МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Когда первые хищные кошки появились на Земле? Кто из хищников любитель поспать? Кто является превосходным охотником? Куда прячет своих детёнышей самка каракала? Ответ на эти и другие вопросы можно найти в замечательной энциклопедии французских авторов.

В энциклопедии вы найдёте информацию о том, как происходят землетрясения, образуются цунами, самые опасные вулканы, торнадо, наводнения и другие стихийные бедствия, обрушивающиеся на людей и оказывающие разрушительные последствия.

В занимательной энциклопедии с картинками вы узнаете о жизни маленького оленёнка, какого размера рождается детёныш большой панды, чем питается кабан, какое любимое лакомство белки, где живёт и в какой позе спит маленький зверёк коала.

В учебном пособии изложены основные понятия инженерной экологии, приведены актуальные данные о современном состоянии природной среды, а также рассмотрена классификация нормирования загрязняющих веществ в атмосфере, литосфере и гидросфере. Системно рассмотрены основные принципы ограничения техногенных выбросов особенности их мониторинга, регламента проведения аудита.

Методические указания содержат основной теоретический материал и математический аппарат для решения задач линейного программирования графическим методом. В конце методических указаний приведены вопросы для самоподготовки, варианты для выполнения лабораторной работы.

Методические указания содержат необходимые сведения из разделов системного анализа, включая классификацию и виды моделей в системном анализе, концепцию системного подхода, основные этапы имитационного моделирования.

В методических указаниях рассматриваются основные вопросы, связанные с написанием курсовой работы, приводятся примерные темы курсовых работ.

В методических указаниях представлены основные требования к курсовым работам по моделированию экономических систем и по моделированию технических систем. Приведены примерные темы курсовых работ и требования к их оформлению.

Основная цель курса — формирование теоретической основы знаний и навыков на материале классических проблем гидро- и газодинамики для математического моделирования процессов, связанных с интенсивным движением жидких и газообразных сред. Выполнение заданий, приведенных в последнем разделе курса лекций для каждой части, поможет овладеть навыками решения стандартных и нестандартных проблем.

Приведены структура и требования к оформлению отчета по учебной практике, методические указания к выполнению практических заданий по разделам практики.

В данных методических указаниях приведены краткая теоретическая справка по применению метода магнетрона для определения удельного заряда электрона и методика выполнения лабораторной работы. По итогам лабораторной работы обучаемым предлагается сделать сравнение данных, полученных в ходе эксперимента, с теоретическими и оценить погрешность результата.

Методические указания состоят из двух разделов. В первом представлена методика экспериментального подтверждения закона Бернулли для потока реального газа, движущегося по трубопроводу переменного сечения. Во втором студентам предложено рассчитать весовое, гидромеханическое и гидродинамическое давления при движении капельной жидкости по данному трубопроводу.

Плацента является уникальным органом, обеспечивающим нормальную жизнедеятельность плода в период внутриутробного развития. Несмотря на всю важность этого органа, он до сих пор остается малоизученным. Ответы на вопросы об иммунных взаимодействиях в плаценте могут объяснить развитие многих осложнений беременности. В рамках данной работы были изучены возрастные особенности экспрессии маркеров иммунокомпетентных клеток в плаценте человека в норме и при патологии (сахарный диабет 2-го типа). Исследованы образцы ворсинчатого хориона плацент, полученные от 80 пациенток: 40 – из группы с сахарным диабетом 2-го типа, 40 – из группы контроля. Каждая группа была также разделена на подгруппы перво- и повторнородящих, а также на возрастные подгруппы (роды до и после 28 лет). В качестве маркеров были выбраны CD68 (маркер макрофагов), CD20 (маркер В-лимфоцитов), а также CD57 (маркер NK-клеток). Проведенное исследование позволило выявить различия в экспрессии маркеров иммунокомпетентных клеток между группой пациенток с сахарным диабетом 2-го типа и контрольной группой, возрастные отличия экспрессии данных маркеров внутри групп, а также изучить морфофункциональное состояние плацент. Сигнальные молекулы, продуцируемые иммунными клетками, играют ключевую роль в развитии патологических состояний, возникающих во время беременности. Полученные в ходе данной работы результаты говорят о высокой эпидемиологической и научно-исследовательской значимости маркеров воспаления для оценки течения беременности и возможного развития соматической патологии новорожденных, особенно у рожениц старшего возраста.

Рассматривается влияние режима сна (продолжительности непрерывного сна и ритма периодов сна) на состояние адаптационных ресурсов организма во время пребывания в условиях круглогодичной антарктической полярной станции. Сравниваются два случая, совпадающие по большинству параметров повседневной жизнедеятельности (бытовые условия проживания, влияние факторов внешней среды, уровень социальных контактов, антропометрические данные, состояние здоровья), но различающиеся по режиму дня в связи с особенностями трудовой деятельности. Для оценки уровня адаптационных возможностей организма использовался индекс регуляторно-адаптивного статуса, рассчитываемый по параметрам, полученным методом сердечно-дыхательного синхронизма. У первого испытуемого (радиста) обнаружена динамика индекса регуляторно-адаптивного статуса, синхронная с ухудшением и улучшением условий внешней среды (продолжительность светового дня, погодные условия), влияющих на персонал антарктической станции, что является прогнозируемым результатом. Второй испытуемый (метеоролог) демонстрировал принципиально иную динамику адаптационных возможностей организма: во время ухудшения условий внешней среды происходило повышение адаптационных ресурсов организма из-за вынужденного снижения интенсивности рабочей нагрузки и, как следствие, значительного улучшения режима сна. Динамика индекса регуляторно-адаптивного статуса показала, что количество и качество сна более значимо влияет на состояние здоровья человека, чем неблагоприятные погодные условия (шторм). Это открывает широкие возможности для компенсации неустранимых неблагоприятных условий внешней среды во время полярной зимовки организационными методами для максимального сохранения работоспособности полярников зимовочного состава, поскольку внезапная декомпенсация может вызвать срыв выполняемых программ на полярной станции

