Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 558764)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.
  Расширенный поиск

Лесное хозяйство. Деревообрабатывающая промышленность

← назад к списку
Результаты поиска

Нашлось результатов: 1521

Свободный доступ
Ограниченный доступ
1

Известия ФНЦО

Журнал «ИЗВЕСТИЯ ФНЦО» является правопреемником журналов “Селекция и семеноводство овощных культур” и “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования” и является приложением к журналу «ОВОЩИ РОССИИ». Научно-практический журнал «ИЗВЕСТИЯ ФНЦО» предназначен для ученых и практиков овощеводства, селекционеров, семеноводов и овощеводов-любителей. Имеет научное и практическое значение, освещает современные достижения аграрной науки в области селекции, семеноводства, технологий овощеводства, так и связанные с этим вопросы частной генетики, общей биологии, биотехнологии, защиты растений, экономики сельского хозяйства.

2

Технология овощеводства. Учебное пособие.

Изложены биологические и агротехнические особенности и технологии выращивания овощных растений в открытом и защищенном грунте,

Предпросмотр: Технология овощеводства. Учебное пособие..pdf (0,2 Мб)
3

Введение в экологию хвойных лесных культур: монография

Автор: Мерзленко Михаил Дмитриевич
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

В основу монографии положены исследования по строению, динамике роста и особенностям функционирования искусственных дендроценозов как экосистем, или биогеоценозов. Показано научно-практическое значение экологизации всего лесокультурного процесса. Наряду с аутэкологическими аспектами в отношении выращивания хвойных лесных культур, основное внимание сконцентрировано на экологии их сообществ, т.е. на синэкологической стороне искусственных дендроценозов. Отражены жизненные циклы роста и развития лесных культур; освещены вопросы ускоренного роста, старения и распада искусственных насаждений. Рассмотрены классические положения оптимальной густоты лесных культур, а также роста и производительности смешанных хвойных насаждений. Даны направления в отношении экологических принципов в системе лесокультурного дела. В монографии преобладают материалы, основанные на личных исследованиях.

Предпросмотр: Введение в экологию хвойных лесных культур монография.pdf (1,3 Мб)
4

Исторический кладезь лесоводственной мысли (биограф. очерки)

Автор: Мерзленко Михаил Дмитриевич
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Эта книга рассказывает о выдающихся лесоводах, научная и государственная деятельность которых обогатила и прославила лесоводственную науку Отечества.

Предпросмотр: Исторический кладезь лесоводственной мысли (биограф. очерки).pdf (0,5 Мб)
5

Лесная таксация. Часть 3. Разработка лесотаксационных нормативов и определение таксационных показателей древостоя: учебное пособие

Автор: Третьяков Сергей Васильевич
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

В учебном пособии приведены методы разработки таблиц объемов стволов, сортиментных и товарных таблиц. Дано описание организации территории и таксации лесного фонда, методы проведения лесотаксационных работ. Приведен лабораторный практикум для выполнения расчетно-графических работ по лесной таксации. В приложении приведены необходимые для расчетов нормативы и иллюстрации лекционного материала.

Предпросмотр: Лесная таксация. Часть 3. Разработка лесотаксационных нормативов и определение таксационных показателей древостоя учебное пособие.pdf (0,7 Мб)
6

Оптимизация дробности сортировки бревен по диаметру = Optimization of Log Sorting by Diameter

Автор: Огурцов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

анная работа является завершающей в ряде исследований, посвященных проблеме сортировки бревен по толщине при формировании распиловочных партий с оптимальным подбором пиловочника по группам диаметров. Ранее получены математические модели, связывающие характеристики бревен и процессов их раскроя с объемным выходом пиломатериалов и рентабельностью лесопильного предприятия. Разработаны алгоритмы и программы имитационных исследований процесса производства пиломатериалов с воспроизведением случайной изменчивости размеров и формы распиливаемых бревен, а также случайного их смещения относительно центра постава пил. В качестве критерия оптимальности применяется рентабельность лесопильного производства, в качестве конкурирующего показателя – объемный выход пиломатериалов. Дробность сортировки бревен по толщине используется как управляемая оптимизируемая переменная, а эллиптичность, кривизна и смещенность относительно центра постава пил учитываются как случайные мешающие факторы. Рассматривая бревно как набор коротких секций, нанизанных на изогнутую ось, имитировали процесс его распиловки (были взяты случайные характеристики формы и размера). В результате определены закономерности изменения эффективности лесопильного производства при варьировании толщины, кривизны, эллиптичности и смещения бревен относительно центра постава пил. Установлено, что при распиловке оптимальным поставом одновременное влияние случайных факторов формы бревна и точности его базирования ослабляет зависимость объемного выхода пиломатериалов от дробности сортировки по закону, который близок к геометрическому суммированию отдельных влияний. Факторы с бΌльшим влиянием практически поглощают факторы с меньшим. Доминирующим среди них является кривизна бревна. Для неоптимальных поставов при одновременном влиянии трех рассмотренных факторов объемный выход пиломатериалов практически не зависит от дробности сортировки бревен по толщине. При распиловке бревен с дефектами формы неоптимальными поставами на оборудовании с несовершенной системой базирования их сортировка по толщине как способ повышения объемного выхода пиломатериалов не имеет смысла. Случайное варьирование формы бревна и точности его центрирования, а также отклонение параметров поставов от оптимальных вызывает уменьшение оптимальной дробности подбора бревен по толщине с 20 до 30 мм. Причем, чем большее число характеристик формы и базирования бревна отклоняется от идеальных значений и чем больше эти отклонения, тем активнее оптимум дробности сортировки бревен по толщине смещается к 3 и более четным диаметрам. При подготовке пиловочного сырья к массовой распиловке с использованием современных технологий и оборудования c жесткими поставами бревна целесообразно сортировать по толщине через 2 четных диаметра. При случайном одновременном варьировании эллиптичности сечений бревен со средним значением 6 мм, их кривизны со средним значением 0,25 % и смещения относительно центра постава пил со средним значением 10 мм оптимальной является сортировка пиловочного сырья через 3 четных диаметра. Для цитирования: огурцов В.В., Каргина Е.В., Матвеева И.С. оптимизация дробности сортировки бревен по диаметру // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 150–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-150-158
This work is the final in the series of studies related to the issue of sorting logs by thickness while forming the sawing batches with optimal selection of sawlogs by diameter groups. In previous works, mathematical models linking the characteristics of logs and their cutting processes with the timber volume output and the sawmill profitability were obtained. Algorithms and programs for simulation studies of the sawn timber production process with reproduction of random variability of sizes and shapes of sawn logs, as well as their random displacement relative to the center of the sawing pattern were developed. Profitability of sawmill production was chosen as the criterion of optimality, the volume output of timber was used as a competing indicator. Fractional sorting of logs by thickness is used as a controllable optimizable variable, while ellipticity, curvature, and timber displacement from the center of the sawing pattern are treated as random interfering factors. Considering the log as a set of short sections threaded on a curved axis, we imitated its sawing process with random characteristics of shape and sizes. As a result, the change patterns of sawing production efficiency were determined while varying thickness, curvature, ellipticity and displacement of logs from the center of the sawing pattern. It was found that when sawing logs with an optimal sawing pattern, the simultaneous influence of random factors of log shape and accuracy of its location weakens the dependence of the timber volume output on the fractional sorting of logs according to the law close to the geometric summation of individual influences. Factors with large influence practically absorb factors with a smaller influence. The log curvature dominates among them. For suboptimal sawing patterns with the simultaneous influence of the three considered factors, the timber volume output is practically independent of the fractional sorting of logs by thickness. When sawing logs with shape defects by suboptimal sawing patterns on equipment with an imperfect basing system, sorting logs by thickness as a way to increase the volume output of sawn timber does not make sense. Random variation of log shape and accuracy of its centering, as well as the deviation of the parameters of sawing patterns from the optimal, causes a decrease in the optimal fractionality of selection of logs by thickness from 20 to 30 mm. Moreover, the greater the number of characteristics of log shape and its basing deviates from the ideal values and the greater these deviations, the more active the optimum fractional sorting of logs by thickness shifts to 3 or more even diameters. When preparing sawn material for mass sawing using modern technologies and equipment with rigid sawing patterns, it is advisable to sort logs by thickness through 2 even diameters. At random simultaneous variation of ellipticity of cross-sections of logs with an average value of 6 mm, their curvature with an average value of 0.25 % and displacement relative to the center of sawing pattern with an average value of 10 mm the optimum is sorting of sawn raw material through 3 even diameters. For citation: Ogurtsov V.V., Kargina E.V., Matveeva I.S. Optimization of Log Sorting by Diameter. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 150–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-150-158.

7

Повышение эффективности мультифункциональных машин для ведения интенсивного лесного хозяйства = Improving the Efficiency of Multifunctional Machines for Intensive Forestry

Автор: Герц
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Рассмотрен метод интенсификации лесного хозяйства способом комплексной механизации лесохозяйственных и лесозаготовительных работ. В качестве технической основы предлагается использовать машины манипуляторного типа: харвестеры, форвардеры и экскаваторы. Повышение эффективности машин манипуляторного типа может быть достигнуто за счет комплекта дополнительного сменного оборудования. это позволит создавать культуры посадкой саженцев с открытой и закрытой корневой системой, выполнять обработку почвы, посев семян, прореживание молодняков и проводить борьбу с вредителями, мульчирование волоков после осуществления основных работ на лесосеке, а также земляные работы при устройстве лесовозных дорог. Использование дополнительного сменного оборудования превращает машину манипуляторного типа в мультифункциональную. Доказано, что приобретение дополнительного оборудования для лесохозяйственных и лесозаготовительных работ, даже если их объем небольшой, экономически оправдано. основу интенсивного лесного хозяйства составляют в первую очередь мероприятия по рубкам спелых и перестойных насаждений, уходу за лесом и лесовосстановлению. Предложен ряд технологических схем c использованием мультифункционального агрегата при выполнении рубок как в режиме харвестера, так и в режиме валочно-пакетирующей машины. В последнем варианте раскряжевка хлыстов и обрезка ветвей обеспечивают концентрацию всех порубочных остатков на верхнем складе и создают благоприятные условия для их переработки в сырье для производства биотоплива и уменьшения захламленности лесосек. Рассмотрен вариант использования малогабаритной техники для подтрелевки деревьев в зону действия мультифункциональной машины с установленной харвестерной головкой при выполнении селективных (выборочных) рубок по широкопасечной технологии лесосечных работ. Предлагается предварительная подготовка лесосеки малогабаритной техникой (уборка тонкомерных, сухостойных и валежных деревьев), что существенно снизит повреждение компонентов насаждения и обеспечит большую степень сохранности природной среды в процессе основной работы мультифункциональной машины. Ее использование в наиболее благоприятные сроки за счет выполнения работ по квартально-блочной схеме, уменьшение числа простоев по природно-производственным условиям и числа перебазировок и, соответственно, увеличение количества машино-часов позволят минимизировать общие затраты на проведение комплекса лесохозяйственных и лесозаготовительных работ. Для цитирования: Герц э.Ф., Мехренцев А.В., Побединский В.В., Теринов Н.Н., Уразова А.Ф. Повышение эффективности мультифункциональных машин для ведения интенсивного лесного хозяйства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 138–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-138-149 Финансирование: Статья подготовлена по результатам работы над темой «экологические аспекты рационального природопользования» (номер госрегистрации FEUG- 2020-0013)
The method of intensification of forestry by means of integrated mechanization of forestry and logging operations is considered. It is proposed to use manipulator-type machines, such as harvesters, forwarders and excavators, as a technical basis. Improving the efficiency of manipulator-type machines can be achieved through using a set of optional interchangeable equipment. This will allow to create crops by planting seedlings with open and closed root systems, to carry out soil cultivation, seed sowing, thinning of young plants and to carry out pest control, mulching of skidding tracks after major work in the logging site, as well as earthworks during the construction of forest roads. The use of optional interchangeable equipment transforms a manipulator-type machine into a multifunctional machine. It has been shown that the purchase of optional equipment for forestry and logging is a cost-effective investment even for a small amount of works. Intensive forestry is primarily based on the measures of mature and overmature stands cutting, forest tending, and reforestation. Several technological schemes with the use of the multifunctional machine for felling both in the harvester and feller buncher modes are offered. In the latter option, tree length bucking and branch pruning ensure the concentration of all logging residues at the upper depot and create favorable conditions for their processing into raw material for biofuel production and reduce woodwaste in cutting areas. An option of using small size equipment for hauling trees into the area of operation of a multifunctional machine with an installed harvester head is offered when performing selective felling using wide-strip technology of harvesting. Preliminary preparation of the cutting area with small sized equipment (harvesting of small-sized, dead and fallen trees) is proposed. This will significantly reduce the damage to plantation components and provide a greater degree of preservation of the natural environment during the main work of the multifunctional machine. Its use in the most favorable terms due to the work execution on a quarter-block scheme, reducing the number of downtime due to naturalproduction conditions and the number of relocations and, accordingly, increasing the number of machine hours, will minimize total costs of the range of forestry and harvesting works. For citation: Gerts E.F., Mekhrentsev A.V., Pobedinsky V.V., Terinov N.N., Urazova A.F. Improving the Efficiency of Multifunctional Machines for Intensive Forestry. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 138–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1- 138-149 Funding: The article is based on the results of work on the topic “Environmental Aspects of Sustainable Nature Management” (state registration No. FEUG-2020-0013).

8

Типизация лесных территорий по природно-производственным условиям на основе кластерного анализа = Typification of Forest Areas by Natural-Production Conditions Based on Cluster Analysis

Автор: Шегельман
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Степень адаптации лесозаготовительной техники к природнопроизводственным условиям (ППУ) характеризует ее эффективность и уровень негативного воздействия на окружающую среду. Для выбора техники необходимо выделение групп территорий с близкими ППУ. Цель исследования – формирование методологического инструментария для лесопромышленной типизации лесных территорий по ППУ. Решение задачи предложено осуществлять на основе кластерного анализа. Для этого разработана методология, включающая: постановку цели типизации территорий по ППУ; сбор данных о ППУ; проведение кластерного анализа; принятие решения по типизации территорий. Задача кластерного анализа заключается в разбиении (на основании некоторой совокупности данных) множества лесных территорий на группы со схожими ППУ. В качестве меры, указывающей на принадлежность к одной из групп, предложено использовать евклидово расстояние, а совокупность данных определять индикаторами, характеризующими ППУ. Предлагаемая методика апробирована на примере Европейского Севера России. Результаты исследования показали, что на этой территории могут быть выделены следующие зоны: А (Мурманская область); B (Республика Карелия, Республика Коми и Архангельская область); С (Вологодская область). Дополнительно в зоне B выделяются две подзоны: ЗападноКарельская возвышенность и территории, относящиеся к Северному, Приполярному и Полярному Уралу. Предложенная методика позволяет повысить степень формализации и удобство процесса типизации лесных территорий по ППУ, учитывать широкий спектр различных аспектов ППУ, их вероятностный характер, а также гибко осуществлять типизацию территорий под конкретные цели. Результаты исследований могут быть применены при решении задач поиска эффективных технологий и рациональных параметров систем лесосечных машин. Для цитирования: Шегельман И.Р., Будник П.В. Типизация лесных территорий по природно-производственным условиям на основе кластерного анализа // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 120–137. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-120-137 Финансирование: Работа выполнена в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых по проекту «Разработка среды конструкторского проектирования оптимальных параметров технологического оборудования лесных многооперационных машин» (МК-5321.2018.8)
The effectiveness of harvesting machines, their reliability, and the level of negative environmental impact depends on the degree of adaptation of the equipment to natural-production conditions (NPC). To choose the equipment it is necessary to allocate groups of areas with close NPC. The purpose of the study is to form methodological tools for forest industry typification of forest areas by NPC. It is proposed to carry out the typification of forest areas based on cluster analysis. For this purpose, a methodology has been developed, including: setting the goal of typing areas by NPC; data collection on NPC; conducting cluster analysis; decision making on typification of areas by NPC. The task of cluster analysis is to divide, on the basis of a certain set of data, the set of forest areas into groups with similar NPCs. It is proposed to use Euclidean distances as a measure of belonging to one of the groups, and to determine the data set by indicators describing the NPC. The proposed methodology has been tested on the example of the European North of Russia (ENR). The study showed that three zones can be distinguished in ENR: zone A, including the Murmansk region; zone B, including the Republic of Karelia, the Republic of Komi and the Arkhangelsk region; zone C, including the Vologda region. Additionally, two subzones are distinguished in zone B: the West Karelian Upland and the territories belonging to the Northern, Subpolar and Polar Urals. The proposed methodology allows to increase the degree of formalization and convenience of the typification process of forest areas by NPC, to take into account a wide range of various aspects of natural-production conditions, their probabilistic nature, as well as to flexibly carry out the typification of areas for specific purposes. The research results may be applicable in solving problems of searching for effective technologies and rational parameters of logging machine systems. For citation: Shegelman I.R., Budnik P.V. Typification of Forest Areas by Natural-Production Conditions Based on Cluster Analysis. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 120–137. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-120-137 Funding: The work was carried out within the framework of the grant of the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists on the project “Development of the Environment for the Design of Optimal Parameters of Technological Equipment of Forest Multiple-Function Machines” (МК-5321.2018.8).

9

Влияние хронического ионизирующего излучения на вариабельность митотической активности тканей Pinus sylvestris L. = Influence of Chronic Ionizing Radiation on the Variability of Mitotic Activity of Pinus sylvestris L. Tissues

Автор: Скок
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Развитие ядерной энергетики в перспективе будет продолжаться, что обуславливает сохранение вероятности попадания радионуклидов в окружающую среду. выявлена актуальность исследования генетического материала хвойных как надежного биоиндикатора. известно, что под воздействием ионизирующего излучения происходит накопление генетических нарушений в организмах потомства сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). наиболее чувствительны к ионизирующему излучению стадии гаметогенеза, зиготы и молодых проростков растительных организмов. важно определить вариабельность митотического индекса тканей потомства сосны обыкновенной в зонах с различным уровнем ионизирующего излучения, в том числе и в зоне отчуждения. мощность экспозиционной дозы измеряли на уровне почвы и на высоте 1 м от поверхности земли. Проращивание семян производили в термостате на влажной фильтровальной бумаге. фиксировали корешки проростков длиной 0,5…1,0 см в смеси 96 %-го этилового спирта и ледяной уксусной кислоты. корешки окрашивали в растворе ацетокармина. размягчение тканей проводили сильным раствором хлоралгидрата. на «давленых» препаратах под микроскопом учитывали общее количество клеток, количество делящихся клеток, а также патологических митозов. определяли митотический индекс и продолжительность фаз митоза. установлено, что при увеличении уровня радиоактивного загрязнения повышаются скорость деления клеток, количество клеток, находящихся в стадиях профазы, анафазы и телофазы, но сокращается продолжительность метафазы, а также изменяется относительная продолжительность фаз митоза. с ростом мощности экспозиционной дозы закономерно увеличивается число патологических митозов. спектр нарушений митоза представлен различными аномалиями хромосомного аппарата в стадии анафазы: выходом и отставанием хромосом, мостами. При этом существенно возрастает количество анафаз с мостами, с одновременным выходом и отставанием хромосом. Для цитирования: Скок А.В., Сорокопудов В.Н., Глазун И.Н. Влияние хронического ионизирующего излучения на вариабельность митотической активности тканей Pinus sylvestris L. // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 112–119. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-1-112-119
The development of nuclear power engineering will increase in the future, due to the continued likelihood of radionuclides entering the environment. The relevance of studying the genetic material of conifers as a reliable bioindicator was revealed. It is known that under the influence of ionizing radiation there is an accumulation of genetic abnormalities in pine (Pinus sylvestris L.) progeny. The stages of gametogenesis, zygotes and young seedlings of plant organisms are most sensitive to ionizing radiation. It is important to determine the variability of the mitotic index (MI) of tissues of Scots pine (Pinus sylvestris L.) progeny in areas with different levels of ionizing radiation, including in the exclusion zone. The exposure dose rate was measured at the soil level and 1 m from the ground surface. Germination of seeds was carried out in a thermostat on wet filter paper. Roots of seedlings 0.5–1 cm long were fixed in a mixture of 96 % ethanol and glacial acetic acid. Root staining was carried out in a solution of acetocarmine. Tissue softening was carried out with a strong chloral hydrate solution. The total number of dividing cells, as well as pathological mitoses (PM) were counted on squash preparations using a microscope. The mitotic index and the duration of the phases of mitosis were determined. An increase in the level of radioactive contamination increases the cell division rate in prophase, anaphase, and telophase, but decreases the duration of metaphase, and also changes the relative duration of mitosis phases. With an increase in the exposure dose rate, the number of pathological mitoses naturally increases. The spectrum of mitosis disorders is represented by various abnormalities of the chromosome apparatus in anaphase: exit and lagging of chromosomes, bridges. Herewith, the number of anaphases with bridges increases significantly with simultaneous exit and lagging of chromosomes. For citation: Skok A.V., Sorokopudov V.N., Glazun I.N. Influence of Chronic Ionizing Radiation on the Variability of Mitotic Activity of Pinus sylvestris L. Tissues. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 112–119. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-112-119.

10

Объем и качество ствола гибридной и обычной осины в клоновом архиве = Stem Volume and Quality of Hybrid and Common Aspen in the Clonal Archive

Автор: Федорков
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Гибридная осина как быстрорастущая древесная порода с коротким оборотом рубки представляет интерес для создания плантационных лесных культур при интенсивном ведении лесного хозяйства. ее древесина используется для производства бумаги, пиломатериалов, фанеры и в качестве биотоплива. цель исследования – сравнение объема и качества ствола гибридной и обычной осины, а также оценка межклоновой изменчивости по этим признакам в условиях холодного климата. Приведены результаты исследования 42 клонов гибридной и 10 клонов обычной осины в клоновом архиве института биологии коми нц уро ран, заложенном в 2009 г. 1-летними укорененными саженцами с закрытой корневой системой при размещении растений 3×3 м. донорские растения получены на селекционной станции Haapastensyrjä института природных ресурсов финляндии. были разработаны шкалы для оценки жизненного состояния растений и прямизны ствола. При этом регистрировали высоту деревьев, наличие на их стволах язв, рубцов и морозобойных трещин. При средней сохранности 75 % в 10-летнем биологическом возрасте доля древовидных растений составила 70, кустовидных – 5 %. гибридная осина статистически значимо превосходила обычную осину по диаметру на 65 %, по высоте – на 49 %, по объему ствола – более чем в 3 раза. доля слабоискривленных стволов составила около 7, стволов с трещинами коры – около 3 %. Хорошая сохранность, качество ствола и быстрый рост гибридной осины позволили сделать вывод о ее перспективности для плантационного лесовыращивания в таежной зоне. Для цитирования: Федорков А.Л. Объем и качество ствола гибридной и обычной осины в клоновом архиве // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 92–98. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-1-92-98. Финансирование: Данное исследование выполнено в рамках государственного задания Института биологии Коми НЦ УрО РАН «Пространственно-временная динамика структуры и продуктивности фитоценозов лесных и болотных экосистем на европейском северо-востоке России» (АААА -А17-117122090014-8). Благодарность: Автор благодарен сотрудникам селекционной станции Haapastensyrjä Института природных ресурсов Финляндии и особенно д-ру Пертти Пулккинену и инженеру Раймо Яатинену за предоставленный донорский материал гибридной осины и ценные консультации. Закладка архива клонов была профинансирована ОАО «Монди Сыктывкарский ЛПК»
Hybrid aspen as a fast growing tree species with short rotation is of interest for the creation of plantation forest crops in intensive forest management. Hybrid aspen wood is used to produce paper, lumber, and plywood, as well as biofuel. The research purpose is to compare the volume and quality of the stem of hybrid and common aspen, and to assess interclonal variability by these features in cold climate areas. The research results of 42 hybrid and 10 common aspen clones in the clonal archive of the Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences are presented. The archive was laid out in 2009 by 1-year-old rooted seedlings with a closed root system with the placement of plants 3×3 m. Donor plants were obtained at the Haapastensyrjä Tree Breeding Station of the Natural Resources Institute Finland. Scales have been developed for assessing plant health and stem straightness. Herewith, the height of trees, the presence of sores, scars and frost clefts on their stems were recorded. The share of tree-like and shrub-like plants was 70 and 5 %, respectively, with an average survival of 75 % at the 10-year biological age. Hybrid aspen was statistically significant in terms of superiority to standard aspen in diameter by 65 %, height by 49 %, and stem volume by more than 3 times. The share of slightly crooked stems was about 7 %, and the share of stems with bark cracks was about 3 %. Good survival, stem quality, and rapid growth of hybrid aspen made it possible to conclude that it is a promising species for plantation reforestation in the taiga zone. For citation: Fedorkov A.L. Stem Volume and Quality of Hybrid and Common Aspen in the Clonal Archive. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 92–98. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-92-98 Funding: The research was carried out as part of the state assignment of the Institute of Biology (Komi Scientific Centre, UB RAS) “Spatial and Temporal Dynamics of the Structure and Productivity of Phytocenoses of Forest and Bog Ecosystems in the European North-East of Russia” (AAA-A17-117122090014-8). Acknowledgements: The author is grateful to the staff of the Haapastensyrjä Tree Breeding Station of the Natural Resources Institute Finland and especially to Dr. Pertti Pulkkinen and research engineer Raimo Jaatinen for providing donor material of hybrid aspen and valuable advice. Laying out of the clonal archive was financially supported by the Mondi Syktyvkar JSC.

