксида натрия. В качестве абсорбентов при поглощении серосодержащих газов применяют растворы щелочи или воду в зависимости от состава сероводородных газов и дальнейшего использования продуктов абсорбции. Водные растворы гидроксида натрия применяются для абсорбции в тех случаях, когда обработке подвергаются значительные объемы газов, содержащих преимущественно сероводород. При этом в процессе абсорбции получается раствор сульфида натрия. В случае подкисления черного щелока серной кислотой абсорбции подвергается сероводород, который содержит и другие примеси. Для того чтобы абсорбция сероводорода гидроксидом натрия прошла с образованием конечного продукта сульфида натрия, необходимо использовать определенную концентрацию щелочи. Для достижения необходимого результата использовался симплекс-метод по целочисленной матрице, который позволил выбрать оптимальные параметры проведения процесса абсорбции сероводорода гидроксидом натрия. В результате получен раствор белого щелока с высокой сульфидностью, что является положительной характеристикой процесса варки сульфатной целлюлозы, так как уменьшает продолжительность варки до определенной степени провара, облегчает процесс делигнификации, а также увеличивает выход целлюлозы. Это позволяет уменьшить расход реагентов при приготовлении белого щелока, подаваемого на варку технологической щепы. По предложенному методу осаждение лигноуглеводного комплекса из черного щелока проводят без применения содорегенерационных котлов, где процесс получения белого щелока связан с получением плава щелочей и последующим получением из него зеленого щелока, с дальнейшей регенерацией белого щелока, используемого для варки сульфатной целлюлозы. В результате установлена принципиальная возможность абсорбции сероводорода раствором гидроксида с выполнением требований, предъявляемых к белому щелоку.

Ключевые слова: абсорбция сероводорода, щелочные растворы, черный щелок, сульфатная целлюлоза

Скачать

Школьников Е.В. Кинетика ситаллизации полупроводниковых стекол AsSe1.5Snx (x = 0,13, 0,20) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 208–221. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.208-221

Аннотация

Ранее [Школьников, 2014] исследованы структурно-химические особенноcти полупроводниковых стекол AsSe1.5Snx, склонных к ситаллизации (равномерной объемной кристаллизации). Стекла с 5 и 7.4 ат.% Sn (х = 0,13 и 0,20) синтезировали методом вакуумной плавки, как правило, из особо чистых элементных веществ при различных температурах в интервале 700−950 °С с последующей закалкой ампул с расплавами в воздухе. Методами 119Sn мёссбауэровской спектроскопии, рентгенофазового анализа, измерения плотности и микротвердости закаленных образцов исследована кинетика ступенчатых превращений при изотермической cиталлизации в интервале температур 210−310 °С. Анализ кинетики валовой объемной кристаллизации стекол выполнен по данным измерения плотности с использованием уравнения Колмогорова–Аврами, обобщенного на ступенчатые и неполные изотермические превращения. Установлено, что на первой ступени изотермической ситаллизации стекол в низкотемпературном интервале 210−255 °С преобладают гомогенное зарождение и трехмерный рост тонкодисперсных кристаллов фазы SnSe, инициирующей на второй ступени гетерогенное зарождение и двумерный рост кристаллов основной кристаллохимическиподобной фазы As2Se3. Реконструктивная кристаллизация исследованных стекол связана с непрерывным изменением химического состава и описывается интервалом значений энергии активации. При температурах 260−310 °С на первой ступени выделяется смесь фаз SnSe и SnSe2 с преобладанием фазы SnSe на начальных стадиях, а выделение основной кристаллической фазы As2Se3 сильно замедлено или не фиксируется.

Ключевые слова: ступенчатая объемная кристаллизация стекол, ситаллы, степень завершенности кристаллизации, кинетические параметры изотермической валовой кристаллизации, 119Sn мёссбауэровские спектры, обобщенное уравнение Колмогорова–Аврами

Скачать

4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Затенко С.И. Тарабан М.В. Сравнение модифицированных интервальных моделей, использующих неоднородные пуассоновские процессы с их стандартными аналогами // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 222–232. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.222-232

Аннотация

Представлен сравнительный анализ интервальных обобщенных байесовских моделей надёжности программного обеспечения на основе неоднородных процессов Пуассона с известными и хорошо зарекомендовавшими себя классическими моделями Джоэл–Окомото и Муса–Окомото. В новых интервальных моделях сочетаются принцип максимума функции правдоподобия и байесовский подход. Для нахождения параметров моделей множество всех параметров делится на два подмножества. Используя параметры первого подмножества и статистические данные, строится обобщённая байесовская модель, с помощью которой формируются границы множеств функций распределения вероятностей, зависящие от параметров второго подмножества. В дальнейшем эти параметры вычисляются с использованием принципа максимума функции правдоподобия. Такой подход позволяет получать качественный прогноз надежности программного обеспечения даже на стадии его проектирования, когда статистической информации недостаточно. Модель учитывает рост надежности программного обеспечения в процессе отладки и может настраиваться за счет изменения параметра осторожности. Качество прогноза моделей проверяется на основе сравнения прогнозируемых значений с реальными значениями времени до отказа в процессе отладки программного обеспечения. Для оценки качества прогноза моделей рассчитываются показатели – максимальное отклонение, среднее отклонение и среднеквадратическое отклонение прогнозируемых данных от реальных значений. Анализируются средние значения отклонений для моделей, подсчитанные после прогнозирования 17 и 6 значений числа отказов при параметрах осторожности s = 1 и s = 0,5. Из результатов расчета следует, что качество предлагаемых интервальных модификации выше, по сравнению с классическими моделями. Кроме того, отчетливо видно, что качество предлагаемых интервальных моделей существенно повышается, по сравнению с обычными моделями, когда количество тестов небольшое, т. е. объем статистической информации мал. Анализируя качество прогноза интервальных моделей при различных значениях параметра осторожности s, можно увидеть, что меньшие значения s приводят к более высокому качеству прогноза, когда имеется большой объем статистических данных. Однако качество прогноза падает при относительно малом числе статистических данных. Противоположное заключение можно сделать при анализе случая, когда параметр осторожности s возрастает. Результаты анализа представлены в виде графиков. Данный сравнительный анализ показал, что новые модели надёжности, основанные на использовании интервальных показателей надежности, позволяют получить более качественный прогноз, по сравнению с классическими вероятностными моделями.

Ключевые слова: надёжность программного обеспечения, интервальные байесовские модели надёжности, коэффициент пессимизма, функция роста

Скачать

Заяц A.М., Хабаров С.П. Построение нейронной сети классификации ирисов Фишера на базе JavaScript // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 233–247. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.233-247

Аннотация

Рассматривается процедура выбора структуры и параметров нейронной сети для классификации набора данных, известного как Ирисы Фишера, который включает в себя данные о 150 экземплярах растений трех различных видов. Предложен подход к решению данной задачи без использования дополнительных программных средств и мощных нейросетевых пакетов с использованием только средств стандартного браузера ОС. Это потребовало реализации ряда процедур на JavaScript c их подгрузкой в разработанную интерфейсную HTML-страницу. Исследование большого числа различных структур многослойных нейронных сетей, обучаемых на основе алгоритма обратного распространения ошибки, позволило выбрать для тестового набора данных структуру нейронной сети всего с одним скрытым слоем из трех нейронов. Это существенно упрощает реализацию классификатора Ирисов Фишера, позволяя его оформить в виде загружаемой с сервера HTML-страницы.

Ключевые слова: нейронные сети, классификация, экспертные системы, web технология

Скачать

Выпуски 2018 года

Выпуск 225

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Ковязин В.Ф., Демидова П.М., Нгуен Тхи Тхюи Установление площади элементов садово-парковых ландшафтов с применением ГИС-технологий // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 6–16. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.6-16

Аннотация

Садово-парковые ландшафты являются частью городских лесов Санкт-Петербурга. Они выполняют средообразующие функции, являются основой градостроительства и нуждаются в кадастровом учете. Для учета зеленых насаждений общего пользования нужна картографическая и семантическая база данных об элементах садово-парковых ландшафтов. При разработке кадастра растительности необходим учет всех объектов города с учетом каждого элемента озеленения: общей площади; площади, занятой деревьями, кустарниками, газонами, цветниками и прочей недвижимостью на объекте исследований. Целостное представление о садово-парковых ландшафтах может дать их картографическое изображение и использование современных географических информационных систем (ГИС). Результаты обследований зеленых насаждений нужны для целей грамотного управления растительными ресурсами и разработки Генерального плана Санкт-Петербурга.

Ключевые слова: садово-парковый ландшафт, элемент озеленения, площадь, географическая информационная система (ГИС-технология), цифровая карта.

Скачать

Тетюхин С.В., Шубина М.А., Павская М.В. Электронные карты как современный инструмент для анализа пространственно-временной динамики земель лесного фонда (на примере Лисинской части учебно-опытного лесничества Ленинградской области) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 17–27. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.17-27

Аннотация

В статье рассмотрены возможности использования различного разновременного электронного картографического материала в научно-производственной деятельности Учебно-опытного лесничества Ленинградской области. Установлено, что благодаря возможности совмещать и единовременно анализировать в многообразном сочетании данные дистанционные зондирования и различные разновременные электронные тематические карты (общегеографические, геологические, почвенные, геоботанические, планы лесонасаждений и др.), можно говорить о новом использовании картографического метода. Приведенные материалы наглядно показывают, что изучение лесных экосистем, построенное на широкомасштабном применении разновременных электронных карт, позволяет намного эффективней, чем обычными методами, решать многие научно-производственные задачи.

Ключевые слова: электронные картографические материалы, земли лесного фонда, данные дистанционного зондирования

Скачать

Усольцев В.А., Цепордей И.С., Осмирко А.А., Ковязин В.Ф., Часовских В.П., Азаренок В.А., Азаренок М.В., Кузьмин Н.И. Моделирование аддитивной структуры биомассы древостоев Pinus L. в климатических градиентах Евразии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 28–46. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.28-46

Аннотация

Биомасса лесов является ключевой экосистемной составляющей и важным компонентом глобального углеродного цикла. Разработка моделей биомассы, чувствительных к изменению климата, ведется сегодня на уровнях как древостоев, так и модельных деревьев. Однако все текущие исследования подобного рода выполняются в пределах ограниченных экорегионов. Сформированная авторами база данных о биомассе насаждений подрода Pinus L., произрастающего в Евразии, в количестве 2460 пробных площадей использована в качестве основы для выявления трансконтинентальных закономерностей. Предпринята первая попытка разработать гармонизированную по структуре биомассы модель аддитивной по фракционному составу биомассы насаждений двухвойных сосен, изменяющейся по трансевразийским гидротермическим градиентам, а именно, по среднегодовым осадкам и средней январской температуре воздуха. Гармонизация обеспечена аддитивностью фракционного состава, когда суммарная биомасса стволов, ветвей, хвои и корней, полученная по «фракционным» уравнениям, равняется значению биомассы, полученной по общему уравнению. Показано, что в холодных климатических поясах увеличение осадков приводит к снижению биомассы большинства фракций, а в теплых – к ее увеличению. Соответственно во влагообеспеченных районах повышение температуры вызывает увеличение биомассы, а в засушливых – ее снижение. Геометрическая интерпретация полученной модели представлена «пропеллеро-образной» поверхностью, что согласуется с аналогичными закономерностями, ранее установленными в России на локальном и региональном уровнях. Предложенная модель аддитивной структуры биомассы сосновых древостоев дает возможность прогнозировать изменение структуры биомассы, связанное с одновременным повышением или понижением температуры января и годичных осадков.

Ключевые слова: двухвойные сосны Евразии, биомасса древостоев, аддитивные уравнения биомассы, среднегодовая температура января, среднегодовые осадки.

Скачать

Ходачек О.А., Поповичев Б.Г. Дополнительное питание сосновых лубоедов в насаждении с высокой рекреационной нагрузкой в Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 47–57. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.47-57

Аннотация

Проведено исследование динамики состояния древостоя сосны обыкновенной, произрастающего в поселке Лемболово Ленинградской области за 4-летний период и фитосанитарного состояния деревьев, определен средний балл состояния насаждения. Произведен подсчет погибших деревьев, выявлены основные факторы ослабления древостоя. Установлено, что деревья с попытками заселения вредителем в большинстве случаев были подвержены отрицательному антропогенному воздействию. Испытан метод учета численности соснового лубоеда по интенсивности его дополнительного питания. В ходе полевых исследований выявлено, что количество поврежденных вредителями побегов и их суммарная масса на единицу площади обследуемого участка может различаться в зависимости от размера учетных площадок, где проводился учет опавших побегов. По результатам статистической обработки экспериментальных данных получена информация о необходимом, в зависимости от точности опыта, количестве и размерах учетных площадок; предложены рекомендации по выбору оптимального варианта учета. Рассматривается проблема зимовки молодого поколения жуков. Производится ориентировочный расчет плотности популяции зимующего запаса соснового лубоеда с определением потери деревьями зеленой массы хвои при дополнительном питании вредителя. Проводится анализ данных о количестве и массе поврежденных побегов на постоянной пробной площади, полученных в различные годы. В результате исследований установлено, что рассчитанная в лабораторных условиях численность соснового лубоеда существенно различается, но во всех случаях не превышает порога вредоносности (до 5 тыс. шт. на 1 га), следовательно, вредитель не оказывает существенного воздействия на состояние обследуемого древостоя.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, факторы ослабления, сосновые лубоеды, учет численности популяции, дополнительное питание

Скачать

Мельник М.А., Волкова Е.С., Бисирова Э.М., Кривец С.А. Оценка эколого-экономического ущерба лесопользованию, вызванного инвазией уссурийского полиграфа в темнохвойные экосистемы Сибири // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 58–75. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.58-75

Аннотация

В статье представлен методический инструментарий к оценке эколого-экономического ущерба лесопользованию от гибели и деградации пихтовых лесов в результате инвазии в Сибирь дальневосточного короеда – уссурийского полиграфа Polygrapus proximus Blandf. С учетом существующих отечественных и зарубежных научно-методологических подходов, применяемых в сфере лесного хозяйства для оценки ущерба от неблагоприятных антропогенных и природных факторов, разработана методика расчета комплексного ущерба от потерь древесины, второстепенных древесных ресурсов и утраты экологических функций леса в связи с деятельностью инвайдера. Предложены формулы для расчета прямого фактического и потенциального ущерба от потери древесины, пихтовой живицы, пихтовой лапы и новогодних пихт, а также косвенного ущерба от нарушения углерододепонирующей, кислородопродуцирующей и водоохранной функций насаждений. Апробация методики осуществлялась с использованием данных мониторинга на тестовых участках – 6 пробных площадях в темнохвойных насаждениях юга Томской области, где велись регулярные наблюдения за состоянием пихтовых древостоев в течение 2011–2017 гг. Показаны особенности проведения расчета различных компонентов ущерба в зависимости от таксационных характеристик и санитарного состояния насаждений. В среднем по всем тестовым участкам величина прямых потерь, исходя из минимальных ставок платы за древесину на корню, составила около 22 тыс. руб./га, косвенного ущерба – 25 тыс. руб./га. Рассчитанная по предлагаемой методике величина ущерба лесопользованию в пихтачах юга Томской области, наиболее пострадавших от уссурийского полиграфа, оценена в 92,14 млн руб., в том числе прямого ущерба – 44 млн руб., косвенного – 48,14 млн руб.

