Лесное хозяйство. Деревообрабатывающая промышленность

В методических указаниях приведены цель и задачи выпускной квалификационной работы, общие положения, порядок и этапы выполнения, требования к структуре и объему, оформлению, порядку представления к защите, примерные темы, ответственность автора.

Методические указания содержат теоретический материал, задания для выполнения на лабораторных занятиях, список рекомендуемой учебной литературы, контрольные вопросы.

Одной из приоритетных задач лесной промышленности в настоящее время является повышение прибыли, получаемой с 1 га осваиваемого лесного участка. Этот показатель характеризует эффективность лесопользования и влияет на доступность древесных ресурсов. Одно из направлений решения данной задачи – разработка эффективных технологических цепочек производства товарной продукции из порубочных остатков древесины. В настоящее время существуют широкие возможности получения различной продукции из заготавливаемой древесины, в том числе и из отходов от ее заготовки и переработки. Ассортимент выпуска значительно дифференцирован по себестоимости и цене реализации. В российских реалиях одним из важных аспектов выступает спрос на отдельные виды продукции из древесных ресурсов, существенно уступающий в своем объеме зарубежным рынкам. Наиболее весомыми в структуре себестоимости продукции являются затраты, относящиеся к производственному процессу. При этом в зависимости от выбранной технологии, логистики, специфики производственных условий расходы могут существенно варьироваться по источникам образования и удельному весу в общей структуре. Множество факторов, влияющих на выбор вида производимой продукции и в конечном итоге на рациональный портфель товарной продукции, сложно учесть в оптимизационных задачах. Целью настоящего исследования стало формирование технологической цепочки процесса переработки порубочных остатков на стадии лесозаготовительного производства с получением эффективного портфеля товарной продукции в динамических природно-производственных условиях. Предлагается применить графоаналитическую модель, в которой вершинами графа являются лесосека, производственные операции и потребитель. Дуги данной модели характеризуются пропускной способностью, ограниченной производительностью или объемом сырья, доступного для выполнения операции, а также трудозатратами и затратами (переменными и постоянными). Следует отметить, что постоянные затраты возникают прежде всего при хранении древесины. Отличительная особенность предлагаемой модели – учет безвозвратных потерь, получаемых на определенных операциях производства и при длительном хранении лесоматериалов, используемых для изготовления товарной продукции, а также затрат на утилизацию остатков. Предложенные графоаналитическая модель и алгоритм решения поставленной задачи позволят определить оптимальные технологические цепочки переработки порубочных остатков древесины с получением портфеля товарной продукции.

В настоящее время на лесосечных работах бензопилами и лесозаготовительными машинами с помощью цепных рабочих органов выполняются срезание деревьев, удаление сучьев, деление хлыстов на сортименты. Повышение надежности и работоспособности цепных пильных аппаратов значительно увеличивает эффективность лесосечных работ. В связи с сокращением машинного объема лесозаготовок важное значение приобретает повышение эффективности использования бензопил и совершенствование их конструкции, в первую очередь цепного пильного аппарата для увеличения его надежности и срока службы. Снижение объемов выпуска, низкое качество отечественных бензопил привели к тому, что в настоящее время на лесозаготовках страны в основном применяются бензопилы импортного производства, несмотря на постоянный рост их цены и стоимости обслуживания. Это делает актуальными проблему совершенствования конструкции бензопил как отечественного, так и зарубежного производства и, как следствие, вопрос исследования конструкции цепных пильных аппаратов для научно-обоснованного увеличения их надежности и долговечности. Низкая надежность в работе и повышенный износ составляющих частей пильных аппаратов обусловлены несовершенством конструкции механизма натяжения пильной цепи. Современные конструкции механизма натяжения пильной цепи для обеспечения необходимого усилия натяжения требуют периодической остановки пилы. Цель работы – совершенствование конструкции механизма натяжения пильной цепи для обеспечения требуемого монтажного натяжения в процессе работы бензопилы, которое даст возможность повысить надежность и срок службы цепных пильных аппаратов. Предложены возможные пути изменения конструкции механизма натяжения пильной цепи, что позволит достичь ее автоматического натяжения в процессе работы бензопилы, снизить вероятность спадания пильной цепи и риск ранения оператора.

