Публикации

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Гаврилова О.И., Грязькин А.В. Особенности восстановления лесного фотоценоза после сгоревшего сосняка на скальниках // Известия Санкт- Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 6–16. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.6-16

Аннотация

Установлено, что послепожарное восстановление лесной экосистемы имеет свои особенности. В результате низового лесного пожара сосняк черничный сменился березняком черничным. Это в первую очередь связано с лесорастительными условиями. Объект исследования – гарь 2006 года на юге Республики Карелия. Видовой состав, состояние и структура древостоя, подроста, подлеска и живого напочвенного покрова установлены с использованием метода круговых учетных площадок. Через 15 лет после пожара сформировался новый древостой, его густота превышает 22 тыс.экз./га. Из-за высокой густоты молодняка отпад березы достигает 23 %. Всего в составе молодняка выявлено 7 лесообразующих пород. По численности преобладают Betula pendula Roth. - 73 % и Alnus incana (L.) Moench.- 15 %. Несмотря на большую густоту основного яруса, в восстановлении лесной экосистемы участвует и подлесок. Общая численность растений в этом компоненте леса – около 17 тыс./га. Более 95 % численности подлеска приходится на Salix caprea L. и Sorbus aucuparia L. В небольшом количестве встречаются Prunus padus L., Viburnum opulus L и Juniperus communis L. Живой напочвенный покров сложен преимущественно теневыносливыми видами. Преобладают Polytrichum commune HEDW., Avenella flexuosa (L.) DREJER и Oxalis acetosella L. Только эти 3 вида из более 26, выявленных в составе живого напочвенного покрова, имеют проективное покрытие около 5 %. Общее проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса составляет около 50 %. Участки без живого напочвенного покрова (мертвопокровные парцеллы) занимают в целом более 29% площади лесного участка. Мохово-лишайниковый ярус представлен несколькими видами мхов и лишайников. По типологии В.Н. Сукачева сформировавшийся березняк можно отнести к березнякам черничного типа леса.

Ключевые слова: Послепожарное лесовосстановление, сосняк черничный, березняк, молодняк, подлесок, живой напочвенный покров.

Скачать

Януш С.Ю., Данилов Д.А. Экономическое обоснование целесообразности перевода залежных земель в покрытую лесом площадь // Известия Санкт- Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 17–34. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.17-34

Аннотация

Залежные земли, не используемые для ведения сельского хозяйства, обладают высокими количественными показателями, отражающими реальное и потенциальное качество почв определяющих их экономическую ценность. Процесс оценки почв и установление их бонитета (качества) характеризует бонитировка. Экономическая оценка земли и бонитировка почв – две взаимосвязанные части единого земельно-оценочного процесса. Назначение бонитировки состоит в определении относительных достоинств почв по их плодородию. Экономическое признание качества земли, как главного средства производства, должно обладать рядом особенностей, которые должны быть количественно соизмеримы и оценены. Большое значение в экономическом эффекте играет правильный выбор показателей. Они должны быть объективными, то есть отражать качество земли как средства производства и иметь определенное практическое значение. Таксировка продуктивности возводимых лесных насаждений на землях, выведенных из сельскохозяйственного оборота, аргументируется рентабельностью проведения культуртехнических работ. Основная цель расчета экономической целесообразности при мелиоративных мероприятиях выявить обоснованное решение ввода земель в активное сельскохозяйственное пользование, либо ускорить процесс выращивания древесины для получения фитомассы на постагрогенных землях, путем необходимых лесоводственных мероприятий, направленных на содействие возобновлению леса. Итогом расчета, является планирование хозяйственной деятельности предприятия на ближайшие и отдаленные временные периоды в соответствии с потребностями рынка и возможностями получения необходимых ресурсов.

Ключевые слова: залежные земли, залежи, бонитировка почв, экономическая оценка земель для воспроизводства лесов, воспроизводство лесов на залежных землях.

Скачать

Демина Н.А., Горбунова С.В., Файзулин Д.Х. Влияние гуминовых препаратов на всхожесть семян, количество семядолей и рост сеянцев сосны обыкновенной // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 35–52. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.35-52

Аннотация

Стимуляторы роста ускоряют прорастание семян, увеличивают всхожесть, положительно влияют на развитие надземной части и корневой системы сеянцев, повышают приживаемость при пересадке и способствуют лучшему выживанию в экстремальных условиях. В настоящее время существует большое количество различных веществ с ростостимулирующим действием, но предпочтение отдают экологически безопасным. К таким стимуляторам относятся гуминовые препараты. Цель исследования – изучение влияния гуминовых препаратов на лабораторную всхожесть семян, на изменение количества семядолей у всходов и на рост сеянцев сосны обыкновенной. Семена сосны замачивали в растворах препаратов: Экорост, Гуми, Гумат + 7 йод, Гумат + 9 микроэлементов и в воде (контроль). Всхожесть обработанных семян изучали в лабораторных условиях. Также учитывали число семядолей у каждого всхода в опытных вариантах и на контроле. В тепличных условиях Архангельской области проводили полив сеянцев сосны обыкновенной растворами гуминовых препаратов Экорост, Гуми, Гумат +7. В опыте по лабораторной всхожести семян сосны обыкновенной между контрольным и опытными вариантами существенных различий не выявлено. По результатам оценки структуры всходов по числу семядолей в зависимости от обработки семян различными гуминовыми препаратами (Экорост, Гуми, Гумат +7 йод, Гумат + 9 микроэлементов) установлено, что влияния на количество семядолей у всходов сосны обыкновенной данные препараты не оказывают. Сеянцы сосны обыкновенной первого года выращивания, подкормленные гуминовым препаратом Гумат +7 йод, оказались выше контрольного варианта на 0,3 см, что не является значимым показателем для применения данного вещества на производстве. Препараты Гуми и Экорост проявили угнетающий эффект на рост сеянцев. На радиальный прирост все испытываемые препараты не оказали никакого воздействия. Таким образом, испытываемые в данном исследовании гуминовые препараты с подобранной нами концентрацией не оказывают влияния на повышение всхожести семян, на рост сеянцев сосны обыкновенной, либо имеют незначительное превышение. Поэтому, исследования в области применения конкретных гуминовых препаратов, их концентраций, времени замачивания, частоты полива и т.д. для повышения эффективности выращивания посадочного материала сосны обыкновенной следует продолжить.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, гуминовые препараты, предпосевная обработка семян, лабораторная всхожесть, количество семядолей, рост сеянцев.

Скачать

Левин С.В. Рост и состояние сосны черной (Pinus nigra var austriасa (Hoess) L.M. Neumann) в Воронежской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 53–68. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.53-68

Аннотация

Оценка всех совокупных свойств сосны чёрной, как вида важна не только в целом, но и для ее разновидностей из изолированных популяций. Ассортимент достаточно устойчивых и декоративных видов сосен в регионе европейской части Российской Федерации оказывается весьма ограниченным, но в нем отведено место сосне черной австрийской. Отсюда цель исследования - рассмотреть особенности роста и состояния сосны черной австрийской в условиях интродукции на территории лесостепного района европейской части Российской Федерации (Воронежская область). По отношению к различным заболеваниям ее следует отнести к весьма устойчивой породе, подтверждением чего является соответствующая категория санитарного состояния на объекте – I,1. Расчеты показывают, что сосна черная австрийская на плодородной почве по запасу древесины превосходит сосну обыкновенную в характерных условиях последней. В результате дифференциации пород по декоративным признакам следует отдать первенство сосне черной (24 балла) с незначительным перевесом над сосной обыкновенной (20 баллов). С учетом полученных данных можно рекомендовать в условиях зеленого строительства куртинное размещение породы по три дерева на посадочное место с расстоянием между деревьями в куртине до 2,5 м, а между самими куртинами – 5 м.

Ключевые слова: высота, диаметр на высоте груди, сосна черная австрийская, аллелопатия, диаметры проекций крон, площади роста.

Скачать

Лобовиков М.А., Прядилина Н.К. Динамика мировых рынков углерода // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 69–81. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.69-81

Аннотация

Мировая статистика свидетельствует о неуклонном росте эмиссий парниковых газов в атмосферу планеты. Постоянный рост рынков парниковых газов происходил несмотря на финансовый кризис (2008 г.) и пандемию (2019-2022). В настоящее время в мире работают десятки рыночных механизмов, которые улавливают не более 20% эмиссий парниковых газов. Несмотря на очевидный прогресс, условия Парижского соглашения по климату далеки от выполнения. Текущая ситуация требует от мирового сообщества усиления мер по борьбе с климатическими изменениями и новых подходов к внедрению рыночных инструментов для достижения климатических целей. В рамках исследования установлены объемы и тенденции применения рыночных экономических механизмов за рубежом для охвата значительной части эмиссий парниковых газов. Россия до сих пор принимала пассивное участие в развитии мировых рынков углерода, в отличие от западных и восточных соседей. Изучение опыта этих стран необходимо для успешного утверждения национальных российских интересов в глобальном контексте мировой углеродной политики. Углеродные кредиты торгуются на обязательном и на добровольном рынке. Они делятся на первичные и вторичные. Углеродные рынки в 2021 году достигли объема 800 млрд долларов, что превышает объемы международной торговли зерновыми или нефтью. Добровольные рынки превысили отметку в 800 млн. долларов США и продолжают стремительный рост. Ожидается, что к 2030 году их объем составит не менее 100 млрд долларов США. В рамках исследования были установлены перспективные направления движения для российских углеродных рынков с учетом мирового опыта и тенденций развития.

Ключевые слова: эмиссии углерода, парниковые газы, обязательные рынки углерода, добровольные рынки углерода, компенсационные механизмы.