Ключевые слова: инвазия, уссурийский полиграф, пихтовые леса Сибири, прямые и косвенные потери, фактический и потенциальный ущерб, древесные ресурсы, экологические функции леса.

Скачать

Полякова В.В., Шурыгин С.Г. Влияние кольцевой автодороги на рост сосновых древостоев в Жерновском участковом лесничестве // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 76–89. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.76-89

Аннотация

В связи с увеличением территорий крупных городов все больше изымается площадей биогеоценозов под строительство линейных объектов (городская инфраструктура). Это ведет к увеличению нагрузки на биогеоценозы прилегающих к объектам территорий. Одним из наиболее значимых линейных объектов Санкт-Петербурга является кольцевая автодорога (далее – КАД). Строительство и функционирование КАД приводит к нарушению связей между компонентами биогеоценозов и к изменению самих биогеоценозов. В настоящей работе изучалось влияние кольцевой автодороги вокруг Санкт-Петербурга на компонент биогеоценоза – сосновый древостой. В качестве количественного показателя роста соснового древостоя были выбраны радиальные приросты, так как их параметры отражают качество условий произрастания. При анализе радиальных приростов сосновых древостоев, помимо положения от КАД, были учтены климатические условия. Корреляционный анализ подтвердил значимую достоверную связь между радиальными приростами древостоев участка 3 и средней температурой за вегетационный период на 25%. Также корреляционный анализ подтвердил значимую достоверную связь между радиальными приростами древостоев участка 6 и суммарным количеством осадков за вегетационный период на 30%. Дисперсионный анализ показал, что влияние КАД на приросты сосновых древостоев на подтопленных опытных участках 5 и 6 достоверно и составляет 38 и 30% соответственно от всех внешних факторов, влияющих на рост древостоев. Таким образом, полученные результаты подтверждают достоверное влияние КАД, построенное с технологическими нарушениями, так как насыпь КАД на рассматриваемых участках послужила дамбой, подпирающий поток почвенно-грунтовых вод, на рост сосновых древостоев. Наиболее изменчивы приросты древостоев на подтопляемых участках с нарушенным водно-воздушным режимом.

Ключевые слова: кольцевая автодорога, радиальные приросты древостоев, сосновые насаждения, водный режим.

Скачать

Демидова Н.А., Дуркина Т.М., Гоголева Л.Г., Быков Ю.С., Парамонов А.А. Результаты 35-летнего испытания сосны скрученной на Европейском Севере России // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 90–105. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.90-105

Аннотация

Цель исследований – оценка сохранности, роста и развития сосны скрученной в сравнении с сосной обыкновенной на экспериментальных плантациях в условиях Европейского Севера (Архангельская, Вологодская области и Республика Коми). Анализ хода роста сосны скрученной на плантациях Архангельской области в разных условиях выращивания показал, что сосна скрученная, не уступая в росте сосне обыкновенной, обгоняет ее величине текущего прироста: по высоте – в 1,2–1,5 раза, диаметру – в 1,4–2,0 раза; по объему и величине среднего прироста по объему – в 1,2–2,3 раза. Аналогичные результаты получены в Республике Коми. Лучшими по росту и сохранности в условиях Вологодской области оказались деревья более южного канадского происхождения (55–58° с.ш.), которые превосходят сосну обыкновенную в росте как по диаметру, так и по высоте в 1,2 раза. Авторами отмечено, что с возрастом тенденция превосходства сосны скрученной над сосной обыкновенной сохранилась, но ее рост замедлился. Быстрый рост и интенсивное накопление фитомассы с первых лет жизни делает сосну скрученную менее устойчивой по отношению к ветровой и снеговой нагрузке, особенно на плодородных почвах и склонах. По результатам многолетнего выращивания сосны скрученной на Европейском Севере России авторами не было замечено ее естественное возобновление, что не влечет опасности загрязнения наших лесов инородной породой. С начала закладки первых опытных посадок прошел значительный промежуток времени (более 30 лет), в связи с этим, можно судить о перспективности промышленного выращивания сосны скрученной в условиях Северо-запада России. По результатам проведенных исследований сделан вывод, что Архангельская, Вологодская и Республика Коми являются перспективными районами для выращивания сосны скрученной (Pinus contorta Loud. var. latifolia S. Wats.), что подтверждает отечественный опыт выращивания данной породы в регионах Северо-запада России. Именно здесь она превосходит местные виды по производительности.

Ключевые слова: сосна скрученная, сосна обыкновенная, происхождение, посадочный материал, плантация хвойных интродуцентов, ход роста, таксационные показатели.

Скачать

Тихонов А.С. Критерий оценки воспроизводства леса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 106–119. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.106-119

Аннотация

Лесной кодекс РФ требует обеспечивать воспроизводство леса – процесс восстановления леса с присущими ему природными свойствами. Чтобы на практике не разреживали чрезмерно древостои для достижения большего участия целевых пород, критерий должен учитывать и относительную полноту I яруса. С этих позиций были проанализированы древостои ели, сосны и дуба после сплошных и равномерно-постепенных рубок в течение нескольких десятилетий под влиянием рубок ухода. Установлено, что более объективно отражает качество возобновление главных пород не шкала Гослесхоза по густоте подроста, а шкала по встречаемости его на учётных площадках размером по 10 м2. По величине встречаемости можно прогнозировать долю участия главной породы в сформировавшемся по составу древостое. Эффективной оказалась равномерно-постепенная рубка в ельнике, полнота I яруса составляла 0,50. Сосна возобновилась успешно и после сплошной рубки с минерализацией почвы гусеницами трелёвочного трактора в осенний период. Полнота яруса составила 0,73. Наилучшим образом возобновление дуба произошло при равномерно-постепенной рубке. Уже через год после окончательного приёма предварительный подрост и тонкомер дуба в возрасте 41–90 лет имели 5 единиц в составе яруса, а полнота – 0,78.

Ключевые слова: лесоведение, лесоводство, лесовозобновление, рубки главного пользования.

Скачать

Никитенко Е.А. О возможности искусственного восстановления кедра корейского в Хасанском районе Приморского края // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 120–130. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.120-130

Аннотация

Цель работы – ответить на вопросы: рос ли кедр корейский (Pinus koraiensis Siebold et Zucc.) в Хасанском районе Приморского края, и если рос, то где и в каких именно условиях, и как его восстановить в этих условиях. Хасанский район занимает крайнюю южную часть Приморского края – южнее 43° 25ʹ с.ш. Во второй половине XIX века кедр здесь встречался единичной примесью в составе лиственным лесов в верховьях рек на высоте более 250 м над уровнем моря по крутым склонам. Вопрос о коренном или производном характере дубняков юга Приморского края еще со времен первых исследователей Дальнего Востока остается дискуссионным. Вслед за многими авторами научных работ считаем, что южные склоны южного Приморья были исконно заняты дубовыми лесами, и посадки кедра в ксерофитных условиях будут безрезультатны. Опытные посадки в Хасанском районе не создавались, однако производственные культуры в течение 40 лет создавались под пологом дубняков, в том числе пройденных выборочными рубками. Согласно книге учета лесных культур, начиная с 1975 г., под пологом дубняков было посажено 1877 га чистых и смешанных с пихтами цельнолистной и почкочешуйной культур кедра корейского. Самые старые сохранившиеся культуры в южной части Хасанского района были посажены в 1979 г. Культуры находятся под пологом 55-летнего дубового насаждения с примесью липы и ясеня; полнота 0,6. Средняя высота культур около 4 м, однако часть деревьев кедра вышла в I ярус и имеет высоту 10–12 м. Кроме того, культуры в значительной степени страдают от кабанов. Создание культур кедра можно рекомендовать под пологом дубняков при полноте насаждения не выше 0,6, после реконструктивных рубок в лиственных насаждениях, а также на не покрытых лесной растительностью землях в подрайоне 3а фации южных дубовых лесов Хасанского района.

Ключевые слова: кедр корейский, подпологовые культуры, дубняки.

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Скрыпников А.В., Чернышова Е.В., Самцов В.В., Абасов М.А. Методы нелинейного программирования, используемые при проектировании трассы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 131–143. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.131–143

Аннотация

В работе рассматривается общая технология проектирования трассы лесной автомобильной дороги в пространстве и обоснование выбора наиболее эффективного для конкретных условий метода. В методе аппроксимации последовательности точек широко используется диалоговый режим, т. е. режим оперативного общения проектировщика и ЭВМ в процессе решения задачи. В целях экономии машинного времени расчет трассы осуществляется посегментно. Границы сегментов назначаются программно с учетом рекомендаций, полученных экспериментально. Иногда их необходимо корректировать, например, при недостаточности зоны перекрытия сегментов для удовлетворительного сопряжения смежных участков трассы. В этих случаях пользуются диалоговой функцией с кодом 1. По данной директиве на экран дисплея выводятся номер элемента трассы в начале сегмента и номер последней точки эскизной линии на сегменте. Корректироваться могут обе характеристики. В системе предусмотрено несколько способов получения информации об эскизной линии, объем которой довольно велик (до 2000 шестизначных чисел). Хотя обычно для получения ее используются автоматические регистраторы данных, возможность ошибок не исключена. Поэтому авторами реализован программный контроль информации, позволяющий обнаружить грубые ошибки путем анализа углов между смежными отрезками эскизной линии. Так как методы наискорейшего и покоординатного спуска позволяют определять лишь локальный минимум, то необходимо обеспечить построение исходного приближения, находящегося в зоне тяготения к глобальному минимуму. Полученные результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о достаточно высокой надежности способов формирования исходного приближения и удовлетворительном быстродействии методов.

Ключевые слова: проектирование, лесные дороги, метод последовательности точек.

Скачать

Салминен Э.О., Борозна А.А., Пушков Д.В., Червоненко Ю.А., Кобыльсков И.П. Повышение надежности, долговечности и снижение энергоемкости машин и оборудования лесного комплекса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 144–154. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.144-154

Аннотация

В статье представлена методика и технология обслуживания машин и оборудования лесного комплекса, обеспечивающая повышение надежности, долговечности и снижение энергоемкости в процессе эксплуатации за счет использования ремонтно-восстановительных смесей на базе серпентиновых минералов. Особенно важно, что ремонтно-восстановительные работы выполняются без разборки механизмов и без остановки производственного процесса. В учебно-научной лаборатории Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета был проведен эксперимент с применением РВС-технологии для восстановления работы старого изношенного двигателя ЗИЛ-130 выпуска 1969 г. Научный эксперимент проводился на опытной установке, которая состоит из обкаточно-тормозного стенда КО-2204 и двигателя ЗИЛ-130 выпуска 1969 г. В процессе работы механизма под действием высокой температуры и давления между РВС-частицами и кристаллами фаз металла происходит реакция, в результате чего на границе образуется более прочный слой с улучшенными триботехническими свойствами. В результате исследований установлено, что компрессия в цилиндрах изношенного двигателя восстановилась до нормативов, предусмотренных для нового двигателя, а экономия топлива составила при различной нагрузке от 7 до 15%. Использование РВС-технологии в лесном комплексе позволяет продлить срок службы существующего оборудования и машин, экономить топливо, что особенно важно при сложной существующей экономической ситуации; направить освободившиеся средства на восстановление отечественного лесного машиностроения, отказаться от системы капитального ремонта, продлив срок жизненного цикла машин и оборудования.

Ключевые слова: надежность, долговечность, жизненный цикл, геомодификаторы, серпентиниты, РВС-технологии.

Скачать

Кудрявцев Г.В., Посыпанов С.В. Результаты исследования разгона жестких плавучих контейнеров // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 155–167. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.155-167

Аннотация

Экономическую доступность значительной части лесных ресурсов в основных лесных регионах страны можно обеспечить только при использовании густой речной сети, состоящей преимущественно из средних и малых рек. Значительную роль при этом могут сыграть судовые перевозки. Баржи, обычно используемые для перевозки лесоматериалов по внутренним водным путям, из-за больших размеров не применимы на малых, а при снижении уровней и на средних реках. На указанных реках предлагается использовать баржевые составы, размеры которых можно варьировать в соответствии с конкретными путевыми условиями посредством изменения количества контейнеров или баржевых модулей (БМ), устанавливаемых в баржевой состав. Для выполнения инженерных расчетов, связанных с перемещением БМ и баржевых составов, нужны сведения о сопротивлении воды их движению. Целью настоящей работы является получение информации, необходимой для определения параметров движения БМ в процессе его разгона. Метод исследования – экспериментально-теоретический. В ходе теоретических исследований выявлены факторы, влияющие на процесс разгона БМ в воде и определяющие величину интервального коэффициента фиктивного увеличения его массы (КФУМ). Проведены экспериментальные исследования на моделях по плану второго порядка. По их результатам получена регрессионная модель для интервального КФУМ БМ при его разгоне. Вычислив с ее помощью величину означенного коэффициента, можно, воспользовавшись известными формулами, определить параметры движения БМ при его разгоне. В результате анализа модели установили, что в рассмотренных случаях интервальный КФУМ Ф линейно возрастает с увеличением числа Фруда. Интенсивность указанного возрастания становится больше при увеличении осадки БМ, то есть при уменьшении его относительной ширины. С увеличением относительной длины БМ коэффициент Ф уменьшается. Уменьшается он и с увеличением степени завершенности процесса разгона. Степень и характер влияния определяющих факторов на результат существенно зависят от их взаимодействия. Достоверно оценить указанное влияние в каждом конкретном случае можно лишь выполнив расчеты, соответствующие определенному сочетанию факторов.

Ключевые слова: плавучий контейнер, баржевой модуль, экспериментальные исследования, неравномерное движение, сопротивление воды, скорость, транспорт лесоматериалов.

Скачать

Александров В.А., Александров А.В., Гасымов Г.Ш. Нагруженность валочно-пакетирующей машины на рубках ухода за лесом при технологических переездах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 168–175. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.168-175

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. Установлено, что динамическая нагрузка на технологическое оборудование при технологических переездах сопоставима с нагрузкой при обработке (пакетировании) дерева.