11

Теплотворная способность древесины сосны в культурах северотаежного лесного региона = Calorific Value of Pine Wood in Crops of the Northern Taiga Forest Area

Автор: Тюкавина
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Теплотворная способность растений является важным параметром для оценки материальных циклов и преобразования энергии в лесных экосистемах, а также качественной характеристикой растительного сырья как топлива. древесное биотопливо находит все более широкое применение при производстве тепловой энергии, в связи с этим актуально изучение теплотворной способности древесины и условий выращивания наиболее качественного сырья. цель исследования – выявление зависимости теплотворной способности древесины сосны в культурах от ее макроскопического строения, характеристик ассимиляционного аппарата, густоты и высоты древостоя. на временных пробных площадях выбирали мелкие, средние и крупные неповрежденные без патологий модельные деревья, у которых возрастным буравом на высоте 1,3 м отбирали керны для измерения радиальных приростов на полуавтоматическом комплексе «Линтаб-6» с точностью ±0,01 мм. теплотворную способность древесины определяли в абсолютно сухом состоянии при помощи автоматизированного бомбового калориметра абк-1в. для изучения влияния ассимиляционного аппарата на теплотворную способность древесины хвою всех возрастов отбирали со средней ветви кроны модельного дерева, из средней части хвоинки готовили поперечные срезы, используя санный микротом мс-2. измеряли гистологические элементы хвоинки с помощью микроскопа Axio Scope.A1 и программного обеспечения IMAGE-PRO INSIGHT 8,0. средняя теплоемкость древесины сосны в сосняках вересково-лишайниковых составляет (20 731±133) дж/г, в сосняках брусничных – (20 618±141) дж/г, в сосняках черничных – (20 513±104) дж/г при густоте древостоя от 1160 до 3806 шт./га. наибольшая теплоемкость древесины сосны отмечается в сосняке вересково-лишайниковом при густоте древостоя 5021 шт./га. Повышенная теплоемкость древесины сосны при высокой густоте древостоя обусловлена сокращением количества хвои на ветви (r = –0,75) и увеличением диаметра смоляных ходов (r = –0,88). установлено влияние средней высоты древостоя и структуры годичного слоя на теплотворную способность древесины сосны. ность древесины сосны в культурах северотаежного лесного региона // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 82–91. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-82-91
Calorific value of plants is an important characteristic for evaluation of material cycles and energy conversion in forest ecosystems, as well as a qualitative characteristic of plant raw materials as fuel. Wood biofuel is increasingly used in the production of thermal energy, in this regard, it is important to study the calorific value of wood, as well as the conditions for growing high-quality raw materials. The research purpose is to identify the dependence of the calorific value of pine wood in crops on its macroscopic structure, the assimilation apparatus characteristics, density and height of the stand. Small, medium, and large not damaged model trees without pathologies were selected on temporary sample plots. Cores from which were taken with an increment borer at a height of 1.3 m to measure radial growth on the semi-automatic complex Lintab-6 with an accuracy of ±0.01 mm. The calorific value of pine wood was determined in an absolutely dry state using an automated bomb calorimeter ABK-1V. To study the influence of the assimilating apparatus on the wood calorific value, needles of all ages were selected from the middle branch of the model tree crown. Cross sections were prepared from the middle part of a needle using a sledge microtome MS-2. Histological elements of a needle were measured by the Axio Scope.A1 microscope using the IMAGE-PRO INSIGHT 8.0 software. The average heat capacity of pine wood in heath-lichen pine forests is (20 731±133) J/g; in cowberry pine forests – (20 618±141) J/g; in bilberry pine forests – (20 513±104) J/g at a stand density from 1160 to 3806 pcs/ha. The highest pine wood heat capacity is found in heath-lichen pine forests with the density of stand 5021 pcs/ha. The increased pine wood heat capacity in pine forests with high stand density is due to a reduction in the number of needles on the branch (r = –0.75) and an increase in the diameter of resin channels (r = – 0.88). The influence of the average stand height and the annual layer structure on the calorific value of pine wood was found. For citation: Tyukavina O.N., Klevtsov, D.N., Adaj D.M. Calorific Value of Pine Wood in Crops of the Northern Taiga Forest Area. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 82–91. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-82-91

12

Радиальный прирост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) при ингибировании = Radial Growth of Scots Pine (Pinus sylvestrisL.) under Inhibition

Автор: Иванов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Прогнозирование процессов роста деревьев важно в связи с исключительной экосистемной ролью лесов, осуществляющих глобальную регуляцию климата за счет поглощения углерода, сохранения питьевой воды, обеспечения среды обитания для живых организмов. известно, что деревья реагируют на любые колебания внешней среды. цель исследования – выявление погодно-климатических факторов, существенно влияющих на ингибирование роста сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) в условиях постоянного дефицита влаги. исследования проводились в восточной части брянской области на территории брянского административного района – в учебно-опытном лесхозе брянского государственного инженерно-технологического университета и стяжновском участковом лесничестве. методами дендрохронологии оценивалась реакция 93 деревьев сосны на колебания внешней среды по изменению ширины годичных колец (доступного анатомического признака дерева) с использованием индексов радиальных приростов. Предложен оригинальный подход к анализу причин резкого спада годичного радиального прироста под влиянием температур и осадков. выявлены годы с аномально низкими приростами (1963, 1972, 1985, 2002, 2010 гг.) на фоне погодно-климатической ситуации за 5 лет до и после падения прироста. установлена сходная динамика абсолютных значений радиальных приростов и их индексов, что обусловлено колебаниями природных факторов, проявлением наследственных признаков и т. д. отмечены существенные различия между показателями прироста при средних многолетних значениях температур воздуха января, мая и августа и аналогичными показателями в годы аномально низких радиальных приростов, которые наблюдаются у сосны на фоне более холодного января и более теплых мая и августа текущего года, а также при условии более теплого января предыдущего года. При этом значимой роли осадков не выявлено. Полученная информация, расширяющая представление об особенностях ростовых процессов и формирования годичных приростов по диаметру сосны обыкновенной в условиях изменяющегося климата на рубеже ХХ–ХХI вв., позволила высказать предположение о возможном проявлении физиологических особенностей вида, зона оптимума гомеостаза которого находится в условиях более холодного бореального климата. Для цитирования: Иванов В.П., Марченко С.И., Нартов Д.И., Балухта Л.П. Радиаль- ный прирост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) при ингибировании // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 69–81. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-69-81 Финансирование: Исследования выполнены при поддержке гранта РНФ № 16-14- 10224 по теме: «Физиологические и молекулярные механизмы адаптации хвойных растений к засухе»
Predicting tree growth processes is important due to the exceptional ecosystem role of forests, which carry out global climate regulation by sequestrating carbon, conserving drinking water, and providing habitat for living organisms. Trees are known to respond to any fluctuations in the environment. The research purpose is to identify weather and climatic factors that significantly affect the inhibition of growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in conditions of constant moisture deficit. The studies were carried out in the eastern part of the Bryansk region within the territory the Bryansk administrative district, in the educational and experimental forestry of the Bryansk State Engineering and Technological University and the Styazhnovskoye forest district. Methods of dendrochronology were used to assess the response of 93 pine trees to fluctuations in the external environment by changing the width of annual rings (available anatomical feature of a tree) using indices of radial growth. An original approach was proposed to analyze the reasons for a sharp decline in the annual radial growth under the influence of temperature and precipitation. The years with abnormally low increments (1963, 1972, 1985, 2002 and 2010) were identified against the background of the weather-climatic situation for 5 years before and after the fall in growth. Similar dynamics of absolute values of radial increments and their indices was established, which is caused by fluctuations of natural factors, manifestation of hereditary traits, etc. Significant differences were revealed between the growth rates at average multiyear values of January, May and August air temperatures with growth rates in the years of abnormally low radial growth, which are observed in pine against the background of colder January and warmer May and August of the current year, as well as under the condition of warmer January of the previous year. At the same time, no significant role of precipitation was detected. The obtained data, expanding the idea of the features of growth processes and formation of annual increments in diameter of Scots pine in the conditions of changing climate at the turn of the 20th–21st centuries, allowed us to suggest a possible manifestation of physiological features of the species, the homeostasis optimum zone of which is located in the conditions of colder boreal climate. This information expands our understanding of the features of growth processes and formation of annual increments in diameter of Scots pine in changing climatic conditions. For citation: Ivanov V.P., Marchenko S.I., Nartov D.I., Balukhta L.P. Radial Growth of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) under Inhibition. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 69–81. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-69-81 Funding: The research was supported by the Russian Science Foundation, grant No. 16-14- 10224 on the theme “Physiological and Molecular Mechanisms of Adaptation of Coniferous Plants to Drought”.

13

Изменчивость лесоводственных характеристик полезащитных лесных насаждений Краснодарского края = Variability of Silvicultural Characteristics of Forest Shelterbelts in Krasnodar Krai

Автор: Примаков
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

современные полезащитные насаждения краснодарского края не в полной мере защищают пашню и имеют чаще всего различное санитарное состояние. в этих условиях сохранение лесных полос, выполнение ими защитных функций в системе агролесомелиоративных и других комплексных мероприятий остается актуальной задачей. исследования проведены в основных и вспомогательных полезащитных лесных полосах, расположенных в границах усть-Лабинского района краснодарского края, где с использованием общепринятых методик закладывались временные пробные площади. целью исследований являлось определение экологического состояния полезащитных лесных полос посредством выявления их сохранности и осуществления лесоводственно-мелиоративной оценки. для получения более полной информации об их состоянии была проведена дистанционная оценка сохранности древесного полога полезащитных насаждений. анализ состояния лесополос показал, что около 42,5 % площади обследованных на ключевых участках насаждений имеют среднюю степень сохранности древесного полога, высокую – 22,3 %, низкую и очень низкую – 35,2 %. более низкие показатели сохранности отмечаются во вспомогательных полезащитных лесных полосах. Процентное участие каждой группы лесополос позволило ранжировать диапазоны сохранности, соответствующие определенной лесоводственно-мелиоративной оценке: диапазон сохранности древесного полога от 0 до 25 % – оценка 1, от 25 до 50 % – 2, от 50 до 70 % – 3, от 70 до 100 % – 4. исходя из этого, полезащитные насаждения были разделены нами на 4 группы: норма, риск, кризис и бедствие. результаты определения экологического состояния полезащитных лесных полос наземными и дистанционными методами в условиях усть-Лабинского района краснодарского края показали, что значительная часть обследованных насаждений имеет плотную конструкцию и требует проведения лесоводственных уходов. группе полезащитных лесных полос «бедствие» необходима реконструкция, она позволила бы значительно улучшить их экологическое состояние и мелиоративную эффективность, а также повысить срок службы. Для цитирования: Примаков Н.В. Изменчивость лесоводственных характеристик полезащитных лесных насаждений Краснодарского края // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 60–68. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-60-68
Modern shelterbelts of Krasnodar Krai do not fully protect arable land and often have different sanitary state. Under these conditions, the preservation of forest shelterbelts and their protective functions in the system of agroforestry and other complex continues to be relevant. The research was carried out in the main and auxiliary forest shelterbelts within the boundaries of the Ust-Labinsk district of Krasnodar Krai. The purpose of the research was to determine the ecological state of the forest shelterbelts by identifying their integrity and implementation of forestry and land reclamation assessment. In order to obtain more complete information on their state, a remote assessment of the tree canopy integrity of the shelterbelts was carried out. It follows from the remote assessment analysis that about 42.5 % of the area surveyed in the key plots of plantations has an average degree of integrity of tree canopy, high – 22.3 %, low and very low – 35.2 %. Lower indicators of the tree canopy integrity are observed in the auxiliary forest shelterbelts. The percentage participation of each group of forest shelterbelts allowed us to rank the ranges of integrity corresponding to a certain forestry and land reclamation assessment (units). The range of the tree canopy integrity from 0 to 25 % corresponds to grade 1, from 25 to 50 % – 2, from 50 to 70 % – 3, from 70 to 100 % – 4. Based on this, the shelterbelts were devided into 4 groups: norm, risk, crisis and disaster. The results of determining the ecological state of the forest shelterbelts by ground and remote methods in the Ust-Labinsk district of Krasnodar Krai showed that a significant part of the surveyed plantations has a dense structure and requires silvicultural care. The group of the forest shelterbelts “disaster” needs reconstruction. This will significantly improve the environmental condition and reclamation efficiency, as well as increase the service life of the systems of forest sheltebelts. For citation: Primakov N.V. Variability of Silvicultural Characteristics of Forest Shelterbelts in Krasnodar Krai. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 60–68. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-60-68.

14

Динамика запасов углерода при формировании лесов на постагрогенных землях = Dynamics of Carbon Stocks in the Formation of Forests on Post-Agrogenic Lands

Автор: Наквасина
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

на примере подобранного хроноряда залежей (4 пробные площади с разной длительностью отчуждения: 16 лет, 25 лет, 63 года и 130 лет) в каргопольском районе архангельской области (средняя подзона тайги, остаточно-карбонатные почвы) проведены расчеты запасов углерода в различных компонентах биогеоценоза (почва, живой напочвенный покров, лесная подстилка, подрост, подлесок и древостой). дана оценка структуры запасов углерода формирующихся насаждений и ее изменения с возрастом залежи. определено, что в процессе сукцессии при облесении пашен происходит закономерное увеличение запасов углерода и его перераспределение между почвой и формирующимся фитоценозом. в насаждениях на молодых залежах более 86 % запаса углерода представлено углеродом пахотного горизонта почвы. в ходе зарастания залежи лесной растительностью доля этого пула уменьшается и уже в средневозрастном 63-летнем лесу составляет 22 %, а в спелом 130-летнем – всего 7,6 %. в средневозрастном насаждении в структуре общего запаса углерода доля древостоя достигает 69 %, а в спелом 130-летнем – уже 90 %. в насаждениях на молодых залежах структура главных компонентов биогеоценоза (почвенный углерод : углерод напочвенного покрова : углерод древесного яруса) характеризуется соотношением 9:1:0, тогда как в насаждениях на старых залежах 63-летнего и 130-летнего возраста – 2:0:8 и 1:0:9 соответственно. для подроста и подлеска изучаемого хроноряда характерны небольшие доли углерода, не имеющие существенного значения в углеродном пуле экосистемы. Лесная подстилка в формирующихся лесных насаждениях вносит весомый вклад в структуру углерода биогеоценоза, хотя в общем пуле углерод биогеоценоза составляет 3…4 % и не способствует увеличению запасов углерода в почве. в системе «почва – лесная подстилка – живой напочвенный покров» доля углерода почвы с увеличением возраста насаждения снижается от 91 до 76…77 %, а доля формирующейся подстилки в средневозрастном и спелом лесу – 16 и 20 % соответственно. в насаждениях на молодых залежах это соотношение составляет 9:0:1, тогда как на старых – 8:2:0. оставление пахотных земель на остаточно-карбонатных почвах под самозарастание лесной растительностью и формирование на них лесных насаждений в подзоне средней тайги приведут к постепенному снижению углеродного пула в почве, но будут способствовать секвенированию углерода в фитомассе многолетней древесной растительности и в лесной подстилке. Эти два компонента биогеоценоза будут служить депо секвенированного углерода, поддерживая биологический круговорот веществ в насаждении. Наквасина Е.Н., Шумилова Ю.Н. Динамика запасов углерода при формировании лесов на постагрогенных землях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 46–59. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-46-59. Финансирование: Исследования частично поддержаны грантом РФФИ и правительства Архангельской области № 17-44-290111 и основаны на описаниях пробных площадей, входящих в базу данных кафедры лесоводства и лесоустройства САФУ
Carbon stocks were calculated in different components of bigeocenosis (soil, living ground cover, forest floor, undergrowth, underbrush and forest stand) using the example of a selected chronosequence of fallows (4 sample areas of different age, yrs: 16, 25, 63 and 130) in the Kargopol district of the Arkhangelsk region (middle taiga subzone, residual carbonate soils). The structure of carbon stocks of the forming plantations and its changes with the fallow age is estimated. It was found that a natural increase in carbon stocks and its redistribution between the soil and the forming phytocenosis occurs in the process of succession during the afforestation of arable lands. In plantations growing on young fallows, more than 86 % of the carbon stock is represented by carbon from the arable soil horizon. During the colonization of the fallow by forest vegetation the share of this pool decreases and already in the middle-aged 63-year-old forest it is 22 %, and in the mature 130-year-old forest it is only 7.6 %. In the structure of the total carbon stock in the middleaged plantation, the share of the stand reaches 69 %, and in the mature 130-year-old stand it is already 90 %. In plantations on young fallows, the structure of the main components of biogeocenosis (soil carbon, ground cover carbon and tree layer carbon) is characterized by a ratio of 9:1:0, whereas in plantations on old fallows of 63 and 130 years it is 2:0:8 and 1:0:9, respectively. The undergrowth and underbrush of the studied chronosequence are characterized by the small shares of carbon, which do not have a significant value in the structure of the ecosystem carbon pool. Forest floor in forming forest stands contributes significantly to the carbon structure of the biogeocenosis, although the total biogeocenosis carbon pool is 3–4 % and does not contribute to an increase in soil carbon stocks. In the system “soil – forest floor – living ground cover” the share of soil carbon decreases from 91 to 76–77 % with the increase in the age of plantation, while the share of formed forest floor in the middle-aged and mature forest is 16 and 20 %, respectively. In plantations on young fallows the ratio of these components of biogeocenosis is 9:0:1, whereas on old fallows it is 8:2:0. Leaving arable land on residual carbonate soils for self-overgrowth with forest vegetation and formation of forest plantations on them in the middle taiga subzone will lead to a gradual decrease in the carbon pool in the soil, but will contribute to the sequencing of carbon in the phytomass of perennial woody vegetation and in forest floor. These two components of biogeocenosis will serve as a sequenced carbon depot, supporting the biological cycle. For citation: Nakvasina E.N., Shumilova Yu.N. Dynamics of Carbon Stocks in the Formation of Forests on Post-Agrogenic Lands. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 46–59. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-46-59 Acknowledgements: The research was partially supported by RFBR and the Government of the Arkhangelsk region, grant No. 17-44-290111 and is based on descriptions of the sample areas included in the database of the Department of Forestry and Forest Management of NArFU.

15

Productivity of Forest Plantation Crops = Продуктивность лесных плантационных насаждений

Автор: Savchenkova
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Reduction of time for commercial wood cultivation and increasing the productivity of plantations is an urgent direction of scientific research considering supply of forest resources in the country and the growing need for timber. One of the ways of intensive forest reproduction is the creation of forest plantation crops. Plantation of forest crops involves the cultivation of technically valuable tree species in a shorter period of time. Our country has experience in the creation of forest plantation crops, but due to the reorganization in the forest industry, many areas were left without proper care. However, for 34 years research scientists at the Mytischi Branch of the Bauman Moscow State Technical University (formerly Moscow State Forest University) have been systematically monitoring the growth and development of spruce forest crops created in 1984 with intermediate agricultural use between the rows. The method of creating test crops is aimed at providing the most favorable conditions for growth and development of the main tree species in the first years after planting, the use of the natural growth of plantations during the entire period of crops cultivation, cost optimization for frequent silvicultural care, obtaining stands with high economic and aesthetic properties, prevention of wood defects. The article presents the technology of creating spruce crops, which is a distinctive feature of this method. We analyzed changes in the diameters and heights of trees grown by creating forest crops in the traditional way and with the use of intermediate agricultural use between the rows. The reliability of differences in the average values of independent samples was assessed, confirming the advantage of the spruce test crops. Their species composition is 100 % spruce, the absolute taper of which is 2.13 times less than those created by the traditional method. A higher probability of obtaining trunks with a volume of more than 0.02 m3 by creating test crops has been established. The results of statistical processing of experimental data indicate the prospects of the method of planting spruce forest crops with intermediate agricultural use between the rows, which contributes to the formation of high-quality stands. For citation: Savchenkova V.A., Vasilyev S.B., Nikitin V.F., Aksenov P.A. рroductivity of Forest Plantation Crops. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 35–45. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-35-45
C учетом неравномерного обеспечения страны лесными ресурсами и растущей потребности в лесоматериалах, актуальным направлением научного исследования становится сокращение сроков выращивания товарной древесины и повышение продуктивности насаждений. одним из способов интенсивного воспроизводства лесов является создание плантационных лесных культур. Плантация лесных культур предполагает выращивание технически ценных древесных пород в сокращенные сроки. в нашей стране есть опыт создания плантационных культур, но в связи с реорганизацией лесной отрасли многие такие участки оказались без надлежащего ухода. однако на протяжении 34 лет научные работники мытищинского филиала московского государственного технического университета имени н.Э. баумана (ранее московского государственного университета леса) систематически ведут наблюдение за ростом и развитием созданных в 1984 г. лесных культур ели с промежуточным сельскохозяйственным пользованием в междурядьях. способ создания опытных культур направлен на: обеспечение максимально благоприятных условий для роста и развития главной древесной породы в первые годы после посадки, использование естественного хода роста насаждений в течение всего периода выращивания культур, оптимизацию затрат на частые лесоводственные уходы, получение полнодревесного древостоя с высокими эстетическими свойствами, предупреждение образования пороков древесины. в статье приведена технология создания культур ели, являющаяся отличительной особенностью указанного способа. Проанализировано изменение диаметров и высот деревьев, выращенных путем создания лесных культур традиционным способом и с использованием промежуточного сельскохозяйственного пользования в междурядьях. Проведена оценка достоверности различий средних значений независимых выборок, подтверждающая преимущество опытных культур ели. их породный состав представлен на 100 % деревьями породы ель, абсолютный сбег которых в 2,13 раза меньше, чем у созданных традиционным способом. установлена более высокая вероятность получения стволов объемом более 0,02 м3 путем создания опытных культур. результаты статистической обработки экспериментальных данных свидетельствуют о перспективности метода посадки лесных культур ели с промежуточным сельскохозяйственным пользованием в междурядьях, который способствует формированию древостоя с лучшими характеристиками. Для цитирования: Savchenkova V.A., Vasilyev S.B., Nikitin V.F., Aksenov P.A. Productivity of Forest Plantation Crops // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. с. 35–45. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-35-45.