Данное исследование освещает вопросы возможного применения отходов лесного производства при проращивании семян хвойных растений в условиях засушливого климата Центрального Казахстана. Использование такого типа отходов является более доступным и экономически выгодным при выращивании сеянцев хвойных по сравнению с другими методами. Однако хвоя, имея сложный химический состав, при добавлении ее в почвенный субстрат оказывает многофакторное и неоднозначное действие на энергию прорастания, всхожесть и энергию покоя семян. Индивидуальный характер влияния хвойного опада на всхожесть cемян особенно проявляется на примере Picea purpurea Mast., P. asperata Mast., Pinus banksianaи Lamb., P. densiflora Siebold et Zucc., так как у них отмечена наибольшая всхожесть семян в 2 вариантах опыта – как с внесением хвои, так и без него – по сравнению с данным показателем в вариации с весенней стратификацией без внесения хвои. Кроме этого в статье рассматривается вопрос использования длительной естественной стратификации семян как альтернативного способа их посадки в условиях лесных питомников. Показано, что естественная стратификация значительнее влияет на энергию покоя семян и энергию прорастания по сравнению с искусственной. При этом данные параметры по большей части коррелируют с родовой принадлежностью объектов. Так, представители родов Picea A.Dietr. и Abies Mill. имеют более высокие показатели прорастания при весенней стратификации, тогда как представители родов Pinus L. и Pseudotsuga Carr. – при естественной. Это может являться результатом эколого-биологической адаптации последних двух видов. В то же время, несмотря на достаточно убедительные данные по осенней стратификации, наилучшие показатели всхожести семян у большинства видов отмечены при весенней стратификации, включая вариацию с использованием хвойного опада. Однако вводить использование данного метода, основываясь только на показателях всхожести семян, в условиях Центрального Казахстана является не совсем целесообразным, так как благоприятный период для прорастания семян в этой местности из года в год нестабильный. Таким образом, по результатам исследования сделаны выводы, что наиболее подходящим методом для проращивания семян хвойных видов, за некоторым исключением, является естественная стратификация. Применение хвойного опада незначительно влияет на показатели прорастания семян, при этом может значительно увеличивать период прорастания семян, а в отдельных случаях даже подавлять данный процесс.

В Уральском регионе сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) выполняет ведущую средообразующую функцию и является экономически ценной древесной породой. Многолетнее применение комплекса пестицидов в лесных питомниках, где выращивают сосну, привело к пестицидному загрязнению пахотной почвы. Такое состояние почв вызывает нарушение роста и развития сеянцев, ослабляет их способность к преодолению трудного периода пересадки в лесную среду. Биостимуляторы, созданные из продуктов переработки хвои пихты и ели, а также органический мелиорант (лесная подстилка из сосново-березового насаждения) изучались как способные снижать отрицательное воздействие пестицидов на сеянцы сосны. В то же время биологически активные препараты и субстраты могут становиться причиной сдвигов метаболических процессов молодых растений, что отражается на формировании физических характеристик стволиков. Цель исследования – оценить, как под воздействием высокоактивных веществ разной природы изменяется плотность древесины у 2-летних сеянцев сосны обыкновенной, выращиваемых в лесных питомниках Среднего Урала. Объектами исследования стали 2-летние сеянцы сосны, выкопанные осенью на производственных полях и экспериментальных площадках в разных лесных питомниках. В лабораторных условиях устанавливали морфометрические показатели сеянцев. Базисную плотность древесины стволиков в 1-й и 2-й годы роста определяли по методу максимальной влажности. Выявлено, что метаболическая активность пестицидов и биостимуляторов приводит к изменениям в формировании физических свойств стволиков на начальных этапах роста сосны: при выращивании сеянцев на загрязненной пестицидами почве высота сеянцев ниже, а базисная плотность древесины стволика выше по сравнению с контролем. Лесная подстилка из смешанного насаждения при внесении ее в почву лесного питомника позволяет получать сеянцы большей высоты и не оказывает существенного влияния на процесс формирования физико-механических свойств древесины. Применение биостимуляторов ведет к быстрому росту стволиков, но при этом плотность древесины уменьшается относительно контрольного варианта. В дальнейшем необходимы корректирующие мероприятия и разработка сбалансированной агротехники для получения сосны с требуемыми физическими качествами древесины. Изучение особенностей формирования качественных характеристик посадочного материала в случае использования интенсивных технологий в питомниках поможет разработать целевые модели последующего применения получаемых сеянцев при лесопользовании.

иторальные ландшафты являются слабоустойчивыми и легко разрушающимися экологическими системами ввиду своего природного происхождения. Такие ландшафты из-за своей привлекательности подвергаются антропогенному воздействию и, не обладая значительной способностью к восстановлению, оказываются особо чувствительными к данным нагрузкам. Исследования проводились в районе г. Темрюк Темрюкского района Краснодарского края на полосе побережья Азовского моря. Перед выбором мест для закладки пробных площадей в лесных полосах из лоха узколистного (Elaeágnus angustifólia) были проложены рекогносцировочные маршруты. Выбирались типичные участки с характерным естественным состоянием изучаемого насаждения. Посадки лоха узколистного произведены в 50–60-х гг. XX в. Эти сообщества имеют искусственное происхождение. Рассматривается возможность защиты лесными насаждениями берегов Азовского моря от разрушения, абразии, нагонной волны на примере лесных полос из лоха узколистного. Цель исследования – изучение состояния защитных лесных насаждений на побережье Азовского моря, определение их экосистемной роли, возможности выполнения ими защитных функций и разработка мероприятий, направленных на улучшение состояния насаждений. Установлено, что по причине антропогенной нагрузки произошло изреживание деревьев – от 9 до 33 %, отмечены их гибель и вегетативное возобновление. В результате частичного изреживания древесных пород в составе защитной лесной полосы перераспределился ветровой поток и увеличилась освещенность почвы. Лесные насаждения могут выполнять защитные функции и являются важным компонентом в защитном комплексе берегов Азовского побережья. В целом исследованные лесные насаждения имеют удовлетворительное состояние, хотя местами отмечена обратная ситуация, в том числе и полное изреживание деревьев, рядов и участков. Лесному хозяйству региона с целью восстановления и сохранения защитных лесных насаждений побережья рекомендуется ограничение рекреационной нагрузки на них, своевременное проведение в насаждениях агротехнических уходов и – в зависимости от степени сохранности лесополос и обилия возобновления – их полная или частичная реконструкция