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

Скачать

Базаров С.М., Беленький Ю.И., Бачериков, И.В. Ильюшенко Д.А., Базарова М.В., Нгуен Фук Зюи Солитонная модель естественного роста древостоев леса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 176–187. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.176-187

Аннотация

Проблема устойчивого управления лесами должна основываться на знании законов динамического состояния леса как проявление общей закономерности фазового развития природных пространственно-временных структур (начало, структуризация, асимптотическое состояние, деструктуризация). Линейные и нелинейные уравнения колебаний (волн), описывающие фазовую динамику различных явлений, раскрывают единство явлений природы и их универсальность (механические, электромагнитные, химические, биологические, экономические и др.). Нелинейность является неотъемлемым свойством любой системы, эволюционирующей во времени. Особое место в теории нелинейных колебаний занимают солитоны. Солитонами называются устойчивые фазовые динамические структуры, которые получаются в результате решения нелинейных уравнений колебаний (и волн). Согласно современным представлениям солитоны играют важную роль в процессе эволюции природы. Поэтому возможный анализ естественного роста древостоев лесной структуры с позиции теории нелинейных колебаний покажет их общность с множеством природных явлений. Известно, что росту насаждений как динамическому процессу соответствуют три основных момента: имеет место начало, развитие и асимптотическое значение таксационных параметров (диаметр, высота, запас биомассы). Именно такими свойствами обладают солитоны, у них есть начало, фазовое развитие и асимптотическое состояние во времени. Солитоны, получаемые в результате решения нелинейного уравнения колебаний, достаточно достоверно обобщают имеющиеся опытные таксационные параметры (высота, запас биомассы) и раскрывают фазовую картину динамики роста деревьев леса. Построенная солитонная модель фазового представления динамики роста лесных насаждений вписывает её в общую закономерную картину формирования природных структур и может стать элементом основ реализации принципа гармонии при управлении лесными ресурсами.

Ключевые слова: фаза, время, устойчивость, асимптотика, структура

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Шарапов Е.С., Смирнова Е.В., Торопов А.С. Сравнительный анализ работы устройств для определения свойств древесины методом измерения сопротивления сверлению // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 188–201. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.188-201

Аннотация

Использование различных параметров, характеризующих свойства древесины, в устройствах, основанных на измерении сопротивления древесины сверлению, делает невозможным сравнение, а также снижает уровень научной составляющей результатов измерений. В качестве выходных, универсальных параметров, характеризующих процесс сверления и свойства древесины, может быть использована мощность сверления и подачи (Вт). Для сравнительного анализа работы были использованы устройства для измерения сопротивления древесины сверлению IML-RESI PD 400 (IML SystemGmbH, Вислох, Германия) и устройство для измерения мощности сверления ResistYX (ООО НовЛесТех, Йошкар-Ола). В результате последовательных просверливаний образцов из древесины сосны (Pinus sylvestris L., Pinus ponderosa Dougl. ex Laws.), бука (Fagus sylvatica L.), дуба (Quercus robur L.) и березы (Betula pendula L.) с нормализованной влажностью определены коэффициенты, рассчитываемые как отношение средних величин сопротивления древесины сверлению (%, PD-400) и мощности сверления (Вт, ResistYX). Установлено, что порода древесины оказывает значимое влияние (p=0,05) на средние значения коэффициента среди групп образцов. Определена достаточная степень сходимости результатов замеров, полученных при использовании тестируемых устройств по амплитуде и глубине просверливания. При сравнении результатов замеров сопротивления древесины просверливанию и мощности сверления, полученных при использовании различных устройств, необходимо учитывать скоростные характеристики процесса: скорость вращения и подачи бурового сверла, оказывающие влияние на величину подачи на главные режущие кромки. На основании результатов просверливаний всех образцов получена линейная модель (R2=0.99) взаимосвязи сопротивления древесины просверливанию (устройство PD-400) и мощности сверления (устройство ResistYX). Предложенная модель может быть использована для преобразования и сравнения данных сопротивления древесины сверлению и мощности сверления, полученных с использованием тестируемых устройств.

Ключевые слова: диагностика древесины, свойства древесины, плотность, сопротивление сверлению, мощность сверления.

Скачать

Федяев А.А., Чубинский А.Н. Исследование прочности склеивания хвойных пиломатериалов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 202–212. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.202-212

Аннотация

Исследованию прочности клеевых соединений клееных балок посвящено большое число работ отечественных учёных, анализ которых позволяет выделить существенно влияющие факторы, основными из которых являются влажность и плотность древесины и вид применяемого клея. С увеличением влажности свыше 12% при склеивании карбамидо- и фенолоформальдегидными клеями уровень их адгезионного взаимодействия с древесиной недопустимо снижается. Исследованию подлежали клеевые соединения пиломатериалов различной влажности (6–14%) из сосны и ели на меламинокарбамидоформальдегидных и эмульсионных полимеризоцианатных клеях. Зубчатые шиповые соединения испытывали на прочность при изгибе. Качество склеивания ламелей оценивали прочностью при скалывании вдоль волокон древесины по стандартным методикам. Результаты исследований показали, что широко используемые в настоящее время меламинокарбамидоформальдегидных и эмульсионных полимеризоцианатных клеи менее чувствительны к повышенной влажности древесины. Принципиальное влияние оказывает её плотность. Однако известно, что в процессе эксплуатации древесина стремится к установлению равновесной влажности. Если исходная влажность пиломатериалов в клееной балке 6–14%, то при высокой температуре и низкой относительной влажности внутри помещений древесина будет высыхать, при этом её усушка будет различной в разных частях не только балки, но и каждой ламели как результат неоднородности строения и вызванной ею анизотропии свойств. В результате различной усушки в клеевом слое будут возникать нормальные напряжения способные разрушить клеевое соединение. Опасными являются и касательные напряжения, возникающие в клеевом слое между ламелями разной влажности. Обоснование максимально допустимого различия во влажности смежных ламелей является предметом дальнейших исследований.

Ключевые слова: прочность, склеивание цельной древесины, разрушение клеевого слоя.

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Ермолинский В.Г., Ковалева О.П. Мнения и факты в теоретических основах технологий искусственных волокон и целлюлозно-бумажного производства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 213–225. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.213-225

Аннотация

В статье рассмотрены различные подходы к пониманию природы связей в целлюлозно-волокнистых системах. Анализ результатов многочисленных исследований показывает, что при изготовлении высокотехнологичных целлюлозно-бумажных изделий необходимо учитывать специфику процессов структурообразования в дисперсных системах, дисперсионной средой в которых является вода или её растворы, на каждом этапе в многоступенчатых системах химической переработки растительного сырья. В статье освещаются особенности диалектики развития прикладной науки (отрицание отрицания) и её влияние на решение проблем отечественной научной школы текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности. Выделение физикохимии растворов высокомолекулярных соединений из коллоидной химии в отдельную науку явилось причиной создания теоретических основ технологии искусственных волокон и целлюлозно-бумажного производства. Игнорирование научных положений о структурообразовании дисперсных систем с точки зрения фазового взаимодействия их компонентов и релаксационного состояния является причиной сдерживания прогресса в совершенствовании технологических процессов целлюлозно-бумажного производства. Разработанные теоретические основы получения дисперсных структур с заданными механическими свойствами не были доведены до создания моделей технологических процессов, необходимых для изготовления отечественного технологического оборудования. Таким образом, исключение представлений коллоидной химии и её раздела – физико-химической механики из повседневной практики целлюлозно-бумажного производства препятствуют целенаправленному решению проблем при получении высокотехнологичных материалов.

Ключевые слова: волокна, сульфатная целлюлоза, бумага, фазовые взаимодействия, структурообразование, деформация, термофиксация, активация, гидрофобные взаимодействия.

Скачать

Чу Конг Ньги, Спицын А.А., Пономарев Д.А., Чухчин Д.Г., Сазанов Ю.Н., Федорова Г.Н. Получение и активирование биоуглерода из бамбука // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 226–236. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.226-236

Аннотация

Рассмотрен процесс получения карбонизации стеблей бамбука с целью получения биоуглерода. Куски бамбука размером 150 x 40 x 25 мм подвергали нагреву в реакторе со скоростью 2 °С/мин, затем содержимое реторты охлаждалось в атмосфере газов пиролиза. Уголь-сырец активировали водяным паром при 970 °С во вращающемся реакторе в токе азота. Продолжительность активации при температуре 970 °C в опытах составляла 5, 15, 20 и 25 мин. После охлаждения определялась потеря массы при активации (степень обгара). Для выявления особенностей термодеструкции стеблей бамбука по сравнению с древесиной березы были использованы зависимости потери массы от температуры полученные методом термического анализа. Основное отличие термодеструкции образцов бамбука от березы состоит в наличии четко выраженного пика эндотермического процесса при 360 °С. Учитывая близость химического состава бамбука и березы обнаруженное отличие объяснено рыхлой морфологической структурой бамбука. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что при активации угля-сырца из бамбука происходит изменение геометрической формы поперечного сечения пор, которые прибретают эллипсовидную форму. Для образцов активированного угля определена адсорбционная активность по иоду, которая изменяется в пределах от 20 до 60% и коррелируется со степенью обгара. Увеличение продолжительности активации и, соответственно, степени обгара способствует росту адсорбционной активности активированных углей.

Ключевые слова: бамбук, биоуглерод, активированный уголь

Скачать

Синицын Н.Н., Телин Н.В., Полеводова Л.А. Динамика прогрева одиночного высоковлажного куска древесной коры, находящегося в плотном слое, продуваемом высокотемпературным теплоносителем // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 237–247. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.237-247

Аннотация

Цель исследования – изучение динамики прогрева одиночного высоковлажного куска древесной коры, находящегося в плотном слое продуваемом высокотемпературным теплоносителем. Проведен анализ энергетического использования древесной коры в процессе ее сжигания слоевым способом в топках теплогенераторов. Выявлены условия эффективного использования древесной коры в качестве топлива. Разработана математическая модель прогрева куска высоковлажной коры древесины, находящегося в плотном слое продуваемом высокотемпературным теплоносителем. Проведено исследование динамики прогрева кусков высоковлажной древесной коры в форме параллелепипеда и эквивалентного шара. Разработана методика оценки времени прогрева куска коры, находящегося в неподвижном нагреваемом плотном слое. Численным методом получены математические зависимости, позволяющие определить время нагрева поверхностного слоя куска коры до температуры начала выхода летучих веществ. Окончательные соотношения приведены к безразмерному виду и выражены через числа Фурье и Коcсовича. Полученные соотношения учитывают геометрические размеры куска коры, его исходную влажность и параметры греющего теплоносителя. Практическим приложением результатов настоящих исследований является организация топочного процесса в котельном агрегате.

Ключевые слова: сжигание топлива, сушка коры, топочные устройства

Скачать

Евстигнеев Э.И. Определение нецеллюлозных полисахаридов и других компонентов в растительном сырье // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 248–259. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.248-259

Аннотация

Предложен метод количественного определения нецеллюлозных полисахаридов в растительном сырье (древесине и сельскохозяйственных растениях). Он предусматривает определение в анализируемых образцах общего содержания полисахаридов и целлюлозы, а нецеллюлозные полисахариды определяются по разности. В качестве метода определения целлюлозы использовали азотно-спиртовый метод (метод Кюршнера), который отличается простотой и отсутствием необходимости предварительной экстракции образца, поскольку этанол является лучшим растворителем экстрактивных веществ среди индивидуальных растворителей. Для корректировки содержания целлюлозы Кюршнера на «чистую» целлюлозу в ней бромид-броматным методом определяются остаточные пентозаны. Как показали результаты анализа образцов с известным содержанием нецеллюлозных полисахаридов, разработанный метод позволяет определять указанные компоненты с высокой точностью (относительная ошибка определения не превышает 4,3%). Кроме того, в работе предложена схема определения основных компонентов растительного сырья. Она включает в себя определение полисахаридов, целлюлозы, нецеллюлозных полисахаридов, лигнина, экстрактивных веществ и золы. С ее помощью можно достаточно полно охарактеризовать компонентный состав сырья растительного происхождения, не прибегая к использованию специального оборудования. С помощью новой схемы анализа определены различия в содержании и составе полисахаридов древесины хвойных и лиственных пород.

Ключевые слова: полисахариды, нецеллюлозные полисахариды, целлюлоза Кюршнера, остаточные пентозаны.

Скачать

5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Федоренко Н.И. Некоторые условия сходимости метода итераций для решения нелинейного уравнения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 225. С. 260–267. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.225.260-267

Аннотация

Одной из трудностей, возникающих в связи с использованием ветвящихся процессов для решения нелинейных уравнений является выполнение так называемых мажорантных условий, ответственных за существование и конечность математического ожидания оценок, построенных на траекториях ветвящегося процесса. Вопрос выполнения мажорантного условия тесно связан со сходимостью итерационного метода. В статье рассматриваются некоторые утверждения о сходимости метода итераций для решения нелинейного уравнения одного вида. На примере устанавливается меньшая ограничительность мажорантного условия, соответствующего полученным утверждениям.

Ключевые слова: ветвящийся процесс, нелинейное уравнение, математическое ожидание, метод итераций, мажорантное условие.

Скачать

Выпуск 224

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Раевский Б.В., Щурова М.Л., Чепик Ф.А. Некоторые результаты селекционно-генетической оценки плюсовых деревьев сосны обыкновенной в испытательных культурах Карелии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 6–20. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.6-20

Аннотация

В настоящее время испытательные культуры сосны обыкновенной в Прионежском центральном лесничестве (культуры Чепика) являются самым высоковозрастным и хорошо сохранившимся объектом такого рода в Карелии. Анализ таксационных параметров лучших делянок испытательных культур в 30-летнем возрасте показал, что из 107 потомств плюсовых деревьев сосны 17 (15,9%) имели статистически достоверное преимущество по показателям роста относительно общей средней величины для всех остальных вариантов делянки. Их общая комбинационная способность (ОКС) составила по диаметру ствола 13,6% (3,6–28,4%), по объему – 32,8% (8–71,9%). Полученные результаты представляют собой важнейший компонент комплексной селекционно-генетической оценки ПД с целью их отбора в состав лесосеменных плантаций I,5 поколения (повышенной генетической ценности). Тем не менее, сделан вывод, что оценки успешности роста семенного потомства плюсовых деревьев в испытательных культурах обязательно должны быть дополнены оценками особенностей габитуса и репродуктивного потенциала вегетативных потомств этих деревьев на лесосеменных плантациях. Только в этом случае селекционно-генетическую оценку можно считать завершенной. Хотя на ранних этапах онтогенеза сеянцы, принадлежавшие к I и II типам морфогенеза, росли и развивались быстрее остальных, однако на момент проведенного исследования их преимущество в росте не нашло своего статистического подтверждения. По всей видимости, классификация сеянцев по типам морфогенеза не сможет быть полезной в ранней диагностике наследственных свойств и селекционно-генетической оценке плюсовых деревьев сосны.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, сеянцы, типы морфогенеза, ранняя диагностика, селекционная оценка, плюсовые деревья.