Скачать

Николаева М.А., Орлов М.М., Шурыгин С.Г. Труду проф. М.М. Орлова «Леса водоохранные, защитные и лесопарки» – 90 лет // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 82–98. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.82-98

Аннотация

Статья посвящена последней фундаментальной работе выдающегося лесовода России, профессора Лесного института (Ленинградской Лесотехнической академии) Михаила Михайловича Орлова «Леса водоохранные, защитные и лесопарки». Работа была завершена в январе 1932 года, однако так и не была опубликована ни при жизни автора, ни в течение нескольких 10-летий после его смерти. Статья основана на материалах, хранящихся в семье Орловых: письмах, фотографиях, документах, машинописном экземпляре труда «Леса водоохранные…». Статья содержит сведения о сложном периоде последнего года жизни проф. Орлова, когда велась травля лесоводов, отстаивающих принципы постоянства лесопользования, и резко усилилась борьба с Орловщиной. Приведены ссылки на письма ученика проф. Орлова – Н.П.Анучина, пытавшегося повлиять на издание книги ещё в 1932 году. Показана хронология событий, касающаяся причин неиздания труда «Леса водоохранные…». Первая публикация состоялась полвека спустя, к сожалению, в сокращенном варианте. Впервые в полном объеме труд «Леса водоохранные…» вышел в свет в 2019 году, в рамках многотомного издания «Труды проф. М.М. Орлова». Обширный обзор литературы позволили проф. Орлову глобально представить читателю значение леса для человека, дать рекомендации по организации и технике устройства лесов водоохранных, защитных и лесопарков; он предлагает свою классификацию лесов по степени их водоохранности. Главное, в книге показано, что проф. Орлов интуитивно предвидел ход дальнейшего развития лесного хозяйства в России. Поэтому, несмотря на прошедшие 90 лет, она не теряет своей значимости в ХХI веке. Леса водоохранные, защитные и лесопарки и в наши дни требуют к себе большого внимания со стороны лесоводов.

Ключевые слова: профессор М. М. Орлов, фундаментальный труд, хронология событий, водоохранное значение леса, защитные леса, лесопарк.

Скачать

Третьяков С.В., Новоселов А.С., Попов О.С. Влияние гидротехнической мелиорации на формирование древесины Pinus sylvestris L. в Вологодской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 99–119. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.99-119

Аннотация

В осушаемых сосновых древостоях в Сокольском и Устюженском муниципальных районах Вологодской области проведено исследование основных макроструктурных особенностей древесины сосны обыкновенной, в частности, изучению влияния гидротехнической мелиорации на её формирование. Объекты исследования представлены осушаемыми и естественно-заболоченными (контрольными) сосновыми насаждениями на торфяных залежах олиготрофного и евтрофного типов заболачивания. Лесные объекты подобраны в естественно-заболоченных и осушаемых сосняках с разными расстояниями между мелиоративными каналами (80, 120 м и др.), в которых были отграничены временные пробные площади. Проведены лесотаксационные работы, составлена оценочная ведомость и выявлены особенности формирования древесины осушаемых сосняков. Определена и охарактеризована плотность древесины расчётным путём по данным анализа кернов древесины. Выполнен анализ базовых параметров макроструктуры древесины сосны, таких как ширина годичного кольца, ширина позднего слоя трахеид, число годичных слоёв в одном см и прирост древесины за 10 лет. Рассчитаны и проанализированы автокорреляция приростов древесины сосны, динамика суммарных радиальных приростов древесины сосны и экстремумы по пятилетиям роста деревьев. Выполнена математическая обработка опытных данных с помощью вариационного, корреляционного и регрессионного видов статистического анализа. После проведённого исследования подтверждено положительное влияние гидротехнической на формирование древесины сосны обыкновенной в южной подзоне хвойных бореальных лесов. Плотность древесины сосны при почво-грунте с олиготрофным типом торфяной залежи в условиях искусственного дренажа выше на 11 % (450,8 кг/м³), относительно ситуации у естественно-заболоченных древостоев за одинаковый временной промежуток. В интенсивно-осушаемых древостоях установлено наибольшее процентное содержание поздней древесины, относительно других изученных объектов – 45 %. Средняя ширина годичного кольца древесины наибольшая установлена на торфах с переходным типом заболачивания после выборочной заготовки древесины вблизи мелиоративного канала (1,67 мм). Среднее значение полученной автокорреляции приростов древесины до проведения мелиорации – 0,14, после этот показатель увеличился в 1,6 раза.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, гидротехническая мелиорация, макроструктура древесины, поздняя и ранняя древесина, радиальный прирост, гидроморфные почвы.

Скачать

Ромашкина И.В., Тихомирова Т.С., Шестибратов К.А. Анализ молекулярно-генетических механизмов устойчивости березы и дуба к дефициту воды и азота // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 120–141. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.120-141

Аннотация

В статье представлен обзор литературных данных по вопросу молекулярно-генетических механизмов устойчивости березы и дуба к дефициту воды и азота. Анализ транскриптомной активности генов, реагирующих на абиотические стрессы дает возможность осуществления целенаправленной селекции генетически улучшенных форм для нужд эффективного лесовосстановления, а также создания лесных плантаций. Молекулярно-генетический ответ на засуху более изучен для древесных растений, чем дефицит азота. По сравнению с Betula sp., ранний ответ Quercus sp. на засуху менее интенсивный и выражается в подавлении метаболической активности и активации систем поддержания роста после стресса. При длительном воздействии засухи наблюдается интенсивное восстановление клеточной стенки, связанное с биосинтезом целлюлозы и лигнина. Наблюдаются активные процессы нейтрализации активных форм кислорода и биосинтез антиоксидантов. Во время раннего ответа Betula sp. на засуху наблюдается высокий уровень экспрессии генов, связанных со снижением потерь воды. Защита от засухи также включает контроль закрытия устьиц и активацию генов, ассоциированных с ответом на осмотический стресс. Среди генов-кандидатов ответа на засуху у видов дуба были идентифицированы транскрипционные факторы, белки теплового шока, белки-транспортеры и др. По результатам аналитического обзора литературы составлен список дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГ), идентифицированных у березы и дуба в ответ на засуху. Если молекулярно-генетические механизмы засухоустойчивости древесных растений изучены в достаточной степени, определено множество генов-кандидатов, участвующих в реакции на стресс, и могут быть в дальнейшем рекомендованы для целенаправленной селекции, то вопрос адаптации древесных растений к дефициту азота слабо изучен и представляется весьма актуальным для дальнейших исследований.

Ключевые слова: абиотический стресс, засуха, дефицит азота, береза, дуб, транскриптом, дифференциальная экспрессия генов.

Скачать

Сабиров Р.Н. Искусственное восстановление лесов на острове Сахалин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 142–156. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.142-156

Аннотация

Анализируется структура, динамика и региональные особенности искусственного восстановления лесов на острове Сахалин. За истекшие 75 лет на острове в целом было создано лесных культур на площади 365885 га. Наиболее масштабные лесовосстановительные работы на Сахалине осуществлялись в 70–80-е годы XX века, когда ежегодные объемы лесных культур доходили до 8–10 тыс. га, что было связано с началом функционирования двух крупных базисных питомников. Из-за отсутствия своих семян длительное время лесные культуры на острове выращивались из инорайонной сосны обыкновенной, общая площадь которых в итоге составила 113401 га. Особенно активно лесные культуры сосны создавались с 1968 по 1990 гг. и достигали 50–77% от всего объема ежегодных лесовосстановительных работ в регионе. Однако, вследствие массового повреждения сосновых культур грызунами и негативного влияния многих природных факторов, около 36% площади их погибли. По всем остальным аборигенным хвойным породам (ель, пихта, лиственница), выращиваемых на Сахалине, гибель лесных культур составила 3,7%. При искусственном воспроизводстве лесов на Сахалине с 80-х годов ель стала существенно доминировать над другими породами. В итоге доля культур ели за все годы их выращивания на острове составила около половины, а за последние 20 лет – свыше 76% от общей площади лесных культур. Доля лесных культур другой темнохвойной породы региона – пихты оказалось крайне незначительной (2–3,5%). В целом искусственное воспроизводство лесов на Сахалине проводилось без учета широтной дифференциации лесной растительности и особенностей биологии хвойных лесообразующих пород. Основные лесовосстановительные работы вначале осуществлялись в южных районах, где доля лесокультурных площадей достигает 10–17%, а затем в средней части Сахалина. Между тем, крайне слабое внимание уделяется северным районам острова (0,4–2,7%), где в настоящее время сконцентрированы огромные площади необлесившихся гарей.

Ключевые слова: лесные культуры, искусственное лесовосстановление, сосна обыкновенная, ель аянская, пихта сахалинская, лиственница Каяндера, остров Сахалин.

Скачать

Шварц Е.А., Шматков Н.М., Карпачевский М.Л., Байбар А.С. Вызовы и проблемы реформирования лесного хозяйства России // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 157–172. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.157-172

Аннотация

Несмотря на неэффективность «универсальной» модели лесного хозяйства, результатом которой является истощение доступных лесных ресурсов для лесной промышленности, завышение в 2-3 раза расчетной лесосеки в ряде лесопромышленных регионов, уменьшение площади и доли в насаждениях твердолиственных пород и кедровых сосен, а также возрастание темпов утраты малонарушенных массивов первичных лесов, органы управления лесным хозяйством России стремятся сохранять традиционное экстенсивное лесное хозяйство. Профильные ведомства, вопреки принятым в 2013–2018 гг., стратегическим документам по развитию лесного комплекса, не стимулируют на практике переход к интенсивному лесному хозяйству. Последнее требует брать арендную плату за единицу площади аренды; переход лесопользования на рубки по «диаметру» зрелостии т.п. Переход от экстенсивной модели на модель интенсивного использования и восстановления лесов экономически выгоден в регионах с более высокой биопродуктивностью лесных земель, с большей плотностью лесных дорог и развитой инфраструктурой. Представляется актуальной задача пространственной де-маргинализации лесного комплекса страны – сдвиг лесосырьевой базы и инфраструктуры переработки из северной тайги ЕТС и Средней и Восточной Сибири во вторичные леса зоны хвойно-широколиственных и южно-таежных лесов ЕТС с достаточно развитой и более густой дорожной сетью.

Ключевые слова: интенсивная и экстенсивная модели лесного хозяйства; пространственная де-маргинализация лесного комплекса; учет изменений климата при ведении лесного хозяйства.

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Зубова О.В., Силецкий В.В. Воздействие щелочных катализаторов на шламогрунтовые смеси // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 173–183. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.173-183

Аннотация

Актуальность вопроса расширения лесной инфраструктуры в Российской Федерации с каждым годом увеличивается и сталкивается с экономическими, экологическими и эксплуатационными проблемами в связи с широкой географией нашей страны. Представленное исследование направлено на комплексное решение озвученных проблем. Использование отходов промышленности в смеси с грунтами и щелочными добавками позволит сократить дефицит дорожно-строительных материалов, а утилизация значительных объемов отходов положительно скажется на экологической составляющей. Представленные в исследовании материалы соответствуют ГОСТ по своим физико-механическим характеристикам. Даны первичные рекомендации по применению катализаторов в шламогрунтовых смесях.

Ключевые слова: нефелиновый шлам, шламогрунт, лесные дороги, гидроксид натрия, гидроксид калия, щелочи.