16

Прогнозирование пространственного поведения лесного пожара при неопределенности и нестационарности процесса = Forecasting the Spatial Behavior of a Forest Fire at Uncertainty and Instability of the Process

Автор: Станкевич
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Лесной фонд России, являясь достоянием народа и федеральной собственностью особого рода, требует устойчивого управления на национальном уровне. один из ключевых принципов управления лесами – это обеспечение охраны и защиты лесов от угроз, в первую очередь от лесных пожаров. Хотя лесные пожары являются естественным компонентом лесных экосистем и не могут быть полностью устранены, в настоящее время выявлено снижение регулирующей функции лесного пожара и рост деструктивной. Понимание взаимосвязей факторов природной среды и динамики развития лесного пожара необходимо для разработки эффективных и научно обоснованных планов обеспечения безопасности лесов. основной целью исследования является повышение эффективности формирования оперативного прогноза лесного пожара в сложных реальных условиях (при нестационарности и неопределенности). Проанализированы статистические данные о лесных пожарах в США, Канаде, России и пяти южных государствах – членах европейского союза (Португалии, Испании, Франции, Италии и Греции) и подтвержден вывод об увеличении частоты возникновения крупных лесных пожаров. Представлены наиболее широко применяемые на практике модели прогнозирования динамики лесных пожаров (Van Wagner, Rothermel, Finney, Cruz и др.) и их компьютерные реализации (Prometheus, FlamMap, FARSITE, VISUAL-SEVEIF, WILDFIRE ANALYST). Предложена интеллектуальная система, предназначенная для построения оперативного прогноза лесного пожара посредством сверточных нейронных сетей CNN. описана структура данной системы, включающая три основных подсистемы: информационную, интеллектуальную и пользовательского интерфейса. ключевой элемент интеллектуальной подсистемы – это модель распространения лесных пожаров, которая распознает данные из последовательных изображений, прогнозирует динамику развития лесного пожара и генерирует изображение с прогнозом его распространения. описана схема предлагаемой модели, включающая следующие этапы: ввод входных данных; предобработка входных данных; распознавание объектов с использованием сверточных нейронных сетей; прогнозирование динамики развития лесного пожара; вывод оперативного прогноза. Подробно представлены особенности реализации этапа «распознавание объектов с использованием сверточных нейронных сетей»: размер ядра для каждого сверточного слоя 3×3, функция активации ReLu(x), фильтр в слоях пулинга 2×2 с шагом 2, метод пулинга – max-pooling, на выходе сетей – методы Object recognition и Semantic segmentation. Для цитирования: Станкевич Т.С. Прогнозирование пространственного поведения лесного пожара при неопределенности и нестационарности процесса // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. с. 20–34. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-20-34 Финансирование: исследование выполнено при финансовой поддержке российского фонда фундаментальных исследований, проект № 18-37-00035 «мол_а».
The Russian forest fund, being a public domain of the people and a special kind of federal property, requires sustainable management at the national level. One of the key principles of forest management is to ensure that forests are conserved and protected against a wide range of threats, primarily forest fires. Although forest fires are a natural component of forest ecosystems and cannot be completely eliminated, researchers have currently revealed a decrease in the regulatory function and an increase in the destructive function of forest fires. Understanding the interrelations between the environmental factors and forest fire history is necessary for the development of effective and scientifically sound forest safety plans. The main purpose of the study is to increase the efficiency of the formation of an operational forecast of a forest fire in difficult conditions of a real fire (at instability and uncertainty). The author analyzed statistical data on forest fires the USA, Canada, Russia and the five southern European Union member states (Portugal, Spain, France, Italy and Greece) and confirmed the conclusion on the increase in the frequency of large forest fires. The most widely used in practice forecasting models of forest fire dynamics (Van Wagner, Rothermel, Finney, Cruz, etc.) and their computer implementations (Prometheus, FlamMap, FARSITE, VISUAL-SEVEIF, WILDFIRE ANALYST) are presented in the article. It is proposed to develop an intelligent system designed to create an operational forecast of a forest fire using convolutional neural networks (CNN). The structure of this system is described. It includes three main subsystems: information, intelligent and user interface. A key element of the intelligent subsystem is a forest fire propagation model, which recognizes data from sequential images, predicts the forest fire dynamics, and generates an image with a fire spread forecast. The scheme of the proposed model is described. It includes the following stages: data input; preprocessing of input data; recognition of objects using CNNs; forecasting the forest fire dynamics; output of operational forecast. The implementation features of the stage “recognition of objects using CNNs” are presented in detail: core size for each convolutional layer 3×3, activation function ReLu(x), filter in 2×2 pooling layers with step 2, max-pooling method, Object recognition and Semantic segmentation methods at the networks output. For citation: Stankevich T.S. Forecasting the Spatial Behavior of a Forest Fire at Uncertainty and Instability of the Process. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 20–34. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-20-34 Acknowledgements: The research was carried out with the financial support from the Russian Foundation for Basic Research, project No. 18-37-00035 mol_а.

17

Формирование кедровников рубками ухода на бывших сельскохозяйственных угодьях = Formation of Siberian Pine Forests by Improvement Felling on Former Agriculturаl Lands

Автор: Залесов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

По материалам исследований, выполненных на постоянной пробной площади, проанализирована лесоводственным методом эффективность рубок ухода в мягколиственных насаждениях, сформировавшихся на бывших сельскохозяйственных угодьях в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре. Экспериментально установлено, что в составе 25–30-летних мягколиственных насаждений имеет место сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Du Tour.), кроме того, под пологом древостоев присутствует «условный подрост» данной породы. Проведением рубок ухода можно обеспечить увеличение доли сосны кедровой сибирской в составе формирующихся насаждений и даже ее доминирование в древостоях. рубки ухода рекомендуется проводить полосным способом. При первом приеме производится вырубка деревьев мягколиственных пород в полосах шириной 10 м при оставлении без ухода полос аналогичной ширины, при втором приеме (через 10 лет после первого) деревья мягколиственных пород вырубаются в тех полосах, где ухода не было. вырубка всех деревьев, сопутствующих сосне кедровой сибирской, за один прием недопустима, поскольку приводит к интенсивному разрастанию травянистой растительности, задернению и исключению появления подроста сосны кедровой сибирской, а также резко повышает пожарную опасность весной и осенью. кроме того, при указанной интенсивности оставляемые для выращивания экземпляры сосны кедровой сибирской поражаются хермесом сибирским (Pineus cembrae Cholodkovsky, 1988). Для цитирования: Залесов С.В., Белов Л.А., Оплетаев А.С., Магасумова А.Г., Карташова Т.Ю., Дебков Н.М. Формирование кедровников рубками ухода на бывших сельскохозяйственных угодьях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 9–19. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-9-19
On the base of the researches carried out on the permanent study area silvicultural effectiveness of improvement felling was analyzed in soft-leaved plantations formed on the former agricultural lands in Khanty-Mansi Autonomons Okrug – Yugra. It was experimentally found that among 25–30-year-old soft-leaved stands there is Siberian pine (Pinus sibirica Du Tour); besides this, nominal undergrowth of this species can be found under the canopy. Improvement felling can provide an increase in the share of Siberian pine in the composition of the forming plantations and even its dominance in stands. It is recommended to carry out improvement felling by the strip method. On the first-stage the felling of soft-leaved species in strips of 10 m wide is carried out, while leaving strips of similar width without care. On the second stage in 10 years soft-leaved trees are cut down in those strips where care was not taken. Felling of all the accompanying Siberian pine trees in a single shot is inadmissible, since it leads to intensive growth of herbaceous vegetation, sodding and exclusion of the Siberian pine undergrowth as well as dramatically increases the fire danger in spring and autumn. In addition, at the indicated intensity, the specimens of Siberian pine left for cultivation are affected by Pineus cembrae (Cholodovsky, 1988). For citation: Zalesov S.V., Belov L.а., Opletaev а.S., Magasumova A.G., Kartashova т.Yu., Debkov N.M. Formation of Siberian Pine Forests by Improvement Felling on Former Agriculturаl Lands. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 9–19. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-9-19

18

Навигационно-пилотажная система беспилотного летательного аппарата для мониторинга лесных пожаров = Navigation and Piloting System of Unmanned Aerial Vehicle for Forest Fire Monitoring

Автор: Скуднева
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Лесные пожары являются распространенным стихийным бедствием во всем мире. Большое количество пожаров ежегодно возникает в лесных экосистемах Европейского Севера России по естественным причинам и по вине человека. Одной из актуальных проблем лесного хозяйства в настоящее время является организация эффективной борьбы с лесными пожарами. При этом важны как быстрое обнаружение очага возгорания, так и мониторинг развития пожара, координация действий персонала наземных служб лесной охраны и сотрудников служб Министерства по чрезвычайным ситуациям. Для этих целей все большее применение находят беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Для лесохозяйственной практики, в особенности для целей лесопожарного мониторинга, наиболее практичными являются БПЛА вертолетного типа, не требующие специальной подготовки персонала. Такие аппараты могут действовать в режимах «пожарной вышки» и мониторинга кромки пожара с возможностью сброса информационных радиовымпелов. Применение БПЛА – эффективное средство наблюдения за пожарной ситуацией в дополнение к существующим методам и технологиям, особенно в случаях невозможности использования космических снимков высокого разрешения для решения оперативных задач. Для эффективной работы БПЛА в зоне действующих лесных пожаров и сильного задымления необходимы навигационно-пилотажные системы, позволяющие выполнять безопасные полеты за пределами действия пульта наземного управления от местонахождения пилотаоператора. Целью данной работы является ознакомление с разработкой навигационно-пилотажной системы, которую можно применять на БПЛА в зоне действия наземных пунктов радиоуправления. Использование таких систем позволит вести автоматическое наблюдение за пожарной обстановкой на значительной площади в режиме реального времени, что представляется особенно важным при организации охраны и тушения лесных пожаров на больших пространствах особо охраняемых природных территорий, где приоритетной задачей является сохранение биологического разнообразия природных экосистем и уникальных ландшафтов. Данная статья может представлять интерес для специалистов лесного хозяйства, пожарной охраны и Министерство по чрезвычайным ситуациям, разработчиков БПЛА и оборудования, а также студентов технических специальностей . Для цитирования: Скуднева О.В., Коптев С.В., Иванцов С.В. Навигационно-пилотажная система беспилотного летательного аппарата для мониторинга лесных пожаров // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 194–203. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-6-194-203
Forest fires are a common natural disaster all over the world. A great number of fires occur annually in the forest ecosystems of the European North of Russia for natural reasons and as a result of anthropogenic impacts. One of the urgent problems of forestry is the organization of effective control of forest fires. Herewith, it is important to quickly detect the source of fire, as well as to monitor the development of the fire, and to coordinate the actions of the staff of the ground forest protection services. Unmanned aerial vehicles (UAV) of different classes are increasingly used for these purposes. For forestry experience and, especially for forest fire monitoring, the most practical are helicopter-type UAV, which do not require special training of staff. Such devices can operate in the mode of “fire tower” and in the mode of monitoring the edge of the fire with an option to reset information pennants at certain points. The use of UAV is an effective means of monitoring the fire situation in addition to existing methods and technologies, and especially in cases of impossibility of using highresolution satellite images for operative tasks. For the effective operation of UAV in the area of active forest fires and, thus, strong smoke, navigation and piloting systems are necessary to perform safe flights outside the action of the ground control panel located at the starting point. The aim of this work is to develop a navigation and piloting system for UAV, which can be used in the area of limitation of ground control point. The use of such systems will allow monitoring of the fire situation in real time, which is especially important in the organization of protection and suppression of forest fires in large areas of nature reserves, where the priority is to preserve the biological diversity of natural ecosystems and unique landscapes. This article may be of interest to forestry specialists, developers of UAV and equipment, fire protection and the Ministry of Emergency Situations staff, as well as to engineering students to gain experience with UAV. For citation: Skudneva O.V., Koptev S.V., Ivantsov S.V. Navigation and Piloting System of Unmanned Aerial Vehicle for Forest Fire Monitoring. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 194–203. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-194-203.

19

Математическое моделирование процесса сушки древесной коры = Mathematical Modeling of the Bark Drying Process

Автор: Синицын
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

В настоящее время на лесоперерабатывающих предприятиях Российской Федерации образуется большое количество отходов в виде древесной коры, которые не находят широкого применения в промышленности и оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Одним из возможных направлений переработки таких отходов является их сжигание в слоевых топках. Однако древесная кора ввиду своей высокой влажности и крайне разнородного фракционного состава относится к низкокалорийному трудносжигаемому виду топлива. Высокая влажность уменьшает энергетическую плотность древесной коры. Крайне разнородный ее фракционный состав (линейные размеры отдельных кусков коры могут изменяться от миллиметров до десятков сантиметров) осложняет организацию топочного процесса. Эффективная утилизация древесной коры обеспечивается при ее предварительной сушке до влажности 55…60 % и размере кусков коры, не превышающем 100 мм. Целью представленной работы является исследование температурного поля в плотном продуваемом слое высоковлажной древесной коры при ее сушке высокотемпературными дымовыми газами котельных агрегатов. На основе анализа физической картины разработана математическая модель прогрева плотного слоя высоковлажной древесной коры с учетом оценки толщины плотного слоя коры, использующая методику расчета аэродинамического сопротивления поперечно продуваемого слоя потоку газов. Проведены численные эксперименты по расчету полей температур при прогреве одиночного куска высоковлажной древесной коры, расположенного в передней части плотного продуваемого слоя. Результаты расчета сравнивались с результатами, полученными по разработанной нами модели. На основе математического моделирования процесса прогрева плотного слоя и термической подготовки высоковлажной древесной коры к сжиганию разработана методика, позволяющая рассчитать общую продолжительность нагрева влажного материала до полного высыхания слоя, время, затраченное на прогрев продуваемого плотного слоя до полного выхода летучих веществ, а также температурные поля в слое коры и потоке газа. Предложены схема подготовки высоковлажной коры к сжиганию и методика для определения характерных параметров двухступенчатой схемы энергетического использования высоковлажной древесной коры в слоевых топках котлов и теплогенераторов. Для цитирования: Синицын Н.Н., Телин Н.В. Математическое моделирование процесса сушки древесной коры // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 159–171. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-159-171
Currently, a large amount of wood bark waste is generated at the timber processing enterprises of the Russian Federation, which is not widely used in industry and has a negative impact on the environment. One of the feasible directions for the processing of such waste is its burning in layered furnaces. However, tree bark, due to its high moisture content and extremely heterogeneous fractional composition, belongs to a low-energy, difficult-to-burn fuel. High humidity reduces the energy density of the bark. The extremely heterogeneous fractional composition of tree bark (linear dimensions of random bark chips can vary from millimeters to tens of centimeters) complicates the organization of the burning process. Effective utilization of tree bark is ensured when it is pre-dried to a moisture content of 55– 60 % and the size of bark chips not exceeding 100 mm. The purpose of the presented work is to study the temperature field in a dense blown layer of high-moisture bark when drying it with high-temperature flue gases from boiler units. A mathematical model for heating the dense layer of high moisture tree bark has been developed based on the physics analysis. It was done taking into account the assessment of the bark dense layer thickness, which uses the method of calculating the aerodynamic resistance of a transversely blown layer to a gas flow. Numerical experiments were carried out in order to calculate the temperature fields during the heating of a single chip of high moisture tree bark located in the front part of the dense blown layer. The calculation data were compared with the results obtained using the developed model. A procedure that allows calculating the total duration of heating the wet material until the layer is completely dry, the time spent on heating the blown dense layer until the complete release of volatile substances, and the temperature fields in the bark layer and gas flow has been developed on the basis of mathematical modeling of the process of the dense layer heating and thermal preparation of high moisture tree bark for burning. A scheme for preparing high moisture tree bark for burning and a method for determining the characteristic parameters of a two-stage scheme of energy use of high moisture tree bark in layered furnaces of boilers and heat generators are proposed. For citation: Sinitsyn N.N., Telin N.V. Mathematical Modeling of the Bark Drying Process. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 159–171. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-6-159-171.

20

Математическая модель расхода топлива форвардера «амкодор-2682» при выполнении лесохозяйственных работ = A Mathematical Model of Fuel Consumption for the Forwarder Amkodor-2682 When Performing Forestry Operations

Автор: Рукомойников
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Одной из задач при планировании и практическом использовании форвардеров в России и за рубежом является обоснование затрат на топливо и смазочные материалы. Решение данной проблемы приобретает все более важное значение в связи с ростом цен на топливно-энергетические ресурсы. Доля затрат на топливные ресурсы составляет в разных природно-производственных условиях от 46 до 70 %. Это связано с наличием лесосек с различными характеристиками породного состава. В настоящее время существуют нормы расхода горюче-смазочных материалов на механизированные работы, выполняемые в лесном хозяйстве, однако в них отсутствуют нормативные инструкции по расчету топлива для современных лесосечных машин, занятых на трелевке. Существуют базовые нормы расхода топлива, масла, смазок для разных марок отечественных и зарубежных легковых автомобилей, грузовиков, автобусов, но и в них нет информации о лесозаготовительной технике. Цель предлагаемого исследования – показать расход топлива форвардера «Амкодор-2682» при заготовке сортиментов в природно-климатических условиях Республики Марий Эл. Поставленная цель достигнута путем проведения экспериментов с использованием объемного метода пополнения топливного бака машины в конце рабочего цикла. Экспериментальные исследования сопровождались фиксацией диаметров вырубаемых деревьев и их объемов. Топливный бак форвардера заполнялся до горловины и осуществлялась обработка участка пасеки с трелевкой одной пачки лесоматериалов. После выполнения каждой операции лесосечных работ при сборе сортиментов (холостой ход, сбор пачки сортиментов, грузовой ход, разгрузка пачки сортиментов) производилась остановка машины, заполнение топливного бака с точной фиксацией объема заправляемого топлива. Обработка данных позволила получить регрессионную модель, характеризующую средний расход топлива форвардера «Амкодор-2682» при различных диаметрах вырубаемого древостоя. Использование полученных результатов в лесном хозяйстве облегчит планирование и расчет эксплуатационных затрат трелевочной техники. Для цитирования: Рукомойников К.П., Купцова В.О., Сергеева Т.В. Математическая модель расхода топлива форвардера «Амкодор-2682» при выполнении лесохозяйственных работ // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 148–158. DOI:Cost justification of fuel and lubricants is high on the agenda of planning and practical use of forwarders in Russia and abroad. The problem solution is becoming increasingly important due to rising prices for fuel and energy resources. The share of costs for fuel resources ranges from 46 to 70 % in different natural and industrial conditions. This is due to the presence of cutting areas with different characteristics of the species composition. Currently, there are consumption rates for fuel and lubricants for mechanized work performed in forestry. However, they lack regulatory guidelines for calculating the fuel of modern logging machines used in skidding. There are basic standards for consumption of fuel, oil, and lubricants for different brands of domestic and foreign cars, trucks, and buses, but they also have no information on forestry equipment. The research purpose was to show the fuel consumption for the forwarder Amkodor-2682 when harvesting assortments in the climatic conditions of the Mari El Republic. The purpose was achieved through experiment using the volumetric method of refilling the machine fuel tank at the end of the operation cycle. The studies were provided with fixing the diameters and volumes of the felled trees. The forwarder fuel tank was filled to the top of the tank filler. Processing of the swath site was carried out with skidding of one pack of logs. The machine was stopped and the fuel tank was filled in after each operation of logging (idling, bundle assembling, hauling, bundle unloading). The amount of fuel in the tank was accurately fixed each time. Processing the data allowed us to obtain a regression model. This model characterizes the average fuel consumption for the forwarder Amkodor-2682 at different diameters of felled trees. Using the obtained results in forestry will make it easier to plan and calculate the operating costs of skidding equipment. For citation: Rukomojnikov K.P., Kuptcova V.O., Sergeeva T.V. A Mathematical Model of Fuel Consumption for the Forwarder Amkodor-2682 When Performing Forestry Operations. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 148–158. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-6-148-158. 10.37482/0536-1036-2020-6-148-158

21

Особенности российского рынка лесозаготовительной техники = Features of the Harvesting and Logging Equipment Market in Russia

Автор: Пискунов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Лесопромышленный комплекс России формирует привлекательный рынок лесозаготовительной техники, однако позиции российских производителей на нем крайне слабы. С учетом данных из открытых источников представлен краткий анализ текущего состояния этого рынка, отмечены его особенности в сравнении с секторами дорожностроительных и сельскохозяйственных машин. На российском рынке доминируют три компании: John Deere, Ponsse, Komatsu. Бóльшая часть закупаемой техники приходится на машины для сортиментной технологии. Объем рынка новых машин составляет: 330–420 форвардеров, 165–300 харвестеров, 30–40 валочно-пакетирующих машин и столько же скиддеров. В процессе укрепления положения иностранных компаний в России следует выделить две волны: первая – поставки техники и развитие зарубежных брендов на фоне еще достаточно заметных позиций российских производителей; вторая – поглощение предприятий, сформировавших сбытовую сеть и получивших известность, диверсифицированными транснациональными корпорациями. Основные стратегии компаний-лидеров – экспорт техники в Россию и развитие сервисной сети. Компании не переходят на другой уровень, связанный с открытием производственных площадок или совместных производств по выпуску лесозаготовительных машин. Российский рынок характеризуется отсутствием сильного отечественного производителя, готового активно участвовать в процессах импортозамещения. Место такого производителя в России начинает занимать белорусский холдинг «Амкодор». Приобретение новых импортных машин могут себе позволить крупные и очень крупные лесозаготовительные компании. Основные производственные площадки, производители и поставщики машин находятся в Финляндии, Швеции, США, Канаде. Для поддержки лесного машиностроения, кроме апробированных в других отраслях экономических мер стимулирования, предлагается: организовать в ряде лесных регионов нашей страны работу научных лесотехнических центров на основе частно-государственного партнерства с участием крупных вертикально-интегрированных лесопромышленных холдингов; стимулировать создание отечественных отраслевых информационных технологий для лесозаготовительного производства; инициировать партнерство с компаниями из Китайской Народной Республики для запуска производства лесозаготовительных машин нового поколения. Для цитирования: Пискунов М.А. Особенности российского рынка лесозаготовительной техники // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 132–147. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-6-132-147
Russian forest sector forms an attractive market for harvesting and logging equipment, however the position of Russian manufacturers is extremely weak. A brief overview of the current state of the market is presented with reference to the open sources. Its features are mentioned as compared to the road construction and agricultural machinery sectors. Three transnational companies dominate the Russian market of harvesting and logging equipment: John Deere, Ponsse and Komatsu. Most of the purchased equipment falls on machines for cut-tolength technology, such as harvester and forwarder. The market volume of new machines is estimated at 330–420 forwarders, 165–300 harvesters, about 30–40 feller bunchers and the same number of skidders. There were two waves in the consolidation of the position of foreign companies in Russia. The first was connected with the delivery of equipment and the development of foreign brands in Russia against the background of still high-profile positions of Russian manufacturers in the market. The second is the takeover of enterprises having a service network and reputation by diversified transnational corporations. The main strategies of the leading companies in the current situation are the export of equipment to Russia and the development of a service network. Companies do not turn to another level associated with the opening of production sites or joint ventures for the production of harvesting and logging machines. The Russian market is characterized by the absence of a strong Russian manufacturer of harvesting and logging machines, which is ready to significantly influence or actively participate in the processes of import substitution. The position of such a manufacturer is gradually occupied by the Belarusian Amkodor Holding. The purchase of new harvesting and logging machines can afford major timber companies. The main production sites of harvesting and logging machines are located in Finland, Sweden, USA, and Canada. In order to support forestry machine engineering, in addition to economic measures of stimulation approved in other sectors, it is proposed: to organize the work of scientific forest engineering centers on the base of public-private partnership with the financial support from the major vertically-integrated timber corporate groups; to stimulate the development of Russian sector-specific information technologies for harvesting and logging; to initiate the partnership with companies from the People’s Republic of China to launch the design and production of new-generation harvesting and logging machines. For citation: Piskunov M.A. Features of the Harvesting and Logging Equipment Market in Russia. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 132–147. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-132-147.