Скачать

Наквасина Е.Н., Воеводкина А.В., Волков А.Г. Влияние рубок ухода в молодняках на свойства почв формирующихся насаждений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 21–36. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.21-36

Аннотация

При изреживании древостоев в результате рубок ухода в насаждении происходят изменения не только в таксационных показателях древесных пород, но и в эколого-ценотической обстановке насаждений, пройденных рубками, что сказывается на формировании верхних горизонтов почв. Исследования проводились на стационарных объектах, заложенных в 1959 г. Архангельским институтом леса и лесохимии (Северный НИИ лесного хозяйства) в Северном участковом лесничестве Обозерского лесничества Архангельской области, которое относится к северотаежному району европейской части Российской Федерации. В сосново-березовом молодняке чернично-брусничного типа леса с составом 6С4Б+Ос (возраст 13 лет) заложено три варианта рубок ухода с различной выборкой по числу деревьев. Первый вариант – двухприемная рубка ухода с интервалом 27 лет, с интенсивностью выборки в первый прием 36% по числу деревьев, во второй прием 30% по запасу; в настоящее время состав 10С, число деревьев составляет 837 экз./га. Два других варианта – одноприемные рубки с интенсивностью изреживания 76 и 84%; в настоящее время состав 10С, густота насаждений составляет 894 и 596 экз./га соответственно. Контролем служила площадь, не пройденная рубками ухода. Изучены физико-химические свойства верхних (подстилочный и подзолистый) горизонтов альфегумусовых почв в сформированных приспевающих сосняках, в том числе мощность горизонтов, плотность их сложения, реакция среды, содержание органического вещества, углерода и гумуса, подвижных форм фосфора и калия. Определен запас подстилочно-торфяного горизонта. Установлено, что в результате изреживания древостоев большим изменениям подвержен горизонт О, играющий буферную роль в лесных биогеоценозах. В результате действия комплекса эколого-ценотических факторов увеличиваются его мощность, плотность сложения и запас, содержание органического вещества. Все это сказывается на нижележащем подзолистом горизонте, в котором содержание органических компонентов увеличивается в 2–3 раза, по сравнению с контролем. Это приводит к усилению оподзоливания, что проявляется в увеличении мощности подзолистого горизонта. Меньшее влияние на оподзоливание оказали двухприемные рубки, которые по комплексу воздействия на физико-химические свойства верхних горизонтов почв можно считать более благоприятными с точки зрения воздействия на экологическую среду формирующихся насаждений после проведения рубок ухода.

Ключевые слова: рубки ухода, сосново-березовые молодняки, подстилочно-торфяный горизонт, почвы, физические свойства, химические свойства.

Скачать

Славский В.А., Чернышов М.П. Комплексная оценка зимостойкости ореха грецкого в Воронежской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С.37–50. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.37-50

Аннотация

Широкому введению ореха грецкого в культуру севернее зоны существующего ареала распространения, в частности, в Воронежскую область, препятствует ряд причин, наиболее значимой из которых является недостаточная его зимостойкость. В связи с этим выявление, отбор и улучшение свойств зимостойких сортов и форм ореха грецкого, способных к росту и полноценному плодоношению севернее зоны естественного ареала, являются главными задачами селекционной работы. Эти задачи вполне решаемы с учетом высокого уровня индивидуальной изменчивости адаптивных признаков у отобранных растений ореха грецкого в исследуемом регионе. Изучены садовые, парковые и полезащитные насаждения, плантации, ландшафтные группы и отдельно стоящие деревья. При определении устойчивости растений к неблагоприятным климатическим факторам использованы общепринятые методики. Для оценки зимостойкости разработан новый подход к определению комплексной устойчивости растений в зимний период, состоящей из суммарных показателей морозостойкости, морозоустойчивости и устойчивости к резким перепадам температур, поскольку эти адаптивные признаки имели наибольшие уровни значимости. Предложенная ускоренная комплексная оценка зимостойкости имеет большое преимущество, по сравнению со стандартной методикой, для достоверного определения которой требовались наблюдения за несколько лет. Выявлены значительные сходства между опытными и аппроксимированными результатами зимостойкости (критерий согласия Пирсона = 12,6). При этом выровненные абсолютные величины зимостойкости незначительно превышали практические. Это связано, в первую очередь, с приспособленностью к климатическим условиям Воронежской области и высокой восстановительной способностью большинства растений.

Ключевые слова: орех грецкий, зимостойкость, адаптивные признаки, интродукция, селекция.

Скачать

Нгуен Тхи Тху Хыонг, Беляева Н.В., Данилов Д.А. Структура древостоев, восстановившихся на постагрогенных землях и землях бывших поселений в условиях Вьетнама // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 51–70. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.51-70

Аннотация

Рассматривается структура древостоев, восстановившихся на постагрогенных землях и землях бывших поселений в условиях Вьетнама. Установлено: на землях бывших поселений отмечается наличие высокоствольных деревьев, однако их густота небольшая и видовой состав простой. Доминирующие деревья представлены светолюбивыми породами Broussonetia papyrifera (L.), Litsea glutinosa (Lour.) C. B. Rob., Macaranga denticulata (Blume) Muell. Arg, Bischofia javanica Blume (B. Trifoliate (Roxb.) Hook.f.). Данные породы являются пионерами на начальном этапе восстановления древесной растительности на землях бывших поселений и имеют большое экологическое значение, однако короткий жизненный цикл. Кроме доминирующих пород в составе насаждений появляются и новые виды: Cinnamomum bejolghota (Buch. Ham.) Sweet, Cinnamomum obtusifolium (Roxb) Nees, Caryodaphnosis tonkinensis (Leg) A-Shaw. Они, как правило, семенного происхождения, светолюбивые, быстрорастущие и способны выдержать конкуренцию с другими видами за элементы питания и свет. Во взрослом возрасте они присутствуют в составе древостоя. Источником их возобновления являются семена от соседних стен леса. Присутствие этих видов увеличивает видовое разнообразие древесных пород и повышает устойчивость насаждения в целом. На землях бывших поселений единично встречаются породы деревьев, которые ранее выращивали жители поселений: Artocarpus heterophyllus Lam., Melia azedarach L., Dimocarpus longan Lour., Chukrasia tabularis M. Roem. На постагрогенных землях количество видов древесных пород небольшое. Здесь произрастают светолюбивые, быстрорастущие виды. Они являются доминирующими на начальном этапе восстановления леса: Macaranga denticulata (Blume) Muell. Arg, Litsea glutinosa (Lour.) C. B. Rob., Bischofia javanica Blume (B. trifoliata (Roxb.) Hook. f.) и особенно Broussonetia papyrifera (L.) Broussonetia papyrifera (L.). Указанные породы имеют короткий жизненный цикл и являются неустойчивыми к негативному экологическому воздействию, поэтому в дальнейшем они сменяются породами, у которых более длинный жизненный цикл. В целом, древостой на землях бывших поселений по видовому составу и структуре более разнообразен, чем на постагрогренных землях.

Ключевые слова: постагрогенные земли, земли бывших поселений, восстановление леса, структура леса, видовой состав, биоразнообразие, ярусность, сомкнутость, распределение деревьев по диаметру и высоте

Скачать

Зыонг Тует Ань Тхи, Нешатаев В.Ю. Растительные ассоциации древесных насаждений парка Политехнического университета имени Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 71–90. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.71-90

Аннотация

Изучение растительности городов имеет и теоретическое и практическое значение. Для Санкт-Петербурга имеются публикации лишь по некоторым районам. Классификация растительности является экологической основой ухода за зелеными насаждениями города. Парк Политехнического университета начал формироваться на месте сосняков брусничных и черничных на песчаных отложениях одновременно со строительством университета в 1900 г. Парк находится под воздействием атмосферного загрязнения, в районе наблюдалось выпадение 192–200 кг/га*год оксидов азота (в пересчете на азот). Информацию о растительных сообществах собирали на пробных площадях размером 20×20 м. По данным 35 описаний выделены березовая с тремя ассоциациями и сосновая формации с пятью ассоциациями. В живом напочвенном покрове чаще других доминирует сныть – Aegopodium podagraraia, реже гравилат городской – Geum urbanum, ежа сборная – Dactylis glomerata, костер безостый – Bromopsis inermis, крапива двудомная – Urtica dioica, луговик извилистый – Avenella flexuosa, виды устойчивые к вытаптыванию (мятлик однолетний – Poa annua, подорожник большой – Plantago major). Содоминантами и константными являются виды сорно-судубравной группы (Aegopodium podagraraia, Antriscus sylvestis, Geum urbanum, Glechoma hederacea, Lamium album, Stellaria media, Urtica dioica). Насаждения парка растут на дерново-подбурах, более плодородных (БЗ по Раменскому – 7,5–11,5), чем загородные леса на наиболее богатых дренированных местообитаниях (дубравнотравная серия типов леса, БЗ – 7,0–7,5), а тем более сосняки брусничные (БЗ – 3,3–4,6), на месте которых возник парк. Это объясняется загрязнением почв оксидами азота.

Ключевые слова: растительная ассоциация, береза, город, классификация растительности, тип леса, ординация, сосна, виды растений, Санкт-Петербург.

Скачать

Фирсов Г.А., Бялт А.В., Ткаченко К.Г. Lonicera maackii (Rupr.) Maxim. (Caprifoliaceae) в Ботаническом саду Петра Великого в Санкт-Петербурге // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 91–102. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.91-102

Аннотация

Жимолость Маака (Lonicera maackii (Rupr.) Maxim.) описана в честь Р.К. Маака (1825–1886), известного натуралиста и исследователя Сибири и Дальнего Востока. Впервые была введена в мировую культуру Императорским Санкт-Петербургским Ботаническим садом (БИН) около 1860 г. В Ботаническом саду Петра Великого известна до 1880 г. и с тех пор представлена постоянно по настоящее время, без перерывов. Этот вид относится к ряду Maackianae Poyark. ex Nedol. (подсекция Tataricae Rehd., секция Lonicera), в который входит вместе с некоторыми другими представителями рода – L. deflexicalyx Batal., L. prostrata Rehd., L. trichosantha Bureau & Franch. и L. xerocalyx Diels. Cамые старые особи, культивируемые в Санкт-Петербурге, достигли возраста 150 лет. Вид отличается высокой зимостойкостью. В последние годы начала XXI в. обмерзание отсутствует или не превышает длины годичного прироста. В прошлом лишь в самые суровые зимы обмерзали побеги более старого возраста. Семена всхожие, и из них выращивается семенное потомство. Кроме зимостойкости, жимолость Маака ценна своей долговечностью и засухоустойчивостью, а также высокими декоративными качествами. Опыт выращивания её в Ботаническом саду Петра Великого показал, что она хорошо выносит городские условия. В период цветения кустарник покрыт белыми душистыми цветками, во время плодоношения – красными заметными плодами. Декоративность тёмной блестящей листвы сохраняется до глубокой осени. Ягоды долго висят после опадения листьев, сохраняя декоративность до начала зимы. Жимолость Маака в условиях потепления климата сохраняет высокую зимостойкость, репродуктивную способность и декоративные качества. Усыхания побегов и распространения болезней и вредителей не отмечено. Вид перспективен для озеленения Санкт-Петербурга, устойчив к вредителям и болезням и более декоративен, по сравнению с более известной и распространённой Lonicera tatarica L. Культура может быть значительно продвинута на север, прежде всего, на Карельский перешеек и в Южную Карелию.

Ключевые слова: Lonicera, жимолость, Caprifoliaceae, интродукция растений, биологические особенности, качество семян, Ботанический сад Петра Великого, Санкт-Петербург.

Скачать

Фирсов Г.А., Бялт А.В., Ткаченко К.Г. Зимостойкость и перспективы разведения жимолости Шамиссо (Lonicera chamissoi Bunge ex P. Kirillow, Caprifoliaceae) в Санкт-Петербурге в условиях потепления климата // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 103–118. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.103-118

Аннотация

Ассортимент видов деревьев и кустарников, перспективных для разведения в Санкт-Петербурге в современных условиях подлежит уточнению и пересмотру. Изменения климата в Санкт-Петербурге в начале XXI в., по сравнению с прошедшим столетием, проявляются в возрастании минимальных, среднемесячных и годовых температур воздуха, в удлинении вегетационного сезона, увеличении количества осадков. Становятся более вероятными длительные зимние оттепели с отсутствием снежного покрова. Древесные интродуценты реагируют на такие изменения по-разному. Жимолость Шамиссо (Lonicera chamissoi Bunge ex P. Kirillow) была интродуцирована в Петербург ещё в середине XIX столетия, и впоследствии этот вид неоднократно рекомендовали для озеленения города. Является близким видом более известной жимолости чёрной (L. nigra L.), вместе они образуют ряд Nigrae Pojark. ex Nedol. (подсекция Rhodanthae (Maxim.) Rehd. секции Isika (Adans.) Rehd.)). В условиях заметного потепления климата в XXI в. жимолость Шамиссо ухудшила свои адаптационные возможности и декоративные качества. Её уже нельзя рекомендовать для массового разведения. Однако в Санкт-Петербурге она остаётся по-прежнему ботанически интересным видом для дендрологических коллекций. Размеры особей жимолости Шамиссо, которых она достигает в Санкт-Петербурге, соответствуют таковым в естественном ареале. Возраст растений современной коллекции достигает 17 лет. Анализ семян показывает, что они жизнеспособны и характеризуются высоким качеством. Как вид с проверенной и высокой зимостойкостью жимолость Шамиссо можно рекомендовать для выращивания в более северных условиях – на Карельском перешейке Ленинградской области, в Карелии и на Кольском полуострове.

Ключевые слова: жимолость Шамиссо, Lonicera chamissoi, Caprifoliaceae, интродукция растений, качество семян, изменения климата, Санкт-Петербург.