В учебно-методическом пособии отражаются основы начертательной геометрии, проекционного и машиностроительного черчения, основные понятия о технике черчения и геометрическом черчении. Рассмотрены основы компьютерной графики на примере программы «Наш Сад». Представлены основные задания по изучаемому курсу.

Предложено ввести обобщенный фактор неидеальности систем g в уравнения информа- ционной энтропии, описывающие самоорганизованные структуры существенно нерав- новесных систем с приложением для изучения топологических свойств высокомолеку- лярных соединений в растворах на примере лигнинов древесины. Фактор g как относи- тельная термодинамическая характеристика связывает идеальную и реальную модели систем, в которых можно выделить два конкурентных (противоположных по знаку и действию) процесса: порядок (–) ↔ хаос (+); притяжение (–) ↔ отталкивание (+); сжа- тие (–) ↔ расширение (+); кластеризация (–) ↔ распад (+) и т. д. g = 1 + 〈– βord + αnord〉 = = 1 + 〈– pi (β) + pi (α)〉, где – βord ≡ 1/nΣn i βi и αnopd ≡ 1/nΣn i αi – относительные средние ха- рактеристики (pi – статистические вероятности) противоположно протекающих процес- сов. Фактор g изменяется в интервале 0 ≤ g ≤ 2 и зависит от того, какой из конкурентных процессов превалирует. При αnord = 0 g → 0, при βord = 0 g→2, при g = 1 поведение эле- ментов системы будет идеальным. Фактор g вводится в любые классические уравнения, пригодные для изучения идеальных систем, в целях использования их для описания ре- альных систем (например, в уравнения Генри, Рауля, Вант-Гоффа, состояния идеального газа и т. д). Строго математически фактор g определен через величины М – мера, ε – мас- штаб, d – размерность в виде отношения логарифмов мер реального (М*) и идеального (М0) состояний объекта: g = lnМ*/lnМ0 = d/D, где М* и М0 может быть Nd – число эле- ментов в структуре фрактального реального (например, кластера) или математического объекта (например, салфетка Серпинского) и ND – число элементов в структуре объекта в идеальном состоянии, обладающих свойством многомасштабности и самоподобия (d и D – фрактальная и евклидова размерности). Как термодинамическая характеристика gth определяется отношением термодинамических функций, функционалов, например, ΔGi*/ΔGi, где ΔGi* = –RTlnаi – реального и ΔGi = –RTlnNi – идеального состояний; ко- личеством молей n* – реального состояния вещества к n – идеальному; относитель- ными энтропиями системы ΔSreal/ΔSid. Получены новые выражения информационных и термодинамических энтропий с дольным (0¸1) моментом порядка – энтропийным gS и термодинамическим gth факторами неидеальности для анализа самоорганизован- ных квазиравновесных структур в формализме Реньи: SgS M–Rn(p) = R/(1 – gS) lnΣN i pgS i; Sgth M–Rn = R/(gth)ln(ΣN i=1 p i gth – 1). В формализме Тсаллиса SgS M–TS (p) = R(1 – Σi N(ε)pi gS)/(gS – 1); Sgth M–TS (p) = R(1 – Σi N(ε)pi 1–gth)/gth с приложением для изучения топологических свойств высокомолекулярных соединений методами гидродинамики, а также термодинамики растворов полимеров. Для цитирования: Макаревич Н.А. Фактор неидеальности в энтропийно-мультифрактальном анализе самоорганизованных структур растительных полимеров (лигнинов) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 194 –212. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-194-212
An attempt has been made to introduce the generalized non-ideality factor of systems (GNF) into information entropy equations that describe self-organized structures of essentially nonequilibrium systems with the use of studying the topological properties of high molecular weight compounds in solutions using wood lignins as an example. The factor as a relative thermodynamic characteristic connects the ideal and real models of systems in which two competitive (opposite in sign and action) processes can be distinguished: order (−) ↔ chaos (+); attraction (−) ↔ repulsion (+); compression (−) ↔ extension (+); clustering (−) ↔ decay (+), etc. = 1 +  −  +   = 1 +  − (β) + (α), where −ord   1/nΣ  and   1/nΣ  are relative average characteristics ( – probabilities) of oppositely occurring processes. The factor varies in the interval 0≤ ≥1 and depends on which of the competitive processes prevails. For nord = 0 →0, for ord =0 →2, for = 1 the behavior of the elements of the system will be ideal. The factor g is introduced into any classical equations suitable for studying ideal systems with the aim of using them to describe real systems (for example, the equations of Henry, Raoult, Van’t Hoff, general gas, etc.). Strictly mathematically, the factor is defined through the values M – measure,  – size (scale), and d – dimension as a ratio of logarithms of measures of real (М*) and ideal (М0) states of the object: th = lnМ*/lnМ0 = d/D, where M* and M0 can be the number of elements in the structure of the fractal real (for example, cluster) or mathematical object (for example, Sierpiński triangle) Nd and the number of elements in the structure of the object in the perfect condition, having the property of multi-scale and self-similarity, ND, where d and D are the fractal and Euclidean dimensions. As a thermodynamic characteristic th is defined by the ratio of thermodynamic functions, functionals, for example, Gi*/Gi, where Gi* = −RTlnаi is real and, Gi*= −RTlnаi is ideal state; the number of moles of n* − real state of matter to n − ideal state of matter; relative entropies of the system Sreal/Sid (Sid − Boltzmann entropy). New expressions of the information and thermodynamic entropies with a fractional (01) moment of order and with the entropic and ℎ non-ideality factors are obtained for the analysis of self-organized quasi-equilibrium structures in the Renyi formalism −() = 1− ln Σ , ℎ − = ℎ ln(Σ ℎ−1 =1 ); in the Tsallis formalism −() = (1−Σ ) () −1 , ℎ − () = (1−Σ 1−ℎ) () ℎ with an application for studying the topological properties of high-molecular compounds by hydrodynamic methods, as well as the thermodynamics of polymer solutions. For citation: Makarevich N.A. Non-Ideality Factor in Multifractal and Entropy-Based Analysis of Self-Organized Structures of Plant Polymers (Lignins). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 194–212. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-194-212