Вывод земель из активного сельскохозяйственного пользования и их зарастание древесной растительностью имеют устойчивый характер в России, особенно в бореальной зоне. Изучение насаждений, сформировавшихся на залежных землях сельскохозяйственных территорий, позволяет оценить их ресурсный потенциал для дальнейшего использования. Наиболее достоверным показателем продуктивности местообитаний является надземная фитомасса растительности. Посредством оценки фитомассы древесно-кустарниковой растительности возможно определить объем депонирования углерода, что актуально в условиях глобального изменения климата. Объектом исследования стало поле в Гатчинском районе Ленинградской области, вышедшее из активного сельскохозяйственного пользования. Заложена пробная площадь, на которой проведен сплошной перечет аборигенных лиственных пород (береза, осина, древовидные и кустарниковые ивы) с определением основных таксационных показателей. Для установления объема фитомассы спиливалось от 6 до 8 модельных деревьев каждой породы. На основе полученных данных по величинам отдельных фракций надземной части ствола были выведены аллометрические уравнения для расчета фракционного состава фитомассы, обладающие высоким коэффициентом детерминации. Точность построенных уравнений снижается за счет высокой вариабельности характеристик крон в густом лиственном молодняке. Наибольшая фитомасса приходится на стволовую часть, а наименьшая – на ассимиляционный аппарат для всех пород древесной растительности. Расчет надземной фитомассы на опытном участке по полученным уравнениям показал, что самое высокое значение в пересчете на 1 га на данной сукцессионной стадии характерно для березы пушистой. Участие древесной растительности постагрогенных земель в депонировании углерода на сегодняшней день не имеет достоверной полной оценки для региона исследования. Древесина, произрастающая на вышедших из активного сельскохозяйственного пользования землях, может быть использована для получения биотоплива и заготавливаться в виде технологической щепы.

К медоносным угодьям относят категории земель лесного фонда, на которых произрастают медоносные и обеспечивающие высокий сбор пыльцы растения. Пчелы, опыляя энтомофильные растения, приносят в 6–10 раз больше пользы лесным угодьям по сравнению с пользой от получения продуктивных медосборов. В задачи исследования входило выявление особенностей эколого-биологических характеристик медоносных растений семейства Fabacea, уточнение сроков начала, продолжительности и интенсивности цветения, определение содержания сахара в нектаре 1 цветка и медовой продуктивности в условиях степного Придонья. С целью оценки медоносных ресурсов и установления ресурсного потенциала лесных угодий были заложены учетные площадки маршрутным методом. Необходимые наблюдения, учетные работы и математико-статистическая обработка данных проводились по общепринятым методикам. Территории степного Придонья, на которых расположены земли лесного фонда Ростовской области, отличаются благоприятными погодными условиями и богатой кормовой базой для пчел. Медовый потенциал изучаемых ресурсов является динамичным показателем и представляет интерес как для лесного пчеловодства, так и для научного исследования. С использованием полученных нами сумм эффективных температур определены очередность и особенности цветения медоносных растений. Первым из древесных медоносных растений семейства бобовых зацветает миндаль степной, последней, в середине летнего периода медосбора, – софора японская. Наибольшей медовой продуктивностью отличаются лесные насаждения робинии псевдоакации (497 кг/га), угодья с преобладанием софоры японской (484 кг/га) и гледичиий трехколючковой (245 кг/га). Результаты исследований показали, что значимыми для медосбора на землях лесного фонда являются насаждения робинии псевдоакации с биоресурсным потенциалом (7111,29 т) в восточных и центральных районах области. Лесные угодья с преобладанием весенних медоносных растений дерезы и степного миндаля на нелесных землях лесного фонда обеспечивают поддерживающий медосбор с биоресурсным потенциалом 2749,168 т. Проведенные исследования имеют практическое значение и позволят в дальнейшем более точно определять ресурсный потенциал лесных угодий для медосбора. При высоком уровне культуры ведения лесного хозяйства и пчеловодства даже при неблагоприятных погодных условиях в период сбора нектара возможно будет получать продуктивный медосбор, при этом обеспечивая своевременное и эффективное опыление лесных растений.