22

Изменчивость высоты дуба черешчатого (Quercus robur L.) и клена остролистного (Acer platanoides L.) в полезащитной полосе = Distribution of English Oak (Quercus robur L.) and Norway Maple (Acer platanoides L.) with Height in a Shelterbelt

Автор: Грибачева
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Организующей основой адаптивно-ландшафтного земледелия является защитное лесоразведение. Изучение состояния полезащитных полос необходимо для установления их защитной высоты в связи с резко меняющимися климатическими условиями. Цель исследования – осуществить распределение деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.) и клена остролистного (Acer platanoides L.) по высоте для установления структуры древостоя, а также предложить мероприятия по улучшению состояния дуба черешчатого. Полезащитная полоса, пространственную структуру которой изучали, расположена в окрестностях с. Золотаревка Станично-Луганского района Луганской области Украины (65 км от г. Луганска). Архивные данные о времени создания и возрасте лесополосы не выявлены. В соответствии со сталинским планом преобразования природы, который был рассчитан на 1949–1965 гг., создавались полезащитные полосы и в этом районе. Пробные площади закладывались в соответствии с ОСТ 56- 69–83. По результатам перечислительной таксации определялись состав полезащитной полосы, средние диаметр и высота деревьев. Коэффициенты асимметрии и эксцесса древостоев изучаемых пород рассчитывались с использованием общепринятых методов биометрии. Распределение деревьев клена остролистного и дуба черешчатого по высоте сверялось с нормальным распределением деревьев в насаждении по W-критерию Шапиро–Уилка. Выявлено, что среднеарифметическая и графическая высоты древостоев дуба черешчатого и клена остролистного на двух постоянных пробных площадях отличаются незначительно. Установлено, что древостой клена остролистного на пробных площадях характеризуется положительной правосторонней симметрией и положительным эксцессом. Анализируя состояние древостоя, можно утверждать, что коэффициент асимметрии древостоя дуба черешчатого на обеих площадях по знаку и численному значению неодинаков: на первой площади – левосторонний отрицательный (As = –2,026), на второй – правосторонний положительный (As = = 0,973). Особое внимание акцентировалось на том, что наибольшее значение коэффициента эксцесса древостоев дуба черешчатого отмечено на первой площади − 3,044. На основе применения W-критерия Шапиро–Уилка показано, что кривая распределения древостоев клена остролистного по высоте на обеих пробных площадях не соответствует кривой нормального распределения для насаждений, а кривая распределения древостоев дуба черешчатого по высоте на второй площади приближается к показателю W-критерия Шапиро–Уилка для нормальных насаждений и составляет 0,823 (при p = 0,05, W = 0,842, n = 10). Для цитирования: Грибачева О.В., Чернодубов А.И. Изменчивость высоты дуба черешчатого (Quercus robur L.) и клена остролистного (Acer platanoides L.) в полезащитной полосе // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 111–119. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-6-111-119
The organizing framework of adaptive landscape agriculture is protective afforestation. The study of the shelterbelt state is necessary for detection of their protective height due to the dramatically changing climatic conditions. The research purpose is to carry out the distribution of trees of English oak (Quercus robur L.) and Norway maple (Acer platanoides L.) with height for the stand structure evaluation, as well as to propose the measures for the condition improvement of English oak. The shelterbelt, the spatial structure of which was studied, is located in the vicinity of the village of Zolotarevka (65 km from the city of Lugansk). Archival data on the creation time and age of the studied forest shelterbelt were not revealed. Shelterbelts in the Lugansk region were created in accordance with the “Great Plan for the Transformation of Nature”, which was designed for 1949–1965. Sampling areas were laid out in accordance with the industrial standard OST 56-69–83. The composition of the shelterbelt, the diameter and average height of the trees were determined based on the results of enumerative valuation. The coefficients of skewness and kurtosis of stands of the studied species were calculated by the standard methods of biometrics. The distribution of Norway maple and English oak trees with height was checked with the normal distribution of trees in the plantation according to the Shapiro-Wilk test. The authors revealed that arithmetic and valuation mean heights of the stands of English oak and Norway maple on two permanent sampling areas differ slightly. It was found that the stand of Norway maple on the first and second sampling areas is characterized by positive right-side symmetry and positive kurtosis. Analyzing the stand condition, it is arguable that the coefficient of skewness of the English Oak stand on both areas is not the same in sign and numerical value: on the first sampling area – leftside negative (As = –2.026) and on the second – right-side positive (As = 0.973). The authors pay particular attention to the fact that the value of the coefficient of kurtosis of the English Oak stands is the highest on the first sampling area – 3.044. On the basis of the ShapiroWilk test it is shown that the curve of distribution of the Norway maple stands with height on the first and second sampling areas does not correspond to the normal distribution curve for the plantations. While the curve of distribution of the English Oak stands with height on the second sampling area is close to the indicator of the Shapiro-Wilk test for normal stands and is 0.823 (for p = 0.05, W = 0.842, n = 10). For citation: Gribacheva O.V., Chernodubov A.I. Distribution of English Oak (Quercus robur L.) and Norway Maple (Acer platanoides L.) with Height in a Shelterbelt. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 111–119. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-6-111-119/

23

Продуктивность и природоохранная роль полезащитных лесонасаждений Robinia pseudoacacia L. Прикубанской равнины = Productivity and Environmental Role of Forest Shelterbelts of Robinia pseudoacacia L. of the Kuban Lowland

Автор: Танюкевич
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Для защиты сельскохозяйственных угодий от процессов деградации, а также улучшения микроклимата земель проводятся работы по защитному лесоразведению. Цель исследования – изучить биологическую продуктивность и природоохранную роль полезащитных лесополос Robinia pseudoacacia L. в условиях Прикубанской равнины. Применялись апробированные и общепринятые методики лесной таксации, лесомелиорации, ботаники, математической статистики. Насаждения созданы по стандартной для степной зоны Российской Федерации технологии. Площадь лесополос – 62,4 тыс. га, в том числе: 5 % – молодняки (I класс состояния), 80 % – средневозрастные лесонасаждения (II класс), 10 % – приспевающие (II класс), 5 % – спелые и перестойные (III класс). Живой напочвенный покров формируют: Koeleria pyramidata L., Poa pratensis L., Festuca pratensis H., Elytrígia repens L., Dactylis glomerata L., Phleum pratense L. Надземная фитомасса составляет 100...300 г/м2, высота – 25...32 см. Молодняки характеризуются I–II классами бонитета, средневозрастные и приспевающие – III классом, спелые и перестойные – IV. В возрасте естественной спелости (70 лет) ствол робинии достигает средней высоты 15,1 м при среднем диаметре 22,1 см. Общий запас древесины – 18 440 тыс. м3, в том числе: молодняки – 68 тыс. м3, средневозрастные насаждения – 14 871 тыс. м3, приспевающие – 2 187 тыс. м3, спелые и перестойные – 1 314 тыс. м3. Надземная фитомасса в молодняках составляет 20,2 т/га, в спелых и перестойных насаждениях – 391,2 т/га. В целом по региону она оценивается в 17 070 тыс. т, в том числе: молодняки – 64 тыс. т, средневозрастные – 13 753 тыс. т, приспевающие – 2 032 тыс. т, спелые и перестойные – 1 221 тыс. т. Доля стволовой массы достигает 84,5...80,8 %, древесной зелени – 4,2...1,5 %, ветвей – 11,3...17,7 %. Коэффициенты пересчета запаса в надземную фитомассу: для молодняков – 0,936, для спелых и перестойных лесополос – 0,929. Фитонасыщенность лесополос варьирует в пределах 0,314...2,474 кг/м3. Полезащитными лесополосами накоплено 8 534 тыс. т углерода, что оценивается в 145,1 млн долл. Область применения результатов исследований – лесное хозяйство Краснодарского края, которому рекомендовано дополнительное создание 60 тыс. га полезащитных лесонасаждений, что обеспечит нормативную защитную лесистость пашни 5 % и ежегодное секвестирование углерода до 3,4 т/га. Для цитирования: Танюкевич В.В., Рулев А.С., Бородычев В.В., Тюрин С.В., Хмелева Д.В., Кваша А.А. Продуктивность и природоохранная роль полезащитных лесонасаждений Robinia pseudoacacia L. Прикубанской равнины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 88–97. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-88-97
Works on protective afforestation are carried out in order to protect agricultural land from degradation processes, as well as to improve the microclimate of land. The research purpose is to study the bioproductivity and environmental role of Robinia pseudoacacia L. forest shelterbelts in the conditions of the Kuban lowland. The approved and generally accepted methods of forest valuation, forest land reclamation, botany, and mathematical statistics were applied. Plantings were created according to the standard technology for the steppe zone of the Russian Federation. The area of forest shelterbelts is 62.4 ths ha, including 5 % of the young growth (I state class), 80 % of middle-aged forest plantings (II state class), 10 % Works on protective afforestation are carried out in order to protect agricultural land from degradation processes, as well as to improve the microclimate of land. The research purpose is to study the bioproductivity and environmental role of Robinia pseudoacacia L. forest shelterbelts in the conditions of the Kuban lowland. The approved and generally accepted methods of forest valuation, forest land reclamation, botany, and mathematical statistics were applied. Plantings were created according to the standard technology for the steppe zone of the Russian Federation. The area of forest shelterbelts is 62.4 ths ha, including 5 % of the young growth (I state class), 80 % of middle-aged forest plantings (II state class), 10 % of maturing plantings (II state class), 5 % of mature and overmature plantings (III state class). Living ground cover is formed by the following species: Koeleria pyramidata L., Poa pratensis L., Festuca pratensis H., Elytrígia repens L., Dactylis glomerata L., and Phlum pratense L. Aboveground phytomass is 100–300 g/m2; height is 25–32 cm. Plantings are characterized by the quality classes: young growth – I and II; middle-aged and maturing – III; mature and overmature – IV. At the age of natural maturity (70 years), the Robinia trunk reaches the average height of 15.1 m with the average diameter of 22.1 cm. The total stock of wood reaches 18, (ths m3), including (ths m3): young growth – 68 (ths m3); middleaged plantings – 14,871 (ths m3); maturing plantings – 2,187 (ths m3); mature and overmature plantings – 1,314 (ths m3). Aboveground phytomass in young growth is 20.2 t/ha; in mature and overmature plantings it is 391.2 t/ha. In the region it is estimated at 17,070 ths t, including (ths t): young growth – 64; middle-aged plantings – 13,753; maturing plantings – 2,032; mature and overmature plantings – 1,221. The share of stem mass reaches 84.5–80.8 %; woody greenery – 4.2–1.5 %; branches – 11.3–17.7 %. Recalculation coefficients of the stock into aboveground phytomass are the following for: young growth – 0.936; mature and overmature forest shelterbelts – 0.929. Phytosaturation of forest shelterbelts varies within 0.314–2.474 kg/m3. Forest shelterbelts have accumulated 8,534 ths t of carbon, which is estimated at 145.1 mln dollars. The sphere of application of the research results is the Krasnodar Krai forestry, which is recommended to create an additional 60 ths ha of forest shelterbelts, which will provide a normative protective forest cover of arable land of 5 % and annual carbon sequestration up to 3.4 t/ha. For citation: Tanyukevich V.V., Rulev A.S., Borodychev V.V., Tyurin S.V., Khmeleva D.V., Kvasha A.A. Productivity and Environmental Role of Forest Shelterbelts of Robinia pseudoacacia L. of the Kuban Lowland. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 88–97. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-88-97

24

Результаты и оценка многолетней интродукции на особо охраняемых природных территориях южно-таежного района = Results and Assessment of Long-Term Introduction to Specially Protected Natural Areas of the South Taiga Zone

Автор: Дружинин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

В работе отражены результаты анализа жизненного состояния и устойчивости насаждений с участием в их составе пород-интродуцентов на особо охраняемых природных территориях южно-таежного района в условиях Вологодской области. Цель исследования – обобщение имеющихся сведений и проведение лесоводственной оценки многолетней интродукции в насаждениях на этих территориях. Выявлен видовой состав, проанализировано санитарное и декоративное состояние древесной и кустарниковой растительности. Объектами исследования являлись насаждения, произрастающие на территории парков, расположенных в г. Устюжна, поселках Даниловское и Можайское, а также в с. Куркино. Установлено, что породный состав изученных насаждений на особо охраняемых природных территориях представлен 34 видами древеснокустарниковой растительности: 4 вида хвойных деревьев, 16 видов лиственных деревьев, 14 видов кустарников. Доля интродуцентов среди них составляет более 60 %. В ходе учетных работ зафиксировано 12 разновидностей повреждений, которые по степени влияния разделены на 3 группы, % от общего количества поврежденных растений: значительно снижающие устойчивость – 18; снижающие декоративность – 38; снижающие санитарное состояние – 44. В целях улучшения санитарного состояния насаждений, обеспечения выполнения ими своих целевых функций, а также для уменьшения экономического ущерба от воздействия неблагоприятных антропогенных факторов, в обследованных насаждениях на особо охраняемых природных территориях требуется проведение санитарно-оздоровительных мероприятий в виде удаления аварийных, усыхающих и сухостойных деревьев. Отобраны растения по признаку старовозрастности и исторической ценности, выполнена их паспортизация. Оценено биологическое разнообразие древесной и кустарниковой растительности посредством определения индексов биоразнообразия. Выявлена взаимосвязь между составом древостоя и его устойчивостью к неблагоприятным экологическим факторам. Результаты исследования могут быть использованы органами исполнительной власти других субъектов Российской Федерации при планировании и организации работ по обустройству защитных лесов, в том числе зеленых зон городов. Для цитирования: Дружинин Н.А., Дружинин Ф.Н., Корякина Д.М., Цыпилев С.В., Чухина О.В. Результаты и оценка многолетней интродукции на особо охраняемых природных территориях южно-таежного района // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 74–87. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-74-87 Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного контракта от 29 мая 2018 г. по теме: «Состояние наземных природных комплексов ООПТ областного и регионального значений», отчет о проделанной работе предоставлен в Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области
The article shows the analysis results of the vitality and sustainability of the plantings having introduced species in their composition in specially protected natural areas of the south taiga zone (Vologda region). The research purpose is to summarize the available information and carry out the silvicultural assessment of long-term introduction to the plantings in these territories. The species composition is revealed and the sanitary and decorative state of tree and shrub vegetation is estimated. The research objects were the plantings growing in the following parks: Arboretum in Ustyuzhna, Old Park in the settlement of Danilovskoye, Old Park in the settlement of Mozhaiskoye, and Old Park in the village of Kurkino. It was found that the species composition of the suited specially protected natural areas is represented by 34 tree and shrub species: 4 coniferous tree species, 16 deciduous tree species, and 14 species of shrubs. The share of introduced species, in the whole, for all the objects under study is more than 60 %. During the recordings, 12 types of damage were found. According to the degree of influence they were divided into 3 groups: significantly reducing the stability in the plantings (18 % of the total number of damaged trees), reducing the decorative effect (38 %), and reducing the sanitary state of wood species (44 %). In order to improve the sanitary state of the plantings, to ensure that the plantings perform their target functions, and to reduce the economic damage caused by negative anthropogenic factors, it is necessary to take sanitary and recreational measures such as removing dangerous, drying and dead trees. Valuable plants (those of old age or having historical value) were selected; certification of valuable trees was carried out. The biological diversity of tree and shrub vegetation was estimated through determining biodiversity indices. The relationship between the forest stand composition and its resistance to negative environmental factors was revealed. The results of the research can be used by the executive authorities of the constituent entities of the Russian Federation in planning and organizing the works on arranging protection forests, including urban green zones. For citation: Druzhinin N.A., Druzhinin F.N., Koryakina D.M., Tsypilev S.V., Chukhina O.V. Results and Assessment of Long-Term Introduction to Specially Protected Natural Areas of the South Taiga Zone. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 74–87. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-74-87 Funding: The research was carried out within the framework of the state contract dated May 29, 2018 under the topic “The State of Ground Natural Systems of Specially Protected Natural Areas of Regional Significance”; the status report was submitted to the Department of Natural Resources and Environmental Protection of the Vologda Region.

25

Семенное возобновление самшита колхидского (Buxus colchica Pojark.) в условиях эпифитотии самшитниковSeed Regeneration of Buxus colchica Pojark. under the Conditions of Epiphytotics of Boxwood Forests

Автор: Чадаева
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Массовое усыхание самшита колхидского (Buxus colchica Pojark.) в результате экспансии Cydalima perspectalis Walker, 1859 в 2014–2017 гг. привело к смене лесных сообществ на Западном Кавказе. Изменение условий освещенности нижних ярусов леса способствовало интенсивному разрастанию травянистых растений (Symphytum grandiflorum DC., Asarum intermedium (C. A. Mey. ex Ledeb.) Grossh., Festuca drymeja Mert. & W.D.J. Koch, Allium ursinum L. и др.) и подлеска (Ruscus colchicus Yeo, Geranium robertianum L., Rubus anatolicus Focke, Hedera colchica (K. Koch) K. Koch). Сформировался живой напочвенный покров с общим проективным покрытием до 100 %. В сложившихся условиях общее число всходов B. colchica высотой 2...15 см для южного макросклона составляет всего 10...320 шт./га, для северного – 5...87 шт./га, что в сотни и тысячи раз меньше, чем до гибели самшитников. Цель исследования состояла в определении факторов, влияющих на семенное возобновление B. colchica на Западном Кавказе в условиях смены сообществ, вызванной экспансией C. perspectalis и последовавшей эпифитотией самшитников. Работы проводили в 2018–2019 гг. на южном и северном макросклонах Западного Кавказа в бассейнах рек Хоста, Курджипс и Цице. Число всходов B. colchica, учитывая их малочисленность, определяли сплошным перечетом побегов на 66 пробных площадках размером 400 м2. При выявлении факторов, влияющих на семенное возобновление B. colchica, анализировали 17 ландшафтных и фитоценотических параметров: высота над уровнем моря, экспозиция и крутизна склонов, сомкнутость крон верхнего яруса, параметры подроста, древостоя главных пород и погибшего самшита, общее проективное покрытие подлеска и травяного покрова. Основным фактором, препятствующим появлению и развитию всходов самшита, является угнетение со стороны травяно-кустарничкового яруса. Величины общего проективного покрытия подлеска и травяного покрова – наиболее важные предикторы для числа всходов самшита на пробных площадках. Для данных параметров выявлены наибольшие регрессионные коэффициенты b* при уровне значимости p < 0,05: –0,589 и –0,478 – для южного макросклона, –0,667 и –0,954 – для северного. Максимальное проективное покрытие подлеска на участках леса с наличием возобновления самшита составляет 50 % для обоих макросклонов, травяного покрова – 15 % в бассейне р. Хоста, 40 % – в бассейнах рек Цице и Курджипс. Затенение со стороны полога верхнего яруса сдерживает разрастание живого напочвенного покрова, но также препятствует появлению всходов самшита. Поэтому в комплексе факторов сомкнутость крон не оказывает прямого влияния на параметры семенного возобновления B. colchica. При дальнейшем разрастании травяно-кустарничкового яруса в лесных фитоценозах естественное восстановление самшитников Западного Кавказа маловероятно. Искусственное ограничение разрастания подлеска и травянистых растений на участках леса будет способствовать семенному возобновлению вида. Результаты исследования являются основой дальнейшего мониторинга процессов восстановления самшитовых лесов или их возможной коренной смены в регионе. Для цитирования: Чадаева В.А., Пшегусов Р.Х. Семенное возобновление самшита колхидского (Buxus colchica Pojark.) в условиях эпифитотии самшитников // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 55–73. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-55-73 Финансирование: Исследования выполнены при финансовой поддержке гранта РФФИ 18-04-00961 и в рамках государственного задания № 075-00347-19-00 по теме «Закономерности пространственно-временной динамики луговых и лесных экосистем в условиях горных территорий (российский Западный и Центральный Кавказ)»
In response to expansion of Cydalima perspectalis Walker, 1859, mass scale drying of Buxus colchica Pojark. resulted in succession of forest communities of the Western Caucasus in 2014–2017. Changes in illumination of the forest low storeys were conducive to intensive growth of such herbaceous plants as Symphytum grandiflorum DC., Asarum intermedium (C. A. Mey. ex Ledeb.) Grossh., Festuca drymeja Mert. & W.D.J. Koch, Allium ursinum L., etc. and Ruscus colchicus Yeo, Geranium robertianum L., Rubus anatolicus Focke, Hedera colchica (K. Koch) K. Koch in the undergrowth. The ground vegetation with total projective cover up to 100 % was formed. Under current conditions the total number of B. colchica seedlings 2–15 cm high is only 10–320 pcs/ha on the southern macroslope and 5–87 pcs/ha on the northern macroslope. It is hundreds and thousands of times less as it was before boxwood forests extinction. The research purpose was to determine the factors effecting seed regeneration of B. colchica in the Western Caucasus under the conditions of succession caused by C. perspectalis expansion and further epiphytotics of boxwood forests. We carried out the studies on the southern and northern macroslopes of the Western Caucasus in the basins of the Khosta, Kurdzhips, and Tsitsa rivers in 2018–2019. The number of B. colchica seedlings was determined by their complete enumeration within 66 sampling plots; the area of each plot comprised 400 m2. When revealing the factors which effect seed regeneration of B. colchica, we analyzed 17 landscape and phytocenotic parameters: altitude above sea level; exposure and slope inclination; crown density of upper storey; parameters of undergrowth, main species stands, and dead boxwood; total projective cover of undergrowth and herbage. The principal factor preventing development of B. colchica seedlings is growthinhibition due to the herb-shrub storey. The total projective cover of undergrowth and herbage are the most important predictors for the number of B. colchica seedlings on the sampling plots. For the mentioned parameters we revealed the maximum regression coefficients b* at the significance level p < 0.05: –0.589 and –0.478 for the southern macroslope, and – 0.667 and –0.954 for the northern macroslope. The maximum projective cover of undergrowth in forest areas with boxwood regeneration is 50 % for both macroslopes. The maximum acceptable herbage cover is 15 % in the basin of the Khosta river, and 40 % in the basins of the Tsitsa and Kurdzhips rivers. Shading from the side of the forest upper storey suppresses growth of ground vegetation, and also prevents the development of B. colchica seedlings. Therefore the crown density, within the complex of factors, has no direct effect on the parameters of seed regeneration of B. colchica. In case of further intensive growth of the herb-shrub storey in forest phytocenoses, natural boxwood forests regeneration is highly improbable in the Western Caucasus. Artificial removal of undergrowth and herbage in forest areas will facilitate seed regeneration of the species. The research results are the basis for further monitoring of the regeneration processes of boxwood forests or their possible aboriginal change in the region. For citation: Chadaeva V.A., Pshegusov R.H. Seed Regeneration of Buxus colchica Pojark. under the Conditions of Epiphytotics of Boxwood Forests. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 55–73. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-55-73 Funding: The research was carried out with the financial support from the RFBR grant No. 18-04-00961 and within the framework of the state assignment No. 075-00347-19-00 on the topic “Regularities of the Spatiotemporal Dynamics of Meadow and Forest Ecosystems in Mountainous Areas (The Russian Western and Central Caucasus)”.

26

Воздушное лазерное сканирование для уточнения таксационных характеристик древостоев = Airborne Laser Scanning for Clarification of the Valuation Indicators of Forest Stands

Автор: Ковязин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

На сегодняшний день для мониторинга лесов, оценки лесных земель и постановки их на кадастровый учет разрабатываются новейшие бесконтактные методы и технологии изучения лесного фонда. Применение воздушного лазерного сканирования при инвентаризации лесов призвано решить стоящие перед лесоустройством задачи. Лазерное сканирование – единственный метод сбора данных о реальной поверхности, покрытой лесной растительностью, который позволяет получать данные о форме, местоположении и отражательной характеристике исследуемых лесных объектов. Результатом воздушного лазерного сканирования является 3D-массив лазерных отражений с плотностью до нескольких десятков точек на 1 м2 и точностью определения их координат менее 10 см в плане и по высоте. Для съемки используются различные сканирующие системы импортного производства. Воздушное лазерное сканирование растительного покрова Земли по множеству характеристик в настоящее время превосходит все существующие технологии оценки количественных и качественных характеристик древостоев. Этот метод оценки и инвентаризации лесов не имеет конкурентов в сфере мониторинга и таксации лесных насаждений, обладает достаточной точностью картографирования древесной растительности, вплоть до подеревной съемки земель, покрытых лесом. Предложенная нами методика определения таксационных показателей (породного состава, густоты, запаса, высоты и диаметра древостоев) прошла проверку на лесном участке Всеволожского района Ленинградской области. Породный состав и густота устанавливались по горизонтальным проекциям крон деревьев, высота деревьев – с помощью программного обеспечения Global Mapper, их средний диаметр – по известным в таксации уравнениям связи диаметра и высоты. Запас насаждения рассчитывался по формулам Дементьева, Денцина и Кювье. Установлено, что результаты определения таксационных показателей посредством воздушного лазерного сканирования могут использоваться при мониторинге лесов наравне с данными глазомерно-измерительной таксации, поскольку полученные сведения о древостое не выходят за пределы допустимых ошибок, указанных в лесоустроительной инструкции. Для цитирования: Ковязин В.Ф., Виноградов К.П., Киценко А.А., Васильева Е.А. Воздушное лазерное сканирование для уточнения таксационных характеристик древостоев // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 42–54. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-6-42-54
Nowadays the latest non-contact methods and technologies for studying the forest fund are being developed for forest monitoring improvement, forest lands assessment and their cadastral registration. It is the use of airborne laser scanning (ALS) in forest inventory that is designed to solve the challenges forest management facing. Laser scanning is the only method of collecting data on the real surface covered with forest vegetation, which allows to obtain data on the shape, location and reflectivity of the studied forest objects. The result of ALS is a 3D array of laser reflections with a density of up to several dozens of points per 1 m2 and accuracy of determining their coordinates of less than 10 cm in plan and height. Various imported scanning systems are used for surveying. The ALS of the Earth’s vegetation cover is superior to all existing technologies for assessing the quantitative and qualitative parameters of forest stands in a set of characteristics. This method of assessment and inventory of forests has no competitors in the field of monitoring and valuation of forest stands. It also has sufficient accuracy in mapping woody vegetation, up to the tree survey of forested lands. The article proposes a method for determining valuation indicators: species composition, density, stock, height and diameter of forest stands according to the results of ALS in the forest area of the Vsevolozhsk district (Leningrad region). The species composition and density were determined by horizontal projections of tree crowns. The heights of the trees were determined using the Global Mapper software, and their average diameter was found using the diameter and height relationship equations known in forest valuation. The planting stock was calculated using the equations of Dementiev, Dentsin and G. Cuvier. It was found that the results of determining the valuation indicators by means of ALS can be used in forest monitoring along with the data of visual valuation, since the obtained information on the forest stand stays within the limits of permissible errors specified in the forest management instruction. For citation: Kovyazin V.F., Vinogradov K.P., Kitcenko A.A., Vasilyeva Е.A. Airborne Laser Scanning for Clarification of the Valuation Indicators of Forest Stands. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 42–54. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-6-42-54

27

Сравнительная оценка таксационных показателей лесных культур лиственницы сибирской (Larix sibirica) при интродукции в нижегородской области = Comparative Assessment of Valuation Indicators of Siberian Larch (Larix sibirica) Forest Plantations when Introduction into the Nizhny Novgorod Region