Показано, что современное развитие технологии производства целлюлозы связано с совершенствованием оборудования систем «газ–жидкость», обеспечивающего основные технологические процессы варки целлюлозы и регенерации химических реактивов. Кроме того, это оборудование, предназначенное для рекуперации химических реактивов и снижения их выбросов в окружающую среду, является частью технологического процесса. Применение скрубберов в производстве целлюлозы имеет преимущества относительно других направлений, поскольку при этом используется замкнутый цикл регенерации варочного раствора. Исследования процессов, протекающих в скрубберах разного типа, становятся более многочисленными и фундаментальными. Одним из широко применяемых скрубберов с орошением газа струями капель является струйный газопромыватель, обладающий рядом положительных свойств: не создает сопротивления газовому потоку в газоходе, имеет тягодутьевые свойства вследствие эжекции. только эти аппараты обеспечивают необходимые условия для устойчивости газового потока и струйного эффекта, позволяющего значительно повысить качество очистки выбросов. Для применения струйного эффекта и интенсификации работы технологического оборудования требуется описание процессов переноса вещества в струйных газопромывателях с учетом полидисперсной структуры капельного потока и особенностей дробления жидкости на капли центробежно-струйными форсунками. Научные работы, посвященные проблеме реализации струйного эффекта, показали необходимость исследования динамики дробления жидкости в центробежно-струйных форсунках, создающих заполненную каплями струю с большим углом раскрытия. цель исследования – изучение скорости начального движения капель в области, расположенной непосредственно после участка дробления сплошной струи жидкости, вытекающей из форсунки. Для эксперимента применена фотографическая методика с двумя искровыми лампами. Одновременно контролировалось распределение плотности орошения. Результаты измерения распределений абсолютной скорости капель и плотности орошения сравнивались между собой и определялась функция распределения скорости жидкости в поперечном сечении газо-жидкостной струи струйного газопромывателя. На основе полученных данных разработана теоретическая модель, позволяющая установить начальную скорость движения капель центробежно-струйных форсунок – показатель необходимый для разработки новых струйных газопромывателей. Результаты могут быть применены для совершенствования технологических процессов производства целлюлозы. Для цитирования: Анискин С.В., Куров В.С. Динамические характеристики скорости истечения жидкости из форсунок в струйных газопромывателях целлюлозного производства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 180–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2021- 2-180-193
It is shown that the modern development of pulp production technology is associated with the development of gas-liquid systems equipment. Such equipment provides the main technological processes of pulp cooking and regeneration of chemical reagents. Furthermore, this equipment, designed to recover chemical reagents and reduce their emissions into the environment, is part of the technological process. The use of scrubbers in pulp production has an advantage over many other industries, since it uses a closed liquor regeneration cycle. Currently, studies of the processes occurring in scrubbers of different types are becoming more numerous and fundamental. This paper is devoted to the development of jet scrubbers. These devices have a number of properties that do not have scrubbers of other types. They do not create resistance to the gas flow in the flue; they have a gravitational property due to ejection. Only jet scrubbers create the necessary conditions for the stability of the gas flow and have a jet effect that allows to significantly increase the efficiency of emissions cleaning. To implement the jet effect and intensify the technological equipment operation it is required to describe transfer processes in jet scrubbers with regard to polydisperse structure of drop flow and features of liquid splitting up into drops by centrifugal-jet nozzles. Scientific works devoted to the problem of realization of the jet effect showed the need to study the dynamics of liquid splitting in centrifugal-jet nozzles, which create a drop-filled jet with a large opening angle. The research purpose is to study the speed of the initial movement of drops in the area immediately after the splitting section of the continuous jet of liquid flowing from the nozzle. A photographic technique with two spark lamps was used for the experiment. At the same time, the distribution of irrigation density was controlled. The results of measuring the distributions of absolute speed of drops and irrigation density were compared with each other and the function of liquid speed distribution in the cross section of the gas-liquid jet of the jet scrubber was determined. Based on the obtained data, a theoretical model was developed to determine the initial speed of drops of centrifugal jet nozzles, an indicator required for the development of new jet scrubbers. The results can be applied to improve the technological processes of pulp production. For citation: Aniskin S.V., Kurov V.S. Dynamic Behavior of Liquid Flow Rate from Nozzles in Jet Scrubbers of Pulp Production. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 180–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-180-193.