Проведен комплексный ретроспективный эколого-физиологический анализ табличных показателей сухой массы древостоев рода Piceа, произраставших от Северо-Запада до Дальнего Востока России. Эколого-физиологические показатели рассчитаны на один организм (условное дерево средней массы). Биологическую продуктивность устанавливали по относительному повышению средней сухой массы дерева в смежных возрастных периодах. Количественные данные минеральной продуктивности определяли по методу В.М. Лебедева, чистой продуктивности фотосинтеза – по А.А. Ничипоровичу на уровне организма в древостоях каждого возрастного периода в диапазоне от 10–30 до 120–210 лет. Во всех регионах отмечено снижение с возрастом дерева поглощения N в 14,9–93,7; Р – в 18,7–119,9 и K – в 15,4–134,4 раза. Резкое уменьшение поглощения элементов продолжалось до 50–60-летнего возраста, после чего стабилизировалось на крайне низком уровне. Ухудшение поглотительной деятельности корней привело к падению чистой продуктивности фотосинтеза и биологической продуктивности в 2,88–14,0 и 1,64–2,60 раза соответственно. Связь поглощения N, Р и K с чистой продуктивностью фотосинтеза и биологической продуктивностью во всех зонах была высокой положительной. Различия в пределах России в насаждениях 30, 60, 90 и 120 лет величины чистой первичной продукции достигли 5,0, 4,7, 4,6 и 5,2 раза соответственно, а чистой минеральной продуктивности по азоту – 4,0, 4,3, 4,8 и 4,6 раза соответственно. Связь между этими двумя показателями характеризовалась как высокая положительная. Во всех регионах связь между количеством поглощенного корнями ели азота и эффективностью его использования при формировании единицы биомассы была высокой отрицательной. Лучшими регионами для произрастания растений ели оказались центр Русской равнины и Среднее Поволжье, а худшими – Красноярский и Хабаровский (север) края.

Изучена внутривидовая реакция ели обыкновенной (Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.)) на климатические изменения на основе данных о росте 15 климатипов в 31-летних географических культурах севера Русской равнины (Архангельская и Вологодская области), имитирующих потепление и похолодание. Сравнили фактические высоту и диаметр в пункте испытания и расчетную высоту в местах произрастания исходных насаждений, определенную путем перерасчета фактических данных о росте потомства через широтные коэффициенты роста, предложенные И.В. Волосевичем для севера Русской равнины. Разница между расчетными и фактическими показателями роста соответствующего климатипа в пункте испытания составила отклик климатипа на изменение условий произрастания. Отклик сопоставляли с различиями в климатических характеристиках (сумма эффективных температур выше 10 ºС) и географических координатах мест происхождения и мест произрастания ели. Ель имеет примерно одинаковую норму реакции при перемещении потомства на равную величину градиента (северная широта) к югу или к северу и при изменении климатического фактора (сумма температур выше 10 ºС) в сторону потепления или похолодания. При изменении суммы температур выше 10 ºС на каждые 100 ºС разница в приросте по высоте и диаметру будет составлять 0,48 м и 0,42 см соответственно. На каждый градус изменения северной широты – в среднем 0,50 м и 0,44 см по высоте и диаметру соответственно. Для происхождений из подзоны северной тайги, преимущественно представленных елью сибирской (P. obovata), отклик реакции вида будет в 2 раза ниже, чем для происхождений ели гибридной (Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.)) из подзоны средней тайги. Рассчитанные величины отклика по высоте и диаметру для ели обыкновенной необходимо учитывать при регламентации перебросок семян, использовать в прогнозах при адаптации мероприятий лесного хозяйства к предстоящим климатическим изменениям.

Проанализированы последствия проведения рубок ухода на постоянной пробной площади. Объектом ухода служили естественные чистые одновозрастные сосняки сухих аридных условий произрастания Казахского мелкосопочника (на примере Государственного национального природного парка «Бурабай»). Первый прием рубок проведен в 1994 г. под руководством А.А. Вейсмана в 25–30-летних насаждениях, интенсивность – от 12,5 до 49,7 %. Кроме рабочих секций заложенная в ходе исследований пробная площадь имела контрольные секции, где рубки ухода не осуществлялись. Через 70 лет после начала эксперимента во всех контрольных и рабочих секциях были установлены таксационные показатели древостоев и проанализированы последствия рубок ухода. Экспериментально доказано, что в сухих сосняках Северного Казахстана запас древостоев в рабочих секциях даже через 70 лет после проведения ухода не достигает объемов запаса в контроле. Указанное относится и к секциям, пройденным рубкой слабой интенсивности. В то же время рубки снижают запас напочвенных горючих материалов и сухостоя, увеличивают средний диаметр деревьев пропорционально интенсивности изреживания. Это способствует повышению пожароустойчивости и рекреационной привлекательности насаждений. Отмечена растянутость ряда распределения деревьев по естественным ступеням толщины во всех секциях: количество естественных ступеней толщины в 1,8 раза больше по сравнению с нормативным распределением, что является одним из доказательств специфичности строения исследуемых сосняков. Наиболее перспективно применение рубок ухода сильной интенсивности по запасу. В процессе рубок из древостоя изымаются сухостойные, больные и отставшие в росте деревья. Рубки рекомендуются в 2 приема в возрасте 20–25 и 40–50 лет