Скачать

Севрюгова Ю.Б. Индекс городского биоразнообразия набережных Санкт-Петербурга // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 119–135. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.119-135

Аннотация

Трансформация ландшафтов в процессе урбанизации и связанные с ней изменения в структуре и динамике экосистем заставляют искать более гибкие решения для развития городов. Формирование устойчивой зелено-голубой инфраструктуры становится одной из приоритетных задач. Автономность крупных элементов экологического каркаса является существенным недостатком системы зеленых насаждений. Для поддержания городских экосистем особое внимание необходимо уделять повышению связанности ландшафтов за счет сети экологических коридоров. Объекты инженерно-транспортной инфраструктуры могут служить зелеными осями в урбанизированной среде, способствовать обмену веществ и энергии. В Санкт-Петербурге набережные играют важную роль в структуре города и являются ценным ресурсом для развития зеленого каркаса. В данном исследовании проведен анализ десяти набережных города с использованием индекса городского биоразнообразия (URBIO-индекса) – современной методики комплексной оценки объектов ландшафтной архитектуры в рамках теории устойчивого развития. Каждый объект подвергался оценке по двадцати пяти индикаторам, после чего производилось сопоставление результатов по всем объектам. Исследование показало, что значения URBIO-индекса одинаково низкие для всех объектов вне зависимости от пространственной конфигурации набережных. В результате изучения оценок по каждой группе индикаторов выявлены основные направления, в которых должно производиться ландшафтное преобразование набережных Санкт-Петербурга для формирования эффективной системы зеленых коридоров, отвечающей принципам устойчивого развития. Даны рекомендации по оптимизации пространственной структуры и функционального наполнения прибрежных территорий, повышения социальной, экономической и экологической устойчивости набережных Санкт-Петербурга.

Ключевые слова: индекс городского биоразнообразия, набережные, городской ландшафт, зелено-голубая инфраструктура, устойчивое развитие

Скачать

Пуряев А.С., Зарипов И.Н. Производительность древостоев лиственницы сибирской в условиях Республики Татарстан // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 136–149. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.136-149

Аннотация

Дана оценка производительности древостоев лиственницы в Республике Татарстан. Установлено, что запас лиственничников составляет около 100 м³/га. Основная доля запаса сосредоточена в древостоях, произрастающих в условиях свежих сураменей предкамской и закамской частей республики. Наибольшая доля запасов стволовой древесины приходится на насаждения этой породы, произрастающие в условиях свежих сураменей и раменей (С2) и (D2), соответственно 69 и 26%. Возрастная структура насаждений лиственницы неравномерная, средний возраст древостоев этой породы варьирует от 35,9 в Предкамье до 39,1 в Предволжье. Также наблюдается варьирование этого показателя в разрезе лесорастительных условий. Наибольший запас древесины лиственницы отмечается в насаждениях, произрастающих в свежих раменях, причем, до 40 лет разница в запасах древесины между древостоями, произрастающими в разных ТЛУ, стабильная, а после этого возраста запас лиственничников в ТЛУ D2 заметно увеличивается. В условиях D2 (свежих раменей) лиственничники отличаются наибольшим средним запасом, наибольшие значения которого достигаются после 80 лет. В этих же условиях древостои лиственницы формируют высокобонитетные насаждения (Iа класса бонитета), которые к тому же отличаются наибольшей относительной полнотой. Распределение площади древостоев лиственницы сибирской по относительной полноте указывает на то, что основная доля высокобонитетных насаждений относится к древостоям с полнотой 0,7–0,8. Отмечена необъективность применяемой классификации лесорастительных условий при оценке условий местопроизрастания. В условиях свежих раменей лиственничники во всех регионах республики произрастают по Iа классу бонитета. В ТЛУ С2 этот показатель варьирует от Iа,9 в Закамье до Iа,5 в Предкамье. Значения по среднему годичному приросту запаса древостоев также сильно варьируют в разрезе ТЛУ и геоморфологических районов республики почти во всех возрастных группах. Сделан вывод о том, что выращивать лиственницу сибирскую в условиях Республики Татарстан целесообразно и перспективно, т. е. необходимо увеличить площадь лиственничных культур в регионе.

Ключевые слова: лиственница сибирская, структура древостоев, типы лесорастительных условий, запас, бонитет, относительная полнота

Скачать

Данчева А.В., Залесов С.В. Особенности лесовозобновления гарей в условиях сухих сосняков Казахского мелкосопочника (на примере Баянаульского ГНПП) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 150–160. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.150-160

Аннотация

Приведены данные исследований особенностей формирования послепожарных сосновых молодняков на гарях в очень сухих (группа типов леса С1) и сухих (группа типов леса С2) сосняках Казахского мелкосопочника (на примере Баянаульского государственного национального природного парка) в зависимости от удаленности от стены леса и густоты произрастания. Данные проведенных исследований показали непрерывность лесовосстановительного процесса на гарях. В условиях очень сухих и сухих сосняков формируются смешанные сосново-березовые молодняки. По существующим нормативам возобновление сосны оценивается как «удовлетворительное». Присутствие в составе формирующихся послепожарных молодняков подроста березы положительно влияет на рост и развитие главной породы-лесообразователя. Независимо от соотношения в составе послепожарных молодняков березы и сосны основные таксационные показатели подроста последней, такие как диаметр на высоте 1,3 м, диаметр у шейки корня и высота, превосходят аналогичные у подроста березы в 1,2–1,6 раза. Полученные различия в большинстве случаев статистически достоверны. Отмечается общая тенденция незначительного снижения основных таксационных показателей подроста сосны с увеличением расстояния от стены леса до 150 м, при этом существенных различий в их абсолютных величинах не установлено. Выявлена тесная взаимосвязь основных таксационных показателей подроста сосны в послепожарных молодняках с густотой их произрастания. Наибольшие значения диаметра на высоте 1,3 м, высоты и прироста по высоте у подроста сосны отмечаются при густоте произрастания 3,1–5,4 тыс. экз./га. Полученные данные свидетельствуют, что на данном этапе формирования послепожарных молодняков в сухих условиях Баянаульского ГНПП наилучшим вариантом густоты произрастания являются ее значения до 3,1 тыс. экз./га.

Ключевые слова: гарь, естественное лесовозобновление, сухие лесорастительные условия, густота произрастания, сосна обыкновенная

Скачать

Дебков Н.М., Бисирова Э.М., Бочаров А.Ю. Динамика радиального прироста кедра сибирского Pinus sibirica Du Tuor в очагах инвазии уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 161–175. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.161-175

Аннотация

В XXI в. резко участились случаи инвазий дендрофильных насекомых в бореальные леса. Наглядным примером этих процессов является инвазия уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. в леса с участием пихты сибирской Abies sibirica Ledeb. на территории Сибири. Цель исследования заключалась в изучении динамики радиального прироста деревьев кедра сибирского в поврежденных древостоях. Модельной территорией был выбран Ларинский ландшафтный заказник. На его территории заложена серия постоянных пробных площадей для мониторинга трансформации лесных экосистем. В результате воздействия инвайдера в наибольшей степени пострадали насаждения с доминированием пихты. Они существенно снизили полноту древостоя, и доминировать стал кедр сибирский. В насаждениях с преобладанием кедра и ели также произошли изменения в структуре древостоев. Однако смены эдификатора не произошло. За весь период роста деревьев кедра прирост составлял на ППП 1 – 2,3±0,1 мм, на ППП 2 – 2,1±0,1 мм, на ППП 3 – 2,5±0,1 мм, на ППП 4 – 1,6±0,1 мм. Достоверных различий не выявлено (p = 0,9357 > 0,05). Непосредственно перед инвазией отмечено незначительное снижение прироста деревьев в толщину, в частности на ППП 1 он равнялся 2,2±0,1 мм, на ППП 2 – 1,1±0,1 мм, на ППП 3 – 2,1±0,1 мм, на ППП 4 – 0,9±0,1 мм. С учетом темпов деградации насаждения, которые стабилизировались в 2014 г., рассмотрено изменение прироста с этого времени. Выяснилось, что по ППП 1 он равнялся 4,1±0,3 мм, на ППП 2 – 1,6±0,2 мм, на ППП 3 – 2,4±0,3 мм, на ППП 4 – 1,2±0,2 мм. Таким образом, радиальный прирост увеличился, однако достоверное отличие установлено только по ППП 1 (p = 0,0292 < 0,05), которая характеризуется полностью деградированным состоянием.

Ключевые слова: кедр сибирский Pinus sibirica Du Tuor, уссурийский полиграф Polygraphus proximus Blandf., пихта сибирская Abies sibirica Ledeb., радиальный прирост, инвазии ксилофагов, Томская область, трансформация экосистем

Скачать

Высоцкий А.А., Корчагин О.М. Корневая губка в насаждениях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Проблемы и пути решения // Известия СанктПетербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 176–192. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.176-192

Аннотация

Приведены результаты научных исследований ВНИИЛГИСбиотеха по селекции сосны и многолетних наблюдений за состоянием деревьев разных селекционных категорий в очагах корневой губки. Исследования проводились в естественных и искусственных насаждениях в разных экологических условиях. В качестве показателя биологической смолопродуктивности применялся выход живицы с единицы ранения при одинаковой средней для насаждения нагрузке деревьев в расчете на 1 см диаметра ствола. Взаимовлияние штаммов патогенна и триходермы исследовалось в лабораторных условиях на искусственной сусло-агаровой питательной среде. Установлены высокий уровень наследования селектируемого признака как при вегетативном, так и семенном способах размножения, и корреляция устойчивости сосны к корневой губке со смолопродуктивной способностью деревьев, что является биологической основой для создания на селекционной основе высокосмолопродуктивных насаждений целевого назначения повышенной устойчивости к корневой губке. Показано, что катастрофическое распространение болезни сосны в Европейской части России является следствием интенсивной вырубки естественных лесов, выращивания монокультур хвойных пород на нелесных площадях и отсутствия эффективных мер борьбы с патогеном. Не решают проблему и сплошные санитарные рубки, с применением которых высококачественная сырорастущая древесина переводится в сухостой и происходит преждевременный распад насаждений. Обоснована возможность селекции сосны по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Разработана схема селекционного процесса по созданию на селекционной основе высокосмолопродуктивных насаждений сосны обыкновенной целевого назначения повышенной биологической устойчивости к корневой губке. Для противодействия патогену необходимо разработать и внедрить в лесохозяйственное производство комплекс превентивных мер, направленных не на борьбу с патогеном в поражённых и разрушающихся лесных массивах, а на создание устойчивых насаждений.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, корневая губка, смолопродуктивность, наследуемость, устойчивость

Скачать

Тхань Нгуен Ван, Жигунов А.В. Бондаренко А.С. Рост и продуктивность гевеи бразильской на каучуконосных плантациях во Вьетнаме // Известия СанктПетербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 193–210. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.193-210

Аннотация

Изучение роста и продуктивности гевеи бразильской проводилось на промышленных плантациях в районе Тхонг Нхат (провинция Донг Най, Вьетнам). Плантации закладывались привитыми саженцами пяти клонов – GT1, PB260, PB235, RRIC121, VM515 на площадях, имеющих уклон менее 3°. В качестве подвоя использовали сеянцы гевеи бразильской, выращенные в полиэтиленовых тубах. Посадка проводилась в ямки, подготовленные вручную. Перед посадкой в ямку вносился комплекс органических и минеральных удобрений. Перед посадкой снималась пленка с корнезакрывающего кома, растения помещались в ямку и заделывались почвой, смешанной с органическими и минеральными удобрениями. Первоначальная густота посадки на всех вариантах исследования составляла 560 шт./га. Уход за посадками заключался в многократном удалении травянистых растений вокруг посаженного растения. Диаметр обрабатываемой площади увеличивался до размера проекции кроны. После достижения растениями высоты 3 м начинали постепенную обрезку нижних ветвей, доводя высоту ствола без нижних ветвей до 2,5–3,3 м. Для определения хода роста закладывались постоянные пробные площади на плантациях гевеи бразильской в возрасте 1, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30 лет размером 25 x 25 м, на которых проводился учет биометрических показателей всех деревьев. Определение продуктивности латекса проводили на трех деревьях на тех же постоянных пробных площадях в течение 30 дней по каждому клону в возрасте 7, 10, 15, 20, 25, 30 лет. Сбор латекса производился ежедневно. Массу латекса определяли взвешиванием каждой пробы по отдельному дереву в г/дер./сут. На плантациях все клоны имеют высокую приживаемость и сохранность, стабильно высокий прирост по высоте и диаметру ствола и высокую продуктивность млечного сока. Клон RRIC121 показывает более высокие темпы роста уже с пятилетнего возраста и это преимущество сохраняется до конца эксплуатации плантаций в 30-летнем возрасте как по биометрическим показателям, так и по продуктивности млечного сока. Биометрические параметры и динамика запаса древесины у клонов GT1, PB235 и VM515 не имеют достоверных отличий друг от друга, но несколько ниже, чем у клона RRIC121. Запас древесины у клона PB260 уже в 10-летнем возрасте ниже, чем у остальных клонов, и остается таковым на протяжении всего срока наблюдений. Хотя промышленная заготовка млечного сока на плантация гевеи бразильской во Вьетнаме проводится с 7 и до 30-летнего возраста, наибольшая продуктивность у всех изучаемых клонов наступает с 10 и до 25-летнего возраста, а максимальная продуктивность – в 15–20-летнем возрасте. Лидирующие позиции по продуктивности млечного сока в период максимальной продуктивности имеет клон RRIC121, несколько ниже продуктивность у клонов PB235 и VM515. Самая низкая продуктивность отмечена у клонов GT1 и PB235. Наиболее высокая корреляция между продуктивностью млечного сока и биометрическими показателями гевеи бразильской отмечена для диаметра у корневой шейки, протяженности кроны и объема ствола отдельных деревьев. На увеличение этих показателей отдельных деревьев должны быть направлены агротехнические мероприятия при создании и эксплуатации плантаций гевеи бразильской.

Ключевые слова: гевея бразильская, плантации, ход роста, продуктивность млечного сока, корреляции между биометрическими параметрами и продуктивностью млечного сока

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Као Хюи Жап, Кочнев А.М. Математическая модель рулевого управления колесного трелевочного трактора // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 211–222. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.211-222

Аннотация

Параметры рулевого управления трактора оказывают существенное влияние на его эксплуатационные свойства и, в первую очередь, на маневренность и устойчивость заданного направления движения, а также на утомляемость оператора. В основу выбора параметров рулевого управления должен быть положен динамический анализ. Цель исследования – разработка математической модели динамики гидросистемы рулевого управления колесных трелевочных тракторов. Для уточнения ряда параметров математической модели рулевого управления выполнен цикл экспериментальных исследований колесных трелевочных тракторов. Разработанная математическая модель работы рулевого управления колесных трелевочных тракторов, реализованная в виде пакета прикладных програма для ЭВМ, адекватна происходящим в нем реальным динамическим процессам и рекомендуется к использованию в АСНИ и САПР «Колесный трелевочный трактор» при исследовании и оптимизации параметров рулевого управления существующих и проектируемых тракторов для заготовки леса.

Ключевые слова: математическая модель, колесный трелевочный трактор, рулевое управление, динамика

Скачать

Нгуен Лонг Лам, Као Хюи Жап, Гусейнов Э.М. Математическая модель для определения кинематических параметров технологического оборудования активного лесохозяйственного полуприцепа // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 223–235. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.223-235

Аннотация

Кинематический анализ показал, что при существующих геометрических соотношениях щита и его механизма в момент соприкосновения пачки деревьев возможен двойной удар, приводящий к резкому возрастанию нагрузок и разрушению щита. Наличие отрицательного угла задних рычагов затрудняет погрузку пачки деревьев. Разработана математическая модель для определения кинематических параметров технологического оборудования активного лесохозяйственного полуприцепа. Для анализа влияния различных факторов на кинематические параметры движения разработаны блок-схема алгоритма и программа расчетов на языке FORTRAN. Расчеты выполнены применительно к колёсному трактору T-40Л.