Представлены результаты многолетних наблюдений за состоянием лесного покрова Хачмазского р-на Азербайджана. При этом учитывались как ре- зультаты дистанционного зондирования Земли, так и данные более старых наблюдений, полученных путем натурного мониторинга и сохраненных в виде тематических карт на бумажных носителях. Результаты дистанционного зондирования содержали мультиспектральные спутниковые изображения за несколько лет. С помощью программы QGIS и плагина Semi-Automatic Classification Plugin проводили предварительную обработку изображений, включающую радиометрическую и атмосферную коррекцию, а также классификацию участков исследуемого района по типу покрытия земной поверхности на основе анализа их спектральных кривых. Согласно классификации определялись площади, занимаемые лесными массивами. В совокупность наблюдений включались данные из имеющихся архивных материалов – тематических карт Хачмазского р-на. Для их обработки и извлечения данных о площади лесных массивов в среде MATLAB разработана программа. Алгоритм программы обработки включает проведение гистограммного анализа изображения в целом и отдельно легенды. По гистограмме легенды определяется число тематических слоев карты, но в их число не включаются слои, содержащие неиспользуемые цвета, обозначающие соседние районы, участки моря и др. Затем проводится цветовая коррекция пикселей изображения (квантование цветов по числу тематических слоев), морфологическая обработка и осуществляется расчет числа пикселей каждого слоя и всех слоев вместе. По полученным соотношениям рассчитывается площадь каждого слоя. Данные обработки архивных материалов вместе с результатами дистанционного зондирования сводятся в общую таблицу, с использованием которой строится диаграмма изменения площади леса, а также модель в виде полинома, отражающего эту динамику. Анализ диаграммы выявил тенденцию к уменьшению площади лесов: за 7 лет – на 21 %. Разработанный алгоритм проводит разбивку тематических карт на отдельные слои в соответствии с цветами легенды. Для цитирования: Мамедалиева В.М. Алгоритм и оценка изменения площади лесного покрова Хачмазского района Азербайджана средствами космического мониторинга // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 106–115. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-106-115
The article presents the results of long-term observations of the forest cover state in the Khachmaz region of Azerbaijan. Both the results of Earth’s remote sensing and the data of earlier observations carried out by field monitoring were used in the study. The earlier data was stored in the form of thematic maps on paper. The results of remote sensing contained multispectral satellite images obtained over several years. Image processing was performed using the QGIS program and the Semi-Automatic Classification Plugin. The processing included radiometric and atmospheric correction, as well as classification of the study area by the type of land surface coverage. Classification was performed on the basis of the spectral curves analysis in various sections of the region. The areas occupied by forests were determined based on the classification. The set of observations included data from the available archival materials – thematic maps of the Khachmaz region. A software in MATLAB was developed for processing the maps and calculating the area of forests. The program operation algorithm includes histogram analysis of the image as a whole and separately of the legend. The histogram of the legend determines the number of thematic layers of the map. They do not include layers containing unused colors, such as the colors of neighboring areas, sections of the sea, etc. Then color correction of image pixels is performed, namely, quantization of colors according to the number of specific thematic layers. Later on, morphological processing of each layer is carried out. Areas containing less than the specified number of pixels are assigned the color of the surrounding layer. The number of pixels of each layer and all layers are calculated. Finally, the obtained ratios are used to calculate the area of each layer. The data of processing of archival materials together with the results of remote sensing are summarized in a joint table. According to the table, a diagram of changes in the forest area is constructed, as well as a model in the form of a polynomial showing this dynamics. The diagram analysis revealed a tendency to a decrease in the area of forests. The forest area has decreased by 21 % for 7 years. The developed algorithm splits thematic maps into separate layers in accordance with the colors of the legend. For citation: Mamedaliyeva V.M. Algorithm and Measurement of Forest Cover Area Change in the Khachmaz Region of Azerbaijan by Satellite Monitoring. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 106–115. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-106-115