Автор: Улитин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Рассмотрен опыт применения лиственницы сибирской в искусственном лесовосстановлении в лесах Богородского района Нижегородской области. Актуальность создания лесных культур при диверсификации их породного состава обусловлена перспективами подъема лесной промышленности, что определено Государственной программой развития лесного хозяйства Российской Федерации. В настоящее время несмотря на широкие возможности хозяйственного использования лиственница сибирская в Нижегородской области практически не применяется при создании искусственных насаждений различных целевого назначения и конструкций. В основном при создании лесных культур в области используется сосна обыкновенная, хотя положительный эффект введения лиственницы сибирской в состав насаждений подтвержден сравнительной оценкой таксационных показателей в лесных культурах на территории Богородского участкового лесничества, где были обследованы 3 участка с одинаковыми типами лесорастительных условий, на которых сформированы высокобонитетные насаждения лиственницы сибирской с различным породным составом. Работы осуществлялись полевыми стационарными методами, их методологической основой служил принцип единственного логического различия. Характеристика пробных площадей давалась на основании натурного обследования. Все результаты исследования статистически достоверны. Установлена связь между породным составом и запасом данных насаждений. В смешанных по породному составу культурах лиственницы накоплен больший запас, чем в чистых насаждениях. Также выявлена зависимость между возрастом насаждений и изменчивостью тестируемых таксационных показателей. Результаты исследований подтвердили эффективность создания лесных культур лиственницы сибирской в условиях Нижегородской области и приемлемость использования для этих целей участков лесокультурного фонда с лесорастительными условиями категории С2. Полученные результаты будут полезны при создании культур лиственницы сибирской в Среднем Поволжье, так как выявлено, что к 54-летнему возрасту культуры лиственницы сибирской на территории Богородского района Нижегородской области весьма продуктивны. Для цитирования: Улитин М.М., Бессчетнов В.П. Сравнительная оценка таксационных показателей лесных культур лиственницы сибирской (Larix sibirica) при интродукции в Нижегородской области // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 33–41. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-33-41
The practice of using Siberian larch in artificial reforestation on the territory of the Nizhny Novgorod region in the forests of the Bogorodsk district is considered. It should be noted that the relevance of the development of forest plantations with the diversification of their species composition is due to the prospects for the expansion of the forest industry, which is determined by the State Program “Forestry Sector Development in the Russian Federation”. At the same time, despite of a wide range of possibilities of economic use of Siberian larch in the Nizhny Novgorod region, it is practically not used here when developing artificial stands for various purposes and structures. Scots pine is mainly used in the development of forest plantations in the Nizhny Novgorod region. Although the positive effect of the introduction of Siberian larch into the stand composition is confirmed by a comparative assessment of valuation indicators in forest plantations on the territory of the Bogorodsk district forestry. Based on the research results, 3 plots with the same types of forest site conditions were examined. High-quality Siberian larch stands with various species composition were formed on the plots. The work was carried out by the field methods; the principle of single logical distinction was their methodological framework. The characteristics of the trial plots were given on the basis of an on-site survey. All research results were statistically significant. A relationship has been established between the species composition and the stock of these stands. In larch plantations mixed in species composition, a larger stock has been accumulated than in pure stands. Also, the study revealed a relationship between the age of stands and the variability of the tested valuation indicators. The research results confirmed the effectiveness of the development of Siberian larch forest plantations in the Nizhny Novgorod region and the acceptability of using the forestry fund areas with forest site conditions of category C2 for these purposes. The obtained results will be useful in development of Siberian larch plantations in the Middle Volga region, since it has been revealed that the plantations in the Bogorodsk district of the Nizhny Novgorod region achieve the high productiveness at the age of 54. For citation: Ulitin M.M., Besschetnov V.P. Comparative Assessment of Valuation Indicators of Siberian Larch (Larix sibirica) Forest Plantations when Introduction into the Nizhny Novgorod Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 33–41. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-33-41

28

Жизнеспособность дубовых древостоев юго-запада среднерусской возвышенности, пораженных polyporaceae = Oak Stands Affected by Polyporaceae and Their Viability in the South-West of the Central Russian Upland

Автор: Дунаев
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Древостои дуба черешчатого Quercus robur L. в порослевых дубравах южной лесостепи европейской части России на современном этапе развития дубравных экосистем отличаются ослабленным состоянием. Одна из причин этого – стволовые и комлевые гнили, возбудителями которых выступают представители видов патогенных грибов из группы трутовых (Polyporaceae s. l.). Изучению состояния дуба в дубовых древостоях в связи с распространенностью патогенных трутовых грибов на нем посвящена настоящая работа. Исследования проводились в сезоны 2009−2017 гг. в юго-западной части Среднерусской возвышенности. Объектами исследований являлись порослевые дубовые древостои в составе нагорных и байрачных дубрав с участием дуба черешчатого Q. robur L., а также общности видов патогенных трутовых грибов, приуроченные к дубу, в составе: Fistulina hepatica, Laetiporus sulphureus, Fomitiporia robusta, Inocutis dryophila, Pseudoinonotus dryadeus, Daedalea quercina, Hapalopilus croceus, Grifola frondosa, Fomes fomentarius, Polyporus squamosus. Полевые обследования проводились по комплексной методике с использованием методов традиционной фитопатологии, методов современной микоценологии и адаптированных методов микопатоценологических обследований. Камеральные исследования в основе своей состояли из общенаучных методов систематизации первичных эмпирических данных с помощью способов описательной статистики, корреляционно-регрессионного анализа и оценки разности средних. В результате этого выявлена достоверная положительная корреляционная взаимосвязь между величинами средневзвешенной категории состояния жизнеспособности дубовых древостоев (КЖ1-6) и распространенности видов из состава общностей патогенных трутовых грибов на дубе (R): r = 0,388 (tфакт = 2,562, tst = 2,021, k = = 37, Р = 0,05) (нагорные и байрачные дубравы). Разработанные на основе выявленной достоверной положительной корреляционной взаимосвязи статистические модели, отражающие взаимозависимости между указанными величинами (КЖ1-6(R): Y = = 0,0268X + 2,2290; R (КЖ1-6): Y = 5,6262Х – 5,7204), позволяют оценивать изменения каждой из указанных величин по изменению другой. Для цитирования: Дунаев А.В., Калугина С.В., Дунаева Е.Н., Коротких А.С., Курской А.Ю., Польшина М.А. Жизнеспособность дубовых древостоев юго-запада Cреднерусской возвышенности, пораженных Polyporaceae // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 22–32. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-22-32
One of the reasons for the weakened state of English oak Quercus robur L. in coppice oak forests of the southern forest-steppe of European Russia is trunk and butt rots, the causative agents of which are the representatives of pathogenic polypore fungi (PPF). This article is devoted to the study of the state of oak stands due to the prevalence of PPF on the oak. The research was carried out in the south-western part of the Central Russian Upland in the seasons of 2009−2017. The research objects were coppice oak stands in upland and ravine oak forests with English oak Q. robur L. and the PPF species associated with oak. The communities include the following species: Fistulina hepatica, Laetiporus sulphureus, Fomitiporia robusta, Inocutis dryophila, Pseudoinonotus dryadeus, Daedalea quercina, Hapalopilus croceus, Grifola frondosa, Fomes fomentarius, Polyporus squamosus. Field surveys were carried out according to a complex methodology using the methods of traditional phytopathology and modern mycocenology and the adapted methods of mycopathocenological surveys. The methodology of cameral research consisted of general scientific methods of systematization of primary empirical data using the methods of descriptive statistics, correlation and regression analysis and estimation of the difference of sample means. As a result of the studies, a significant positive correlation was revealed between the value of the weighted average category of the state of viability of oak stands (СV1-6) and the value of the total prevalence of species from the PPF communities on the oak (R): r = 0.388 (Student’s t-test tactual = 2.562; the critical value of Student’s t-test tst = 2.021; the number of degrees of freedom k = 37; the probability of incorrect estimation P = 0.05). Statistical models reflecting the interdependencies between these values were obtained: СV1-6(R): Y = = 0.0268X + 2.2290; R(СV1-6): Y = 5.6262X – 5.7204. These models allow estimating changes of each of the specified values by changing the other. For citation: Dunaev A.V., Kalugina S.V., Dunaeva E.N., Korotkih A.S., Kurskoy A.Yu., Polshina M.A. Oak Stands Affected by Polyporaceae and Their Viability in the South-West of the Central Russian Upland. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 22–32.

29

Основные итоги лесокультурного наследия лесовода К.Ф. Тюрмера

Автор: Мерзленко
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Библиография научных статей по лесохозяйственной деятельности известного лесовода К.Ф. Тюрмера насчитывает более 150 наименований, в том числе автора статьи – более 20. В настоящее время в центре Русской равнины сохранилось почти 2000 га его посадок. Целью данной статьи является подведение итогов лесокультурной деятельности К.Ф. Тюрмера. Результаты такого изучения свидетельствуют о соблюдении им принципа соответствия хвойных древесных пород лесорастительным условиям в сочетании с оптимальными схемами их смешения и размещения посадочных мест. Многолетнее изучение лесных культур К.Ф. Тюрмера показало, что в богатых лесорастительных условиях коренных ельников наиболее перспективно создание сосновоеловых культур, которые при составе 7С3Е в 100 лет дают 800 м3 стволовой древесины на 1 га. Очень высокие результаты выявлены при интродукции лиственницы европейской, которая в лесных культурах в сочетании с елью в спелом возрасте способна давать 1000 м3 и более стволовой древесины на 1 га. Фактически К.Ф. Тюрмер осуществлял принцип плантационного лесоводства, позволяющего существенно увеличивать лесоводственный эффект и снижать возраст рубки насаждений с целью получения деловой хвойной древесины. Для цитирования: Мерзленко М.Д. Основные итоги лесокультурного наследия лесовода К.Ф. Тюрмера // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 201–210. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-201-210
Bibliography of academic papers on forestry activities of the well-known forester K.F. Turmer has more than 150 titles, including papers by the author of this article (more than 20). Today, almost 2,000 ha of his plantings have been preserved in the center of the Russian Plain. The purpose of the article is to summarize the silvicultural heritage of K.F. Turmer. The results of this study indicate the compliance with the conformity principle of conifers with forest site conditions along with optimal patterns of their mixing and placement of planting points. The results of a long-term study of the K.F. Turmer’s forest crops showed that in rich forest site conditions of indigenous spruce forests the creation of pine-spruce plantations is the most promising. The plantations in composition of 7 Scots pines (Pinus sylvestris) and 3 Norway spruces (Picea abies) in 100 years produce 800 m3 of trunk wood per 1 ha. The introduction of European larch has shown very good results. In forest crops it is capable to produce 1,000 or more m3 of trunk wood per 1 ha in combination with ripe spruce. Indeed K.F. Turmer implemented the principle of plantation forestry, which allows significantly increasing the silvicultural effect and reducing the age of felling in order to obtain commercial coniferous wood. For citation: Merzlenko M.D. The Major Results of the Silvicultural Heritage of the Forester K.F. Turmer. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 201–210. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-201-210

30

Обоснование овальности формы сечений стволов деревьев при их росте с наклоном = Reasoning of Tree Cross Sections Oval Shaping while Growing with an Inclination

Автор: Глухих
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Известно, что по некоторым внешним признакам можно определить возраст дерева и условия его произрастания. К этим признакам относятся количество годичных слоев на поперечном срезе ствола дерева, правильность геометрической формы этих слоев. Сбег ствола свидетельствует о том, где выросло это дерево: в загущенном древостое или на открытой местности. Овальная форма сечений ствола свойственна деревьям с несимметричной кроной либо выросшим под наклоном к горизонту. На форму сечений стволов деревьев оказывает влияние мощное внешнее воздействие в виде господствующей ветровой нагрузки. В ответ на внешние воздействия в процессе роста дерева формируется его ствол, крона и соответствующая этому влиянию прочность при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон древесины. Результатом взаимодействия этих факторов являются размеры, форма и местоположение ядровой и заболонной зон в стволах деревьев, от которых зависят прочность, плотность, расположение дефектов древесины, что отражается на качестве изделий из нее и процессе их эксплуатации. Единым критерием оценки влияния природных особенностей древесины на качество и прочность деревянных строительных конструкций авторами выбрано формирующееся в процессе роста деревьев начальное напряжение, величина которого может быть объективно оценена по размерам и форме ядровой и заболонной зон сечений стволов. Размеры и форма этих зон могут быть измерены путем сканирования. Схема распиловки бревен должна выбираться с использованием соответствующих компьютерных программ, которые позволяют получать высококачественные пиломатериалы конструкционного назначения. Цель исследования – обосновать связь формы и размеров овальных сечений стволов деревьев с развивающимися в процессе роста начальными напряжениями и прочностью древесины при растяжении, сжатии вдоль волокон и статическом изгибе. Для цитирования: Глухих В.Н., Черных А.Г. Обоснование овальности формы сечений стволов деревьев при их росте с наклоном // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 166–175. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-166-175
It is known that it is possible to determine the age of a tree and the conditions for its growth by some external features. These features include the number of annual layers on the tree trunk cross section, the correct geometric shape of these layers. The stem taper indicates where this tree grew: in an overstocked stand or in open areas. The oval shape of the cross sections of the trunk is common to the trees with irregular crown or grown inclined to the horizon. A powerful external action of a prevailing wind load influences on the cross sections shaping of tree trunks. Trunk, crown and corresponding cross-breaking strength and compression resistance along the wood fibers of a tree are formed in response to all external influences during its growth. The collaborative effect of these factors is the size, shape and location of the core and sapwood zones in the tree trunks, on which the strength, density, and location of wood defects are dependent, and which affect the quality of wood products in-service. The authors chose the initial stress formed during the tree growth as a uniform criterion for assessing the influence of the natural features of wood on the quality and strength of wooden building structures. The value of which can be fairly estimated by the size and shape of the core and sapwood zones of the tree trunks cross sections. The size and shape of these zones can be measured by scanning. The log sawing pattern should be selected using appropriate computer software that allow obtaining the high-quality sawn timber for the construction purposes. The research purpose is to develop a method for determining the size and shape of the core and sapwood zones of the tree trunk sections that have a natural curvature and grow vertically or with an inclination to the horizon; and what is more, to substantiate the connection between the shape and size of the tree trunk oval sections with the initial stresses developing during growth and the wood strength under tension, compression along the fibers and static bending. For citation: Glukhikh V.N., Chernykh A.G. Reasoning of Tree Cross Sections Oval Shaping while Growing with an Inclination. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 166–175. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-166-175.

31

Модифицирование древесины для создания подшипников скольжения лесопромышленных машин = Modifying Wood for Creation Plain Bearings of Timber Machines

Автор: Пилюшина
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Использование модифицированной древесины в различных парах трения лесопромышленных машин и технологического оборудования во многом обусловлено высокими показателями ее износостойкости, низким коэффициентом трения и хорошими диссипативными характеристиками. Положительные свойства композиционных материалов достигаются при использовании технологий объемного модифицирования и имплантирования антифрикционных и теплопроводящих элементов, а также путем формирования композита из измельченной древесины с добавлением модифицирующих присадок и объемного армирования. Расширение сферы использования композиционных материалов в конструкциях узлов с фрикционными парами скольжения делает необходимым проведение исследований их работоспособности и условий формирования высокого уровня триботехнических параметров: износостойкости, антифрикционности, теплостойкости и т.д. Недостаточность информации о влиянии факторов, обеспечивающих функциональные характеристики материалов на основе древесины, в том числе теплопроводности и вибропоглощения, существенно осложняет решение ряда конструкторских и технологических задач при разработке и изготовлении подшипниковых узлов. Поэтому целью работы являлось исследование условий контактного взаимодействия подшипников скольжения из древесно-металлических композиционных материалов с учетом реологических эффектов, а также выработка путей управления их триботехническими параметрами за счет изменения структуры, состава и фазового наполнителя. Для этого разработаны модели подшипников разных типов, позволяющие создавать во втулках и вкладышах регламентированное напряженно-деформационное состояние. Исследования работоспособности подшипников позволили отметить существенное проявление виброгасящих свойств при использовании в составе композита измельченных фракций, находящихся во взвешенном состоянии. Повышенные антифрикционные свойства достигаются при модифицировании древесины электролитической медью, а технологичность изготовления втулки подшипника – при формировании непосредственно на месте установки опоры. В отличие от большинства применяемых антифрикционных материалов древесина втулок сохраняет стабильность структуры в условиях объемного сжатия при отрицательных и положительных температурах, а процессы износа, протекающие на контактных поверхностях древесно-металлических подшипников, сопровождаются уплотнением материала втулки. Последующее разрушение носит преимущественно усталостный характер, инициируемый динамикой колебаний и возмущений системы, поэтому важной частью дальнейших исследований является оценка релаксационной способности древесно-металлических композитов при ударно-вибрационном нагружении с оптимизацией их состава по данному критерию. Для цитирования: Пилюшина Г.А., Пыриков П.Г., Памфилов Е.А., Данилюк А.Я., Капустин В.В. Модифицирование древесины для создания подшипников скольжения лесопромышленных машин // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 155–165. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-155-165 Финансирование: Проект «Исследование и создание подшипников скольжения повышенной износостойкости на основе древесно-металлических композиционных материалов» в рамках государственного задания Минобрнауки РФ (проект № 9.10677.2018/11.12)
The use of modified wood in different friction pairs of timber machines and processing equipment is largely due to its high wear resistance, low coefficient of friction and good dissipative characteristics. The positive properties of composite materials are achieved by using technologies of volumetric modification and implantation of antifriction and heatconducting elements, as well as by forming a composite of crushed wood with the addition of modifying additives and three-dimensional reinforcement. The expansion of the scope of using composite materials in the designs of units with sliding friction pairs necessitates carrying out research on their performance and formation conditions for high level tribotechnical parameters: wear resistance, antifriction, heat resistance, etc. Lack of information on the effect from the factors providing the functional characteristics of wood-based materials, including thermal conductivity and vibration absorption significantly complicates the problem analysis in design and technology when developing and producing bearing joints. Therefore, the purpose of this work was studying the conditions of contact interaction of plain bearings made of wood-metal composite materials, allowing for rheological effects, and developing the ways of control their tribotechnical parameters by changing the structure, composition and phase filler. Models of bearings of different types, which allow creating a regulated stress-strain state in sleeves and liners, were developed for these purposes. Research of the bearings performance made it possible to find vibration-damping properties when using suspended crushed fractions in the composite. Increased antifriction properties are achieved in the process of wood modification with electrolytic copper, while the manufacturability of a bearing sleeve is achieved when the support is formed directly at the installation site. Unlike most of the used antifriction materials, the bushings wood maintains the stability of structure in conditions of volumetric compression at negative and positive temperatures, and the wear processes occurring on the contact surfaces of wood-metal bearings are followed by the compaction of the sleeve material. The subsequent destruction is predominantly of fatigue nature, initiated by the dynamics of vibrations and disturbances of the system; therefore, an important part of further research is the assessment of the relaxation ability of wood-metal composites under shock-vibration loading with optimization of their composition according to this criterion. For citation: Pilyushina G.A., Pyrikov P.G., Pamfilov E.A., Danilyuk A.Ya., Kapustin V.V., Modifying Wood for Creation Plain Bearings of Timber Machines. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 155–165. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5- 155-165 Funding: The research is carried out under the project “Research and Creation of Plain Bearings of Increased Wear Resistance Based on Wood-Metal Composite Materials” within the framework of the state assignment of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project No. 9.10677.2018/11.12)

32

Потребление топлива портальным лесохозяйственным трактором с учетом стохастических факторов = Fuel Consumption of a Straddle Forestry Tractor in Consideration of Stochastic Factors

Автор: Мясищев
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

В современных условиях просматривается тенденция создания универсальной тракторной базы тягового класса. С позиции производителя таких тракторов, все очень целесообразно и логично: минимизируется количество унифицированных узлов и агрегатов, снижается номенклатурный список комплектующих. Однако это приемлемо до определенной степени, которая ограничена технологическим шлейфом для создаваемого трактора и спецификой его применения. В статье рассматриваются портальный лесохозяйственный трактор тягового класса 6 кН, имеющий разнообразный шлейф рабочих органов и машин, а также грузовую платформу на задней шарнирносоединенной секции, и грузовой режим движения агрегата по случайному микропрофилю под колесами в колеях. Решается задача статистической динамики. В качестве выходного процесса строится изображение Лапласа для часового расхода топлива двигателем трактора, в качестве входного процесса моделируется Лапласово изображение внешнего случайного воздействия от микропрофиля по колеям. При этом определяется передаточная функция часового расхода топлива, которая позволяет при заданном микропрофиле по колеям оценить спектральную плотность часового расхода топлива трактором и дисперсию часового расхода. С использованием корреляционной теории случайных процессов оценивается математическое ожидание часового расхода топлива при транспортных работах и появляется возможность решения оптимизационной задачи – выбора таких шин ходовых тележек, при которых обеспечивается минимум дисперсии и математического ожидания часового расхода топлива транспортного агрегата. Ситуационная комбинация сводится к тому, что с ростом радиуса шин, с одной стороны, происходит увеличение высоты центра тяжести агрегата, что способствует повышению часового расхода топлива, но, с другой стороны, увеличение радиуса шины снижает коэффициент сопротивления качению колеса и расход топлива. Таким образом, имеется задача дискретной оптимизации – выбора конструкции шины, при которой минимизируются энергетические затраты исследуемого транспортного агрегата. Для цитирования: Мясищев Д.Г., Шостенко Д.Н., Серебренников А.В. Потребление топлива портальным лесохозяйственным трактором с учетом стохастических факторов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 145–154. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5- 145-154
Currently, there is a tendency for creation a cross-functional tractor line of drawbar category. Everything is very practical and consistent from the perspective of the producer of such tractors. The number of modular units and assemblies is minimized, and the list of components is reduced. However, all this is acceptable up to a certain limit, which is outlined by the technological trail of the tractor being created and the specifics of its application. The article deals with a straddle forestry tractor of drawbar category of 6 kN. It is assumed that the tractor has a variety of trains of working bodies and machines, as well as a cargo bed on the pin-joint section. The cargo mode of the unitʼs movement is examined by a random microprofile under the wheels in tracks. The problem of statistical dynamics is solved. As an output process, a Laplace image is drawn for the hourly fuel consumption of the tractor engine. As an input process, a Laplace image is drawn for an external random action from the microprofile along the tracks. Herewith, the transfer function of the hourly fuel consumption is determined, which allows to estimate the spectral density of the tractor’s hourly consumption and the dispersion of the hourly consumption for the given microprofile of the tracks. In addition, using the correlation theory of random processes, one can estimate the mathematical expectation of the hourly fuel consumption during transport operations. In the final analysis, it is possible to solve the optimization problem. Namely, the choice of such undercarriage tires, which provide a minimum dispersion and mathematical expectation of the hourly fuel consumption of the transport unit. The situational combination comes down to the fact that an increase in the tire radius on one side increases the height of the center of gravity of the unit, which increases the hourly fuel consumption. On the other hand, an increase in the radius of the tire contributes to a reduction in the coefficient of rolling resistance of a wheel, and hence a decrease in fuel consumption. Thus, there is a problem of discrete optimization, namely, the choice of a tire design, in which the energy costs of the transport unit are minimized. For citation: Myasishchev D.G., Shostenko D.N., Serebrennikov A.V. Fuel Consumption of a Straddle Forestry Tractor in Consideration of Stochastic Factors. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 145–154. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-145-154.