Ключевые слова: колесный лесохозяйственный трактор, активный лесохозяйственный полуприцеп, кинематические параметры и математическая модель

Скачать

Нгуен Лонг Лам, Гусейнов Э.М. Определение динамических и статистических усилий в элементах конструкции трелевочного щита лесохозяйственного трактора // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 236–246. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.236-246

Аннотация

Приведена математическая модель для исследования динамики колесного лесохозяйственного трактора с активным полуприцепом в процессе погрузки пачки деревьев. Установлены минимальные значения нормальной составляющей скорости и ударного импульса. Расчеты, проведенные на основе математической модели, показали, что при погрузке пакета с помощью четырехзвенного щита, минимальные значения нормальной составляющей скорости и ударного импульса соответствуют значению угла φ, определяющего положение щита в момент контакта с пакетом, равного 55°. Величина ударного импульса при значении φ = 55° практически не зависит от коэффициента трения f. Апробация модели выполнена применительно к лесохозяйственному трактору Т-40Л.

Ключевые слова: колесный лесохозяйственный трактор, активный лесохозяйственный полуприцеп (АЛП), кинематические параметры, математическая модель и ударные импульсы

Скачать

Сидоренков Н.В., Мартынов Б.Г., Тарабан М.В. Обоснование проактивной стратегии профилактики гидромарипуляторов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 247–255. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.247-255

Аннотация

Из анализа исследований по разработке систем технического обслуживания и ремонта следует, что самая прогрессивная система, проактивная, предусматривает предупреждающие меры обслуживания, исходя из статистических результатов отказов наименее надежных узлов и сопряжений. Для обоснования проактивной стратегии профилактики (ПСП) необходимо определить надежность элементов гидроманипуляторов (ГМ), собрать статистические данные об отказах этих элементов, разработать правила, по которым проводятся техническое обслуживание и ремонт (ТО и Р). Для обоснования критерия ПСП наиболее подходит методика, в которой для формирования стратегии, во-первых, применялся анализ текущего технического состояния объекта и, во-вторых, вводилось понятие «относительная вероятность», представляющее разность между вероятностью безотказной работы и вероятностью отказа. На основе этого введено понятие «квантиль вероятности» и на его основании определены области благоприятной эксплуатации механизма, где 0 ≤ r(t) ≤ 1, время первого диагностирования tD 1, при котором r(t) = 0,75, время второго диагностирования tD 2 (корректировка кривой изменения диагностического параметра), при котором вероятности P(t) и Q(t) пересекаются (в идеальном случае это значение равно 0,5), и время, когда машину можно ставить на ремонт [r(t) = –0,5]. Но так как кривые вероятностей корректируются по результатам текущего технического состояния машин, то интенсивности безотказной работы и отказов имеют разные коэффициенты. А область профилактики определяется областью изменения функции относительной вероятности r(t) от +0,75 до –0,5. Точка, в которой r(t) = 0, определяет оптимальное время обслуживания машины. Эта методика позволяет руководителю самостоятельно принимать решения по управлению техническим состоянием машины. Но в случае таких механизмов, как ГМ, которые в основном работают сезонно и при полной нагрузке, необходимо ужесточение допустимых или даже предельных значений диагностических параметров, и при организации проактивной системы ТО и Р не обязательно определять кванты диагностирования. В данном случае осуществляется постоянный контроль, и поэтому необходимо определить критическую точку, после которой следует в обязательном порядке остановить ГМ, провести техническое обслуживание и предварительный ремонт. Цель исследования – обоснование проактивной стратегии профилактики ГМ, предусматривающей предупреждающие меры обслуживания, исходя из статистических результатов отказов наименее надежных узлов и сопряжений. Определены условия изменения параметров технического состояния для определения времени профилактики, контролируемые параметры, получено выражение для определения времени профилактики.

Ключевые слова: гидроманипулятор, проактивная, стратегия, профилактика

Скачать

3. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Спицын А.А., Белоусов И.И., Турсунов Т.Б., Хен В.А. Термохимическая конверсия измельченной уплотненной растительной биомассы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 256–272. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.256-272

Аннотация

Рассмотрены аппарат уплотнения с частичной химической переработкой сырья и инновационная технология получения гранулированного активированного углеродсодержащего продукта и жидкого биотоплива методом уплотнения (пеллетирования) предварительно измельченного сырья, ускоренного гидролиза, пиролиза, с последующей активацией. Приведены результаты апробации технологии на стендовых установках и аппаратах. Показано, что полученные гранулы соответствуют основным показателям отечественных и зарубежных стандартов на пеллеты из растительного сырья. В процессе производства протекает химическая модификация исходного сырья, на что указывает повышенное значение содержания лигнина в образцах. При проведении пиролиза полученных пеллет производятся гранулированный углистый остаток, жидкое биотопливо и горючая парогазовая смесь. Из гранулированного углистого остатка получены активированные угли, имеющие адсорбционную активность по йоду, сравнимую с древесным углем марки ДАК. Одним из направлений дальнейших исследований является подбор различных добавок в сырье перед проведением уплотнения и грануляции для улучшения свойств пеллет, в частности повышения теплотворной способности и уменьшения зольности. Однако наиболее интересное направление использования уплотненных отходов растительной биомассы в виде пеллет – в качестве сырья для термохимической переработки с целью получения энергетически плотных продуктов, в частности пиролиза. Исследование показало целесообразность разработки единой автономной технологии переработки отходов растительной биомассы с получением конкурентно-способных товарных продуктов: гранулированных активированных углей, жидкого биотоплива, а также парогазовой смеси с достаточной теплотворной способностью для обеспечения работы специальных топочных устройств.

Ключевые слова: пеллетирование, уплотнение, биотопливо, автогидролиз, лигнин, углистый остаток, растительное сырье, пиролиз, активация, гранулированный активированный уголь.

Скачать

Евдокимова Е.В., Юрьев Ю.Л. Влияние удельного расхода пара и температуры процесса активации на выход и качество активного осинового угля // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 273–279. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.273-279

Аннотация

Осина по запасам древесины среди лиственных пород занимает в России второе место. Ресурсы используются неудовлетворительно, что в настоящее время вызывает интерес исследователей. Цель исследования – получить активный уголь на основе осиновой древесины с достаточно высокими сорбционными характеристиками. Проведены необходимые исследования, в ходе которых изучалось влияние основных факторов процесса активации на выход и качество получаемого угля. Для активации использовали образец промышленного древесного угля, который соответствовал требованиям ГОСТ 7657. Уголь был получен из древесины осины на модульной пиролизной установке типа МПРУ при конечной температуре пиролиза 600 °С. Для определения показателей качества как древесного, так и активного угля, использовались общепринятые методы анализа. Для определения закономерностей процессов активации применялись математические методы планирования эксперимента. Из множества факторов, влияющих на процесс активации, выбраны три основных: температура (Х1), удельный расход водяного пара (Х2), продолжительность процесса активации (Х3). Температура процесса активации изменялась в диапазоне 760…820 °С, удельный расход водяного пара составлял 1,3–1,8 кг/кг древесного угля, продолжительность активации менялась от 90 до 120 мин. В качестве функций отклика приняты: Y1 – выход активного угля (%); Y2 – суммарный объем пор (см3/г); Y3 – адсорбционная активность по йоду (%). Эксперимент позволил получить уравнения регрессии, адекватно описывающие влияние основных действующих факторов на выход и свойства активного угля. Полученные результаты по активации осинового активного угля сравнивались с аналогичными исследованиями, которые проводились по активации березового угля. В результате исследования установлено: на выход активного угля как из осины, так и из березы, в большей мере влияет удельный расход пара. Суммарный объем пор активного угля напрямую зависит от температуры и удельного расхода пара. При активации осинового древесного угля большее влияние имеет удельный расход пара. Осиновый активный уголь имеет показатель активности по йоду примерно на 15…20% выше, чем березовый, полученный в тех же условиях.

Ключевые слова: осина, осиновый уголь, активный уголь

Скачать

4. ПЕРСОНАЛИИ

Кузнецов Е.Н., Смирнов А.П., Чертов О.Г. Памяти Светозара Николаевича Сеннова // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 224. С. 280–283. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.224.280-283

Аннотация

17 мая 2018 года ушел из жизни профессор кафедры лесоводства Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета, доктор сельскохозяйственных наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации Светозар Николаевич Сеннов.

Ключевые слова: персоналии, некролог

Скачать

Выпуск 223

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Нгуен Ван Зинь, Грязькин А.В., Беляева Н.В., Фан Тхань Лам, Шахов А.Г. Естественное возобновление хвойных пород на площадях лесных культур // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 6–15. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.6-15

Аннотация

Создание лесных культур – важная часть лесовосстановительных мероприятий в лесохозяйственном производстве. Не всегда и не везде искусственное лесовосcтановление оказывается эффективным. Основными причинами этого являются некачественная обработка почвы и несоблюдение схемы посадки (расстояние между бороздами и между растениями в борозде), несоблюдение сроков посадки и отсутствие предусмотренных уходов, т. е. в целом, нарушается технология создания лесных культур. Следствием этого часто является низкая приживаемость и невысокая сохранность лесных культур. С другой стороны, обработка почвы под лесные культуры – это так же и эффективная мера содействия естественному возобновлению не только для лиственных, но и для хвойных пород. Самосев не испытывает пересадочного шока, как сеянцы и саженцы, и поэтому рост и развитие подроста происходит естественным образом, более динамично. На богатых почвах наиболее успешно идет возобновление ели и лиственных пород. Сосна в этих условиях вытесняется мощным травостоем и густым подростом лиственных пород. Главная причина этого – гелиофильность сосны. По динамике роста самосев хвойных пород нередко опережает лесные культуры. Особенно отчетливо это проявляется в первые годы после создания лесных культур, когда высаженные сеянцы или саженцы испытывают пересадочный шок и адаптируются к новым условиям места произрастания, а самосев наоборот, не испытывая никакой конкуренции со стороны травостоя в первые годы после обработки почвы успешно растет. Если подготовка почвы была проведена в год обильного урожая семян хвойных, то количество самосева по численности во много раз превосходит лесные культуры любой густоты. Кроме самосева, на любой вырубке присутствует определенное количество подроста, сохранившегося после проведения рубки. В отдельных случаях доля подроста предварительного возобновления в составе молодняков достигает по численности 25–30%. Появление самосева и подроста на площадях лесных культур связано со множеством сопутствующих факторов. В первую очередь – это количество семян поступающих на обработанную почву. Второй фактор по важности – качество обработки почвы, а именно – степень ее минерализации. Третий, не менее важный фактор – условия произрастания, тип лесорастительных условий. Четвертый – конкуренция со стороны травостоя и молодняка лиственных пород.

Ключевые слова: лесные экосистемы, лесные культуры, естественное лесовозобновление, самосев, подрост, живой напочвенный покров

Скачать

Мишукова И.А., Лебедев П.А., Крюковский А.С., Богомолова Е.В. Фитонцидная активность растений в условиях закрытого грунта на примере Fittonia gigantea (Acanthaceae), Costus cuspidatus (Costaceae) и tradescantia spathaceae (Commelinaceae) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 16–27. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.16-27

Аннотация

Городская среда содержит большое количество патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Из года в год они становятся все более опасны для человека. Загрязненность воздуха внутри зданий намного выше, чем снаружи из-за благоприятных условий для роста численности различных микроорганизмов, в том числе плесневых грибов. Использование растений с активными фитонцидными (бактерицидными, противовирусными и антигрибковыми) свойствами является наиболее безопасным и целесообразным способом очистки воздуха, несмотря на большое количество современных технологических средств. В настоящее время проведено большое количество исследований по изучению фитонцидного воздействия растений закрытого грунта на патогенную микрофлору, однако важной проблемой остается поиск новых перспективных видов, обладающих активным санирующим эффектом. Цель работы состояла в изучении видов растений, обладающих фитонцидной активностью по отношению к спорам плесневых грибов, содержащихся в воздушной среде помещений. Один из наиболее распространенных плесневых грибов внутри помещений – Penicillium aurantiogriseum Dierckx, споры которого сохраняются в воздухе многие годы, устойчивы к воздействию физико-химических условий окружающей среды и могут вызывать у человека самые разнообразные заболевания – аллергию, инфекционные процессы, хроническое отравление токсинами и др. Исследование выявило активное фитонцидное воздействие летучих выделений магнолиофита Fittonia gigantea Linden по сравнению с другими опытными цветковыми растениями (Costus cuspidatus (Nees & Mart.) Maas, Tradescantia spathacea Sw.) на споры гриба P. aurantiogriseum Dierckx. Данное растение может быть рекомендовано для применения в озеленении помещений и санации воздушной среды от таких патогенных для человека микроорганизмов, как плесневые грибы.

Ключевые слова: фитонцидная активность, воздушная среда, летучие биологически активные вещества, Fittonia gigantea, Penicillium aurantiogriseum

Скачать

Смирнов А.П., Смирнов А.А., Монгуш Б.Ай-Д. Продуктивность хвойных древостоев и естественное возобновление на вырубках в связи с плодородием лесной почвы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 28–46. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.28-46

Аннотация

Цель исследования – выявить влияние эффективного плодородия лесных почв на продуктивность чистых по составу ельников и сосняков, а также на успешность последующего естественного лесовозобновления на вырубках. Эффективное плодородие лесных почв по О.Г. Чертову – это отношение мощности гумусового горизонта к мощности лесной подстилки (гумусо-подстилочный коэффициент, ГПК). Продуктивность взрослых ельников Ленинградской области имеет высокую прямую корреляционную связь с ГПК (R2 = 0,884). Наивысшая продуктивность ели (бонитеты Iа и Iа,5) характеризуется коэффициентами плодородия, равными соответственно 2 и 2,3. Зависимость продуктивности сосняков от ГПК оказалась значительно менее тесной, чем ельников (R2 = 0,464). В сосняках с наивысшей продуктивностью (бонитеты Iа,5-Iб,5) ГПК составляет 1,7–3,5. На вырубках давностью 5–15 лет величина ГПК закономерно возрастает по исходным типам леса от бедных к сравнительно богатым местообитаниям. При этом изменяются густота и состав подроста, как общего, так и подроста хвойных пород. Наибольшая общая густота подроста (20–22 тыс. экз./га), с достаточно большой долей хвойного подроста – 5–6 тыс. экз./га – характерна для почв среднего плодородия (ГПК = 1,2), но с некоторым переувлажнением – в типах леса черничники влажные и долгомошники. Наибольшее количество подроста хвойных пород (с преобладанием сосны в составе) – 8–13 тыс. экз./га – присуще бедным и сухим местообитаниям (вересковый и брусничный типы леса). С увеличением эффективного плодородия почв происходит смена подроста сосны на подрост ели, причем густота подроста хвойных в целом снижается. Эта густота имеет нелинейную тесную отрицательную связь с ГПК (R2 = 0,916). Густота подроста березы от плодородия почвы не зависит (R2 = 0,025), тогда как густота подроста осины имеет с ним высокую положительную связь (R2 = 0,706). Разрастание подлеска с ГПК слабо связано, но в большинстве случаев подлесок снижает густоту подроста хвойных пород и, в частности, подроста сосны. Разрастание трав, особенно злаков, характерно для богатых почв, и также оказывает существенное отрицательное влияние на густоту хвойного подроста. Таким образом, почвы, обладающие наибольшим эффективным плодородием, после вырубки материнского древостоя быстро заселяются конкурентами сосны и ели: травами, подлеском и лиственными породами, прежде всего осиной. Следовательно, по исходному типу леса и составу древостоя, определяющим эффективное плодородие почв, при отсутствии хозяйственных мер по содействию естественному возобновлению хвойных пород, можно уверенно прогнозировать успешность естественного последующего лесовосстановления всех лесообразующих пород на вырубках.