В монографии рассмотрены теоретические и практические проблемы экологии и энергосбережения, возникающие при выполнении сельскохозяйственных работ, а также вопросы охраны окружающей среды при борьбе с природными пожарами и пути сохранения окружающей среды при выполнении технологических операций в мелиорации и лесном хозяйстве. Выполнен обзор конструкций рабочих органов ряда сельскохозяйственных агрегатов. Представлен анализ методик расчета режимов резания и параметров рабочих органов корнеподрезчиков, сеялок, грунтометов и орудий для обработки сельскохозяйственных культур на опытных делянках химическими и биологическими препаратами. Предложены малоэнергоемкие технологии механизированной очистки лож водохранилищ. Рассмотрены технологии борьбы с опасными природными явлениями, проблемы эксплуатации тракторных агрегатов в условиях низких температур, экологические проблемы природообустройства, сделаны выводы по их преодолению.

Рассматриваются вопросы по истории развития и становления лесопаркового хозяйства в России; по характеристике системы озеленения пригородных зон; по проведению предпроектных мероприятий в лесопарках; описаны принципы ландшафтной таксации и этапы проектирования в лесопарках; представлена организация работ по благоустройству и содержанию лесопарков. Содержит словарь терминов и понятий, тестовые задания для текущего контроля знаний обучающихся, темы для самостоятельной работы обучающихся, вопросы для подготовки к зачету, библиографический список.

Содержит материалы для самостоятельной подготовки обучающихся, в частности, тестовые задания по темам курса, вопросы для подготовки к защите лабораторных работ и подготовки к зачету, терминологический словарь, библиографический список.

Методические указания подготовлены для выполнения практических и самостоятельной работ (морфологическое описание и определение древесных и кустарниковых растений) по дисциплинам «Инженерное обустройство территорий» и «Основы лесоводства».

Содержит цели и задачи курсового проектирования, его структуру, а также контрольные вопросы по дисциплине «Инженерное обустройство территорий».

Оценено влияние дневных и ночных метеорологических параметров (температуры воздуха, точки росы, относительной влажности воздуха, скорости ветра и количества осадков) на радиальный рост сосны в северной подзоне тайги в черничном, брусничном и кустарничково-сфагновом типах леса. Исследование проведено в Архангельской области вблизи пос. Пинега (подзона северной тайги). Пробные участки были заложены на площадях с разными типами леса, характерными для данной территории. Отобрано 63 керна с 7 наиболее представительных участков. Метеорологические параметры за период 2008–2015 гг. получены цифровой метеостанцией WMR918 H (Huger GmbH, Германия), расположенной на площади исследования и работающей в мониторинговом режиме. В сосняке черничном выявлена высокая корреляция радиального роста с температурами воздуха и точки росы июля (0,80...0,88) и еще более высокая – с ночными значениями этих показателей (0,90). Со скоростью ветра мая, июня и сентября установлена как прямая, так и обратная корреляция: 0,77...0,78 и –0,79…–0,84. На одной из пробных площадей с осадками мая и июня обнаружена обратная корреляция. В сосняке брусничном выявлены сходные с черничным зависимости. В кустарничково-сфагновом типе установлена корреляция с относительной влажностью воздуха. Прямые и обратные связи радиального роста со скоростью ветра свидетельствуют о его различном влиянии на физиологические процессы в листовой пластинке посредством ее охлаждения и усиления транспирации. Значительная вариабельность корреляции в черничном типе, вероятно, вызвана различием в таксационных показателях исследуемых древостоев, а также может являться особенностью сосняков черничных. В целом сосна в черничном, брусничном и кустарничково-сфагновом типах леса имеет сходную реакцию на изменчивость метеофакторов, основным из которых является температурный режим воздуха.