33

Прогнозная модель воздействия трелевочной системы на лесной почвогрунт в сложных сезонно-климатических условиях = A Predictive Model of the Impact of the Skidding System on Forest Soil in Severe Climatic Conditions

Автор: Рудов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Традиционно в Российской Федерации лесозаготовительные работы в основном проводятся в зимний период. Это связано с преобладанием в лесном фонде площадей с заболоченными и переувлажненными почвогрунтами (III и IV категории), работа техники на которых в теплый период года затруднена, а иногда и невозможна. Работа лесозаготовительных предприятий в лесах криолитозоны, характеризующихся резко континентальным климатом, с сильными морозами в зимний период, осложнена тем, что при температуре ниже –40 °С лесные машины не рекомендуется эксплуатировать из-за высокой вероятности поломок металлоконструкций и гидравлической системы. При этом в теплый период года большая часть лесосек на мерзлотных почвогрунтах становится трудно проходимой для тяжелых лесных машин. Получается, что удобный период для проведения лесозаготовительных работ в лесах криолитозоны достаточно небольшой. Это часто приводит к необходимости работы в так называемый период межсезонья, когда температура воздуха становится положительной и начинаются процессы оттаивания верхнего слоя почвогрунтов. Это же касается и лесозаготовительных предприятий, не работающих в условиях мерзлотных почвогрунтов, например в Ленинградской, Новгородской, Псковской, Вологодской областях и др. Наблюдаемое потепление климата вызывает существенное сокращение периода устойчивой зимней заготовки. Частые переходы температуры через 0 °С в зимний, осенний и весенний периоды приводят к необходимости также работать в период межсезонья, во время оттаивания почвогрунтов лесосек. В сложных сезонно-климатических условиях, к которым в первую очередь следует отнести межсезонные периоды в целом и наличие вечной мерзлоты в частности, учесть в математических моделях особенности процессов промерзания и оттаивания грунта и их влияние на характер процесса разрушения весьма затруднительно. В статье показано, что при разработке долгосрочных прогнозных моделей показателей циклического взаимодействия трелевочной системы с лесным почвогрунтом в сложных климатических условиях проведения межсезонных лесозаготовительных работ с целью повышения их надежности необходима оперативная корректировка расчетных параметров на базе учета фактических опытных данных на заданном шаге циклов. Для цитирования: Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И. Прогнозная модель воздействия трелевочной системы на лесной почвогрунт в сложных сезонно-климатических условиях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 131–144. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-131-144
In the Russian Federation logging operations are traditionally carried out in winter. This is due to the predominance of areas with swamped and water-logged (class III and IV) soils in the forest fund, where work of forestry equipment is difficult, and sometimes impossible in the warm season. The work of logging companies in the forests of the cryolithozone, characterized by a sharply continental climate, with severe frosts in winter, is hampered by the fact that forest machines are not recommended to operate at temperatures below –40 °C due to the high probability of breaking of metal structures and hydraulic system. At the same time, in the warm season, most of the cutting areas on cryosolic soils become difficult to pass for heavy forest machines. It turns out that the convenient period for logging in the forests of the cryolithozone is quite small. This results in the need of work in the so-called off-season period, when the air temperature becomes positive, and the thawing processes of the soil top layer begin. The same applies to the logging companies not operating in the conditions of cryosolic soils, for instance, in the Leningrad, Novgorod, Pskov, Vologda regions, etc. The observed climate warming has led to a significant reduction in the sustained period of winter logging. Frequent temperature transitions around 0 °C in winter, autumn and spring necessitate to work during the off-season too, while cutting areas thaw. In bad seasonal and climatic conditions, which primarily include off-season periods in general and permafrost in particular, it is very difficult to take into account in mathematical models features of soil freezing and thawing and their effect on the destruction nature. The article shows that the development of long-term predictive models of indicators of cyclic interaction between the skidding system and forest soil in adverse climatic conditions of off-season logging operations in order to improve their reliability requires rapid adjustment of the calculated parameters based on the actual experimental data at a given step of the cycles. For citation: Rudov S.E., Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Kunitskaya O.A., Grigoreva O.I. A Predictive Model of the Impact of the Skidding System on Forest Soil in Severe Climatic Conditions. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 131–144. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-131-144.

34

Evaluation of Ecological Plasticity and Stability of Some Promising Varieties of Poplars = Оценка экологической пластичности и стабильности некоторых перспективных сортов тополей

Автор: Tsarev
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

When developing promising assortments of forest woody plants, it is important to take into account not only their growth and survival in some particular environment, but also their respond to change in growing conditions. In this regard, the purpose of this work is to evaluate the ecological plasticity and stability of some poplar varieties promising for the southeastern part of European Russia and Ukraine using the Eberhart and Russell method. The research was carried out on three testing sites: upland environment of the forest-steppe zone of the Voronezh region; floodplain environment of the dry steppe zone of the Volgograd region; and floodplain environment of the steppe zone of the Donetsk region. Five promising poplar varieties were identified and studied at each of the experimental sites. The indices of survival, growth in height and diameter, trunk volumes, and productivity by wood stocks and average increments are presented for each variety. Due to the average increments change with age, the ontogeny period from 21 to 30 years was chosen for the study, during which the average survival of poplars varies slightly. It was found that Regenerata, which is characterized by average plasticity and the lowest stability, was the most productive of the studied poplar varieties. It can perform high productivity only in the favorable environment. The poplar variety Pioneer demonstrated the least plasticity. Its productivity did not vary too much with change in growth conditions at average ecological stability. The highest plasticity at average ecological stability was observed in the Vernirubens variety. Average plasticity and stability were observed in poplar E.s.-38. The poplar variety Marilandica was also characterized by average plasticity, and high ecological stability. The research results allow using of the studied varieties more rational in different growing conditions, with regard to their environmental characteristics. For citation: Tsarev A.P., Tsarev V.A., Tsareva R.P., Laur N.V. Evaluation of Ecological Plasticity and Stability of Some Promising Varieties of Poplars. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 119–130. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-119-130
При разработке перспективных ассортиментов лесных древесных растений важно учитывать не только их рост и сохранность в каких-то одних условиях местопроизрастания, но и реакцию на изменение условий местопроизрастания. Цель исследования – анализ экологической пластичности и стабильности некоторых перспективных сортов тополей для юго-восточной части европейской территории России и Украины методом С. Эберхарта и В. Рассела. Исследования проводились в нагорных условиях лесостепной зоны Воронежской области и в пойменных условиях степной зоны Волгоградской и Донецкой областей. На каждом из экспериментальных объектов выделено и изучено по 5 перспективных сортов тополей. По каждому сорту приведены показатели его сохранности, роста в высоту и диаметра, объема стволов и продуктивности по запасам и средним приростам. Ввиду того, что средние приросты меняются с возрастом, выбран отрезок онтогенеза с 21 года до 30 лет, в течение которого средний прирост тополей изменяется незначительно. Установлено, что самым продуктивным из исследованных сортов является тополь сорта «Регенерата», отличающийся средней пластичностью, но самой низкой стабильностью. Он показывает высокую продуктивность только в благоприятных для роста условиях. Тополь «Пионер» наименее пластичен. Его продуктивность не очень сильно варьирует с изменением условий роста при средней экологической стабильности. Наибольшая пластичность при средней экологической стабильности была отмечена у сорта «Вернирубенс». Средние показатели пластичности и стабильности наблюдались у тополя сорта «Эс-38». Тополь «Мариландика» также отличается средней пластичностью, но высокой экологической стабильностью. Полученные результаты исследований позволяют более рационально использовать изученные сорта в различных условиях местопроизрастания с учетом их экологических характеристик. Для цитирования: Tsarev A.P., Tsarev V.A., Tsareva R.P., Laur N.V. Evaluation of Ecological Plasticity and Stability of Some Promising Varieties of Poplars // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 119–130. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-119-130.

35

Дендрохронологическое исследование древесины в исторически значимых арктических объектах = Dendrochronological Studies of Wood at Historically Significant Sites of the Arctic

Автор: Феклистов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Исследования древесины в Арктике проводились на островах Вайгач, Гуккера (Земля Франца-Иосифа) и Новой Земле. В ходе экспедиции «Арктический плавучий университет – 2013» были взяты образцы древесины (керны) из строений на ключевых участках арктических островов. По образцам древесины строили древесно-кольцевые серии и получали «плавающие хронологии», которые «привязывали» к дендрошкалам растущих деревьев с известным годом образования каждого годичного кольца. Перекрестное датирование плавающих хронологий осуществляли следующим образом. Дендрошкалу и плавающую хронологию накладывали друг на друга и рассчитывали коэффициент синхронности, затем сдвигали на 1 год и снова рассчитывали, и так сдвигали и перебирали все возможные варианты. По результатам с максимальным коэффициентом синхронности оценивали визуальное сходство и датировали годичные кольца плавающей хронологии, а по самому наружному кольцу датировали объект. Дендрохронологическим методом был определен год образования каждого годичного кольца бревен строений, что позволило предположить время их возведения, считая, что это происходило через год-два после рубки дерева. Все исследованные объекты располагались в местах с сохранившейся историей их создания, что очень важно для подтверждения объективности полученных данных. В результате исследований определены даты строительства: на о-ве Вайгач строение датируются 1945 г., на о-ве Гуккера (Земля Франца-Иосифа) – постройки 1936 г., бывшая баня на м. Желания (Новая Земля) – 1935 г., сруб дзота (там же) – 1938 г., маяк (там же) – 1952 г., сруб на берегу бух. Ледяная Гавань (Новая Земля) – 1938 г., относительно «современное» строение (там же) датируется 1991 г. Дата строительства маяка из исторических документов – 1954 г., а датирование по годичным кольцам показывает, что бревна срублены в 1952 г. и, вероятно, завезены заранее. Проведенные исследования на основе дендрохронологического метода открывают большие возможности для определения возраста безымянных деревянных объектов в Арктике. Для цитирования: Феклистов П.А., Бызова Н.М., Пашкевич А.И., Сазанова Е.В., Соболев А.Н. Дендрохронологическое исследование древесины в исторически значимых арктических объектах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 106–118. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-106-118 Финансирование: Исследования выполнены в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лаверова УрО РАН (проекты № 0409-2019-0039; № ГР АААА-А18-118011690221-0).
Studies of wood in the Arctic were carried out on Vaygach Island, Hooker Island (Franz Joseph Land) and Novaya Zemlya. During the expedition “Arctic Floating University – 2013”, wood samples (cores) were taken from the buildings in key areas of the Arctic islands. Conforming to the wood samples we constructed tree-ring series and obtained floating chronologies, which were linked to dendroscales of standing trees with known year of each annual ring formation. Crossdating of floating chronologies was performed as follows. Dendroscale and floating chronology were overlapped and the synchronicity coefficient was calculated, then the dendroscale was shifted for a year and the coefficient was calculated again; the procedure was repeated until all possible options were checked. Visual similarity was assessed and the annual rings of floating chronology were dated based on the results with the maximum synchronicity coefficient, and the object was dated by the outermost ring. The year of formation of each annual ring of the buildings logs was determined by the dendrochronological method, resulting in assumption of the time of their construction, taking into account that it occurred a year or two after the tree felling. All the studied objects were located in areas with preserved history of their creation, which is highly important for confirming the objectivity of the obtained results. The dates of the buildings were determined as follows: Vaigach Island, 1945; Hooker Island (Franz Josef Land), 1936; the former bathhouse on Cape Zhelaniya (Novaya Zemlya), 1935; timber from the pillbox, 1938; the lighthouse, 1952; the frame on the coast of Ledyanaya Gavan’ Bay (Novaya Zemlya), 1938; a relatively modern building on the coast of the bay, 1991. Interesting to note that according to the obtained historical records the Lighthouse was built in year 1954, while dating by annual rings shows that the logs were in 1952 and they were probably imported in advance. The years for the construction research based on the use of the dendrochronological method opens up great opportunities at determining the age of unnamed wooden in the Arctic. For citation: Feklistov P.A., Byzova N.M., Pashkevich A.I., Sazanova E.V., Sobolev A.N. Dendrochronological Studies of Wood at Historically Significant Sites of the Arctic. Lesnoy zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 106–118. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-5-106-118 Funding: The research was carried out within the framework of the state assignment of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research, UB RAS (project No. 0409- 2019-0039; No. ГР ААА -А18-118011690221-0).

36

Рекреационные изменения компонентов лесных экосистем на примере объекта культурного наследия «Беломорские петроглифы» (республика Карелия) = Recreational Changes in the Forest Ecosystem Components: Case Study of the Cultural Heritage Site “White Sea Petroglyphs” (Republic of Karelia)

Автор: Туюнен
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Впервые для региона выполнено исследование объекта культурного наследия «Беломорские петроглифы», используемого для экскурсионного обслуживания посетителей. Это компактно расположенная система частично расчищенных от лесной растительности скальных выходов с выбитыми изображениями эпохи неолита и пешеходными тропами. Выявлены особенности трансформации почв, компонентов растительного покрова (древостой, подрост, подлесок, живой напочвенный покров), а также тонких (диаметр до 3 мм) корней древесных пород под воздействием рекреации. В результате вытаптывания происходит деформация и уничтожение верхних почвенных горизонтов со значительным снижением мощности лесной подстилки и запаса органического вещества. Объект характеризуется высоким уровнем сохранности флоры, 95...100 % которой представлено аборигенными видами. Выраженные повреждения напочвенного покрова приурочены к активно используемым участкам (тропы, смотровые площадки). Для них характерен скудный видовой состав, сокращение площади травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов и незначительное проективное покрытие луговых и сорных видов. На участках с хорошей доступностью и проходимостью наблюдается отсутствие или уменьшение количества подлеска, отмечены повреждения древостоя и ухудшение лесовосстановительного процесса с сокращением численности жизнеспособного подроста до минимальных (100 экз./га) значений. Масса корней диаметром до 3 мм на тропах с сильной степенью вытоптанности снижается до 74 %, на менее поврежденных тропах отмечается незначительное повышение корненасыщенности. Установлено, что к настоящему моменту рекреационные изменения фитоценозов не привели к потере ими устойчивости. Изученные участки были отнесены к I–III стадиям рекреационной дигрессии. Для ограничения рекреационного воздействия следует оптимизировать существующее функциональное зонирование территории путем приоритетного использования наиболее устойчивых сообществ. Рекреационные нагрузки на интенсивно используемые в настоящее время участки, для которых существует вероятность перехода на более высокие стадии рекреационной дигрессии с потерей сообществами устойчивости, могут быть уменьшены при соответствующем изменении конфигурации тропиночной сети, а также строительстве настилов. Для цитирования: Туюнен А.В., Тимофеева В.В., Карпечко А.Ю., Ткаченко Ю.Н., Карпин В.А., Петров Н.В. Рекреационные изменения компонентов лесных экосистем на примере объекта культурного наследия «Беломорские петроглифы» (Республика Карелия) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 90–105. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-5-90-105 Финансирование: Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания Института леса КарНЦ РАН. Благодарность: Выражаем искреннюю благодарность М.А. Бойчук (Институт биологии КарНЦ РАН) за определение (верификацию) образцов мхов
Recreation digression of forest ecosystems in the heritage site “White Sea Petroglyphs” was studied for the first time. This site is a compact system of rock outcrops partially cleared of forest vegetation, which bear Neolithic rock carvings (petroglyphs), and are linked together by walking trails. Patterns have been identified in the transformation of soils, plant cover components (tree stand, tree seedlings, understory and living ground cover), as well as fine roots (within 3 mm in diameter) of woody species under the recreation impact. Trampling was found to deform and destroy the top soil horizons, entailing a significant loss of the forest floor thickness and organic matter stores. Overall, the flora of the area is quite well preserved; 95–100 % of which is represented by native species. The living ground cover is noticeably damaged in the most actively used sites (fragments of trails and vista points). They feature a poor species composition, shrinking of the herb-dwarf shrub and moss-lichen cover, and a low percent cover of grassland and ruderal species. Easily accessible and actively visited sites have no or reducing amounts of tree seedlings, the tree stand is damaged and forest regeneration is hampered – the number of viable seedlings is minimal (100 pcs/ha). The mass of roots below 3 mm in diameter in heavily trampled trails showed a reduction of up to 74 %, while the root saturation in less affected trails slightly increased. Recreation transformations of the plant communities have not resulted in a loss of their resilience so far. The recreational digression in the studied sites was classified into stages I–III (weakly disturbed – strongly disturbed). Function zoning of the area should be modified using recreation-tolerant communities more intensively in order to reduce recreation impact. The most damaged areas, which are losing their stability, should be excluded from active use by modification of walking trails and building additional boardwalks. For citation: Tuyunen A.V., Timofeeva V.V., Karpechko A.Yu., Tkachenko Y.N., Karpin V.A., Petrov N.V. Recreational Changes in the Forest Ecosystem Components: Case Study of the Cultural Heritage Site “White Sea Petroglyphs” (Republic of Karelia). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 90–105. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-5-90-105 Funding: The research was financially supported from the federal budget for the fulfillment of the state assignment of the Forest Research Institute, KarRC RAS. Acknowledgments: We gratefully acknowledge M.A. Boychuk (Institute of Biology, KarRC RAS) for identification (verification) of moss samples.

37

ПОРАЖАЕМОСТЬ ВИДОВ РОДА JUGLANS L. БОЛЕЗНЯМИ И ВРЕДИТЕЛЯМИ

Автор: Зубков

Представлены результаты оценки поражаемости видов рода Juglans L. в условиях интродукции в нечерноземной зоне европейской части России. Целью исследования являлось изучение особенностей поражаемости видов рода Juglans L. болезнями и вредителями в условиях Нечерноземья средней полосы России. Обследованы насаждения Juglans на территории восьми регионов: г. Москвы, Владимирской, Калужской, Московской, Рязанской, Смоленской, Тверской и Тульской областей. На растениях зафиксированы повреждения 8 видами грибов, 1 вида бактерий. Энтомофауна ореха представлена 2 видами членистоногих. Выявлено, что в условиях средней полосы европейской части России наиболее подверженным грибными и бактериальными заболеваниям является J. regia. Среди исследуемых форм J. regia и гибридов J. regia с J. ailantifolia ssp. Cordiformis и J. regia с J. mandshurica, произрастающих в Калужской и Тульской областях, самым распространенным грибным заболеванием является альтернариоз листьев (возбудитель – Alternaria alternata (Fr.) Keissl), максимальная степень развития 16%. Степень развития грибных болезней во многом определяется погодными условиями и неоднородна географически. Установлено, что высоко вредоносное заболевание в условиях юга России – марсониоз (возбудитель – гриб Marssonina juglandis (Lib.) Magn) – на обследуемых растениях фиксировался единично. Воздействие низких отрицательных температур и солнечных ожогов в конце февраля-первой декады марта существенно увеличивает вероятность интенсивного развития обыкновенного рака (возбудитель – гриб Nectria galligena Bres.) и черного рака (возбудитель – гриб Sphaeropsis malorum Peck.). Низкая численность фитофагов на общее состояние исследуемых растений влияния не оказала.

39

The Effectiveness of Low Frequency Electromagnetic Field and Hydrogel Influence on Survival Rate аnd Growth of Red Oak (Quercus rubra L.) Annual Seedlings = Эффективность влияния низкочастотного электромагнитного поля и гидрогеля на приживаемость и рост однолетних сеянцев дуба красного (Quercus rubra L.)

Автор: Smirnov
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

This work presents the results of a research that was conducted in the Donskoy Leskhoz nursery of the Forestry Department of the Lipetsk Region. The purpose of the research is to determine the effectiveness of the influence of a low-frequency electromagnetic field and the hydrogel “Evabiona” on the survival rate of red oak annual seedlings grown in open ground of the nursery. This research presents the technology for creating red oak planting material with increased survival indices of test samples and their biometric parameters: seedling height, seedling diameter at a root collar, weight of roots and aboveground part in the air-dry condition after drying for 15 days. Treatment of red oak one-year old seedlings with a low frequency electromagnetic field was carried out according to the author’s technology POSEP – pre-sowing treatment of seeds and seedlings with an electromagnetic field. The hydrogel, a polymer water-retaining agent that absorbs and retains a large amount of moisture in the rhizosphere of plants, was applied to soil in the experimental research. The ability of the hydrogel granules to swell-compression improves the structure and drainage of soils, boosting the conditions of aeration and filtration of water, and maintains its waterretaining properties for several years. The research results indicate a clear positive effect of treatment with a low-frequency electromagnetic field and the hydrogel, as there was a significant increase in the survival rate of the test samples of oak seedlings in relation to the control samples. Also within the framework of the research a comparative histometric analysis of cross sections of control and test stems of oak seedlings was carried out late in the growing season at the laboratory of the Department of Forest Crops, Selection and Dendrology of the Mytishchi Branch of the Bauman Moscow State Technical University. The results of this research showed that a low-frequency electromagnetic field and the hydrogel can influence on the anatomical structure of seedlings, improving their quality characteristics. Thus, pre-sowing treatment of oak seedlings with a low-frequency electromagnetic field and the use of the hydrogel showed the effectiveness of these techniques in increasing the survival rate of seedlings and obtaining high-quality planting material of red oak in forest nurseries. For citation: Smirnov A.I., Orlov F.S., Aksenov P.A., Yaskov Yu.V. The Effectiveness of Low Frequency Electromagnetic Field and Hydrogel Influence on Survival Rate and Growth of Red Oak (Quercus rubra L.) Annual Seedlings. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 81–89. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-81-89
В настоящей работе представлены результаты исследования, которое проводилось в лесном питомнике Донского лесхоза Управления лесного хозяйства Липецкой области. Цель исследования определить как гидрогель «Эвабиона» и низкочастотное электромагнитное поле (ЭМП) влияют на приживаемость и рост однолетних сеянцев дуба красного в открытом грунте питомника. В работе приведена технология создания посадочного материала дуба красного с повышенными показателями приживаемости опытных образцов и их биометрических характеристик: высота сеянца, диаметр сеянца у корневой шейки, масса корней и надземной части в воздушно-сухом состоянии после высушивания в течение 15 дней. Обработка однолетних сеянцев дуба красного низкочастотным электромагнитным полем проводилась по авторской технологии ПОСЭП (предпосевная обработка семян и сеянцев электромагнитным полем). В постановке опытов применялся гидрогель «Эвабиона», полимерный влагоудерживатель, который при внесении в почву, абсорбирует и удерживает большое количество влаги в зоне ризосферы растений. Способность гранул гидрогеля к разбуханию-сжатию улучшает структуру и дренаж почв, повышая условия аэрации и фильтрации воды, сохраняет свои влагоудерживающие свойства в течение нескольких лет. Полученные результаты исследования свидетельствуют о явном положительном влиянии обработки электромагнитным полем и гидрогелем, так как отмечено существенное увеличение приживаемости опытных образцов сеянцев дуба по отношению к контролю, также в рамках исследования, в конце вегетационного сезона в лаборатории кафедры лесных культур, селекции и дендрологии Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана был проведен сравнительный гистометрический анализ поперечных срезов контрольных и опытных стволиков сеянцев дуба. Результаты этого исследования показали, что электромагнитное поле и гидрогель могут оказывать влияние на анатомическое строение сеянцев, улучшая их качественные характеристики. Таким образом, предпосадочная обработка сеянцев дуба низкочастотным электромагнитным полем и применение гидрогеля показали эффективность данных приемов для увеличения приживаемости сеянцев и получения качественного посадочного материала дуба красного в лесных питомниках. Для цитирования: Smirnov A.I., Orlov F.S., Aksenov P.A., Yaskov Yu.V. The Effectiveness of Low Frequency Electromagnetic Field and Hydrogel Influence on Survival Rate and Growth of Red Oak (Quercus rubra L.) Annual Seedlings // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 81–89. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-81-89

40

Реакция ширины годичного кольца и доли поздней древесины у сосны обыкновенной на погодные условия в географических культурах = Response of Annual Ring Width and Latewood Content of Scots Pine to Weather Conditions in Provenance Trials

Автор: Кузьмин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Изучена ширина годичного кольца и доля поздней древесины у деревьев шести контрастных по месту происхождения климатических экотопов (климатипов) сосны обыкновенной, выращиваемых в географических культурах в южной тайге Средней Сибири (Богучанское лесничество) и лесостепи Западной Сибири (Сузунское лесничество) для оценки реакции древесины на условия произрастания. Проведен сравнительный дисперсионный анализ средних значений исследуемых признаков между климатипами в пределах каждого пункта испытания и между пунктами. Исследована динамика элементов древесины и их реакция на погодные условия за многолетний период с помощью корреляционного анализа. Выявлено, что в условиях лесостепи у климатипов в среднем максимальные радиальные приросты отмечаются в возрасте 9 лет, в южной тайге – позднее, в 12–16 лет. У климатипов с юга ареала в условиях лесостепи ширина годичного кольца имеет достоверно меньшие значения, чем у представителей северного происхождения. Для климатипов, перемещенных из более теплого климата в южную тайгу, характерны достоверно бóльшие значения ширины годичного кольца, чем у самого северного из исследуемых. Доля поздней древесины у всех изученных климатипов сосны в южной тайге уменьшается по сравнению с лесостепью. Значимая связь доли поздней древесины у климатипов в лесостепи отмечается не только со среднемесячными погодными условиями второй половины вегетационного периода, но и первой, что свидетельствует о более высокой чувствительности структуры их древесины к комплексу климатических и экологических условий географических культур по сравнению с южной тайгой. Результаты исследования показывают, что по средним значениям ширины годичного кольца и доле поздней древесины в лесостепи и южной тайге генетически стабильным является богучанский климатип. Для цитирования: Кузьмин С.Р. Реакция ширины годичного кольца и доли поздней древесины у сосны обыкновенной на погодные условия в географических культурах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 64–80. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-64-80 Финансирование: Работа выполнена в рамках фундаментальных научных исследований по программам РАН № 0356-2019-0024 (Биоразнообразие коренных хвойных и производных лесных экосистем), а также при частичной финансовой поддержке проектов РФФИ (№ 14-04-31366; 20-05-00540). Благодарность: Автор выражает благодарность Р.В. Роговцеву (начальнику отдела Новосибирской лесосеменной станции Центра защиты леса Новосибирской области, филиала Российского центра защиты леса в г. Новосибирске) за помощь в полевых исследованиях.
Tree-ring width and latewood content were studied to assess the response of wood to growing conditions. Samples were taken from the trees of six Scots pine climatypes with contrast origin, grown in the conditions of provenance trials in southern taiga of Central Siberia (Boguchany forestry) and forest-steppe of Western Siberia (Suzun forestry). A comparative analysis of variance of mean values of the studied features between the climatypes within each test point and between the points is carried out. Correlation analysis was used to analyze the dynamics of the studied traits and as their response to weather conditions over a long period. It was revealed that in the forest-steppe conditions maximal radial increments for all climatypes were observed on average at the age of 9 and in southern taiga at the age of 12–16. Tree-ring width of the climatypes from the south is significantly lower in the foreststeppe conditions than that of of the representatives of northern origin. Climatypes transferred from a warmer climate to southern taiga are characterized by significantly larger values of tree-ring width than in the northernmost of the studied ones. The latewood content decreases in all studied climatypes of pine in southern taiga in comparison with foreststeppe. Significant response of the latewood content of climatypes in forest-steppe is observed not only with average monthly weather conditions of the second part of vegetation period but also with the first. It indicates a higher sensitivity of their wood structure to the complex of climatic and ecological conditions in the provenance trials of forest-steppe compared with southern taiga. The research results show that the Boguchany climatype is genetically stable in terms of the average values of tree-ring width and latewood content in foreststeppe and southern taiga. For citation: Kuzmin S.R. Response of Annual Ring Width and Latewood Content of Scots Pine to Weather Conditions in Provenance Trials. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 64–80. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-64-80 Funding: The research was carried out within the framework of fundamental scientific research through the programs of the Russian Academy of Sciences No. 0356-2019-0024 (Biodiversity of Indigenous Coniferous and Induced Forest Ecosystems) as well as with partial financial support of the Russian Foundation for Basic Research projects (No. 14-04-31366; No. 20-05-00540). Acknowledgements: The author is grateful to R.V. Rogovtsev (Head of the Novosibirsk Forest Seed Department of the Centre of Forest Health of Novosibirsk Region – Branch of Russian the Centre of Forest Health) for his assistance in the field work.