На территории Республики Коми в условиях северной тайги сосняки, занимающие порядка 1,8 млн га, представлены преимущественно сфагновыми, зеленомошными и лишайниковыми типами. Исследования проведены на Зеленоборском лесном стационаре Института биологии Коми НЦ УрО РАН в сосняках зеленомошных и сфагновых типов, развивающихся на месте пожаров и сплошных рубок. При господстве соснового элемента в древесном ярусе в его составе часто присутствуют ель, лиственница, береза и осина. Древостои сосняков формируют три типа возрастной структуры: условно-одновозрастные; условно-разновозрастные, представленные одним поколением; ступенчато-разновозрастные, состоящие из 2-3 поколений сосны. Оставленные при рубке деревья и уборка порубочных остатков на лесосеке паловым методом способствуют формированию древостоев ступенчато-разновозрастного типа возрастной структуры. Коэффициенты вариации возраста деревьев в сосняках с одним поколением составляют 5,8…10,8 %, с 2-3 поколениями – 39,7…45,6 %. Количество поколений и тип возрастной структуры не оказывали влияния на изменяющиеся соответственно в пределах 25,2…49,5 % и 15,7…27,8 % диаметр и высоту деревьев в древостоях. В сосняках, развивающихся после пожаров, пик заселения сосной приходится на второе-третье десятилетие, а на вырубках максимум возобновления отмечен в первом-втором десятилетии после рубки. Амплитуда колебания возраста деревьев в условно-одновозрастных и условно-разновозрастных сосняках, сформированных на вырубках, изменяется от 16 до 33, в послепожарных древостоях – от 30 до 45 лет. В ступенчато-разновозрастных древостоях возраст деревьев колеблется от 120 до 167 лет, в поколениях – от 22 до 66 лет. Кривые, отражающие распределение деревьев по диаметру в древостоях сосняков имели левостороннее смещение, асимметрия представлена положительными значениями и изменялась от 0,05 до 1,03. Статистический анализ показал, что при схожем возрасте с сосной деревья сопутствующих в составе пород уступают в развитии как по диаметру, так и по высоте сосновому элементу. Выявлена тесная корреляционная связь между диаметром и высотой деревьев в древостоях. Взаимосвязь возраста с диаметром и высотой почти на всех изученных объектах изменяется от слабой до значительной. Установлено тесное соотношение между возрастом и диаметром деревьев в ступенчато-разновозрастных сосняках (R = 0,79…0,96). Отмечено, что с увеличением амплитуды колебания возраста деревьев усиливается корреляционная связь диаметра и возраста. Для цитирования: Кутявин И.Н., Манов А.В., Осипов А.Ф., Кузнецов М.А. Строение древостоев северотаежных сосняков // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 86–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-86-105 Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Пространственно-временная динамика структуры и продуктивности фитоценозов лесных и болотных экосистем на Европейском Северо-Востоке России», № ААА - А-А17-117122090014-8.
In Northern taiga conditions pine forests occupy about 1.8 mln ha of the territory of the Komi Republic and are mainly represented by sphagnum, green-moss and lichen forest types. The studies were carried out at the Zelenoborsk Forest Station of the Institute of Biology of the Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences in green-moss and sphagnum pine forests developing at the site of fires and clearcuts. Tree layer has a mix composition with the predominance of pine trees and admixture of spruce, birch, larch and aspen. Pine stands form three types of age structure: conventionally evenaged; conventionally uneven-aged, represented by one generation; and stepped uneven-aged, consisting of two or three generations of pine trees. Trees left behind during clearcut and felling residuals at the cutting area by the burn method contribute to the formation of stands of stepped uneven-aged age structure. The variation coefficients of tree age are 5.8–10.8 % in pine forests with one generation and 39.7–45.6 % in forests with two or three generations. The number of generations and the type of age structure had no effect on the diameter and height of trees in the stand, which varied respectively within 25.2–49.5 % and 15.7–27.8 %. In pine forests developing after fires, the peak of pine settlement occur in the second or third decade, while in cutting areas, the maximum renewal occurs in the first or second decade after clearcuts. The amplitude of tree age fluctuations varies from 16 to 33 years in conventionally even-aged and conventionally uneven-aged forests developed after clearcuts and from 30 to 45 years in post-fire stands. In stepped uneven-aged stands tree age fluctuations changes from 120 to 167 years, and from 22 to 66 years in generations. The curves showing the distribution of trees by diameter in stands of pine trees had a left-handed shift, the asymmetry is represented by positive values and varies from 0.05 to 1.03. Trees of associate species are inferior in development, both in diameter and in height to pine trees of similar age. A close correlation between the diameter and height of trees in the stands was revealed. The relationship of age with diameter and height of trees varies from weak to significant at almost all of the sites studied. A close correlation between age and diameter was found in stepped uneven-aged pine forests (R = 0.79–0.96). The correlation between diameter and age increase with an increase in tree age fluctuations amplitude. For citation: Kutyavin I.N., Manov A.V., Osipov A.F., Kuznetsov M.A. Stand Structure of Northern Taiga Pine Forests. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 86–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-86-105 Funding: The work was carried out within the framework of the state assignment on the topic “Spatial-Temporal Dynamics of the Structure and Productivity of Forest Phytocenoses and Bog Ecosystems in the European North-East of Russia”, No. аааа-а17-117122090014-8.