Скачать

Андронов А.В., Зверев И.А., Тюрина М.С., Тарадин Г.С., Михайлов О.А. Модели формирования основных параметров колесных узкозахватных валочно-пакетирующих машин фронтального типа // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 184–195. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.184-195

Аннотация

Исследование посвящено анализу основных технических характеристик колесных узкозахватных валочно-пакетирующих машин фронтального типа методами стохастического математического моделирования. Проанализированы были следующие параметры: мощность двигателя, масса машин, давление на грунт, энергонасыщенность, максимальный диаметр срезаемых деревьев и масса захватно-срезающих устройств. В результате статической обработки с применением программного обеспечения Statgraphics 18 были получены законы распределения каждого из исследуемых параметров. Также был проведен однофакторный и многофакторный регрессионный анализ. В результате однофакторного регрессионного анализа были получены зависимости мощности двигателя, давления на грунт и массы машины от максимально возможного диаметра срезаемых деревьев. Двухфакторный регрессионный анализ позволил получить зависимости: мощности двигателя от максимального диаметра срезаемых деревьев и массы машины; массы машины от максимального диаметра срезаемых деревьев и мощности двигателя; давления на грунт от максимального диаметра срезаемых деревьев и мощности двигателя. Полученные регрессионные зависимости позволяют приближенно определить значения величин мощности, массы машины и давления на грунт, как на стадии конструкторской разработки, так и при выборе машины для эксплуатации в зависимости от требований к диаметру срезаемых деревьев.

Ключевые слова: колёсная узкозахватная валочно-пакетирующая машина фронтального типа, основные параметры, диаметр срезаемого дерева, мощность, давление на грунт.

Скачать

Мотовилов Г.К., Громская Л.Я., Тюрин Н.А., Антонова Т.С. Методика обоснования региональной инфраструктуры пеллетного производства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 196–206. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.196-206

Аннотация

Объектом исследования является методика определения оптимального местонахождения пеллетных производств. Цель работы – оптимизация территориального размещения новых пеллетных производств в заданном районе по критерию минимума транспортных расходов на их сырьевое обеспечение. В результате исследований разработаны математическая модель и алгоритм поиска оптимального местоположения комбината по критерию грузовой работы доставки сырья с учетом существующей транспортной инфраструктуры области и расчетных лесосек лесничеств. Реализация поставленной оптимизационной задачи размещения пеллетных производств осуществлена в среде MS EXCEL с помощью подсистемы «Поиск решения» и ГИС-проекта лесосырьевой базы Новгородской области. Значимость работы заключается в разработке математической модели и алгоритма оптимизации территориального размещения пеллетных производств. При достигнутых объемах заготовки и существующих резервах сырьевых источников Новгородской области рекомендуется строительство одного завода по производству пеллет мощностью 150 тыс. т. в г. Малая Вишера. При перспективных объемах заготовки в Новгородской области равной расчетной лесосеке и стандартной мощности пеллетных производств 100 тыс. т в год рекомендуется к реализации первый сценарий - строительство 8 заводов в следующих населенных пунктах: Чудово, Неблочи, Любытино, Пестово, Крестцы, Демянск, Старая Русса и Сольцы. Существующие пеллетные производства, кроме расположенного в п. Марево, перспективны для расширения имеющихся мощностей пеллетного производства по сырьевому обеспечению.

Ключевые слова: грузовая работа, оптимизация местоположения пеллетного завода, сырьевые источники, транспортная инфраструктура, картографическое моделирование.

Скачать

Михеевская М.А., Друзьянова В.П., Бурмистрова Д.Д., Швецова В.В., Марков О.Б., Ильюшенко Д.А. Энергоемкость прессования древесного сырья при производстве биотоплива // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 207–217. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.207-217

Аннотация

Топливные брикеты из древесного сырья нашли широкое применение в хозяйстве, брикеты являются экологически чистым источником энергии. Технологический процесс их производства включает в себя несколько операций, основные из которых – транспорт, сушка, измельчение и непосредственно брикетирование (прессования) сырья. Современные исследователи изучают вопросы производства топливных брикетов не только из древесных опилок, но и из коры, ветвей, корневой. В этой связи возникает вопрос об оценке показателей эффективности производства биотоплива, включая энергоемкость. Наша статья посвящена развитию подхода к теоретической оценке затрат энергии на стадии прессования подготовленного древесного сырья. Исследование строится на анализе результатов, полученных ранее в области математического моделирования прессования упрочняющихся древесных материалов. В качестве основы использовано нелинейное уравнение прессования древесного материала, учитывающее увеличение предела пластичности материала брикета. Расчеты в статье выполнены с использованием методов приближенного решения дифференциальных уравнений в системе компьютерной математики Maple. Выполнена оценка энергоемкости и силовых параметров прессования хвойных древесных опилок. Результаты проведенных расчетов показали, что затраты энергии, вызванные прессованием материала брикета, практически линейно связаны с плотностью формируемого брикета. Для получения брикета из хвойных древесных опилок плотностью 1 т/м³ рабочий орган пресса совершает работу ориентировочно 40 кДж; для получения брикета 1,2 т/м³ – ориентировочно 55 кДж. По теоретической оценке, усилие рабочего органа в конце процесса прессования достигает 700 кН (70 тс).

Ключевые слова: затраты энергии, плотность брикета, уплотнение, упрочняющийся материал.

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Федяев Ал.А., Сергеевичев А.В., Федяев Ар.А., Вохмянин Н.А., Вернер Н.Н. Управление режимами работы теплотехнологической установки // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 218–228. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.218-228

Аннотация

Экспериментальным и расчетным путем определена рациональная аэродинамическая обстановка в топке пылеугольного котлоагрегата при различной ориентации в пространстве камеры потоков горячего воздуха из узла подачи заднего дутья. Численное моделирование процессов гидродинамики и тепломассообмена в топочном пространстве теплотехнологического устройства выполнено с помощью современного вычислительного комплекса PHOENICS. Показана возможность управления неравномерностью потоков энергоносителя в рабочей камере конкретного котлоагрегата, а значит и эффективными режимами его работы. Полученные как опытные, так и расчетные данные позволили определить не только оптимальные пространственные рабочие параметры узла подачи заднего дутья и расходные характеристики для двух типов горелок, но и получить набор рациональных параметров узла заднего дутья при изменении режима работы котлоагрегата, например, при плановых снижениях его нагрузки. Использование результатов исследований позволило практически исключить аварийные ситуации вследствие не эффективной работы воздушных завес заднего дутья.

Ключевые слова: аэродинамика, котлоагрегат, режимы работы, потоки энергоносителя.

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Васильев В.В., Веснина Е.Н. Регулирование удельного расхода смолы по поверхности древесных частиц в производстве древесностружечных плит // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 229–243. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.229-243

Аннотация

Проведён анализ промышленной микростружки наружных слоёв и стружки внутреннего слоя древесностружечных плит с мелкоструктурной поверхностью. В цехе отбор мелкой фракции древесных частиц и вывод её из технологического потока не производится. Исследованная стружка имела следующий породный состав: осина – 60%, береза – 20%, сосна – 20%. Абсолютная влажность стружки 2%. Определён фракционный состав древесных частиц и их линейные размеры. Рассчитали удельную поверхность для каждой фракции и для смеси стружки в целом. Разработана методика расчёта удельной поверхности с учётом содержания в древесном сырье коры и гнили, а также влажности сухой стружки. Средние размеры микростружки: длина 1,79 мм, ширина 0,35 мм, толщина 0,07 мм. Общая поверхность 1 кг микростружки 120 м². Из них наибольшую площадь около 81% имеют поверхности пластей древесных частиц, доли боковых граней и торцов микростружки соответственно 15 и 4%. При средневзвешенной базисной плотности древесного сырья 427 кг/м³ рекомендованный расход сухой смолы составляет 13,7%. При таком расходе расчётный удельный расход сухой смолы по поверхности древесных частиц микростружки 1,14 г/м². В микростружке содержится значительное количество мельчайших древесных частиц фракции 0,5/0 мм – 22,8% от общей массы. Удельная поверхность частиц этой фракции составляет 266 м²/кг, она занимает 50,6% от общей площади поверхности микростружки. Удаление мелких частиц фракции 0,5/0 мм в количестве 10% от массы микростружки позволяет снизить площадь поверхности микростружки со 120 до 104 м² или на 13,3%, а площадь поверхности этой фракции с 50,6 до 36,4% от общей площади микростружки. При расходе смолы 13,7% расчётный удельный расход сухой смолы по поверхности микростружки составит 1,32 г/м². Увеличение удельного расхода смолы с 1,14 до 1,32 г/м² или на 15,8%. Средние размеры стружки внутреннего слоя: длина 6,25 мм, ширина 0,88 мм, толщина 0,27 мм. Общая поверхность 1 кг стружки 42,9 м². Из них наибольшую площадь около 77% имеют поверхности пластей древесных частиц, доли боковых граней и торцов микростружки соответственно 20 и 3%. Рекомендованный расход сухой смолы составляет 10,2%. При таком расходе расчётный удельный расход сухой смолы по поверхности стружки 2,38 г/м². Содержание мельчайших древесных частиц фракции 0,5/0 мм – 5,2% от общей массы стружки. Удельная поверхность частиц этой фракции составляет 281 м²/кг, она занимает 34,1% от общей площади поверхности стружки внутреннего слоя. Удаление мелких частиц фракции 0,5/0 мм в количестве 5% от массы стружки позволяет снизить площадь её поверхности с 42,9 до 30,2 м² или на 29,6%, а площадь поверхности этой фракции с 34,1 до 2,0% от общей площади стружки. При расходе смолы 10,2% расчётный удельный расход сухой смолы по поверхности древесных частиц стружки внутреннего слоя составит 3,38 г/м². Увеличение удельного расхода смолы с 2,38 до 3,38 г/м² или на 42,0%. При доле массы наружных слоёв 40% удаление 10% от массы микростружки составляет 4% от общего потока сухой стружки. Аналогичное удаление 5% мелких частиц из стружки внутреннего слоя составляет 3% от общего потока. Сумма удаляемой доли частиц фракции 0,5/0 мм 7% от общей массы стружки. Удаление из общего потока сухой стружки части мельчайших частиц фракции 0,5/0 мм приводит к эффективному увеличению удельного расхода смолы по поверхности остальной стружки. При удалении 7% древесных частиц этой фракции расчётный удельный расход смолы увеличивается по поверхности микростружки наружных слоёв ДСП с 1,14 до 1,32 г/м² или на 15,8%, а по поверхности стружки внутреннего слоя с 2,38 до 3,38 г/м² или на 42,0%.