Существует множество методов анализа поверхностных явлений при склейке древесных материалов, взаимного расположения пор на подложке древесины и глубины проникновения жидкого клея в древесину. Наряду с оптическими используются электронно-микроскопические методы, атомно-силовая и сканирующая туннельная микроскопия, позволяющие оценить влияние факторов, характеризующих взаимодействие между молекулами жидкого клея и пористой поверхностью древесины. Для обоснования механизма взаимодействия модифицированных клеев с древесиной использовали фенолоформальдегидную смолу, модифицированную пектолом, и карбамидоформальдегидную смолу, модифицированную лигносульфонатами. Для исследования глубины проникновения клея в шпон применяли метод электронной микроскопии. Для производства фанеры брали модифицированные карбамидо- и фенолоформальдегидный клеи. После кондиционирования подготавливали образцы толщиной 0,025 мм и исследовали их на растровом электронном микроскопе. Показано, что при взаимодействии жидкого модифицированного пектолом фенолоформальдегидного клея с древесиной происходит последовательный рост молекулярной массы веществ и, соответственно, степени (глубины) проникновения. Исследуемые породы древесины – береза, сосна, лиственница – и модифицированные термореактивные карбамидо- и фенолоформальдегидные клеи являются полярными материалами (клей взаимодействует с молекулами древесины с образованием межмолекулярных связей, в том числе водородных). Рост молекулярной массы и свободно сочлененный характер основной цепи (макромолекулы жидкого модифицированного клея), содержащей в большом количестве полярные функциональные группы (клея и древесины), способствуют межмолекулярной ассоциации. Формирование клеевого соединения на основе модифицированного лигносульфонатами карбамидоформальдегидного клея с древесиной происходит за счет химического взаимодействия между гидроксильными группами макромолекул целлюлозы и метоксильными группами карбамидной смолы с образованием сложных эфиров (атомы водорода гидроксильных групп ОН замещены на углеводородные радикалы R). Образование связи между клеем и поверхностью древесины – результат действия сил молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз жидкий клей – древесина, когда расстояние между молекулами одинаковой полярности (клея и древесины) составляет менее 0,5 нм. Далее наступает адсорбционное равновесие.

Рассматриваются специализированные лесопожарные машины, необходимые для тушения лесных пожаров. Представлен обзор отечественной и зарубежной современной лесопожарной техники и методов борьбы с лесными пожарами. Отмечается, что общим недостатком тепловой защиты лесопожарной машины является быстрый нагрев поверхностей ограждений кабин при ликвидации пожаров в экстремальных условиях. Следовательно, проблема повышения эффективности функционирования лесопожарной машины при тушении пожаров, задачи обеспечения работоспособности, оптимизации параметров и режимов работы, разработка и создание новых огнезащитных материалов, повышение показателей эргономики кабины и безопасности условий труда оператора остаются актуальными. Приводится обоснование оптимизации параметров и режимов работы лесопожарной машины на основе заданной тактической схемы организации тушения лесного пожара. В качестве целевой функции математической задачи оптимизации принята производственная мощность, т. е. площадь, которую можно потушить при помощи лесопожарной машины. В качестве управляющих факторов рассматриваются параметры основного и вспомогательного оборудования: производительность насосов, подающих воду и водные растворы пенообразователей; вместимость водного бака; время оцениваемого периода тушения лесного пожара и огнезащитные свойства элементов конструкции лесопожарной машины, а именно температура самовоспламенения теплоизоляции ограждения кабины. Математическая задача оптимизации решается аналитическим методом. Для проведения численных расчетов и программной реализации используются методы вычислительной математики и прикладного программирования. Решение задачи позволяет рассчитать производственную мощность лесопожарной машины, определить требуемые огнезащитные свойства поверхностей ограждений кабины и предложить новые конструкционные огнезащитные материалы, рекомендовать основное и вспомогательное оборудование. Улучшение эргономических показателей кабин во время тушения пожаров повысит безопасность условий труда оператора. Эффективная работа лесопожарной машины во время борьбы с огнем способствует снижению ущерба, наносимого окружающей среде, и убытков, являющихся последствием уничтожения миллионов гектаров леса.

Рассмотрен метод перемещения мини-трактора при трелевке древесины, заготавливаемой в процессе проходной рубки. При этом анализировали не только горизонтальную структуру древостоя, сформировавшуюся в результате внутривидовой конкуренции, но и партнерские отношения образующих микрогруппы деревьев, расстояние между которыми меньше среднего расстояния между деревьями в древостое. Учтена структура и параметры наиболее характерных микрогрупп, формирующих древостои. Это позволяет выбрать маршрут для мини-трактора и успешно осуществлять его перемещение между микрогруппами, где расстояние между деревьями больше среднего расстояния в древостое. На основе анализа взаимного расположения мини-трактора и деревьев смежных микрогрупп, в которых проезд мини-трактора с прицепным устройством вызывает значительные риски повреждения деревьев, построен алгоритм маневрирования для этой транспортной системы и сформулированы ограничения ее входа в створ. Показано, что вход мини-трактора в створ между деревьями под прямым углом обеспечивает наилучшие условия пересечения створа. Минимальный радиус поворота транспортной системы, включающей мини-трактор с прицепным устройством, при перемещении под пологом древостоя должен быть меньше радиуса большей части микрогрупп, формирующих древостой. Выполнен расчет ширины коридора, необходимого для прохода мини-трактора с прицепным устройством при трелевке сортиментов длиной от 2 до 6 м в случае проведения проходной рубки в древостоях Iа, I, II и III классов бонитета при изреживании до относительной полноты 0,7. Показана возможность обоснования длины сортиментов при проведении проходной рубки в зависимости от бонитета и возраста древостоя. Установлено соответствие параметров мини-трактора и длины сортиментов густоте формируемого древостоя, обеспечивающее беспрепятственное маневрирование мини-трактора с прицепным устройством при перемещении под пологом древостоя. Приведены рекомендации по коррекции маршрута при ширине требуемого коридора большей, чем среднее расстояние между деревьями в древостое.