Рассмотрены возможности использования методов диэлектрической спек- троскопии для оценки состояния деревьев. Диэлектрические показатели характеризуют клеточные мембраны и проводимость растительных тканей. Для измерения диэлектриче- ских показателей использован диэлектрический импульсный Фурье-спектрометр ориги- нальной конструкции, подключенный к портативному компьютеру, с помощью которого осуществляется управление и питание прибора. Его конструкция позволяет экспрессно (за время около 1 с) получить информацию о диэлектрических характеристиках тканей ствола дерева в диапазоне частот от 1 до 100 кГц и в полевых условиях обработать, ви- зуализировать и сохранить результаты измерений на компьютере. Оценки состояния де- ревьев, полученные с помощью диэлектрического импульсного Фурье-спектрометра, сопоставлялись с визуальными характеристиками дерева и данными о его радиальном приросте. Показано, что существуют различия в значениях диэлектрических характери- стик у деревьев разных категорий состояния и с разными величинами радиального при- роста. Данные диэлектрической спектроскопии в отличие от субъективных качественных визуальных показателей состояния дерева носят количественный объективный характер. Их можно получить значительно быстрее и с меньшими трудозатратами по сравнению с оценками характеристик дерева по радиальному приросту. Предложенный метод исполь- зовался для оценки состояния кедра сибирского (Pinus sibirica), пихты сибирской (Abies sibirica) и ели обыкновенной (Picea obovata) в лесных насаждениях Прибайкалья. Иссле- дования проводись как в контрольных (неповрежденных) насаждениях, так и в поражен- ных бактериальной водянкой. Показано, что предложенный метод может быть применен для экспресс-оценки состояния деревьев и уровня их повреждений. Для цитирования: Суховольский В.Г., Воронин В.И., Осколков В.А., Ковалев А.В. Экспресс-оценка физиологического состояния древесных растений по диэлектриче- ским характеристикам тканей ствола // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 70–85. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-70-85 Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 17-29-05074офи_м)
Dielectric spectroscopy methods for estimating the state of trees were considered. Dielectric characteristics describe cell membranes and conductivity of plant tissues. A pulsed Fourier transform dielectric spectrometer of an original design was used to measure the values of dielectric characteristics. The spectrometer was connected to a portable computer, which was used to control and power it. The device design allows to expressly (in about 1s) receive information on the dielectric characteristics of the tree trunk tissues in the frequency range from 1 to 100 kHz and to process, visualize and save the results of measurements on a computer in the field conditions. Tree state estimates obtained with the pulsed Fourier transform dielectric spectrometer were compared with the visual tree characteristics and radial growth data. It is shown that there are differences in the values of dielectric characteristics in trees of different state categories and with different values of radial growth. Dielectric spectroscopy data, unlike subjective qualitative visual indicators of tree state, are quantitative and objective. The data can be obtained much faster and with less effort compared to estimates of tree characteristics by radial growth. The described method was used to estimate the state of Siberian pine (Pinus sibirica), Siberian fir (Abies sibirica) and Siberian spruce (Picea obovata) in forest plantations of the Baikal region. Studies were carried out both in control (undamaged) plantations and in those affected by bacterial infection. It is shown that the proposed method can be applied to the express state estimation of trees and the level of their damage. For citation: Soukhovolsky V.G., Voronin V.I., Oskolkov V.A., Kovalev A.V. Express Estimation of the Physiological State of Woody Plants by Dielectric Characteristics of Tree Stem Tissues. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 70–85. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-70-85 Funding: The work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 17-29-05074офи_м).

Изучена динамика половой репродукции кедра сибирского на юге равнинной части его ареала в Томской области. Объект исследования – Нижне-Сеченовский кедровник в Томь-Обском междуречье. Постоянная пробная площадь заложена в 160–180-летнем насаждении. Учет урожая и взятие образцов шишек проводили на протяжении 13 лет в конце лета по мере их созревания. Шишки стряхивали с дерева, их число подсчитывали на земле, затем проводили их полный морфологический анализ. Развитые семена анализировали методом рентгенографии. Для определения массы взвешивали только безупречно полные семена, отобранные по рентгенограмме. Информацию о погодных условиях использовали по данным станции «Томск» Росгидромета. Главным фактором заложения шишек является сумма осадков за 2 года до начала этого процесса: с ростом суммы осадков заложение увеличивается. Однако итоговая семенная продуктивность в значительно большей мере зависит не от числа заложившихся шишек, а от успеха их дальнейшего развития. Судьбу каждой генерации определяет главным образом наличие поздних весенних заморозков в год опыления шишек. При этом решающее значение имеют только достаточно сильные заморозки с температурой ниже –3,5 °С. Степень негативного воздействия холода на репродуктивные структуры зависит от этапа развития шишек, т. е. от суммы эффективных (выше +5 °С) среднесуточных температур. Заморозок при накоплении суммы тепла больше 150 °С уничтожает шишки полностью, при 100…150 °С – существенно снижает число фертильных чешуй и исходное число семяпочек, при 50…100 °С – увеличивает число аномалий в развитии семяпочек и достоверно сокращает число полноценных семян в зрелых шишках. Существенное влияние на развитие семяпочек оказывает также погода в начале осени за год до созревания шишек. Доля недоразвитых и пустых семян значимо повышается с увеличением средней температуры сентября. Единственный важный признак, который формируется в год созревания шишек, – это масса полных семян: он возрастает с увеличением количества осадков в период с апреля по июнь текущего года. Для цитирования: Горошкевич С.Н. Метеорологическая обусловленность семеношения кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 56–69. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-56-69 Финансирование: Работа выполнена при поддержке РНФ , проект № 18-16-00058
The dynamics of Siberian stone pine sexual reproduction in the South-Eastern part of the West Siberian Plain was studied by 13-year stationary observations. The stand age was 160–180 years, the average tree height was 22 m, and the average diameter of the trunk at breast height was 53 cm. On average, 50–60 trees were analyzed annually (in different years from 25 to 100). Cones were counted and samples were collected annually from August 10 to August 20. The resercher (usually the author of this paper) climbed each tree, knocked down the cones with operating tools (a bat and a rod), and then their number was counted on the ground. A sample of 10–15 cones was taken from each tree. Afterwards, a complete morphological analysis was performed: the number of sterile and fertile scales, and underdeveloped and developed seeds were counted. Developed seeds were analyzed by the X-ray method. To determine the weight, only perfectly full seeds selected by the X-ray pattern were used. Information on weather conditions was used according to data from the Tomsk station of Roshydromet. The main factor in the cone initiation was the amount of precipitation during 2 years before the start of this process: with an increase in the amount of precipitation, the number of cones increases. However, the final seed productivity depends to a greater extent not on the number of initiated cones, but on the success of their further development. The most important stage in the cone development was spring in the year of pollination and the main negative factor was late frosts. The degree of their negative impact is determined by the sum of the effective (above 5 °C) mean daily temperatures at which the return of frost with temperature from –3 to –4 °C occurred. Complete abortion of cones occurred only when the sum of effective temperatures was 150–180 °C. The same frost at the accumulate temperature sum of 100–150 °C killed a significant part of the cones, and the rest strongly disrupted the development. When the sum of accumulated temperature was about 50 °C, a strong frost significantly increased the loss of seedbuds at all stages of their development, thereby reducing the number of full seeds. The average temperature of September in the pollination year was an important factor in seed production. The loss of seedbuds increased significantly with its increase. The only important trait that is formed in the year of cone maturity is the weight of full seeds: it increases with the amount of precipitation from April to June of the current year. For citation: Goroshkevich S.N. Weather Conditionality of Siberian Stone Pine (Pinus sibirica Du Tour) Seeding. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 56– 69. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-56-69 Funding: The work was supported by the Russian Science Foundation, project No. 18-16- 00058.