Ключевые слова: древесностружечные плиты, микростружка наружных слоёв, стружка внутреннего слоя, фракционный состав, размеры стружки, площадь поверхности, удельный расход смолы, удаление мелких частиц.

Скачать

Гончарова В.А., Пименов С.Д., Бахтиярова А.В., Сизов А.И. Поведение зольных элементов древесины в процессе кислотного гидролиза древесины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 244–255. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.244-255

Аннотация

Минеральные вещества помимо большого физиологического значения в развитии растений оказывают значительное влияние на процессы химической и термохимической переработки древесины. В особенности, это важно при проведении кислотных гидролитических процессов углеводного комплекса и связанных с этим процессами нейтрализации кислоты зольными элементами растительных материалов. Исследование поведения зольных элементов древесины в процессе кислотного гидролиза древесины явилось целью настоящей работы. В работе было показано, что зольные вещества древесины березы, легко экстрагируются водой и слабыми растворами кислот при комнатной температуре. При этом водорастворимые вещества составляют– 42,4%, а кислоторастворимые - 63,6% от общего содержания золы в древесине. Анализ способности зольных веществ древесины березы к нейтрализации кислоты показал, что полная нейтрализация составляет - 72,5 мг-экв\кг сухой массы (3,55 г серной кислоты на 1 кг древесины); после водной экстракции – 34,0 мг-экв\кг, а после экстракции растворами кислоты - 9,4-13,6 мг-экв\кг. При проведении гемицеллюлозного гидролиза древесины березы происходит удаление более 85% массы зольных элементов древесины, в том числе более 85% солей кальция, 90% солей магния, 90% фосфора и 63 % калия. Нейтрализующая способность золы при этом составила 62,4мг-экв\кг сухой массы (3,1 г серной кислоты на 1 кг древесины). Выбранный на основании полученных данных режим малокислотного гемицеллюлозного гидролиза древесины при условии 50% нейтрализации серной кислоты зольными элементами (6,25 г\кг сухого сырья). Показал значительно лучшие показатели по скорости гидролиза, содержанию моносахаридов и цветности экстракта по сравнению с автогидролизом.

Ключевые слова: зольные вещества, малокислотный гидролиз, нейтрализация кислоты.

Скачать

Иванов-Омский В.И., Звонарева Т.К., Кадомцев А.Г., Иванова Е.И., Леонтьев Л.Л., Лобок И.Д. Оценка прочности бересты путем количественного исследования водородных связей методом ИК-спектроскопии // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 256–267. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.256-267

Аннотация

Методами Фурье инфракрасной спектроскопии произведено сравнение систем водородных связей (Н-связей) в природной естественной бересте и технической беленой целлюлозы эвкалипта. Интервалы исследования частот (волновых чисел) 3000-3700 см-1 и 2700-3700 см-1 содержат область поглощения гидроксильными группами ОН, частоты которых порядка 3400, 3300, 3200 см-1 наиболее чувствительны к возникновению Н-связей целлюлозы. Отличительная особенность исследования состоит в том, что все измерения ИК –спектров пропускания и механического воздействии производились на натуральной бересте, упругой при продольном растяжении. Уменьшение пропускания вдали от полос поглощения связывалось с рассеянием излучения на естественной неоднородности древесины материала бересты, которая благодаря высокому качеству спилов оказалось достаточно малым, чтобы препятствовать детальному исследованию спектров поглощения (поглощательной способности). Для оценки параметров Н-связей производилась деконволюция полос поглощения гидроксильных ОН групп на 7 и 9 гауссовых контуров с целью исследования влияния метил-метилена на коэффициент регрессии R^ и исследования природы порядка взаимодействия в целлюлозосодержащем сырье, так называемый характеристический «носик» для дальнейших исследованиях, т.к. нами не рассматривается в данной работе. В дальнейшем анализировались только параметры контуров деконволюции, относящиеся к гидроксильным группам. Принималось, что каждый гаусс контур деконволюции может быть ассоциирован с определенным типом Н-связи (водородной связи). Определяется сдвиг частот компонент деконволюции, т.е. максимумов гаусс контуров относительно собственной частоты колебаний гидроксильной группы, не охваченной по этой причине Н-связью. Для определения энергии Н-связей использовались литературные данные по корреляции энергии Н-связи с частотным сдвигом. Относительная плотность Н-связей оценивалась по отношению площадей гаусс контуров деконволюции. Оказалось, что энергии и плотности для всех типов связи различаются. Оказалось, что плотности наиболее сильных межмолекулярныхводородных связей, энергии и длины связей одного порядка величины природной бересты и технической беленой целлюлозы, при деконволюции спектра в области ОН безпогрешностей показательна и полезно для сравнительного анализа с разными породами лиственных и хвойных целлюлозосодержащих, вместо принятой ранее высокотехнологичной беленой и небеленой конденсаторной бумаги.

Ключевые слова: Фурье ИК-спектроскопия, водородные связи, прочность, целлюлоза, береста, эвкалипт.

Скачать

Кейзер П.М., Быстрова А.А., Смирнова Е.Г. Влияние процессов гофропроизводства на прочность картона и морфологические характеристики волокон при циклическом использовании /// Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 268–279. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.268-279

Аннотация

При производстве гофрокартона бумага для гофрирования и картон для плоского слоя подвергаются воздействию высоких температур. В работе исследовано влияние высокой температуры на прочностные свойства картона и морфологические характеристики волокон в картоне при его цикличном использовании в процессе гофропроизводства. Установлено, что воздействие температуры на картон в процессе гофропроизводства значительно снижает механические свойства картона при его цикличной переработке. Так после пятого цикла переработки картона, подвергнутого воздействию температуры 160 ±5º С в течение 3 минут сопротивление разрыву ниже в 1,6 раза, сопротивление продавливанию ниже в 2,7 раза по сравнению с образцами картона, которые не подвергались термическому воздействию. На первых четырех циклах переработки происходит, вероятно, разрушение поверхности волокон с незначительным снижением длины (1–4 %) и невысоким содержанием мелочи. На 5 цикле переработки происходит значительное снижение длины волокна на 37 %, повышение грубости, но это не приводит к критичному снижению прочности картона. В ходе исследований было обнаружено, что длина мелочи (объекты длиной <0,2 мм) при цикличном использовании оставалась неизменной, а площадь мелочи неуклонно росла. Морфологические характеристики целлюлозных волокон в зависимости от цикла использования и воздействия температуры значительно изменялись. Длина волокна уменьшалась, при этом волокна расплющивались, становились более широкими и грубыми. Количество и площадь мелочи с каждым циклом переработки росло, мелочь объединялась в более крупные объекты. Вместе с тем волокна становились менее деформированными, происходило их выравнивание.

Ключевые слова: вторичное волокно, бумагообразующие свойства, термическое воздействие, морфологические характеристики.

Скачать

Мингазова Л.А., Крякунова Е.В., Зиатдинов А.И., Канарская З.А., Канарский А.В., Белкина Е.В. Комплексная переработка лигносульфоната из нейтрально-сульфитного щелока с получением биопродуктов кормового назначения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 241. С. 280–294. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.241.280-294

Аннотация

При производстве целлюлозы из древесины березы нейтрально-сульфитным способом образуются щелока, которые содержат органические и минеральные вещества. В настоящее время присутствующие в нейтрально-сульфитных щелоках минеральные вещества не регенерируются. Органические вещества и прежде всего олигомеры углеводов также не используются. Единственный способ утилизации этих щелоков на предприятии – это получение лигносульфонатов, что указывает на экономическую нерациональность использования ресурсов. В работе рассматривалась возможность разделения лигнина и углеводов лигносульфонатов из нейтрально-сульфитных щелоков биокаталитическим способом с образованием простых сахаров с последующим микробиологическим синтезом молочной кислоты мицелиальным грибом Rhizopus oryzae F-1030. После отделения молочной кислоты также остаются вторичные ресурсы – культуральная жидкость на основе ферментолизата лигносульфоната и биомасса гриба – которые предложено утилизировать. В качестве возможного пути утилизации предлагается использование нерастворимой фракции лигнина и биомассы гриба R. oryzae F-1030, в состав которой входит хитин-глюкан, для получения кормовых добавок для сельскохозяйственных животных, обладающих адсорбционными свойствами по отношению к микотоксинам. Показано, что обработка лигносульфоната ферментными препаратами Accellerase XC и Accellerase XY приводит к увеличению содержания в гидролизатах простых сахаров, которые могут быть использованы микроорганизмами в качестве источников углерода. Установлено, что при культивировании на ферментолизатах лигносульфоната из нейтрально-сульфитных щелоков гриб R. оryzae F-1030 синтезирует молочную кислоту в среднем в концентрации 42,0±4,0 %, при этом производя 1,8±0,2 г/дм³ сухой биомассы. Доказана возможность использования лигнина лигносульфонатов из нейтрально-сульфитных щелоков и хитин-глюкана из биомассы гриба R. Oryzae F-1030 в соотношении 1:1 для получения кормовой добавки, обладающей адсорбционной способностью к микотоксинам.

Ключевые слова: лигносульфонат, ферментативный гидролиз, простые сахара, гриб Rhizopus оryzae F-1030, молочная кислота, нерастворимый лигнин, адсорбент микотоксинов.

Скачать

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф., Костина Е.Э., Серебрякова О.С., Жигунов А.В. Особенности напочвенного покрова, сформированного под влиянием насаждений карельской березы в условиях Заонежья (Республика Карелия) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 6–24. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.6-24

Аннотация

Проведен анализ видового состава живого напочвенного покрова, сформировавшегося под влиянием насаждений карельской березы на двух разновозрастных участках (15-ти и 35-ти лет), расположенных на Заонежской лесосеменной плантации (ЛСП) в Медвежьегорском районе Республики Карелия, где в результате предварительной подготовки территории был существенно поврежден растительный покров и нарушена структура почвы. Установлено, что общее проективное покрытие живого напочвенного покрова в настоящее время составляет в среднем 70%. На обоих участках в целом выявлено 38 видов, из них 32 – сосудистые растения (преимущественно лесные), 4 – лишайники, 2 – мхи. Среди сосудистых растений 94% являются аборигенными и только 6% – адвентивными. Несмотря на значительное сходство в составе напочвенного покрова, выявлены определенные особенности каждого из участков. В частности, на территории 35-летнего насаждения зафиксировано 28 видов сосудистых растений, среди которых преобладают вереск обыкновенный (20% от общего проективного покрытия), вейник тростниковый (20%), ландыш майский (15%), а также овсяночка извилистая (10%). В 15-летнем насаждении обнаружено 19 видов сосудистых растений с доминированием вереска обыкновенного (40%) и брусники обыкновенной (10%). В живом напочвенном покрове травяно-кустарничкового яруса на обоих участках преобладают по отношению: к освещенности – семигелиофиты, к почвенному увлажнению – мезофиты, к почвенному плодородию – мезотрофы. Выявленные особенности живого напочвенного покрова, сформированного под влиянием искусственно созданных насаждений карельской березы, обусловлены прежде всего разной продолжительностью его формирования, количеством поступавшего в почву опада березы (позднее дополняемого опадом травяно-кустарничковой растительности), а также отчасти видовым составом растительности, произрастающей на сопредельной с ними ненарушенной лесной территории, и с неровностью микрорельефа. Сделан вывод, что создание лесных культур плантационного типа является наиболее перспективным способом решения задачи воспроизводства карельской березы, а Заонежская ЛСП представляет собой хороший пример реинтродукции карельской березы in situ. В дальнейшем она может использоваться не только в практическом плане, но и для решения различных научных задач, выступая, в частности, в качестве объекта для проведения ботанических, физиолого-биохимических или молекулярно-генетических исследований.