41

Составляющие динамики прироста ранней и поздней древесины ствола дуба черешчатого в нагорной дубраве южной лесостепи = Components of the Increment Dynamics of Early and Late Wood of Quercus robur Stem in the Upland Oak Forest of the Southern Forest-Steppе

Автор: Каплина
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Радиальный прирост ствола содержит информацию о росте, развитии и состоянии дерева. Прирост ранней и поздней древесины имеет существенные особенности. Динамика прироста складывается из монотонных и циклических составляющих. На основе закономерностей радиального прироста возможны ретроспективная и прогностическая оценка роста и развития дерева и древостоя. Цель исследования – анализ свойств составляющих и их вклада в динамику прироста ранней и поздней древесины дуба в зависимости от благоприятности периода роста и развития кроны. Объект – нагорная искусственная дубрава, чистая по составу, I класса бонитета. Рассмотрены два периода роста: 1-й – благоприятный (1968–1996 гг.) и 2-й – неблагоприятный (1997–2014 гг.). Изучены три группы по 10 деревьев дуба в каждой, различающихся по типу развития кроны (оригинальная классификация) и ее динамике. Керны ствола взяты на высоте 1,3 м с юго-восточной стороны. Показатели радиального прироста определены на изображениях кернов, отсканированных при разрешении 1200 dpi. Выделены три составляющие динамики – многолетний тренд и циклические составляющие с 12- и 2–5-летними циклами. Изменчивость циклических составляющих динамики прироста ранней древесины ниже, чем поздней, более чем в 2 раза. Вклад составляющей с 2–5-летней цикличностью в динамику прироста ранней и поздней древесины преобладает в благоприятный период роста. Вклад составляющей с 12-летней цикличностью возрастает в неблагоприятный период и тем больше, чем хуже развиты кроны. Переход радиального прироста на более низкий уровень произошел в годы минимума составляющей с 12-летней цикличностью. Между приростом ранней и поздней древесины нет значимой корреляции по составляющей с 2–5-летней цикличностью, которая вносит основной вклад в их соотношение. По остальным составляющим корреляция между приростом ранней и поздней древесины более тесная в неблагоприятный период и с ухудшением развития кроны. Между приростом ранней древесины и приростом поздней древесины предыдущего года корреляция теснее, чем одного и того же года. Для цитирования: Каплина Н.Ф. Составляющие динамики прироста ранней и поздней древесины ствола дуба черешчатого в нагорной дубраве южной лесостепи // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 51–63. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-51-63
The stem radial increment contains information on the tree growth, development, and condition. The early and late wood increment has essential features. The increment dynamics contains monotonous and cyclic components. Retrospective and predictive assessments of growth and development of a tree and a stand based on the patterns of radial increment are possible. The purpose of the article is to analyze the properties of the components and their contribution to the increment dynamics of oak early and late wood, depending on the favorability of growth period and the crown development. The research object was the artificial upland oak forest of the first quality class (pure in composition). Two periods of growth were considered: 1st – favorable (1968–1996) and 2nd – unfavourable (1997–2014). We studied three groups of oak, each group of 10 trees. The groups were distinguished by the development of crown (original classification) and its dynamics. The stem cores were taken at a height of 1.3 m from the southeast side. Indicators of radial increment were defined in the images of cores scanned at 1200 dpi resolution. Three components of the dynamics were identified: a long-term trend and cyclic components with 12- and 2–5-year cycles. The variability of cyclic components of the dynamics of early wood increment was more than twice lower, than that of the late wood. The contribution of the component with 2–5-year cyclicity to the dynamics of early and late wood increment prevails during the favorable period of growth. The contribution of the component with 12-year cyclicity increases during the unfavorable period and the more, the less developed the crowns. The transition of the radial increment to a lower level occurred during the minimum of the component with 12-year cyclicity. There is no significant correlation between early and late wood increment of the component with 2–5-year cyclicity, which makes the major contribution to their ratio. The correlation between early and late wood increment of other components is closer during the unfavorable period and with a decline in crown development. The correlation between the early and late wood increment of the previous year is closer than that of the same year. For citation: Kaplina N.F. Components of the Increment Dynamics of Early and Late Wood of Quercus robur Stem in the Upland Oak Forest of the Southern Forest-Steppe. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 51–63. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-5-51-63.

42

Получение обогащенной L-аргинином древесной зелени при проведении лесохозяйственных мероприятий в молодняках сосны обыкновенной (научный обзор) = Obtaining Woody Greens Enriched with L-Arginine during Forestry Management of Young Scots Pine Stands (Scientific Review)

Автор: Робонен
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Леса продуцируют огромное количество органического вещества – возобновляемого сырья для производства технических, кормовых, пищевых и фармацевтических продуктов. Лесозаготовительная и деревообрабатывающая промышленность Карелии, как и в целом по России, применяет исключительно стволовую древесину. В процессе рубок спелых и перестойных насаждений, рубок ухода, а также выполнения мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов, предусматривающих рубку лесных насаждений, образуется древесная зелень. Разработка технологий использования древесной зелени необходима для осуществления многоцелевого освоения всей фитомассы, продуцируемой лесными растительными сообществами. Развитие производств по переработке образующихся в процессе рубок ухода и обрезки сучьев тонкомера, низкокачественной и малоценной лиственной древесины, древесной зелени, являющихся сырьем для изготовления биологически активных препаратов различного действия, позволяет не только сократить расходы, но и обеспечивает прибыльность этих мероприятий. В настоящее время в нашей стране остро стоит задача увеличения объемов использования собственных, импортозамещающих фармацевтических субстанций, поиска альтернативных способов получения сырья для питательных смесей, кормовых продуктов. Для освоения новых сырьевых источников разрабатываются технологии модификации биохимического состава древесной зелени хвойных с получением растительного сырья, обогащенного целевыми биологически активными веществами. Водорастворимая фракция древесной зелени хвойных содержит в своем составе свободные аминокислоты, в частности L-аргинин, играющий важную роль в жизнедеятельности животных. Перспективным является способ повышения в хвойном сырье содержания свободных аминокислот и изменения их количественного соотношения путем регуляции режима минерального питания древесных растений. Для получения хвойной древесной зелени, обогащенной L-аргинином, предлагается оригинальная схема дополнительного обеспечения растений азотом и бором. Использование хвойных растений в качестве биопродуцентов L-аргинина и изучение его метаболизма с учетом климатических факторов, условий минерального питания, сезонной и суточной динамики в естественной среде, поиск путей повышения его уровня в органах и тканях актуальны как в теоретическом, так и практическом аспектах. Получение хвойной древесной зелени, обогащенной L-аргинином, позволит организовать производство хвойных продуктов нутриентного и фармацевтического назначения. Для оценки экономической целесообразности организации такого производства необходимо проанализировать: потенциальные источники сырья на предмет их доступности; затраты на обогащение хвои L-аргинином; выход продукта с единицы площади. Разработана последовательность лесохозяйственных мероприятий как в процессе осуществления различных видов использования лесов, так и при проведении работ, направленных на повышение продуктивности лесов, сохранение их полезных функций. При этом в молодняках сосны обыкновенной появляется возможность превратить затратные виды мероприятий (осветление, прочистка, внесение удобрений) в доходные с получением дополнительного продукта. Технологии целенаправленного изменения химического состава и фармакологических свойств растительного сырья из древесных растений позволят осваивать новые сырьевые источники биологически активных веществ. Для цитирования: Робонен Е.В., Чернобровкина Н.П., Зайцева М.И., Раевский Б.В., Егорова А.В., Колесников Г.Н. Получение обогащенной L-аргинином древесной зелени при проведении лесохозяйственных мероприятий в молодняках сосны обыкновенной (научный обзор) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 9–37. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-5-9-37 Финансирование: Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания КарНЦ РАН (Институт леса КарНЦ РАН) и по Программе развития опорного университета ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет»
Forests produce a huge amount of organic matter, which is a source of renewable raw materials for the production of technical, feed, food and pharmaceutical products. The logging and woodworking industry in Karelia, as in Russia as a whole, is based exclusively on stem wood. Woody greens are formed while felling ripe and over-mature stands, thinning and implementation of measures for the conservation, protection and reproduction of forests including forest stands cutting. The development of technologies for the use of woody greens is necessary for the multi-purpose utilization of the entire phytomass produced by forest plant communities. An additional economic incentive for young stands thinning and limbing, that are used to improve the quality of logs, is the ability to reduce costs or even ensure the profitability of these measures driven by the development of processing plants and the use of wastes generated during transportation: thinners, low-quality and low-value decidous wood, woody greens, that are raw materials for the production of biologically active preparations of various action. The urgent tasks are to increase the use of importsubstituting pharmaceutical substances and to search the alternative methods for producing raw materials for nutrient mixtures and feed stuff. Technologies for modifying the biochemical composition of coniferous greens, resulting in production of plant raw materials enriched with target biologically active substances, are being developed for the exploration of new plant sources. The water-soluble fraction of coniferous greens contains free amino acids, in particular L-arginine, which plays an important role in the life of animals. A promising way is to increase the free amino acids content in coniferous raw materials and change their quantitative ratio by regulation of the mineral nutrition regime of woody plants. An original scheme of additional supply of coniferous plants with nitrogen and boron is proposed in order to obtain coniferous greens enriched with L-arginine. The use of conifers as bioproducers of L-arginine and the study of its metabolism with reference to climatic factors, conditions of mineral nutrition, seasonal and daily dynamics in the natural environment, the search for ways to increase its level in organs and tissues is of current interest both on the theoretical and practical sides. Obtaining coniferous greens enriched with L-arginine will allow organizing the production of coniferous products for nutrient and pharmaceutical use. It is necessary to analyze the potential sources of raw materials taking into account their availability, costs for enriching the needles with L-arginine and product yield per unit area to assess the economic feasibility of organizing such production. A developed sequence of forestry measures will make it possible to obtain needles enriched with L-arginine, both in the process of implementing various types of forest use, and in carrying out activities aimed at increasing the productivity of forests and preserving their useful functions. Herewith, it is possible to turn costly cleaning and fertilizing of young Scots pine stands into profitable ones with additional products. Technologies of intentional changes in the chemical composition and pharmacological properties of plant raw materials obtained from woody plants will allow the development of new raw materials for biologically active substances. For citation: Robonen E.V., Chernobrovkina N.P., Zaitseva M.I., Raevsky B.V., Egorova A.V., Kolesnikov G.N. Obtaining Woody Greens Enriched with L-Arginine during Forestry Management of Young Scots Pine Stands (Scientific Review). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 9–37. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-9-37 Funding: The research was federally funded for the fulfillment of the state assignment of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences (Forest Institute of KarRC RAS) and within the framework of the Development Program of the Flagship University – Petrozavodsk State University.

43

Contact Interaction of a Claw Washer with Wood at Limiting Shear = Контактное взаимодействие когтевой шайбы с древесиной от предельного сдвига

Автор: Popov
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

When designing, manufacturing and maintaining of woodworks and elements of wooden structures it is necessary to solve the problem of providing the calculation of strength, stiffness and their bearing capacity. This problem becomes particularly relevant while reconstructing and new wooden house building, as the correct choice of connection type influences the technical possibility to use wood in the elements of structures. Such types of special connectors as claw washers, gang nails, dowel connections, etc. are used for these purposes. The existing range of claw washers implies different diameters, thicknesses, and claw configurations depending on the required bearing capacity and cross-sectional dimensions of sawn timber. The accepted physical model of wood is a transtropic body. The forces transmitted in the joints of the elements of wooden structures are perceived by the total contact surface of the mating elements. However, the work of individual teeth of claw washers has been poorly studied: research on influence of geometrical characteristics of the tooth on the bearing capacity of the connector is absent; variation in thickness of the connector is not assessed. A double-sided claw washer of the Bulldog type (prototype) with the diameter of 50 mm was adopted as the object of study. Various schemes of cutting of the claw washer with predetermined dimensions (width and height) of a triangular tooth are considered. The influence of dimensions on the bearing capacity of the thickness of claw washers is estimated within 1–1.5 mm. The main criterion for the selected cutting patterns is the ability to produce the washers by single-impact stamping without additional trimming. Double-sided claw washers of 5 different types with the number of cog-teeth from 8 to 12 items on each side were studied. A differential equation of the 4th order is accepted as a mathematical model of cog-tooth action. The equation describes the behavior of a dowel on an elastic base with a fixed value of bending stiffness EI. The transition to which was carried out from the variable value EI = f(x) by searching for the equivalent width of the cross-section from the bending conditions of the element of the triangular section of a variable directed normal to the frontal surface and a constant directed normal to the lateral surface. For citation: Popov E.V., Ruslanova A.V., Sopilov V.V., Zdralovic N., Mamedov S.M., Labudin B.V. Contact Interaction of a Claw Washer with Wood at Limiting Shear. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 178–189. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-4-178-189
При проектировании, изготовлении и эксплуатации изделий из древесины и элементов деревянных конструкций необходимо решение проблемы обеспечения расчетной прочности, жесткости и их несущей способности, что актуально при реконструкции и в новом деревянном домостроении, так как от правильного выбора вида соединения зависит техническая возможность использования древесины в элементах конструкций. Для этого применяют различные типы специальных соединителей в виде когтевых шайб, кольцевых шпонок, нагельных групп и др. Существующий сортамент когтевых шайб подразумевает различные диаметры, толщины и конфигурацию когтей в зависимости от требуемой несущей способности и размеров сечений пиломатериалов. Принятая модель древесины − транстропное тело. Усилия, передающиеся в соединениях элементов деревянных конструкций, воспринимаются суммарной контактной поверхностью сопряженных элементов. Однако работа отдельных зубьев когтевых шайб изучена недостаточно: отсутствуют исследования влияния геометрических характеристик зуба на несущую способность коннектора, не оценивается изменение толщины соединителя и др. В качестве объекта исследования принят прототип − двухсторонняя когтевая шайба типа «Bulldog» диаметром 50 мм. Рассмотрены различные схемы раскроя шайбы, в которой предопределены размеры (ширина и высота) зуба треугольной формы. Оценивается влияние на несущую способность толщины шайбы (заготовки) в пределах 1,0…1,5 мм. Основным критерием выбранных схем раскроя является возможность изготовления шайб одноударной штамповкой без дополнительной подрезки. Исследовано 5 вариантов двухсторонних когтевых шайб с количеством зубьев 8–12 шт. с каждой стороны. В качестве математической модели работы зуба принято дифференциальное уравнение 4-го порядка, описывающее поведение нагеля на упругом основании с постоянным значением изгибной жесткости EI, переход к которому осуществлялся от переменного значения EI = f(x) путем поиска эквивалентной ширины сечения из условия изгиба элемента треугольного сечения при помощи переменной, направленной нормально к фронтальной поверхности, и постоянной, направленной нормально к боковой поверхности. Для цитирования: Popov E.V., Ruslanova A.V., Sopilov V.V., Zdralovic N., Mamedov S.M., Labudin B.V. Contact Interaction of a Claw Washer with Wood at Limiting Shear // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 178–189. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-178-189

44

Основные размерно-качественные характеристики круглых лесоматериалов, заготавливаемых в Архангельской области = Dimensional and Qualitative Characteristics of Round Timber Harvested in Arkhangelsk Region

Автор: Тамби
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Эффективность работы деревообрабатывающих предприятий во многом зависит от размерно-качественных характеристик сырья – круглых лесоматериалов. Цель исследования – оценка основных таксационных характеристик круглых лесоматериалов в экономически доступных лесных массивах Архангельской области. Измерения производились на линии сортировки бревен по диаметрам на складах лесоматериалов ряда крупных предприятий Архангельской области с использованием современного фотометрического сканера «Вектор 3D». Общее количество исследованных пиловочных бревен – 18 931 шт. Длина сортиментов – 6 м. Диапазон диаметров лесоматериалов – 10...42 см. В результате экспериментов установлены средний диаметр заготавливаемых сортиментов сосны и ели, параметры кривизны, сбега и содержание коры в зависимости от вершинного диаметра лесоматериалов. В регионе сохраняется тенденция постепенного снижения среднего диаметра круглых лесоматериалов, в рассматриваемый период 2014–2018 гг. он варьировал от 11 до 16 см. Одновременно с уменьшением среднего диаметра круглых лесоматериалов снижаются кривизна, сбег и содержание коры, что может косвенно говорить о том, что в промышленное производство вовлекается древесина, не достигшая возраста спелости. Если в 2000-х гг. лесоматериалы малых и средних диаметров заготавливались преимущественно из вершинной части хлыста, то сегодня можно предположить, что источником таких лесоматериалов являются молодые деревья, не достигшие возраста технической спелости, но произрастающие вблизи объектов дорожной инфраструктуры. Изменения размернокачественных характеристик круглых лесоматериалов носят системный характер и являются предпосылками для модернизации парка машин и оборудования, используемого лесозаготовительными предприятиями и лесопильными заводами. В условиях снижения среднего диаметра круглых лесоматериалов для сохранения текущих показателей производительности и объемного выхода пилопродукции необходимо увеличить скорость подачи и внедрить систему оптимизации, что позволит обеспечивать индивидуальный раскрой сортиментов в соответствии с их размерами и формой. Для цитирования: Тамби А.А., Угрюмов С.А., Бирман А.Р., Черноградская И.А. Основные размерно-качественные характеристики круглых лесоматериалов, заготавливаемых в Архангельской области // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 147–156. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-147-156
The efficiency of woodworking enterprises largely depends on the size and qualitative characteristics of round timber. The paper aims to assess the main inventory characteristics of round timber in economically accessible forest areas of Arkhangelsk region. The studies were carried out at a number of large enterprises in Arkhangelsk region using a modern VECTOR 3D photometric scanner. Measurements were made on the line for sorting logs by diameter at the warehouses of raw materials. There were examined 18,931 sawlogs. The length of each log was 6 m. The diameter range of round timber was from 10 to 42 cm. As a result of experiments, the average diameter of harvested logs of pine and spruce were found and the parameters of curvature, taper and bark content were determined depending on the top diameter of round timber. The region continues to trend a gradual decrease in the average diameter of round timber, the value of which in the considered period 2014–2018 varied in the range of 11–16 cm. Simultaneously with a decrease in the average diameter of round timber, the curvature, taper and bark content are reduced, which may indirectly indicate that wood under the age of ripeness is involved in industrial production. If in the 2000s small and medium-sized timber was harvested mainly from the tree top, today, it can be assumed that the source of such timber is young trees that have not reached the age of industrial ripeness but grow near the road infrastructure. Changes in the dimensional and qualitative characteristics of round timber are of a system nature and are makings for the modernization of the machinery and equipment used by logging enterprises and sawmills. In the context of reducing the average diameter of round timber, in order to maintain current performance and volume output of sawn timber, it is necessary to increase feed rates and introduce an optimization system resulting in provision of individual cutting of logs in accordance with their size and shape. For citation: Tambi A.A., Ugryumov S.A., Birman A.R., Chernogradskaya I.A. Dimensional and Qualitative Characteristics of Round Timber Harvested in Arkhangelsk Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 147–156. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-4-147-156

45

Влияние технологии сушки лиственничных пиломатериалов на длительность процесса обезвоживания = The Influence of Larch Lumber Drying Technology on the Duration of Dehydration

Автор: Зарипов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Конвективную сушку пиломатериалов следует рассматривать как относительно простой способ удаления влаги из древесины. Такие технологии широко используются при доведении влажности в пиломатериалах до определенного уровня. В то же время для указанного способа сушки характерна повышенная продолжительность процесса, что автоматически увеличивает расходы на тепловую и электрическую энергию. Продолжительность сушки пиломатериалов из древесины лиственницы в среднем в 1,5…2,5 раза выше по сравнению с другими породами, что дополнительно повышает себестоимость сушки. Поэтому есть необходимость поиска путей снижения продолжительности сушки лиственничных пиломатериалов в условиях конвективного теплообмена. Одним из путей решения указанной проблемы является разработка и применение таких режимов сушки, которые позволяли бы максимально ускорить процесс удаления влаги из древесины. Вариант совершенствования режимов предлагается финскими специалистами фирмы «Jartek Oy». Разработанная конструкция сушильной камеры позволяет реализовывать двухстадийную структуру режимов сушки: на первой стадии – с нарастающей температурой, на второй – с нисходящей. В данной работе приведены результаты анализа эксплуатации сушильных камер непрерывного действия с позонной циркуляцией для сушки пиломатериалов из древесины лиственницы. Анализ показал, что направление движения агента сушки по длине камеры при сушке лиственничных пиломатериалов имеет принципиальное значение. Такой вывод следует из того, что лиственница своеобразно реагирует на изменение температуры. В начальный период сушки на поверхности лиственничной доски формируется пленка из экстрактивных веществ, которая блокирует вывод водного раствора экстрактивных веществ из древесины. В этих условиях целесообразно формировать режимы, где температура агента сушки с каждым шагом штабеля пиломатериалов в сушильной камере повышается, что позволяет поддерживать некоторую интенсивность вывода из древесины водного раствора экстрактивных веществ. Указанное принципиальное условие при сушке лиственничных пиломатериалов соблюдается только в отсеке камеры, где осуществляется противоточная циркуляция. Второй отсек, где реализуется прямоточная циркуляция, практически работает вхолостую, так как температура агента сушки с каждым шагом сушильного штабеля пиломатериалов снижается. Из этого следует вывод о том, что подобные конструкции сушильных камер для сушки лиственничных пиломатериалов эксплуатировать нецелесообразно.Для цитирования: Зарипов Ш.Г., Корниенко В.А. Влияние технологии сушки лиственничных пиломатериалов на длительность процесса обезвоживания // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 134–146.
Convective drying of lumber should be considered as a relatively simple method of elimination moisture from wood. Such technologies are widely used in bringing moisture content in lumber to a certain level. Meanwhile, this drying method is characterized by an increased duration of the process, which automatically increases the expenses for thermal and electrical energy. The drying time of larch lumber is on average higher by 1.5–2.5 times compared to other species, which further increases the cost of drying. Therefore, there is a necessity of finding ways to solve the problem of reducing the drying time of larch lumber in the conditions of convective heat exchange. One of the ways is to develop and apply such drying schedules, which would allow to accelerate the process of wood dehydration. The option of improvement the drying schedules is offered by the Finnish experts of Jartek Oy company. The developed design of the drying kiln allows to implement a two-stage structure of drying schedules: at the first stage with increasing temperature, at the second with decreasing temperature. This paper presents the results of the analysis of the operation of continuous drying kilns with zonal circulation for larch lumber drying. The analysis showed that the direction of drying agent movement along the length of the kiln during larch lumber drying is critical. This conclusion follows from the fact that larch responses in a peculiar way to temperature variations. In the initial period of drying a film of extractives is formed on the surface of the larch вoard. This film blocks the output of an aqueous solution of extractives from wood. In these circumstances, it is advisable to form such schedules that the drying agent temperature with each step of a lumber pile in the drying kiln increases. The specified principle condition for drying larch lumber is observed only in the kiln section, where counter-flow circulation is carried out. The second section, where the direct-flow circulation is implemented, practically runs idle, since the drying agent temperature with each step of the drying pile of lumber decreases. It follows that such designs of kilns for larch lumber drying is impractical for operation. For citation: Zaripov Sh.G., Kornienko V.A. The Influence of Larch Lumber Drying Technology on the Duration of Dehydration. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 134–146. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-134-146