Внутрипопуляционная изменчивость биохимических признаков и камбиального роста отражает адаптационную способность деревьев сосны в разных условиях произрастания. В неблагоприятных условиях среды у них наблюдается генетически детерминированный процесс активации защитных систем. Структурно-функциональная перестройка ассимиляционного аппарата в связи с сезонным развитием обеспечивает повышение устойчивости деревьев и прохождение онтогенеза при воздействии стрессовых факторов в пределах нормы реакции. Целью исследований является изучение адаптационной способности сосны (Pinus sylvestris L.), различающейся формой апофиза семенных чешуй, в условиях длительного избыточного увлажнения почв северной тайги. Исследования проводили в кустарничково-сфагновых сосняках на болотных верховых торфяных почвах в устье р. Северная Двина. На пробных площадях выделяли деревья с элементарными вариациями (формами) апофиза семенных чешуй. Для определения биохимических признаков у 10 деревьев каждой из форм сосны, выделенных по типу апофиза, в разные календарные периоды (с мая по декабрь 2016 г.) отбирали образцы хвои 1, 2 и 3-летнего возраста. Спектрофотометрическим методом в хвое устанавливали содержание свободного пролина, водорастворимых белков, аскорбиновой кислоты. У 52 деревьев каждой из выделенных форм на высоте 1,3 м отбирали керны древесины и определяли ширину годичного слоя. Наряду с абсолютной величиной радиального прироста рассчитывали относительные дендрохронологические показатели. Метеорологические показатели на объектах исследований (температуру воздуха и количество осадков) определяли по данным метеостанции «Архангельск». В результате проведенных исследований выявлены сходство и различия деревьев неодинаковых форм в сезонной динамике содержания стрессовых метаболитов в хвое разного возраста в связи с метеорологическими факторами и фенологическими фазами развития вегетативных органов сосны в устье Северной Двины. Показано, что деревьям с «плоской» формой апофиза свойственно более интенсивное накопление в конце октября аскорбиновой кис- лоты и пролина в 2-летней хвое. Это свидетельствует о большей активации их защитных реакций перед перезимовкой по сравнению с деревьями с «выпуклой» формой апофиза. Установлены закономерности изменчивости камбиального роста деревьев разных форм во временных рядах. Выявлено, что деревья с плоской формой апофиза испытывают более сильное воздействие дезадаптирующих (стрессовых) факторов внешней среды. Для цитирования: Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А., Аганина Ю.Е. Особенности адаптации разных форм сосны обыкновенной в условиях длительного избыточного увлажнения почв // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 30–44. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-2-30-44
Intrapopulation variability of biochemical traits and cambial growth shows the adaptive ability of pine trees in different growth conditions. There is a genetically determined process of activation of defense systems in pine trees under unfavorable environmental conditions. Structural and functional rearrangement of the assimilating apparatus due to seasonal development ensures increased tree resilience and the passage of ontogenesis under the influence of stress factors within the reaction norm. This work aims at the study of adaptive ability of Pinus sylvestris L., which differs in the apophysis form of seed scales under conditions of prolonged excessive soil moistening in northern taiga. Studies were carried out in shrubby-sphagnum pine forests on boggy upland peat soils in the mouth of the Northern Dvina River. Trees with primary apophysis variations (forms) of seed scales were identified on the sample plots. Samples of 1, 2 and 3-year-old needles were taken in order to determine biochemical traits in 10 trees of each pine form isolated by type of apophysis, in different calendar periods (from May to December, 2016). The content of free proline, water-soluble proteins, and ascorbic acid was determined in the needles by the spectrophotometric method. Wood cores were sampled from 52 trees at a height of 1.3 m and width of the annual layer was determined in each selected form. Relative dendrochronological parameters were calculated along with the absolute value of radial growth. Meteorological parameters at the study sites (air temperature and precipitation) were determined from data of the Arkhangelsk Weather Station. The studies show the similarities and differences of trees of various forms in the seasonal dynamics of stress metabolites content in needles of different ages in relation to meteorological factors and phenological phases of pine vegetative organs in the Northern Dvina mouth. Trees with flat form of apophysis inherent more intensive accumulation of ascorbic acid and proline in 2-year-old needles in late October. This indicates increased activation of their protective reactions before overwintering compared to trees with convex form of apophysis. Patterns of variability in cambial growth of trees of different forms in time series were found. It was observed that trees with flat form of apophysis are more strongly affected by maladaptive (stressful) environmental factors. For citation: Tarkhanov S.N., Pinaevskaya E.A., Aganina Yu.E. Features of Adaptation of Different Forms of Scots Pine under Conditions of Prolonged Excessive Soil Moistening. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 30–44. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-2-30-44 Funding: These studies were performed as part of the state assignment of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (project No. 0409-2019-0039, state registration No. аааа-а18-118011690221-0).