Ключевые слова: Карельская береза, лесосеменная плантация, живой напочвенный покров, видовой состав, проективное покрытие.

Скачать

Раупова Д.Э., Данилов Д.А. Таксационная структура и плотность древесины сосны и ели в смешанных искусственных насаждениях Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 25–46. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.25-46

Аннотация

Выращивание смешанных насаждений сосны и ели позволяет оптимизировать качественные и количественные показатели выращиваемой древесины. Оценка таксационных показателей в насаждениях с различной густотой позволяет определить оптимальное соотношение пород. Исследование качественных характеристик древесины сосны и ели, в частности плотности древесины, позволяет определить показатели выращиваемого объема древесины сосны и ели. Целью исследования является сравнить таксационные характеристики насаждения с разной долей участия сосны и ели и плотности древесины различного состава. Исследования проводились в 50-ти летних смешанных искусственных насаждениях сосны и ели с одинаковой первичной густотой посадки, произрастающих на двучленных наносах – тип лесорастительных условий С2. Регион исследования Ленинградская область, 23 квартал Орлинского участкового лесничества Гатчинского районного лесничества. В смешанных насаждениях были заложены 3 пробных площади (ПП) по склоновому рельефу размером 50 м х 50 м площадью 0, 25 га каждая. Проведен сплошной перечёт деревьев с замером диаметров на высоте 1,3 м и высот деревьев. Для определения базисной плотности древесины методом максимальной влажности были отобраны керны древесины сосны и ели по всем рядам распределения деревьев по ступеням толщины 2 см на высоте 1,3 м. Исследование показало, что в насаждении составом 5Е5С формируется наиболее плотная древесина. Наибольший запас сформировался в насаждении 6Е4С, что свидетельствует о накоплении объема и оптимальном составе насаждения. Для ели увеличение абсолютной полноты её элемента приводит к снижению плотности её древесины. Для сосны увеличение или снижение плотности её древесины зависит так же от показателей абсолютной полноты и густоты сопутствующего елового яруса.

Ключевые слова: сосна, ель, средняя высота, средний диаметр на высоте груди, плотность древесины, дисперсионный анализ, смешанные искусственные насаждения.

Скачать

Данчева А.В., Залесов С.В., Назарова В.В. Оценка состояния среды придорожных территорий города Тюмень на основе использования методов биоиндикации // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии.

2022. Вып. 240. С. 47–63. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.47-63

Аннотация

Проведена оценка качества окружающей среды на придорожных территориях в городе Тюмень методом биоиндикации на основе использования флуктуирующей асимметрии листа березы повислой (Betula pendula Roth.). По значению интегрального показателя стабильности развития среды, определенного по величине флуктуирующей асимметрии листа состояние среды, на прилегающей территории улиц Барнаульская и Республики к автодорогам, оценивается как критическое или с признаками существенных (значительны) отклонений от нормы (IV и V балл состояния). На территории экопарка «Затюменский» состояние среды характеризуется баллом I и оценивается как стабильное. На показатель флуктуирующей асимметрии листа березы повислой большое влияние оказывает расстояние от источника загрязнения. По мере удаления от автомобильной дороги отмечаются меньшие различия в асимметрии листа березы повислой и большая стабильность состояния среды. Различия в значениях величиной флуктуирующей асимметрии листа деревьев на участке условного фонового влияния загрязнения (экопарк «Затюменский») и деревьев, произрастающие вблизи автодорог достигают 40%. В зоне стабильного развития на расстоянии 170 м от источника загрязнения выбросами автотранспорта (экопарк «Затюменский») средние значения асимметрии листа по каждому признаку на 20-45% меньше в сравнении с зонами существенных (значительных) отклонений от нормы и критического состояния среды (городские участки на расстоянии 3-6 метров от автодороги с интенсивным движением автотранспорта). Предварительные результаты показали, что флуктуирующая асимметрия листа березы повислой (Betula pendula Roth.) может быть использована в качестве индикатора загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта.

Ключевые слова: состояние городской среды, выбросы автотранспорта, биоиндикация, берёза повислая (Betula pendula Roth.), флуктуирующая асимметрия листа.

Скачать

Бубнова А.Б., Вагизов М.Р., Двадцатова Т.В., Крюковский А.С., Мельничук И.А. Применение беспилотных летательных аппаратов и наземных методов исследований для изучения изменения видового состава газонов в различных экологических условиях при воздействии рекреационной нагрузки (на примере Обуховского сквера, Санкт-Петербург) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 64–83. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.64-83

Аннотация

Исследование газонов в Санкт-Петербурге в рамках проекта Российского научного фонда «Газон как индикатор состояния устойчивой городской среды и адаптации к изменениям климата» началось в марте 2022 года. Проект предусматривает использование междисциплинарного подхода и инновационных технологий, включая ГИС и дистанционное зондирование. Необходимо изучить роль газонов в организации городского пространства, экологические функции, а также видовой состав, используемый на городских объектах садово-паркового и ландшафтного строительства Петербурга. Целью исследования является изучение видового состава газонов на постоянных пробных площадях в Обуховском сквере Адмиралтейского района и выявление изменения проективного покрытия в зависимости от экологических условий. В ходе исследования учитывались следующие показатели: проективное покрытие видов на профилях газона, высота растений в течение сезона, фенологическая фаза. По результатам исследования проведён сбор информации средствами беспилотного летательного аппарата (БЛА) типа квадрокоптер, компании DJI Air 2s. Объём собранных данных на конец сентября по 10 объектам составил более 10 Гб. Рекомендуется разработка автоматической разметки снимков газона искусственным интеллектом для проведения анализа состояния газона. Данные исследования наглядно показывают, что в пределах сравнительно небольшого объекта характеристики газона значительно различаются, флористический состав является чутким индикатором освещённости места и его рекреационной нагрузки. Газон неоднороден по состоянию и характеру развития и неодинаково реагирует на кошение. Дальнейшими исследованиями предстоит определить, насколько выявленная неоднородность газона может быть учтена при проведении мероприятий по уходу, а именно, когда экономически и технологически целесообразно её учитывать.

Ключевые слова: газон, проективное покрытие, рекреационная нагрузка, город, ландшафтная архитектура, сквер.

Скачать

Данилов Д.А., Зайцев Д.А., Иванов А.А., Вайман А.А. Состояние почвенного комплекса под спелыми древостоями сосны и ели на постагрогенных землях юго-запада Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 84–98. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.84–98

Аннотация

Земли, которые вышли из-под сельскохозяйственного пользования, в ходе восстановления растительных сообществ способствуют формированию древесных насаждений в зависимости от особенностей своего происхождения. Полученные новые знания об образовании растительных сообществ на таких землях могут позволить прогнозировать процессы, проходящие в данных экосистемах и принимать оптимальные решения для дальнейших действий. На бывших старопахотных землях в условиях Ленинградской области была проведена закладка пробных площадей на опытных участках в контрастных ландшафтах - Лужско-Оредежском (Гатчинский район) и Ижорском (Волосовский район). Данные залежи к текущему времени покрыты хвойными древостоями достигшими возраста спелости с разными долями сосны (Pinus sylvestris L.) и ели (Picea abies [L.] Karst.) в составе. Проведена таксация и определены агрохимические показатели по горизонтам почвенного профиля – содержание органического вещества, кислотность, подвижные формы фосфора и калия. Сформировавшиеся спелые древостои сосны и ели на бывших пахотных землях различаются по своим таксационным характеристикам, что связано с ландшафтными особенностями и их почвенными условиями произрастания. В целом продуктивность данных древостоев выше, чем на аналогах лесных почв региона исследования. Признаки окультурености почв под лесом сохраняются даже спустя продолжительный период времени и уровень почвенного плодородия также выше, чем под древостоями на лесных землях. Агрохимическое состояние бывших пахотных почв показало, что под насаждениями с разной долей участия сосны и ели в зависимости от почвенных разностей в двух контрастных ландшафтах не происходит их восстановление до нативного состояния лесных почв.

Ключевые слова: смешанные древостои, залежные земли, ель обыкновенная, сосна обыкновенная, почвенный комплекс.

Скачать

Доан Тхи Нга, Нешатаев В.Ю. Оценка запасов лекарственных растений в лесах Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 99–111. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.99-111

Аннотация

Цель исследования – актуализация и конкретизация ранее разработанного метода количественной оценки запасов лекарственных растений в ходе смен растительности под влиянием сплошных рубок. Для каждого типа лесорастительных условий (ЛРУ) были выявлена динамика проективного покрытия лекарственных растений, встречающихся в его лесах с преобладанием разных пород и разных стадий восстановительной динамики после рубок. На основе корреляционных зависимостей установлена фитомасса заготавливаемых частей растений для всех типов леса и стадий восстановительной динамики, их биологический и эксплуатационнный запасы.В лесах брусничного и лишайникового типов ЛРУ обильны Calluna vulgaris, Cetraria islandica, Arctostaphylos uva-ursi. В сосняках брусничных возможна также заготовка брусники (Vaccinium vitis-idaea), а в ельниках брусничных также черники (Vaccinium myrtillus). На нормально дренированных суглинках и двучленных наносах в черничном и кисличномтипах ЛРУ. В лесах этих типовпостоянно встречаются Majanthemum bifolium, Oxalis acetosella, Vaccinium myrtillus и Vaccinium vitis-idae. После рубки обилие этих видов (кроме брусники) снижается,на вырубках и в молодняках доминантами становятся такие лекарственные растений как Rubus idaeus, Chamaenerion angustifolium. Значительное количество лекарственных видов встречается в болотных и заболоченных багульниковых и сфагновых лесах (Vaccinum myrtillus, Calluna vulgaris, Ledum palustre, Eriophorum vaginatum, Vaccinium vitis-idaea). В лесах проточного ряда увлажнения встречаются Athyrium filix-femina, Filipendula ulmaria, Aconitum septentrionale, Aegopodium podagraria, Pulmonaria officinalis, Urtica dioica. Athyrium filix-femina, Filipendula ulmaria, Equisetum sylvaticum, Lysimachia vulgaris, Menyanthes trifoliata, Comarum palustre.