В настоящее время в Азербайджане приоритет отдается развитию ненефтяного сектора. Активно развивается горнодобывающая промышленность, призванная стать одним из его локомотивов. Это наносит ущерб экологии региона. Одной из причин деградации лесов на западе страны стала интенсивная деятельность по добыче полезных ископаемых. Исследовано взаимовлияние состояния лесных массивов и наличия в почве минералов, содержащих оксиды железа, в регионе Малого Кавказа, который охватывает два промышленно развитых района Азербайджана – Дашкесанский и Кедабекский. По материалам спутниковых съемок за значительный период времени вычислены спектральные индексы растительности. Показан процесс обработки космических снимков, включающий их предварительную обработку, спектральный, геопространственный и корреляционный анализ для нахождения количественных коэффициентов связи доли оксидов железа в почве и состояния леса. Спектральный анализ позволяет определить состояние леса путем вычисления вегетационного индекса SIPI, а также наличие в почвах региона минералов, содержащих оксиды железа, – через мультиспектральный индекс Ferric oxides. Геопространственный анализ предназначен для оценки состояния леса в местах залежей указанных минералов. Корреляционный анализ – для сравнения процессов деградации в исследованных районах. Приводятся электронные карты, составленные путем наложения карт состояния лесных массивов и карт содержания оксидов железа. Отмечается динамика, подтверждающая увеличение доли разрушенных лесов в районах исследований.

Представлены фотометрическое устройство и методика, позволяющие в полевых условиях с максимальными детализацией и точностью быстро фиксировать характеристики органов или частей древесных растений в процессе их роста. Методика апробирована при изучении сезонной динамики интродуцированного в условия средней тайги вида Viburnum lantana L. и вида местной флоры V. opulus L. Показано, что в ритмике сезонной динамики видов есть отличия, связанные с влиянием текущего и предшествующего состояний окружающей среды. Наибольшая зависимость наступления начала роста и основного числа фенодат наблюдается от температуры воздуха. Выявлено, что ранние начало и окончание вегетации свойственны V. opulus. Рост и развитие V. lantana происходят при более теплой погоде. Побеги V. opulus начинают расти 18–21 мая, через 11 сут. рост отмечается у V. lantana. Побеги V. opulus прекращают расти 19 июня, побеги V. lantana – на 7 сут. позже. Наиболее длинные побеги текущего года (101 мм) формируются у V. lantana, это на 26 мм больше, чем у V. opulus. Начало роста побегов у V. opulus отмечается при среднесуточной температуре воздуха +4,7 °С и сумме положительных температур 187 °С, у V. lantana данный процесс начинается соответственно при +8,8 °С и 308 °С, причем для начала роста виду требуется 6 дн. со среднесуточной температурой выше +10 °С. Таким образом, изучаемые виды рода Viburnum можно условно разделить на 2 категории: рано (V. opulus) и поздно (V. lantana) начинающие и заканчивающие сезонное развитие. Культивированный в таежную зону V. lantana относится к высокоперспективным видам интродуцентов, поэтому он может быть рекомендован для введения в культурценозы и озеленения населенных пунктов таежной зоны.

Лесные экосистемы играют большую роль в стабилизации климата, и непрерывный мониторинг их биомассы имеет первостепенное значение. Технология бортового лазерного сканирования получила широкое распространение при оценке биомассы деревьев за счет дистанционной регистрации таких таксационных показателей деревьев и древостоев, как ширина и площадь проекции кроны, высота дерева и древостоя. В работе использована авторская база эмпирических данных 1550 модельных деревьев ели Picea L. и 535 пихты Abies L. Евразии. База данных содержит сведения о высоте дерева, ширине и длине кроны, биомассе ствола, листвы, ветвей и корней. Выявлено, что наибольшую информативность имеют 2-факторные аллометрические модели компонентов биомассы, включающие в качестве независимых переменных ширину кроны и высоту дерева. Для всех компонентов биомассы установлена положительная связь с шириной кроны и высотой дерева. На статистически достоверном уровне биомасса компонентов одинаковых по размеру деревьев пихты на 45–71 % больше, чем у ели. Это можно объяснить тем, что при одной и той же высоте дерева ширина кроны у пихты на 11 % меньше по сравнению с елью. Оценен вклад зимних температур и осадков в изменчивость компонентов биомассы. Биомасса всех компонентов равновеликих деревьев описывается пропеллерообразной 3D-зависимостью. В теплых регионах при повышении количества осадков биомасса увеличивается, по мере перехода к холодным регионам зависимость характеризуется противоположным или нейтральным трендом. С ростом температуры во влажных регионах биомасса становится больше, по мере перехода в сухие условия – меньше. Включение в аллометрическую модель длины кроны как дополнительной независимой переменной практически не улучшило ее прогностическую способность. Вклад таксационных показателей деревьев, их видовой принадлежности и климатических переменных в объяснение изменчивости компонентов биомассы составляет соответственно 72,9; 13,5 и 13,6 %. Климатические переменные в наибольшей степени объясняют изменчивость биомассы стволов и надземной биомассы (от 18 до 20 %), в наименьшей степени – хвои и ветвей (от 8 до 9 %). Полученные результаты могут быть полезны при лазерном мониторинге биомассы лесов и прогнозировании возможных изменений структуры биомассы деревьев в случае климатических отклонений