46

Технологический ресурс лесозаготовительной техники лесхозов Республики Башкортостан = Technological Resources of Harvesting and Logging Machinery of Bashkortostan Forestries

Автор: Заикин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Лесной сектор экономики России – сложноорганизованная система отраслей и видов деятельности, в которую входят лесозаготовительное, деревообрабатывающее, мебельное и целлюлозно-бумажное производства. Базовой точкой развития любого из указанных направлений деятельности является организация лесозаготовок, во многом формирующая эффективность функционирования любого предприятия этого сектора. Оценка факторов, определяющих эффективность лесозаготовительной деятельности, является актуальной задачей как теоретических, так и экспериментально-полевых исследований, способствующих выявлению и конкретизации проблем, снижающих эффективность лесозаготовительного и перерабатывающего производств с учетом региональной специфики. Развитие конкурентных отношений в лесном хозяйстве позволяет рассмотреть особую роль лесхозов в лесном секторе регионов, сформировать соответствующую региональной политике институциональную структуру взаимоотношений участников лесопользования. Имеется два варианта развития лесного хозяйства: поддержка малого бизнеса, работающего в лесном комплексе, и привлечение крупных инвесторов к освоению ресурсов леса. Реализация приоритетных национальных проектов в данной области наиболее привлекательна для крупных многопрофильных лесоперерабатывающих предприятий, обладающих значительным финансовым потенциалом и готовых осваивать лесные ресурсы региона в долгосрочной перспективе. Современные лесхозы, выполняющие роль государственного институционального участника лесных отношений, осуществляют лесозаготовительную деятельность в наименее привлекательных, с конкурентной точки зрения, участках леса, способствуя своевременному и качественному исполнению плана освоения лесов, поступлению доходов в местные бюджеты. Если государственные автономные организации лесного хозяйства функционируют в регионе, то региональная политика в области развития лесного комплекса должна учитывать решение задач развития лесхозов за счет системной модернизации их технической базы, что позволит последним стать полноправными участниками лесных отношений, обеспечивающими эффективное развитие лесозаготовок. Однако серьезная модернизация лесхозов невозможна без определения реального состояния лесозаготовительной техники. Объектом исследования является лесной сектор Республики Башкортостан с объемом лесного фонда 760,3 млн м3 и ежегодной заготовкой древесины 9156 тыс. м3, в котором работают 32 государственные автономные организации лесного хозяйства. Авторами в декабре 2017 г. была проведена оценка технического состояния лесозаготовительной техники лесохозяйственных учреждений Республики Башкортостан для определения ее состояния и возможностей эффективного использования, формирования рекомендаций по повышению качества организации лесозаготовок. По результатам инвентаризации этой техники установлено общее ее количество (184 ед.), 57 % из которого относятся к колесным тракторам. Специализированная трелевочная техника практически отсутствует. Важной методической составляющей проведенных исследований явилась оценка уровня износа используемой техники. Для этого была использована методология, соответствующая Федеральному стандарту «Общие понятия оценки, подходы и требования к проведению оценки». В качестве критериев оценки накопленного износа техники применялась утрата машинами их потребительской стоимости в связи с износом, при этом рассматривались следующие оценочные показатели: изменение ресурса машины; изменение издержек производства, связанных с реализацией единицы ресурса в течение срока службы. Выявлено, что более половины лесхозов республики Башкортостан не обеспечены лесозаготовительной техникой для освоения плановых объемов лесозаготовок; более 80 % имеющейся в их распоряжении техники имеет износ более 90 %, при котором ее применение экономически нецелесообразно; лесхозы Республики Башкортостан имеют слабую ремонтную базу и недостаточное количество квалифицированных кадров. Для цитирования: Заикин А.Н., Коньшакова С.А., Сиваков В.В., Кузнецов С.Г., Булхов Н.А. Технологический ресурс лесозаготовительной техники лесхозов Республики Башкортостан // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 123–133. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-4-123-133
The forest sector of the Russian economy is a complex system of industries and activities, which include logging, woodworking, furniture and pulp and paper productions. The logging organization, which forms to a great extent the operation effectiveness of any enterprise in the forest sector, is the base point for the development of any of the indicated activities. Assessment of the factors determining the efficiency of logging activities is an urgent issue of both theoretical and experimental studies, which allow identifying and specifying problems that reduce the effectiveness of logging and processing production, taking into account regional specificity. The development of competitive relations in forestry provides an opportunity to consider the essential role of forestries in the forest sector of the regions and to form the institutional framework of relations between the forest management participants relevant to the regional policy. There are two variants for the development of forestry: supporting small businesses, which operates in the forest complex, and recruitment of large investors for the forest resources development. The implementation of the national priority projects in the field of forest development is the most attractive procedure for large multiprofile wood processing enterprises with significant financial capacity and ready to develop the forest resources of the region over the long run. Modern forestries, which fulfill a function of the state institutional participant in the forest relations, carry out logging activities in the least attractive forest areas (from a competitive point of view) contributing to the welltimed and high-quality performance of the forest development plan and income to local budgets. If the state autonomous forestry organizations function in the region, then regional policy for the forest complex development should take into account the problem solving of the development of forestries through systemic modernization of their technical basis, which will allow the latter to become full members of the forest relations ensuring the effective development of the logging sector. However, a serious modernization of forestries is impossible without determining the real state of their forestry equipment. The research object is the forest sector of the Republic of Bashkortostan with the forest fund volume of 760.3 mln m3 and the established volume of annual wood harvesting of 9,156 ths m3, where 32 state autonomous forestry organizations work. In December 2017, we assessed the technical condition of the harvesting and logging equipment of the forestry institutions of the Republic of Bashkortostan in order to determine its state and opportunities for efficient use, and give the recommendations on the logging quality improvement. According to the results of the inventory of this equipment, its total number (184 units) was found, 57 % of which relate to wheeled tractors. Specialized skidding equipment is practically absent. The assessment of the wear level of the existing machinery was the important methodological component of the research. The methodology corresponding to the Federal Standard of Assessment “General Concepts of Assessment, Approaches and Requirements for the Assessment” was used for the wear assessment. The loss of the consumer value of the machines due to their wear was used as the criteria for assessing the accumulated wear of logging machinery, herewith the following estimated indicators were considered: change in the machine resource; change in production costs associated with the implementation of the resource unit during the life cycle. In the course of the research it has been found that: more than half of the Bashkortostan forestries are not provided with harvesting and logging machinery for the development of planned volumes of logging; more than 80 % of the available forestry machinery has wear of more than 90 % and its use is not economically feasible; forestries of the Republic of Bashkortostan have a weak repair facility and insufficient number of qualified personnel. For citation: Zaikin A.N., Konshakova S.A., Sivakov V.V., Kuznetsov S.G., Bulkhov N.A. Technological Resources of Harvesting and Logging Machinery of Bashkortostan Forestries. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 123–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-123-133

47

Variability Properties of Pinus sylvestris L. Wood in Growing Stock under Technogenic Impact = ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ДРЕВЕСИНЫ Pinus sylvestris L. В ДРЕВОСТОЯХ ПРИ ТЕХНОГЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Автор: Schekalev
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

The issues of variability of pinewood (Pinus sylvestris L.) properties in growing stock located in the vicinity of operating industrial facilities is still relevant. The paper aims to assess the technogenic impact on the radial increment as well as the physical and mechanical properties of pinewood in the conditions of Northern Taiga. The impact of the distance from the source of emissions on variability of the radial increment and the volume and technical properties of wood were determined. Distribution maps of the conventional wood density and its compressive strength along the fibers inside the trunk were formed. It is found that with a decrease in the distance from the source of emissions, the average value of the radial increment of trees occurs. It is revealed that there is a decrease in wood density from the butt to the top, and from the pith to the sapwood. Also, it is determined that wood density increases as the distance to the source of emissions decreases. However, there were obtained no valid differences of the indicator of wood resistance to compression along the fibers at various distances from to the source of emissions. For citation: Schekalev R.V., Martynyuk А.А., Melekhov V.I. Variability Properties of Pinus sylvestris L. Wood in Growing Stock under Technogenic Impact. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 113–122. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-113-122
Вопросы изменчивости характеристик древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в насаждениях, произрастающих в зонах влияния промышленных объектов, не теряют своей актуальности. Цель данной работы – оценка влияния техногенного воздействия на радиальный прирост и физико-механические характеристики древесины сосны в условиях северной тайги. Проанализировано влияние фактора расстояния от источника промышленных выбросов на изменчивость радиального прироста, объемных и технических характеристик древесины. Сформированы карты распределения условной плотности древесины и ее сопротивления сжатию вдоль волокон внутри ствола. Выявлено, что с сокращением расстояния до источника выбросов происходит уменьшение средней величины радиального прироста деревьев. Установлено снижение плотности древесины от основания к верхней части дерева и от сердцевины ствола к его заболони. Определена тенденция повышения плотности древесины с сокращением расстояния до источника эмиссий. Достоверных различий показателя сопротивления древесины сжатию вдоль волокон на разном расстоянии от источника эмиссий не выявлено. Для цитирования: Schekalev R.V., Martynyuk А.А., Melekhov V.I. Variability Properties of Pinus sylvestris L. Wood in Growing Stock under Technogenic Impact // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 113–122. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-113-122

48

Изменения физических свойств черноземов сегрегационных в агролесоландшафтах Центрального Черноземья = Changes in the Physical Properties of Segregational Chernozems in Agroforest Landscapes of the Central Chernozem Region

Автор: Турусов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

В рамках программы по тематике государственного задания на 2018–2020 гг. изучены основные физические свойства черноземов в агролесоландшафтах Центрального Черноземья. Исследования, проведенные в условиях агроценозов и ненарушенных экосистем, разделялись по влиянию агрогенного и агролесомелиоративного характера. Агрогенное влияние рассматривалось на примере залежных угодий, введенных в эксплуатацию под пашню, лесомелиоративное – на примере воздействия лесозащитной полосы на почвенный покров. Установлено, что под влиянием лесных полос и при введении в сельскохозяйственное использование залежных угодий происходит перегруппировка численности почвенных агрегатов, но по различным сценариям. При агрогенном воздействии содержание глыбистой фракции (>10 мм) в пахотном горизонте от 6 до 14 раз увеличивается по сравнению с залежью. Доля пылеватой фракции (<0,25 мм) на пашне, напротив, уменьшается в 2–4 раза, коэффициент структурности – от 8 до 13 раз. Для почв пашни отмечено минимальное значение содержания агрономически ценных агрегатов (∑0,25...10 мм) по сравнению с залежью и лесополосой для всех отобранных слоев. Для пашни средние значения лежат в пределах 58...73 %, тогда как для лесной полосы и залежи доля агрегатов размером 0,25...10 мм составляет 85...95 %. На уменьшение агрономически ценной структуры на пашне повлияло снижение содержания фракций размером 0,25...0,5; 0,5...1; 1...2; 2...3 и 3...5 мм по сравнению с залежью. На структурный состав почвенного покрова агролесомелиоративное влияние осуществляется более щадяще. Доля глыбистой фракции увеличивается незначительно. Сумма агрономически ценных агрегатов в почве лесной полосы на глубине 10...20 и 20...40 см соответствует уровню чернозема залежи. При этом доля пылеватой фракции в почвах естественных ценозов выше. И как следствие этого, на этих же глубинах значения коэффициента структурности чернозема лесополосы незачительно превышают подобные значения в почве залежи. Установлены статистические особенности распределения основных почвенных агрегатов в почвах, подверженных интенсивному агрогенному и лесомелиоративному воздействию, по сравнению с залежными почвами. Рассчитаны некоторые статистические характеристики распределения основных структурных отдельностей черноземных почв. Определены показатели плотности сложения с различных глубин на участках объекта, которые увеличиваются в ряду залежь–лесополоса–пашня. Для цитирования: Турусов В.И., Чевердин Ю.И., Беспалов В.А., Титова Т.В. Изменения физических свойств черноземов сегрегационных в агролесоландшафтах Центрального Черноземья // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 95–112. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-95-112
The basic physical properties of chernozems in agroforest landscapes of the Central Chernozem region are studied within the framework of the program by the topic of the state assignment for 2018–2020. The studies carried out in the conditions of agrocenoses and undisturbed ecosystems were divided by the effect of agrogenic and agroforestal nature. Agrogenic effect was considered through a case study of the fallow lands put in operation in tillage. While agroforestal effect was considered through a case study of the influence of forest belts on soil cover. It is found that rearrangement of soil aggregates number takes place under the influence of forest belts and at introduction of fallow lands to agricultural use, but in different scenarios. The soil blocky fraction (less than 10 mm) in the arable horizon increases by 6–14 times under the agrogenic effect in comparison with the fallow. Contrary to this, the share of silt fraction (less than 0.25 mm) on the arable land decreases by 2–4 times and the structure coefficient decreases by 8–13 times. The minimum content of agronomically valuable aggregates (sum of 0.25–10 mm) is registered for the arable land soils compared to the fellow and forest belt for all selected layers. The average amount of aggregates lies in the range of 58–73 % for the arable lands, whereas the share of aggregates in the size of 0.25– 10 mm is in the range of 85–95 % for the forest belt and fallow. A content reduction in the fractions of the following sizes 0.25–0.5; 0.5–1; 1–2; 2–3 and 3–5 mm influenced on a decrease in the agronomically valuable structure of the arable land in comparison with the fallow. The agroforestal effect on the structural composition of soil cover is more gently. The share of soil blocky fraction increases slightly. The sum of the agronomically valuable aggregates in the soil of the forest belt in depth of 10–20 and 20–40 cm corresponds the chernozem level of the fallow. Herewith, the share of the silt fraction in the soils of the natural cenoses is higher. And as a consequence of this, the values of the structural soil coefficient of the forest belt chernozem insignificantly exceed similar values in the fallow soils at the same depths. Statistical features of distribution of the basic aggregates in the soils subjected to intensive agrogenic and agroforestal influence are established in comparison with the fallow lands. Some statistical characteristics of distribution of the basic structural separates of the chernozem soils are calculated. The indicators of bulk density at various depths of the study sites are defined. They increase in the row of fallow – forest belt – arable land. For citation: Turusov V.I., Cheverdin Yu.I., Bespalov V.A., Titova T.V. Changes in the Physical Properties of Segregational Chernozems in Agroforest Landscapes of the Central Chernozem Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 95–112. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-95-112

49

Транспорт, распределение и потребление 14С -ассимилятов у сосны и ели в северотаежных фитоценозах при различном световом и азотном питании = Transport, Distribution and Consumption of Pine and Spruce 14C-Assimilates in Northern Phytocenoses under Different Illumination and Nitrogen Nutrition

Автор: Коновалов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Одним из направлений повышения продуктивности северных лесов является рациональная система рубок и минерального питания растений, сохранение при рубках подроста хвойных пород. Применяемые в лесоводстве физиологические методы исследований и, прежде всего, изучение донорно-акцепторных отношений позволяют для подроста сосны и ели достаточно быстро (в течение 1–2 лет) получать необходимую информацию об уровне эффективности проводимых в насаждениях лесохозяйственных мероприятий, не дожидаясь конечного результата в виде прироста побегов. У подроста ели и молодняков сосны в древостоях разного породного состава и возраста изучена динамика накопления, передвижения и распределения углерода 14С в органах и тканях дерева под действием выборочной рубки и дозы азота. Объектами исследования служили: ельники и березняки черничных типов лесорастительных условий с разной интенсивностью рубки; сосняки лишайниковые, сформировавшиеся из подроста сосны, сохраненного при рубке леса. Установлено, что под пологом ельников и березняков в летний период освещенность не превышает 8…10 % от открытого места и не соответствует биологической норме для ели. Недостаток солнечной радиации и почвенного азота у подроста этих древесных пород приводит к снижению интенсивности фотосинтеза и нарушению донорно-акцепторных взаимосвязей, задерживает эвакуацию из листа ассимилятов и поступление их в активные зоны, подавляет ростовую активность и связанный с ней «запрос», посылаемый в листья на энергопластические вещества, ухудшает жизненное состояние растений. Из-за слабой выработки ассимилятов и нарушения системы их распределения ухудшается функциональная деятельность корневой системы, задерживается формирование нового ассимиляционного аппарата, нарушаются ростовые процессы вегетативных органов. Вносимый в насаждения азот и выборочные рубки у подроста активизируют синтетическую и поглотительную деятельность корневой системы, улучшают работу ассимиляционного аппарата, усиливают донорно-акцепторные связи между надземными и подземными органами дерева, значительно ускоряют отток из листа продуктов фотосинтеза, положительно влияют на ростовые процессы. Выявлено, что по уровню активности донорно-акцепторной системы для подроста сосны и ели в течение 1–2 лет можно установить такие системы рубок и дозу вносимого в древостои азота, которые в наибольшей мере соответствуют потребностям этих пород. Для цитирования: Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Транспорт, распределение и потребление 14С-ассимилятов у сосны и ели в северотаежных фитоценозах при различном световом и азотном питании // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 77–94. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-77-94
A rational system of cuttings, mineral nutrition of plants, and preservation of softwood undergrowth during felling is one of the ways to increase the productivity of boreal forests. The physiological methods of research used in forestry and, first of all, the study of donoracceptor interactions, allow obtaining the necessary information on the efficiency level of forestry measures in the stands of pine and spruce undergrowth quickly enough (within 1–2 years) without waiting for the final result in the form of an increment in shoots. The dynamics of accumulation, transportation and distribution of 14C in organs and tissues of a tree under the influence of selective cuttings and a nitrogen dose has been studied in spruce and pine undergrowth in stands of different species composition and age. The study objects have been: blueberry spruce and birch forests of the forest site types with varying intensity of cutting; lichen pine forests formed from pine undergrowth preserved during the cutting. It were found that, in the summer period under the canopy of spruce and birch forests, the illumination does not exceed 8–10 % of the open area and does not correspond to the biological norm for spruce. The lack of solar radiation and soil nitrogen in the undergrowth of these tree species leads to a decrease in the intensity of photosynthesis and the violation of donoracceptor bonds, delays evacuation of assimilates from a leaf and their transportation to the active zones, suppresses the growth activity and the associated with it “demand” for macronutrients sent to the leaves declines the vitality of plants. The efficiency of the root system deteriorates, the formation of a new assimilation apparatus is delayed, and the growth processes of vegetative organs are violated due to the lack production of assimilates and the disruption of their distribution system. Nitrogen introduced into the stands and selective cuttings in pine and spruce undergrowth activate the synthetic and absorption activity of the root system, improve the functioning of the assimilation apparatus, strengthen the donoracceptor interactions between the aboveground and underground organs of a tree, significantly accelerate the outflow of photosynthetic products from a leaf, and positively influence on the growth processes. It has been found that, according to the level of activity of the donor-acceptor system for the pine and spruce undergrowth, it is possible within 1–2 years to set up a system of felling and a dose of nitrogen introduced into the forest stands that most closely meet the needs of these species. For citation: Konovalov V.N., Zarubina L.V. Transport, Distribution and Consumption of Pine and Spruce 14C-Assimilates in Northern Phytocenoses under Different Illumination and Nitrogen Nutrition. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 77–94. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-77-94

50

Микроструктура древесины культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве после применения удобрений и гербицидов = Wood Microstructure of Pine Plantations with Different Initial Stocking Rate on Drained Peat Soil upon Fertilization and Herbicide Treatments

Автор: Неронова
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

На северо-западе таежной зоны применение способов ускоренного лесовыращивания хвойных насаждений является наиболее перспективным направлением для обеспечения постоянной устойчивой работы крупных лесоперерабатывающих предприятий. Применение минеральных удобрений и гербицидов создает более оптимальные условия для роста древостоев, что вызывает увеличение прироста древесины. Получение наиболее ценных высококачественных сортиментов находится в зависимости от величины и анатомического строения радиального прироста. Изучено последействие применения удобрений и гербицидов на анатомическое строение древесины плантационных культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве. Изменение двух таких качественных характеристик, как доля поздней древесины и плотность, напрямую связано с анатомическим строением древесины. Применение минеральных удобрений в культурах сосны, созданных густотой 4 и 2 тыс. шт./га, увеличило количество рядов ранних трахеид в процессе их роста, внесение удобрений и гербицидов в культурах сосны густотой 1 тыс. шт./га вызвало постепенное снижение числа рядов ранних трахеид. Число рядов поздних трахеид в древесине культур, созданных различной густотой, увеличилось при комбинированном воздействии минеральных удобрений и гербицидов. Общее количество рядов трахеид в годичном кольце также возросло в древесине культур с исходной густотой 4 и 2 тыс. шт./га, комбинированное использование минеральных удобрений и гербицидов в культурах густотой 1 тыс. шт./га уменьшило общее количество рядов трахеид. Снижение плотности получаемой древесины можно объяснить формированием тонкостенных трахеид в ранней и поздней древесине годичного кольца под воздействием удобрений и гербицидов, а в культурах с исходной с густотой 4 тыс. шт./га применение удобрений и гербицидов приводит к образованию толстостенных ранних и поздних трахеид. Внесение удобрений в культурах сосны, созданных с густотой 1 и 2 тыс. шт./га, способствовало формированию ранних и поздних трахеид большего диаметра, а в культурах, созданных с густотой 4 тыс. шт./га, произошло формирование трахеид меньшего размера. Совместное воздействие удобрений и гербицидов в культурах различной густоты увеличило размер поздних трахеид, а в культурах с густотой 4 тыс. шт./га снизило диаметр люмена ранних трахеид. Сопоставив полученные данные с нормативами ГОСТ 968–68 и лаборатории сырья ВНИИБ, установили, что создание культур сосны различной густоты на осушенной торфяной почве с применением удобрений и гербицидов может быть нацелено на получение балансовой древесины (I и II категория) и высококачественного пиловочника общего назначения. Для цитирования: Неронова Я.А. Микроструктура древесины культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве после применения удобрений и гербицидов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 68–76. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-4-68-76
To secure a steady operation of large wood processing enterprises in north-west of the Taiga zone, accelerated coniferous forest cultivation appears to be the most promising. Treatments with mineral fertilizers and herbicides create optimal conditions for stand growth and thus result in wood increment. Trunk wood qualities and, hence, the output of the most valuable trunk sections are contingent on the volume and anatomical structure of radial increment. This paper shows the effect of fertilization and herbicide treatments on the anatomical structure of wood in pine plantations of different stocking rates in drained peat soils. Variations of late wood share and density are directly associated with the changes in anatomical structure of wood. Fertilization of pine plantations with density of 4000 and 2000 trees/ha increased the number of early tracheid rows in the process of their growth. The application of fertilizers and herbicides in pine plantations stocked at 1000 trees/ha induced a gradual reduction in the number of early tracheid rows. A combined mineral fertilizer plus herbicide treatment enlarged the number of late tracheid rows in wood of the plantations stocked at various rates. The total number of tracheid rows per annual ring increased in the plantations stocked at a rate of 4000 and 2000 trees/ha. The reduction in total number of tracheid rows of plantations with 1000 trees/ha stocking rate is down to mineral fertilization combined with herbicide treatments. Fertilizer and herbicide treatment of the plantations with the initial density of 4000 trees/ha leads to the formation of thick-walled early and late tracheids. Application of fertilizers in pine plantations with 1000 and 2000 trees/ha stocking rates promote the formation of early and late tracheids of a larger diameter. Tracheids of a smaller diameter were formed in the plantations stocked at 4000 trees/ha. The overall impact of fertilizers and herbicides caused an increase of late tracheid size in the plantations with different stocking rates. Comparing the obtained data with the regulatory requirements of GOST 968–68 and the Laboratory of Raw Materials of the All-Union Scientific Research Institute of Pulp and Paper Industry, we have found that cultivation of pine plantations with various stocking rates on dried peat soils using fertilizers and herbicides can be aimed at producing pulpwood (1st and 2nd categories) and high-quality sawlogs. For citation: Neronova Ya.A. Wood Microstructure of Pine Plantations with Different Initial Stocking Rate on Drained Peat Soil upon Fertilization and Herbicide Treatments. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 68–76. DOI: 10.37482/0536-1036- 20204-68-76 Funding: The research was financially supported by the Federal Budget within the fulfillment of the state assignment of the KarRC RAS (Forest Research Institute of the KarRC RAS).

Страницы: 1 2 3 ... 31