Ключевые слова: проективное покрытие, биологический запас, эксплуатационный запас, тип леса, стадия восстановления после рубки.

Скачать

Филипчук А.Н., Малышева Н.В., Ипп С.Л., Сумин Ю.В., Дурманов Н.Д. Первый пилотный карбоновый полигон в Калужской области: методика и эксперимент по оценке запаса и поглощения углерода биомассой лесов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 112–239. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.112–129

Аннотация

На первом пилотном Карбоновом полигоне в Калужской области выполнены исследования, направленные на совершенствование и верификацию методов количественной оценки запасов, поглощения и эмиссий углерода лесами. Цель исследования - разработка методики оценки, алгоритмов расчетов поступлений и потерь углерода биомассой лесов в ходе естественного роста и развития древостоев. Экспериментальная часть исследования включает апробацию расчетов на текущий период и прогнозный, в перспективе на 20 лет. Объект экспериментальных работ - часть территории Беляевского участкового лесничества Национального парка «Угра» Калужской области общей площадью 4134 га. Исходными данными для экспериментальных расчетов служили материалы таксации 2021 г., выполненной глазомерно-измерительным способом по первому таксационному разряду. Разработан алгоритм, позволяющий рассчитать показатели текущего прироста запаса древесины (прирост по наличному запасу) и прироста по общей продуктивности по данным натурной таксации древостоев на выделах и таблицам хода роста на текущий год и прогнозный период (20 лет). Показатели текущего прироста по запасу и годичного накопления отпада преобразованы в годичное поглощение углерода фитомассой и накопление углерода пулом древесного детрита (отпада). Сопоставление текущего значения и прогнозных оценок поступления углерода в фитомассу на территории объекта исследований свидетельствует о снижении общего объема и среднего значения поглощения за 20 лет на ≈ 37% вследствие уменьшения прироста запаса спелых насаждений, увеличения отпада за счет отмирания части деревьев и распада насаждений при переходе из возрастной группы спелых в перестойные. В течение прогнозного периода в ходе естественного развития древостоев, не нарушаемого внешним воздействием, будет происходить перераспределение запасов углерода между пулами фитомассы и мертвого органического вещества. Прогноз годичного поступления углерода в пул древесного детрита (отпада) для перестойных насаждений по таблицам хода роста приводит к его недооценке. Для численной оценки углеродных параметров лесов необходимо усовершенствование всеобщих и региональных таблиц хода роста основных лесообразующих пород, в том числе по общей продуктивности (с учетом естественного отпада).

Ключевые слова: карбоновый полигон, текущий прирост, отпад, поглощение углерода фитомассой, поступление углерода в отпад, таблицы и модели хода роста.

Скачать

Алкинж С., Данилов Д.А. Сосна брутийская (PINUS BRUTIA TEN.) как важный компонент лесов стран восточного средиземноморья и черноморского бассейна (обзор) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 130–148. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.130-148

Аннотация

Сосна брутийская (калабрийская) (Pinus brutia Ten.) является значимым природным видом лесных сообществ стран Средиземноморья и Черноморского бассейна. В первые данный вид был описал итальянский ботаник Микеле Теноре в 1811 году. На окраинах ареала его распространения признаны три разновидности (помимо вида) и один подвид: P. brutia var. pityusa (Steven). Леса Pinus brutia Ten. важны для ведения многоцелевого лесного хозяйства и имеют высокую экологическую ценность. Представляют большое экономическое значение и представляют собой единственный или основным источником древесины и одним из видов образующих лесной покров в некоторых странах Средиземноморья. В восточносредиземноморских странах это самая важная хвойная порода с экономической точки зрения; его древесина используется для многих целей. Сосновые леса P. brutia играют ключевую роль в обеспечении важных косвенных выгод и экологических услуг, таких как защита почвы и водных ресурсов, сохранение биологического разнообразия, поддержка сельскохозяйственной продуктивности, связывание углерода, изменение климата, смягчение последствий и адаптацию, а также борьбу с опустыниванием. Способность P. brutia произрастать на широком диапазоне почв, а также высокий потенциал роста делают ее одним из самых перспективных видов для стран регионов Средиземноморского и Черноморского бассейнов. Кроме того, способность противостоять засушливости и устойчивость к континентальному климату, восстанавливаться после лесных пожаров делает данный вид незаменимой лесной породой в хрупких экосистемах рассматриваемых регионов.

Ключевые слова: Сосна брутийская (калабрийская) (Pinus brutia Ten.), почвенные условия, Средиземноморский и Черноморский бассейны, продуктивность, плотность древесины, особо охраняемые сообщества.

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Платонов А.А. Математическое моделирование и классификация технических средств для сбора порубочных остатков // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 149–162. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.149-162

Аннотация

Технологический процесс удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности с территорий ряда инфраструктурных объектов нередко предусматривает технологическую операцию сгребания и/или сбора порубочных остатков механизированным способом с помощью таких средств механизации, как лесные грабли. Ввиду многообразия указанных технических средств (различающихся по назначению, области применения, способам агрегатирования с базовым транспортным средством, а также конструктивным особенностям) их классификация по некоторым классификационным признакам (в частности – ширине захвата и густоте) затруднена ввиду значительного влияния субъективной составляющей, оказывающей воздействие на непосредственное отнесение классифицируемых лесных граблей к тому или иному элементу соответствующего классификационного ряда. Автором на основе анализа основных конструктивных параметров более 500 моделей лесных граблей отечественного и зарубежного производства установлена система уравнений, описывающих положение границ характерных зон распределения ширины захвата лесных граблей от количества их зубьев. Для оценки ширины захвата лесных граблей в качестве классификационного признака предложено использовать критерий удельной ширины граблей, определяемый как функция соотношения ширины захвата граблей и ширины одного зуба. Для оценки густоты распределения зубьев лесных граблей по ширине их захвата в качестве классификационного признака предложено использовать критерий густоты зубьев, учитывающий соотношение интервала между двумя соседними зубьями и ширины лесных граблей, предложены граничные значения данного критерия. Показаны результаты математического моделирования критической (минимальной) ширины лесных граблей в зависимости от их количества зубьев и ширины одного зуба, характеризующие момент перехода лесных граблей в категорию «лесные щётки». Рассмотренная в работе математическая модель позволяет с достаточной степенью точности выполнить классификацию лесных граблей в части разделения существующих и/или перспективных технических средств для сбора и сгребания порубочных остатков по таким классификационным признакам, как «ширина граблей» и «густота распределения зубьев».

Ключевые слова: порубочные остатки, лесные грабли, классификация, моделирование, система уравнений, критерий.

Скачать

Шиловский В.Н., Скобцов И.Г., Конанов Д.Г. Оценка факторов эксплуатационной технологичности машин методом регрессионного анализа // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 163–174. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.163-174

Аннотация

Работа посвящена оценке влияния эксплуатационных факторов на ремонтопригодность лесных машин. Цель работы заключается в обосновании и апробации порядка оценки факторов, определяющих ремонтопригодность транспортно-технологических машин, с использованием методов корреляции и регрессии. В первой части статьи представлен краткий обзор статистических методов анализа факторов эксплуатационной технологичности. Вторая часть статьи посвящена построению уравнения регрессии и определению значений коэффициентов в модели. В качестве факторов, определяющих продолжительность технических воздействий, приняты длительность эксплуатации лесных машин, стаж работы ремонтных рабочих и техническая оснащенность ремонтной базы. Связь между факторами и продолжительностью технических воздействий представлена в виде множественной линейной модели. В качестве показателей тесноты связи между исследуемыми переменными величинами использованы парные коэффициенты корреляции. Для определения коэффициентов регрессии линейной модели использована система нормальных уравнений. В третьей части статьи проведен анализ полученного уравнения регрессии. В качестве критерия правильности и полноты отбора факторов использован коэффициент детерминации. По полученной величине критерия был сделан вывод о достаточно высоком уровне полноты учета совокупности факторов, влияющих на продолжительность технического обслуживания и ремонта машин. Проведена проверка значимости коэффициентов уравнения регрессии с использованием критерия Стьюдента. По результатам проверки все рассматриваемые факторы признаны значимыми для оценки продолжительности технических воздействий. Наибольшее влияние на продолжительность технических воздействий оказывает техническое состояние машины, зависящее от длительности её эксплуатации. Влияние стажа работы (квалификации) исполнителей и уровня оснащенности ремонтно-обслуживающей базы незначительно отличаются друг от друга, однако уровень оснащенности ремонтной базы является более значимым.

Ключевые слова: эксплуатационная технологичность, ремонтопригодность, фактор, регрессионный анализ, оценка, лесная машина.

Скачать

Михеевская М.А., Бурмистрова Д.Д., Стородубцева Т.Н., Швецова В.В., Рябухин П.Б., Григорьев Г.В., Иготти М.М. Теоретическое исследование брикетирования древесных отходов с учетом нелинейного упрочнения сырья // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 175–185. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.175-185

Аннотация

Исследование направлено на развитие теоретического описания процесса брикетирования древесного сырья. Цель настоящей статьи – унифицировать подход к построению модели прессования древесного материала как упруго-вязко-пластического тела и рассмотреть его упрочнение в соответствии со степенной зависимостью предела пластичности от плотности. Исследование строится на анализе результатов, полученных ранее в области математического моделирования прессования упрочняющихся древесных материалов. Реализация предлагаемых зависимостей выполняется с использованием методов приближенного решения дифференциальных уравнений в системе компьютерной математики Maple. Разработанная унифицированная модель позволяет прогнозировать напряжение, возникающее в брикетируемом древесном материале и, следовательно, оценивать давление прессования, требующееся для формирования брикета с заданной прочностью. Важной особенностью предлагаемой модели является то, что замена уравнения для предела пластичности либо его параметров не требует пересмотра всей ее структуры. Установлено, что реализация численного решения дифференциального уравнения связи напряжения и деформации упруго-вязко-пластического тела со включением нелинейной зависимости предела прочности в современной системе компьютерной математики Maple не вызвала вычислительных сложностей. Перспектива дальнейших исследований состоит в проведении дополнительных экспериментов с целью уточнения нелинейной зависимости предела пластичности от плотности и других физико-механических и качественных параметров обрабатываемого сырья.