В учебно-методическое пособие для практикума по молекулярной биологии включены описания и протоколы стандартных методов исследования, особое внимание при этом уделено полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Настоящее учебное пособие представляет краткое изложение основных теоретических разделов дисциплины в полном соответствии с действующим учебным планом и обеспечивает минимально необходимый объем знаний по предмету. Для его углубленного изучения в конце учебного пособия приведен список литературы. В конце каждого раздела в соответствии с этим списком даны ссылки на литературу.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии геологического факультета Воронежского государственного университета.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математических методов исследования операций факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета.

Целью дисциплины является ознакомление с существующими видами региональны геологических исследований на современном уровне достижений геологической теории и практики.

Учебное пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета в обеспечение лабораторных занятий по курсу «Физика».

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математических методов исследования операций факультета ПММ Воронежского государственного университета.

Данное пособие предназначено для студентов первого курса специальности 37.05.02 «Психология служебной деятельности» для практических занятий по дисциплине «Высшая математика» при изучении раздела «Математический анализ». Вместе с тем, оно будет полезно и для студентов 1 и 2 курса направления 37.03.01 «Психология» при освоении таких дисциплин как «Математическая статистика» и «Математические методы в психологии», для студентов 1 курса направления 47.03.01 «Философия» при овладении учебным материалом по дисциплине «Высшая математика» и для студентов 1 курса направления 44.03.02 «Психолого-педагогическое образование» при изучении дисциплины «Математика».

Лабораторный практикум предназначен для студентов педагогических университетов, получающих химическое образование.

Пособие подготовлено на кафедре «Общей геологии и геодинамики» геологического факультета Воронежского государственного университета.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета.

Предлагаемый сборник содержит задачи, предлагавшиеся авторами на практических занятиях по учебной дисциплине Б1.В.ОД.14 «Строение вещества» для студентов 1 курса физического факультета Воронежского госуниверситета, направление подготовки 11.03.04 Электроника и наноэлектроника, бакалавриат.

Учебно-методическое пособие предназначено для проведения лабораторных работ по обработке экспериментальных данных с использованием возможностей системы математических расчетов MathCAD. Пособие содержит задания по лабораторным работам с подробным указанием порядка выполнения, а также методические рекомендации и замечания. Изложение сопровождается примерами выполнения. Представлен перечень вопросов, позволяющих осуществлять самоконтроль при освоении методов обработки результатов измерений.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета

Данное учебное пособие не только весьма информативно, но и увлекательно. Оно раскрывает перед читателем еще не завершенное приключение теоретической мысли, показывая борьбу идей и новые горизонты понимания вселенной.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Подготовлено на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

В данном учебном пособии приведены универсальные методы первичной обработки изображений, предназначенные для решения различных практических задач. Показано, как считывать изображение в рабочую область компьютера, настраивать контрастность изображения, записывать отредактированное изображение в файл, как выполнить обнаружение края изображения путем разделения изображения на блоки, как расширить изображение, как использовать регуляризованную деконволюцию для обработки изображений, как размыть двоичное изображение, как использовать деконволюцию Винера для размытых изображений. Показана базовая структура изображений и методы улучшения данных для изображений с мультиспектральными данными, как измерять параметры объектов в полутоновом изображении, как использовать фазовую корреляцию в качестве предварительного шага автоматической регистрации изображения, как использовать алгоритм Люси-Ричардсона для обработки изображений, как использовать скрытую деконволюцию. Имеются примеры геометрических преобразований, а также показано, как использовать Image Processing ToolboxTM для визуализации и анализа видео или последовательностей изображений. Экспериментальная часть работы выполнена с применением пакета программирования Мatlab.

Методические указания предназначены для активизации самостоятельной работы студентов, изучающих разделы «Частные производные функции нескольких переменных» учебной дисциплины курсов Б1.Б.5 Математика, Б1.Б.6 Математика и Б.1.Б.10 Математика. Разработка содержит учебный материал практических занятий, темой которых является техника вычисления примеров по темам: «Частные производные функции нескольких переменных» Пособие может быть использовано студентами для самостоятельного изучения материала и является базой для подготовки к семестровым зачетам и аттестациям по курсам Б1.Б.5 Математика, Б1.Б.6 Математика и Б.1.Б.10 Математика.

Методические указания предназначены для активизации самостоятельной работы студентов, изучающих разделы «Плоскость и прямая линия в пространстве» учебной дисциплины курсов Б1.Б.5 Математика, Б1.Б.6 Математика и Б.1.Б.10 Математика. Разработка содержит учебный материал практических занятий, темой которых является техника вычисления примеров по темам: «Плоскость и прямая линия в пространстве». Пособие может быть использовано студентами для самостоятельного изучения материала и является базой для подготовки к семестровым зачетам и аттестациям по курсам Б1.Б.5 Математика, Б1.Б.6 Математика и Б.1.Б.10 Математика.