Ключевые слова: хвойные леса, типы леса, плодородие лесных почв, вырубки, естественное лесовозобновление, подлесок, травяной покров

Скачать

Данилов Д.А., Жигунов А.В., Рябинин Б.Н., Вайман А.А. Оценка состояния лесных и постагрогенных почв ленинградской области и перспективы интенсивного лесовыращивания на этих территориях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 47–63. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.47-63

Аннотация

Используя потенциальное плодородие посагрогенных почв, можно выращивать целевые древесные насаждения и получать балансовую и товарную древесину в более короткие сроки, чем на землях лесного фонда. Проблематика данного вопроса мало исследована и в настоящее время необходимо оценить перспективность выращивания насаждений высокой продуктивности на постагрогенных. Целью проведённого исследования было сравнение лесных и постагрогенных почв по таким параметрам, как содержание углерода органического вещества и общего азота, для прогнозирования перспективности организации хозяйства с ускоренным выращиванием продуктивных древесных насаждений на залежных землях. На постагрогенных и лесопокрытых землях были подобраны площади со сходными условиями почвообразования под спелыми древостоями, относящихся к типам леса: черничник, кисличник и дубравнотравный и почвенными комплексами постагрогенных залежных земель. Проводилась оценка ряда физико-химических показателей почв по общепринятым в почвоведении методикам: определялся гранулометрический состав, плотность сложения и мощность генетических почвенных горизонтов. Плотность сложения всех горизонтов оценивалась по Качинскому; определение углерода проводилось сухим озолением, общего азота по Кьельдалю, рН солевой вытяжки потенциометрическим методом. Анализ запасов углерода органического вещества (Сорг) и азота (Nобщ) в генетических горизонтах почв черничного, кисличного и дубравнотравного типов леса показывает увеличение содержания органического вещества и общего азота от черничного к дубравнотравному типу леса. Происходит снижение содержания органического углерода от гумусового горизонта к оподзоленному: в дубравнотравных типах леса – в 2,8; кисличных – в 7,6; в черничных – в 8,5 раз. Возобновление на постагрогенных землях носит куртинный характер или происходит по микро понижениям бывших борозд. Содержание органического вещества в пахотном горизонте данных участков постагрогенных земель находится на уровне кисличного типа леса. Содержание общего азота в данных почвах высокое от 5 до 7,4 т/га – на уровне дубравнотравного типа леса. Отношение С:N, которое характеризует обогащенность гумуса азотом, для большинства гумусовых горизонтов почв составляет 8–10, что отвечает высокой и средней степени обеспеченности этим элементом. По содержанию Сорг и Nобщ в верхнем горизонте почвы образуют следующий убывающий ряд: травяно-дубравный тип леса > залежные земли > кисличный тип леса > черничный тип леса > пашня. Проведённый сравнительный анализ физического и агрохимического состояния постагрогенных и лесных почв показал, что несмотря на предшествующее антропогенное воздействие, агрозёмный горизонт сохраняет высокое содержание органического вещества и общего азота. Ухудшение свойств постагрогенных почв на исследуемых участках не происходит и трансформации в сторону природных лесных почв региона не наблюдается, несмотря на длительный период залежности (свыше 30 лет). Соотношение углерода и азота в постагрогенных почвах по почвенному профилю показывает более высокое плодородие, чем в лесных почвах, где показатель С:N оптимален только части горизонта А1. Оценивая пригодность обследованных участков залежных земель на предмет ускоренного выращивания различных древесных пород для получения биомассы, можно констатировать, что уровень содержания органического вещества и общего азота превышает или соответствует условиям произрастания по IA –I классу бонитета для региона исследования.

Ключевые слова: лесные и постагрогенные почвы, органическое вещество, общий азот, плотность почвы, соотношение углерода и азота в почве

Скачать

Ходачек О.А. Влияние почвенного фактора на состояние древостоев ели европейской Picea abies (L.) и сосны обыкновенной Pinus sylvestris (L.) в условиях Ленинградской области и уезда Ида-Вирумаа (Эстония) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 64–77. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.64-77

Аннотация

Рассматривается проблема воздействия почвенного фактора на состояние древостоев ели европейской Picea abies (L.) и сосны обыкновенной Pinus sylvestris (L.). Цель работы – выявление возможной взаимосвязи между состоянием зеленых насаждений и физико-химическими свойствами почвы, на которой они произрастают. В рамках исследования было заложено 11 пробных площадей постоянного наблюдения, расположенных на территории городских лесов в различных районах Санкт-Петербурга (Выборгский, Курортный, Пушкинский), в Выборгском районе Ленинградской области, в Эстонской Республике (уезд Ида-Вирумаа). На каждой пробной площади проведено таксационное описание и дана оценка фитосанитарного состояния от 70 до 100 деревьев, определен средний балл состояния древостоя в целом. Приведены факторы ослабления, выявленные при рекогносцировочном обзоре, проведенном в конце вегетационного периода на каждой пробной площади (по состоянию на сентябрь 2017 г.). Рассматриваются результаты комплексного агрохимического анализа почвы обследуемых участков: гранулометрический состав, количество органического вещества и кислотность почвы, содержание в почве обменного калия и подвижного фосфора. На основании полученных данных определена степень окультуренности почвы. Проводится анализ катионно-анионного состава водной вытяжки почвы с расчетом суммы токсичных солей на обследуемых территориях. Результаты почвенного анализа показали достаточную обеспеченность растений подвижным фосфором и органическим веществом, пониженное содержание обменного калия и высокий уровень кислотности почвы на большинстве обследуемых участков. Показатель суммы токсичных солей в почве не превышает порогового значения. Выявлены почвенные факторы, оказывающие наибольшее воздействие на фитосанитарное состояние сосновых и еловых древостоев: значение pH и уровень содержания токсичных солей в почве.

Ключевые слова: городские леса, агрохимический анализ почвы, факторы ослабления древостоев Picea abies (L.) и Pinus sylvestris (L.).

Скачать

Ершов П.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Многомерная оценка плюсовых деревьев ели европейской (Picea abies) по пигментному составу хвои // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 78–99. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.78-99

Аннотация

Исследовали многопараметрическую близость плюсовых деревьев ели европейской по комплексу показателей пигментного состава хвои. Изучены вегетативные потомства 21 плюсового дерева ели европейской в возрасте 34 лет. Они размещены по единой схеме в архиве клонов на территории Нижегородской области. Комплексная оценка генетической близости сравниваемых объектов дана с помощью методов кластерного и факторного анализа по 24 признакам пигментного состава 1-летней и 2-летней хвои. Вытяжки пигментов в 96% этаноле анализировали спектрофотометром «Grating 722». Выбор длин волн, соответствовал максимумам поглощения: хлорофилла-a (663 Нм), хлорофилла-b (645 Нм), каротиноидов (440 Нм). Определяли их раздельное и общее содержание, а также соотношение между ними. Обнаружена дифференциация ассортиментного состава плюсовых деревьев ели европейской. Масштаб проявления их фенотипической неоднородности по многочисленным признакам, введенным в схему опыта, неодинаков. Подтверждена устойчивость соотношений между исследованными плюсовыми деревьями. Их состав был организован в кластеры, в той или иной степени удалённые один от другого. Поскольку зафиксированные различия и отмеченный характер группировки плюсовых деревьев сформировались на выровненном экофоне, возникают все основания признать их наследственный характер. Контрастность проявления и генотипическая обусловленность многопараметрических различий между плюсовыми деревьями ели европейской по пигментному составу разновозрастной хвои может служить основанием для привлечения данных показателей для осуществления многомерной идентификации и классификации объектов лесной селекции. Плюсовые деревья, представляющие разные кластеры, имеют меньше шансов оказаться близкими родственниками, в то время как объекты, входящие в состав одного кластера или, тем более, микрокластера, потенциально сходны в генетическом плане. Полученная информация об их комплексной близости позволит формировать оптимальный состав лесосеменных плантаций, исключая риск возникновения негативного эффекта инбредной депрессии семенного потомства.

Ключевые слова: ель европейская, плюсовые деревья, хвоя, хлорофилл-a, хлорофилл-b, каротиноиды, факторный анализ, кластерный анализ

Скачать

Черниховский Д.М. Использование автоматической классификации рельефа Ивахаши и Пайка для оценки количественных и качественных характеристик лесов на основе моделей высот рельефа и поверхности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 100–126. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.100-126

Аннотация

Целью статьи является оценка и интерпретация связей между морфометрическими характеристиками рельефа и характеристиками лесов средствами геоинформационных технологий и морфометрического анализа. Актуальность данного направления связана с поиском количественных характеристик ландшафтов, способных определять изменчивость количественных и качественных характеристик лесов. В качестве модельной территории выбрана центральная часть бывшего Лисинского учебно-опытного лесхоза Ленинградской области. Модельная территория разбита на ячейки регулярной сети с шагом 1000 м. На модельную территорию сформирован геоинформационный проект с использованием баз данных лесоустройства и цифровых моделей высот. Выполнено формирование и сравнительная оценка двух моделей высот – модели рельефа (на основании оцифрованных топографических карт) и модели поверхности (по материалам интерферометрической радарной съемки SRTM). С помощью профилей и линейной регрессии оценены расхождения между моделями. Отмечен однородный характер изменения высот двух моделей со значительной изменчивостью высот модели SRTM и средним расхождением между высотами моделей порядка 15 м. Для моделей высот рельефа и поверхности выполнена автоматическая классификация рельефа по алгоритму Ивахаши и Пайка (путем последовательного определения и анализа набора морфометрических характеристик – крутизны склонов, текстуры и выпуклости). Результаты классификации обеих моделей высот существенно отличаются, что может объясняться влиянием лесного полога на результаты съемки SRTM. Получены результаты регрессионного анализа связей характеристик лесов (зависимые переменные) с классами форм рельефа (независимые переменные). Наличие связей между характеристиками лесов и результатами классификации рельефа может объясняться влиянием рельефа на формирование лесных местопроизрастаний. Перспективы исследований в данном направлении связаны с совершенствованием теории и практики лесоучетных работ на основе количественного анализа пространственных данных о лесных ландшафтах с применением геоинформационных технологий и дистанционных методов.

Ключевые слова: автоматическая классификация рельефа, таксация лесов, геоморфометрия, количественные и качественные характеристики лесов, цифровая модель рельефа, цифровая модель поверхности.

Скачать

Ковязин В.Ф., Фам Тхи Хиен Лыонг Горизонтальная структура фитоценозов Курортного лесопарка Санкт-Петербурга в условиях интенсивной рекреационной нагрузки // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 127–139. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.127-139

Аннотация

Курортный лесопарк расположен на территории северного побережья Невской губы, в границах Курортного и Приморского административных районов Санкт-Петербурга. Эти городские леса являются любимым местом отдыха петербужцев. По данным лесного отдела Курортного лесопарка в летний период число рекреантов составляет около миллиона человек, которые сосредотачиваются на землях, расположенных вблизи Финского залива. Это Молодежное, Комаровское, Сестрорецкое и Песочинское лесничества. Большое количество отдыхающих сосредоточено на малой площади, что вызывает деградацию фитоценозов, которая влияет на структуру насаждений, в особенности на горизонтальную структуру растительности. В городских лесах Санкт-Петербурга из хвойных древесных пород преобладают сосна обыкновенная, ель европейская; из лиственных – берёза повислая и ольха черная. Важность проблемы горизонтальной структуры лесов доказывается всем накопленным опытом ее разработки в равнинных условиях. Горизонтальная структура фитоценозов относительно однородна. Парцеллы различается лишь по условиям произрастания насаждений. Парцеллярную структуру лесопарковых фитоценозов изучали в различных типах леса с разной рекреационной нагрузкой. Парцеллы различаются между собой составом, структурой, свойствами компонентов, распределением их по площади. Уставлено, чем больше мелких парцелл, возникших в результате интенсивной рекреации, тем выше степень угнетения всех компонентов и фитоценоза в целом. Количество и размеры парцелл зависят от типа леса и развития живого напочвенного покрова. В то же время между ними существует связь, принадлежащая древесным эдификаторам, т. е. видам, которые обладают самыми сильными средообразующими свойствами. Количество и размер парцелл зависят от типа леса и рекреационного воздействия на фитоценоз.