Ключевые слова: предел пластичности, упруго-вязко-пластическое тело, нелинейность, степенная зависимость.

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

Козлов Н.Г., Гапанькова Е.И., Латышевич И.А., Бильдюкевич А.В. Влияние типа армирующих волокнистых наполнителей препрега на физико-механические свойства лыж // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 186–196. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.186-196

Аннотация

Проведен анализ физико-механических свойств спортивно-беговых пластиковых лыж, изготовленных с использованием препрегов на основе различных армирующих наполнителей. Армирование полимерных композиционных материалов осуществляется волокнистыми наполнителями, включающими в себя большое число разнообразных текстильных структур, изготавливаемых на основе волокон и нитей (пряжи, химических нитей) и/или бумажных полотен. В качестве армирующих наполнителей были выбраны отечественные широко распространенные материалы: директ-ровинг стеклянный, базальтовое и полиэфирное волокно. Широкий набор различных волокнистых структур объясняется необходимостью получения препрегов с различными механическими, технологическими и функциональными свойствами, которые будут иметь определяющие значения для конечного продукта. Цель данного исследования – определить влияние различных АН на эксплуатационные свойства лыж. В качестве определяющих эксплуатационных свойств изучены: нагрузка распрямления (индекс жесткости по Фишеру), жесткость средней части лыжи, высота остаточного прогиба, постоянная жесткости передней (задней) частей лыжи. На примере разработанного отечественного эпоксидного связующего, полученных на его основе препрегов с использованием различных армирующих наполнителей (стеклянных, базальтовых и полиэфирных), показано, что физико-механические свойства конечного продукта (лыж) напрямую зависят от природы наполнителя.

Ключевые слова: наполнитель, волокно, препрег, лыжи, свойства.

Скачать

Русаков Д.С., Чубинский А.Н., Варанкина Г.С. Применение теории фракталов для исследования клеевого соединения // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 197–210. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.197–210

Аннотация

Фракталы обнаруживаются в структуре твердых тел, самоподобие характерно и для строения древесины. Свойство отдельных частей быть подобными всей структуре в целом называют фрактальной. На основе применения принципов фрактальной геометрии модифицируются уравнения топохимической кинетики. Такой подход позволяет обобщать существующие уравнения и получать более точные значения кинетических параметров. Будучи количественной интегральной характеристикой микроструктуры объекта, фрактальная размерность позволяет находить его площадь поверхности или объем с заданным уровнем приближения. При этом взаимосвязь площади поверхности твердофазных реагентов и их фрактальной размерности дает возможность ее использовать в формально-кинетическом анализе. Для описания кинетики процессов, идущих с участием реакционных центров, может использоваться «реакционная фрактальная размерность», т.е. размерность множества реакционных центров. Введение фрактальной размерности в уравнения топохимической кинетики позволяет количественно учитывать влияние состояния поверхности, а также – в перспективе – изменение ее морфологии во времени. Понимая принципы построения фрактальных систем, можно определить структуру и топографию поверхности пористых тел, в частности, клеевого соединения древесины (фанеры), что и явилось целью данной работы. На основании проведенных измерений пришли к выводу о неоднородности структуры древесины, в рамках теории фракталов. Основным фактором, указывающим на неоднородность структуры древесины, являются процессы консолидации в том или ином виде, присутствующие в технологии производства фанеры. Предполагается, что композиционный древесный материал, в частности фанера, имеет дисперсионную основу, т.е. скелет материала образован дисперсными частицами (древесинного вещества, частично заполненного клеем) и межчастичными порами. Производится идеализация древесно-полимерного материала, поскольку по природе своей такие материалы являются консолидированными дисперсными средами, при их изготовлении необходимо учитывать случайные отклонения и случайные взаимодействия технологических факторов. Для построения структуры древесно-полимерного материала (фанеры), используется способ определения фрактальной размерности, основанный на измерении законов распределения плотности в композитах. Фрактальная размерность может быть использована в качестве универсальной постоянной, характеризующей структуру композита. Полученные нами значения фрактальной размерности для фанеры на основе модифицированных клеев, свидетельствуют, что при изготовлении имеет место быть так называемая суперпозиция (наложение) обоих типов компонентов (смолы и модификатора). Отметим, что фрактальная размерность чувствительна к изменениям технологических режимов, так, при изменении природы и характера модификатора происходит изменение фрактальной размерности, а также, по нашему мнению, физико-механических показателей фанеры.

Ключевые слова: фракталы, фрактальная размерность, структура древесно-полимерного материала, размерность пор древесины, адсорбционная способность пористых тел, шпон, модифицированная смола, прочность фанеры.

Скачать

Латышевич И.А., Гапанькова Е.И., Козлов Н.Г., Бильдюкевич А.В., Николаева К.В., Данилова-Третьяк С.М. Определение оптимального содержания ускорителя полимеризации в эпоксидных связующих для полимерных композиционных материалов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 211–222. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.211-222

Аннотация

Влияние наполнителей на параметры полимеризации эпоксидных композиций, полученных с использованием вторичных терпеноидных соединений в качестве отвердителями ангидридного типа, ранее не было изучено. Особенностью процессов отверждения термореактивных полимерных связующих является последовательный переход из одного агрегатного состояния в другое, т.е. из жидкого в гелеобразное и твердое и каждая смена агрегатного состояния характеризуется своим фазовым переходом. Знание температур фазовых переходов позволяет разработать оптимальные режимы отверждения. Знание кинетики изменения температур фазовых переходов позволяет определить степень полимеризации связующего. Целью данного исследования было определить оптимальное содержание наполнителя (ускорителя полимеризации) с использование дифференциальной сканирующей калориметрии для получения конечного продукта (пластиковые спортивно-беговые лыжи) с необходимыми физико-механическими свойствами. Дифференциальная сканирующая калориметрия, современный метод исследования, позволяющий фиксировать тепловой поток, который характеризует происходящие в веществе изменения в результате нагрева. Это дает возможность определить оптимальные условия полимеризации, изменяя содержание наполнителей в эпоксидном связующем композиционного материала. Результаты исследований представляются в виде кривых ДСК, отображающих все тепловые эффекты, проявляющиеся в материале в изучаемом диапазоне температур. Образцы эпоксидных связующих для композиционного материала были получены на основе эпоксидной смолы (ММ = 390‒430), терпеноидного отвердителя ангидридного типа, органических растворителей (простейшие насыщенные кетоны и сложные эфиры) и модифицирующих добавок (пластифицирующие добавки, ускоритель полимеризации, наполнители). Проведенные исследования позволили определить оптимальное содержание наполнителя (ускорителя полимеризации) (4,5мас. %) с использование дифференциальной сканирующей калориметрии и получить конечный продукт (пластиковые спортивно-беговые лыжи) с необходимыми физико-механическими свойствами (стрела прогиба 27 мм, жесткость средней части 165 Н/мм, индекс жесткости FA (индекс Фишера) 505 Н, прочность средней части 2683 Н, жесткость носочной части лыжи 2,42 Н/мм, жесткость пяточной части лыжи 2,31 Н/мм).

Ключевые слова: дифференциальная сканирующая калориметрия, эпоксидное связующее, вторичные терпеноидные продукты, ускоритель полимеризации.

Скачать

Лебедев А.А., Сергеевичев А.В., Дедерер М.А. Анализ условий и характера стружкообразования при шлифовании древесины в условиях частичной самозатачиваемости абразивного инструмента // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 223–233. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.223-233

Аннотация

В статье приведен анализ шлифования древесины поперек волокон, рассмотрены условия и характер стружкообразования, приведено теоретическое определение касательной силы резания, рассмотрен характер износа шлифовальной шкурки в условиях ее частичной самозатачиваемости, критерий износостойкости. Согласно современного представления об абразивном инструменте его специфические особенности заключаются в отсутствии сплошной режущей кромки, имеющейся у любого лезвийного инструмента, наличии неправильной геометрической формы абразивных зерен с округленными вершинами, что обуславливает отрицательные передние углы резания. Для понимания физической сущности процесса шлифования древесины необходимо иметь совокупное представление о геометрических формах зерен, как протекает процесс снятия стружки, какая система сил действует на абразивное зерно. В процессе абразивного резания древесины поперек волокон участие всех режущих зерен не равноценно. Данное явление можно объяснить тем, что часть зерен совершает работу перерезания волокон, в результате чего для другой части зерен остается лишь преодолевать сцепление между волокнами, то есть произвести работу элементарного скалывания. Таким образом, часть зерен совершает закрытое резание, так же как и при поперечном пилении дисковыми пилами, а часть зерен участвует в открытом резании поперек волокон. В случае работы абразивного инструмента с преимущественным засаливанием основным критерием износостойкости является удельная производительность шлифования, так как качество поверхности по мере износа инструмента не только не ухудшается, но даже имеет тенденцию к улучшению. При шлифовании древесины поперек волокон абразивный инструмент способен работать более длительное время и с более высокой производительностью. Но поскольку процесс износа в данном случае сопровождается выкрашиванием зерен, то на поверхности шкурки могут появиться открытые участки, что с одной стороны приводит к некоторому снижению производительности шлифования, а главное к ухудшению качества обработанной поверхности.

Ключевые слова: шлифование древесины поперек волокон, износ шлифовальной шкурки в условиях ее частичной самозатачиваемости.

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Александрова Т.Н., Дубовый В.К., Клюшкин И.В., Тверитина А.В. К вопросу о моделировании процессов обезвоживания бумажной массы на сеточном столе бумагоделательных машин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 234–249. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.234-249

Аннотация

Качество бумаги зависит от эффективности процессов обезвоживания формования полотна на сеточном столе бумагоделательных машин (БДМ). На сеточном столе БДМ происходят начальные процессы формования и обезвоживания бумажного полотна, такие как фильтрация воды сквозь сетку с формированием слоя осевших волокон. Эффективность процесса формования предопределяется характером изменения концентрации массы и высоты слоя суспензии вдоль сеточного стола. На данный момент актуальным является вопрос программного моделирования процессов и производств, т.к. это позволяет уйти от физического эксперимента. Исходя из актуальности вопроса, основной целью исследования являлась разработка алгоритма моделирования процесса обезвоживания на сеточном столе БДМ и его программная реализация для обоснования эффективных конструктивных параметров обезвоживающих элементов. Для реализации поставленной цели были поставлены и решены ряд задач: уточнение и обоснование теоретических предпосылок расчета процессов обезвоживания; обоснование алгоритма расчета и его программная реализация; моделирование процесса применительно к реальному процессу обезвоживания для офсетной бумаги и выработка рекомендаций по оптимизации конструктивных параметров обезвоживающих элементов, основываясь на данных моделирования. с использованием разработанного алгоритма и специально разработанной программы, позволяющей проводить расчет обезвоживания в зависимости от конструктивных особенностей (в том числе) обезвоживающих был произведен расчет обезвоживания в начале сеточного стола на БДМ №11 (г. Сыктывкар) для производства офсетной бумаги. На основании проведенных исследований и результатов моделировании разработаны научно обоснованные рекомендации по совершенствованию компоновки обезвоживающих элементов и угла наклона гидропланок. Изменение рабочего угла наклона гидропланок на исследуемом участке повышает эффективность обезвоживания в регистровой части на 4,6%, что позволит повысить сухость бумажного полотна на выходе из зоны и достичь большей энергоэффективности без существенных капиталовложений в модернизацию.