Ключевые слова: парцеллы, структура, парковый фитоценоз, живой напочвенный покров, рекреационное воздействие

Скачать

Дурова А.С., Жигунов А.В. Влияние биоугля на показатели плодородия почв и рост сеянцев ели в посевных отделениях лесных питомников // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 140–153. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.140-153

Аннотация

Улучшение агрохимических, физико-химических и биологических показателей почвы в результате внесения биоугля в качестве мелиоранта доказано множеством исследований. Наиболее эффективным при выращивании сельскохозяйственных культур оказалось применение мелиоранта в дозах от 1 до 30 т/га биоугля. Однако вопрос о влияния биоугля на рост сеянцев хвойных пород в посевных отделениях лесных питомников в научной литературе затронут не был. Целью исследования была оценка влияния различных доз биоугля на агрохимические параметры почв лесных питомников различного гранулометрического состава и на рост сеянцев ели обыкновенной Picea abies (L.). Фракции биоугля мелкого помола (диаметр частиц менее 5 мм) вносились в метровые отрезки пяти строчных посевных лент в дозах 5 и 25 т/га. В контрольных вариантах опыта биоуголь не вносился. Для посева использовали сухие семена хвойных пород, подготовленные к посеву по стандартным методикам. Проведение агротехнических приемов по выращиванию сеянцев проводилось по стандартным технологическим картам. Эксперимент проводился в пятикратной повторности. Изучался рост и развитие сеянцев ели европейской в течение трех вегетационных сезонов, а также показатели плодородия почв в посевных отделениях лесных питомников. На опытных делянках в конце каждого вегетационного сезона определялась высота сеянца и диаметр корневой шейки. Для определения массы было отобрано 30 модельных сеянцев. Масса определялась после высушивания до постоянного веса при температуре 80 С. Оценку параметров почвенного плодородия проводили по показателям содержания углерода органического вещества, кислотности, а также определялось содержание доступных форм азота, фосфора и калия. Выполнение агрохимических анализов производилось по стандартным методикам. Отбор проб почвы производился методом конверта в соответствии с ГОСТ 174.3.01–83. Для оценки достоверности влияния применяемых доз биоугля на рост сеянцев использовался однофакторный дисперсионный анализ. Внесение биоугля в почву посевного отделения питомников в дозе 5 и 25 т/га повлияло на изменение агрохимических показателей как песчаной, так и супесчаной почвы. В более плодородной супесчаной почве биоуголь положительно воздействовал на агрохимические показатели, что привело к улучшению показателей роста ели в первый вегетационный период. Однако воздействие биоугля на агрохимические показатели супесчаной почвы с течением времени постепенно снижалось. При внесении биоугля в дозе 5 т/га быстро срабатывается углерод, снижается содержание азота, что приводит к нивелированию показателей роста сеянцев по высоте уже после второго вегетационного сезона. Однако увеличение диаметра корневой шейки и массы сеянца достоверно по отношению к контролю при внесении и 5, и 25 т/га биоугля после трех лет выращивания. На песчаной почве эффект воздействия биоугля на почву более растянут во времени. К концу 3-го года положительные изменения агрохимических параметров почвы все еще продолжаются при внесении и 5, и 25 т/га биоугля. Однако вследствие более низких агрохимических показателей песчаной почвы рост сеянцев в этих условиях остается низким, и сеянцы за три года выращивания не достигают стандартных параметров даже при внесении мелиоранта.

Ключевые слова: биоуголь, лесной питомник, скорость роста, сеянцы, ель европейская

Скачать

Гиевая Л.П., Гусева Е.А., Калмыкова А.Л., Овчаренко Е.А., Пчеляков С.Н. Обоснование ассортимента растений для формирования сенсорных модулей на пришкольных участках города Саратова // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 154–164. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.154-164

Аннотация

При проектировании или реконструкции пришкольных участков необходимо учитывать современные требования к организации учебного процесса и досуга школьников. 95% пришкольных территорий в г. Саратове этим требованиям не соответствуют. Одно из современных направлений в организации пришкольной территории – создание сенсорных модулей с включением растительности для повышения рекреационного, оздоровительного, познавательного и чувственного (сенсорного) восприятия детей школьного возраста. Сенсорные модули должны включать в себя набор элементов, растений, конструкций и их комбинации, соответствовать нормам и правилам безопасности, быть яркими, интересными для игр и занятий школьников разного возраста. Большая часть детей, обучающихся в учебных заведениях г. Саратова, является кинестетиками и визуалами. Эта особенность связана со спецификой информационной среды города и с недостатком в ней природных компонентов. Для развития у них обонятельной, слуховой, тактильной подсистем необходимо включать в сенсорные модули растения и элементы, обладающие соответствующими характеристиками: ароматами, фактурными поверхностями, разнообразными звуками. Социологический опрос позволил определить качественные характеристики сенсорных модулей, привлекательные для детей школьного возраста. Выявлены приятные для детей группы ароматов, цвета и их сочетания, звуки природы, фактуры поверхностей, тактильные ощущения и предпочтительные виды отдыха. На основе этих характеристик подобран ассортимент растений для их размещения в сенсорных модулях на территории пришкольных участков г. Саратова. Даны рекомендации по формированию базовых сенсорных модулей из ассортимента деревьев, кустарников, лиан и многолетних травянистых растений, пригодных для выращивания на пришкольных участков в городах степной зоны. Растения для сенсорных модулей на пришкольных участках должны иметь пиковую декоративность в весенний и осенний периоды, то есть во время учебного процесса. Базовые сенсорные модули могут иметь площадь всего в несколько квадратных метров. Поэтому возможности для их размещения имеются на пришкольных участках любой площади. В зависимости от конфигурации участка их комбинации могут быть различными.

Ключевые слова: Саратов, сенсорный модуль, тип восприятия, школьник, пришкольный участок, миксбордер, ассортимент, дерево, кустарник, лиана, цветник

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Александров В.А., Гомон Д.Ю. Вибронагруженность оператора валочно-трелёвочной машины в процессе наведения захватно-срезающего устройства на дерево // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 165–173. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.165-173

Аннотация

Разработана динамическая модель системы «Оператор – валочно-трелёвочная машина – предмет труда – дерево». Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Система дифференциальных уравнений решена относительно упругой деформации сидения. Апробация модели осуществлена на примере серийно выпускаемой валочно-трелёвочной машины ЛП-17А.

Ключевые слова: динамическая модель, математическое описание, нагруженность

Скачать

Дручинин Д.Ю., Драпалюк М.В. Использование крупномерного посадочного материала при создании и реконструкции защитных лесных насаждений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 174–186. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.174-186

Аннотация

Обозначена важнейшая роль защитных лесных насаждений в вопросе защиты сельскохозяйственных земель от негативных процессов ветровой и водной эрозии, роста оврагов и значительного промерзания. Рассмотрены существующие конструкции лесных полос, являющихся частью защитных лесных насаждений. Отмечено неудовлетворительное состояние большинства существующих защитных лесополос, вследствие чего необходим ремонт либо реконструкция данных насаждений. Показана перспективность применения крупномерного посадочного материала, пересаживаемого с комом почвы, при выполнении работ по защитному лесоразведению. Представлена разработанная конструкция выкопочной машины. Орудие агрегатируется с трактором и применяется для работы в лесных питомниках, где наблюдается рядное размещение выкапываемых растений. Для повышения эффективности процесса заготовки посадочного материала с возможностью работы под пологом леса разработано технологическое оборудование для выкопки и пересадки крупномерных саженцев, размещаемое на базе гидроманипуляторных установок. Представленные машины могут также применяться для подготовки посадочных мест под посадку ими же выкопанных саженцев. При этом образованное посадочное место будет полностью повторять контуры кома почвы высаживаемого растения. Рассмотрены положения Стратегии развития защитного лесоразведения в Российской Федерации до 2020 года. Выявлена необходимость создания 4 млн га защитных лесных насаждений для устранения негативных процессов эрозии и опустынивания сельскохозяйственных земель и предотвращения дальнейшей деградации агротерриторий. Предложенная технология использования крупномерного посадочного материала в защитном лесоразведении и средства механизации процесса выкопки и пересадки саженцев с комом почвы позволяют повысить эффективность и качество создания, ремонта или реконструкции защитных лесных полос.

Ключевые слова: защитное лесоразведение, защитные лесные насаждения, лесная полоса, крупномерный посадочный материал, выкопка саженцев, выкопочная машина

Скачать

Зубова О.В., Силецкий В.В., Козлов А.П., Кузнецов К.В. Исследования дорожных смесей на основе грунтов лесной зоны и нефелинового шлама с добавками минеральных вяжущих // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 187–200. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.187-200

Аннотация

В исследованиях рассматривается вариант решения проблемы строительства лесных дорог. В качестве одного из решений данной проблемы представлено создание нового экономически доступного материала – смесей из грунта и нефелинового шлама, укрепленного минеральными вяжущими. Ранее проведенные исследования дорог, построенных с применением шламов, подтвердили эффективность и экономическую выгоду использования данного отхода промышленности. Нефелиновый шлам преимущественно исследовался как самостоятельный материал, смеси нефелинового шлама с лесными грунтами мало исследованы. Были проведены исследования нефелинового шлама как компонента, укрепляющего грунты лесной зоны Северо-Запада. В статье приведены результаты исследований таких смесей, как смесь песка, обработанного шламоцементом; смесь суглинка, обработанного шламоцементом. Результаты исследований подтверждают потенциальную эффективность использования нефелинового шлама для строительства лесных дорог в зоне Северо-Запада.

Ключевые слова: нефелиновый шлам, лесные дороги, лесные грунты, дорожное строительство, песок, суглинок

Скачать

Гааг С.В. Моделирование перемещения грунтомета при тушении лесных пожаров // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 201–212. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.201-212

Аннотация

Применение грунта для противодействия лесным пожарам метанием фрезерными агрегатами перспективно, так как в лесах на сухих почвах, на равнине около кромки огня его имеется в большом объеме. Перспектива его применения требует автоматизации и совершенствования технологии грунтометов. Целью настоящей статьи является исследование модели перемещения грунтомета при тушении лесных пожаров, так как в основе модернизации его технологии лежит оценка динамических факторов. Методика исследования базируется на оценке влияния макросреды на работу грунтомета при тушении лесных пожаров, моделировании этого процесса на основе уравнений баланса сил и их моментов, а также численном расчете модели. Ключевым преимуществом грунтомета является параллельное выполнение спектра функций при активном тушении огня: торможение (ингибирование и засыпка огня грунтом), локализация (за счет борозды глубиной 15–30 см, с выемкой грунта) и дотушивание пожара (посредством полосы вдоль периметра пожара). Следует учесть, что случайный характер неоднородности почвы приведет к неустановившемуся режиму нагружения привода, появятся колебания частоты вращения и стохастические угловые ускорения. Фрезерование грунта при тушении пожара в отличие от землеройных машин требует высоких скоростей резания (vp > 20 м/с) и приоритет динамических факторов. Помимо этого, конструкция грунтомета обеспечивает малые значения коэффициента трения ножа фрезерной лопатки о грунт, так как происходит поперечное фрезерование почвы. Данные факторы определяют необходимость исследования модели перемещения грунтомета при значительных скоростях фрезы и регулирование вектора метания грунта на кромку огня. Результаты численного анализа модели перемещения грунтомета для создания полос при тушении пожаров на основе сил подачи и момента, действующих на фрезу в зависимости от режимов работы, сопротивления грунта резанию, кинематических параметров, свидетельствуют о спектре режимов работы грунтомета и формирования стружки почвогрунта, что позволяет оптимизировать режим работы и конструкцию грунтомета.

Ключевые слова: лесной пожар, фреза, тушение, почвогрунт, минерализованная полоса, грунтомет, моделирование

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

Онегин В.И., Сергеевичев А.В. Физико-химические основы процессов формирования полимерных покрытий на твердой поверхности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 213–227. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.213-227

Аннотация

Лакокрасочные покрытия используются в различных отраслях народного хозяйства. Удачно сочетая комплекс положительных свойств, присущих полимерным материалам, с декоративными и физико-механическими свойствами древесины и древесных материалов, покрытия позволяют успешно реализовать многочисленные задачи по формированию защитно-декоративных покрытий на современном этапе научно-технического прогресса. В связи с широким использованием лакокрасочных покрытий в технике интенсивно разрабатываются новые лакокрасочные материалы, методы нанесения и приемы образования покрытий, совершенствуются аппаратура и методы исследования, расширяется область применения. В настоящей статье, основу которой составляют результаты многочисленных работ в области физико-химических процессов, проходящих на границе раздела жидкость – подложка при образовании лакокрасочных покрытий, сделана попытка обобщить накопленные материалы за годы исследований, при этом стремились к объективной оценке имеющихся данных, что позволяет указать на необходимость дальнейшего развития научных представлений, лежащих в основе процессов образования покрытий. Авторы стремились вскрыть физико- химическую сущность процессов образования покрытий и показать многофактурность процесса формирования лакокрасочного покрытия. При этом в меньшей степени обращалось внимание на конкретность того или иного режима, а рассматриваются кинетические закономерности и тенденции процесса. Формирование лакокрасочных покрытий включает в себя сложный комплекс стадий и технологических операций, каждая из которых требует специальных материалов и оборудования. Известные полимерные материалы могут быть модифицированы с учётом требований технологии и свойств твердой поверхности, которая играет определяющую роль во взаимодействии с лакокрасочными материалами, приводящими к образованию прочного адгезионного контакта и обеспечивающими требуемые физико-механические и защитно-декоративные свойства покрытия. Сложность физико-химических явлений на границе полимер – твердая поверхность требует использования имеющихся в смежных областях рекомендаций и теоретических представлений. Проведённые исследования позволяют утверждать, что для каждого конкретного сочетания лакокрасочного материала с подложкой устанавливаются параметры, присущие только данной конкретной системе взаимодействия, хотя общий экстремальный характер сохраняется. Проведенные исследования показывают, что подогрев поверхности подложки способствует улучшению смачивания её лакокрасочными материалами, что, в конечном итоге, повышает качество покрытий. Таким образом, если ставится задача рационального выбора технологического процесса отделки, необходимо учитывать влияние многочисленных факторов взаимного влияния межфазовых взаимодействий газовой среды, жидкости и твердого тела.

Ключевые слова: подложка (твердое тело), смачивание, растекание, адгезия, когезия, жидкость, газ, краевой угол, смесевый растворитель, модификация, энергия, отверждение

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Вураско А.В., Симонова Е.И., Минакова А.Р., Манойлович Д.Д. Изучение закономерностей влияния щелочной обработки на свойства органосольвентной целлюлозы из соломы риса // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 228–248. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.223.228-248

Аннотация

Получение доступных сорбентов на основе природных материалов, для визуального колористического определения содержания ионов металлов в загрязненных природных и сточных водах является актуальным направлением исследований. Сорбенты на основе технической целлюлозы удовлетворяют этим требованиям. В работе для получения технической целлюлозы предложено использовать биомассу соломы риса. Для удаления из соломы риса минерального компонента при проведении окислительно-органосольвентной варки используют стадию щелочной обработки, которая приводит к деструкции полисахаридов, снижая выход технической целлюлозы. В связи с этим целью работы является изучение закономерностей проведения щелочной обработки соломы риса для максимального сохранения высокого выхода технической целлюлозы, извлечения минеральной части и возможности применения данной целлюлозы в качестве колористического сорбента. С учетом предварительных исследований найдены оптимальные значения технологических факторов, обеспечивающих высокий выход волокнистого материала из соломы риса при минимальном содержании в нем минеральных компонентов. Последующая органосольвентная варка позволяет получить техническую целлюлозу с выходом – 48,8% от абсолютно сухого сырья (а.с.с), зольностью 0,05% от а.с.с., содержанием лигнина 2,5% от а.с.с., удовлетворительными прочностными характеристиками, высокими сорбционны