Ключевые слова: обезвоживание бумажной массы, моделирование, гидропланка, офсетная бумага.

Скачать

Ермолинский В.Г., Ковалева О.П. К вопросу достижения оптимального сочетания производительности производства, качества продукции и экологичности целлюлозно-бумажных предприятий // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 250–263. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.250-263

Аннотация

В статье рассмотрены практические аспекты изменения технологических параметров варки сульфатной хвойной небеленой целлюлозы применительно к условиям АО «Группа «Илим», филиал в г. Усть-Илимск, в условиях работы варочной установки непрерывного действия с превышением проектной производительности. Произведённые укрупненные технологические расчеты показали необходимость реконструкции варочно-промывного участка с целью устранения негативных последствий, к которым привело увеличение производительности установленного ранее технологического агрегата при попытке соблюдения приемлемых экологических показателей деятельности предприятия. Достижение оптимального сочетания производительности производства, качества продукции и экологичности целлюлозно-бумажного предприятия является целью любой реконструкции производства и совершенствования технологии. Работа варочной установки непрерывного действия в перегруженном режиме приводит к сокращению продолжительности технологических процессов пропитки древесной щепы и последующей сульфатной варки, вызывает проблемы с равномерностью продвижения древесной щепы в зонах варочного котла и приводит к снижению эффективности промывки полученной целлюлозы. Поскольку повышение мощности варочной установки приводит к получению жесткой целлюлозы, из которой остаточный лигнин может быть удален только при включении в технологическую схему отбелки дополнительной стадии отбелки с применением хлора, то содержание хлорорганических соединений в сточных водах варочно-промывного отдела предприятия превышает допустимые экологические нормы. В статье предложен вариант реконструкции варочной установки непрерывного действия, позволяющий повысить эффективность производства сульфатной целлюлозы с достижением требуемых показателей сброса загрязняющих веществ в окружающую среду. Для устранения негативных последствий работы варочной установки в условиях значительного превышения её проектной производительности, необходимо дополнительно установить пропиточную колонну и увеличить зону варки за счёт опускания экстракционных сит в зону диффузионной промывки варочного котла.

Ключевые слова: сульфатная варка, производительность варочной установки, целлюлоза, сброс загрязняющих веществ.

Скачать

Раковская Е.Г., Занько Н.Г. Применение ингибиторов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 264–276. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.264-276

Аннотация

Современные лесохозяйственные машины эксплуатируются в различных климатических условиях, характеризующихся резкими перепадами температур, высокой влажностью, запыленностью. Воздействие на лакокрасочные покрытия агрессивной среды приводит к их разрушению и протеканию на поверхности техники коррозионных процессов. Целью данной работы явилось повышение защитных свойств лакокрасочных покрытий, путем введения в них органических ингибиторов коррозии. Для испытаний применялись плоские образцы из листовой стали Ст.3, размерами 140х70 мм, толщиной 0,8 - 1,0 мм с чистой поверхностью. Исследуемое лакокрасочное покрытие состояло из эмали МЛ-152 с вводимыми в нее ингибиторами. В качестве ингибиторов исследовались следующие органические соединения: 6-(n-аминобензолсульфамидо)-2,4-диметоксипиримидин, n-аминобензолсульфагуанидин, 2-(n-аминобензолсульфамидо)–тиазол, 2-(n-аминобензолсульфамидо)-4,6 диметилпиримидин, бензотриазол. С помощью визуальных и электрохимических методов исследовались водные вытяжки из полимерного покрытия с вводимыми в него добавками, коррозионная стойкость стальных образцов с нанесенными лакокрасочными покрытиями с введенными добавками и электроизоляционные свойства пленок лакокрасочных покрытий. В результате проведенной работы показано, что водные вытяжки из полимерного покрытия на основе эмали МЛ-152, с вводимыми в нее добавками обладают ингибирующим коррозию эффектом. Установлено, что добавки, введенные в эмаль МЛ-152 увеличивают анодную поляризацию образцов и замедляют электродные процессы на металле в течение всего времени экспозиции. Исследованные добавки увеличивают сопротивление полимерных пленок до 1,8 Ом. Наиболее эффективными добавками, замедляющими коррозию, при введении их в эмаль МЛ-152 являются 2-(n-аминобензолсульфамидо)–тиазол и 2-(n-аминобензолсульфамидо)-4,6 диметилпиримидин.

Ключевые слова: полимерные покрытия, органические ингибиторы коррозии, электрохимические методы, визуальные методы, увеличение сопротивления.

Скачать

Школьников Е.В. Кинетика изотермической объемной кристаллизации стекла As2Se3, легированного индием // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 240. С. 277–293. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.240.277-293

Аннотация

При легировании стекла As2Se3 оловом, свинцом, висмутом или индием возможна изотермическая объемная кристаллизация полученных стекол в оптимальных условиях. Влияние добавок индия на характер и кинетические параметры кристаллизации стекла As2Se3 изучено недостаточно. Цель работы− сравнительный анализ кинетики изотермической объемной кристаллизации стекол As2Se3 и AsSe1,5In0,01(0,4 ат.% In). Стекла синтезировали методом вакуумной плавки из особо чистых элементных веществ с общей массой 7 г в интервале 700−9000С с последующей закалкой кварцевых ампул с расплавами от 9000С в потоке воздуха. Кинетику объемной изотермической кристаллизации стекол AsSe1,5In0,01 исследовали в интервале температур 200−2600С методами измерения плотности, микротвердости, температурной зависимости электропроводности и количественного рентгенофазового анализа закаленных образцов. Анализ кинетики валовой кристаллизации стекол выполнен по данным измерения эффективной плотности с использованием обобщенного уравнения Колмогорова-Аврами. Добавка 0,4 ат.% In к стеклу As2Se3 изменяла характер кристаллизации с поверхностно-объемной на равномерную по всему объему и ускоряла расстекловывание основной фазы As2Se3, уменьшая по сравнению с чистым стеклом As2Se3 примерно в 2 раза скрытый период выделения фазы As2Se3 и в 4 раза кинетический период полупревращения при 2400С. Влияние легирования индием на изотермическую кристаллизацию стекла As2Se3 проявляется в основном в снижении термодинамического барьера и энергии активации объемного гетерогенного зарождения пластинчатых кристаллов фазы As2Se3 на нанокристаллах первичной фазы β – In2Se3.

Ключевые слова: объемная кристаллизация стекол, кинетические параметры изотермической кристаллизации, обобщенное уравнение Колмогорова-Аврами.

Скачать

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

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

Аннотация

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

Ключевые слова:диагностирование, приспособленность, показатели, параметрический отказ

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

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

Аннотация

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

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

Скачать

Школьников Е.В. Кинетика изотермической объемной кристаллизации стекол AsSe_1,5Bi_x (x = 0,01, 0,05) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 170–184. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.170-184

Аннотация

При легировании стекла As₂Se₃ оловом, свинцом или висмутом возможна изотермическая объемная кристаллизация полученных стекол в оптимальных условиях. Влияние концентрации виcмута на характер и кинетические параметры кристаллизации стекол изучено недостаточно. Проведен сравнительный анализ кинетики изотермической объемной кристаллизации стекол As₂Se₃ и AsSe_1,5Bi_x (х = 0,01 и 0,05). Стекла синтезировали методом вакуумной плавки из особо чистых элементных веществ с общей массой 7 г в интервале 700−900 °С с последующей закалкой кварцевых ампул с расплавами в воздухе от 700 °С. Методами измерения плотности, микротвердости, температурной зависимости электропроводности, рентгенофазового анализа закаленных образцов исследована кинетика превращений при объемной изотермической кристаллизации стекол AsSe_1,5Bi_0,01 и AsSe_1,5Bi_0,05 в интервале температур 210−260 °С. Анализ кинетики валовой кристаллизации стекол выполнен по данным измерения плотности с использованием обобщенного уравнения Колмогорова–Аврами. Добавка 2 ат.% Bi к стеклу As₂Se₃ ускоряла кристаллизацию основной фазы As₂Se₃, уменьшая, по сравнению с кристаллизацией чистого стекла As₂Se₃, примерно в 4 раза скрытый период начала выделения фазы As₂Se₃ и в 13 раз кинетический период полупревращения. Влияние добавок 0,4 и 2 ат.% Bi на изотермическую кристаллизацию стекла As₂Se₃ проявляется, в основном, в снижении термодинамического барьера и энергии активации объемного гетерогенного зарождения пластинчатых кристаллов фазы As₂Se₃ на нанокристаллах первичной фазы Bi₂Se₃. Реконструктивная кристаллизация основной фазы As₂Se₃ в стекле AsSe_1,5Bi_0,05 связана с непрерывным изменением химического состава остаточной стеклофазы и характеризуется интервалом уменьшающихся значений эффективной энергии активации (142 → 114 ± 5 кДж/ моль).

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

Ключевые слова: халькогенидные полупроводники, фазовая память

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

3. ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

6. ХРОНИКА НАУЧНОЙ ЖИЗНИ

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

Аннотация

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

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

Скачать

1. ЭКОЛОГИЯ ДЕНДРОФИЛЬНЫХ НАСЕКОМЫХ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

2. ПРОБЛЕМЫ ЛЕСНОЙ ФИТОПАТОЛОГИИ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

3. МОНИТОРИНГ И КОНТРОЛЬ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

1. ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

Ключевые слова: берёза, интродукция, ксилема, лигнификация клеток

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

3. ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

Аннотация

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

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

Скачать

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

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 ΔG_η^# (T) в уравнении Эйринга.

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

Скачать

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

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

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-Петербургск