Проанализирована и обобщена информация по селекции и селекционному семеноводству основных лесообразующих и важных в коммерческом отношении для стран Северной Европы и России пород: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и ели обыкновенной (Picea abies (L.) H. Karst). Показано, что в таких странах, как Швеция и Финляндия, за последние 40–50 лет полностью завершен первый (начальный) цикл плюсовой селекции и активно осуществляются работы второго цикла. В аспекте селекционного семеноводства это означает постепенную замену лесосеменных плантаций I порядка на лесосеменные плантации повышенной генетической ценности – I,5 и II порядков. К середине ХХI столетия прогнозируется повышение продуктивности вновь создаваемых искусственных древостоев по запасу стволовой древесины на 20–25 % за счет селекционной работы. В европейской части России в последней трети ХХ столетия начат первый цикл плюсовой селекции, который, к сожалению, не был завершен. Однако проведены успешные и местами достаточно масштабные работы по фенотипическому отбору в естественных насаждениях плюсовых деревьев и закладке лесосеменных плантаций I порядка, сформирована селекционная популяция I. Последнее позволяет заложить необходимые площади мультипликационных популяций повышенной генетической ценности – лесосеменные плантации I,5 порядка. Хотя достичь этого во многих субъектах Северо-Западного федерального округа невозможно по причине недостаточного количества отобранных плюсовых деревьев, а главное – крайне малой площади испытательных культур. В настоящее время подавляющее большинство первоначально отобранных плюсовых деревьев остаются не проверенными по потомству, что блокирует возможность дальнейшего развития системы плюсовой селекции. В России также отсутствует специальное селекционное районирование основных лесообразующих пород, обеспечивающее пространственную организацию проведения селекционных работ и использования семян с лесосеменных плантаций. Для достижения прогресса в данном направлении необходимо разработать федеральную программу по сохранению и рациональному использованию лесных генетических ресурсов РФ в совокупности с рядом подпрограмм по генетическим исследованиям и селекции важнейших видов-лесообразователей с учетом современных достижений в области молекулярной генетики и биотехнологии.

Одним из определяющих вопросов при лесовосстановлении становится обеспечение в необходимых объемах посадочным материалом должного качества и установленных требований. Цель исследования – обоснование технологических возможностей и коммерческой привлекательности создания тепличного комплекса, ориентированного на арендаторов лесных участков малого и среднего бизнеса. Принята гипотеза о том, что расположение лесовосстановительной инфраструктуры вблизи мест происхождения семян и высадки посадочного материала обеспечивает лесохозяйственный и экономический эффекты в виде повышенной приживаемости лесных культур и большего прироста молодых насаждений. Основанием для такого подхода стали результаты исследований селекционного семеноводства хвойных пород (сосна, ель), семенной продуктивности и семенного происхождения за 1967–2017 гг. на территориях Республики Коми, Республики Карелии, Мурманской, Архангельской и Вологодской областей. В статье определена роль и формы партнерских отношений государства и лесного бизнеса при создании инфраструктурных объектов лесовосстановления. Методологическую основу исследования составили системный анализ и экономико-математические методы. Изучены состояние рынка посадочного материала в рассматриваемом регионе, специфика государственно-частного партнерства при возведении и дальнейшем содержании объектов лесной инфраструктуры. Рассчитана эффективность инвестиционного проекта и обоснована стоимость посадочного материала. Результатами научно-исследовательской работы являются структура затрат на выращивание сеянцев сосны в одну ротацию, расчет трансфертной (внутрифирменной) цены на конечный продукт. Приведены примеры участия государства в финансировании лесной отрасли в рамках государственно-частного партнерства. Эффективность создания и функционирования тепличного комплекса рассчитана по чистому денежному потоку, рентабельности инвестиций и сроку их окупаемости (по вариантам софинансирования государством и бизнесом). Полученные результаты адресованы арендаторам лесных участков, государственным структурам, отвечающим за организацию и управление отраслью. Приведенные расчеты могут быть использованы в лесном планировании и при разработке стратегических документов развития лесного комплекса.

Республика Гана входит в число 50 стран мира с самым высоким биологическим разнообразием видов растений и животных. Сеть лесных заповедников в стране является основой сохранения богатого биоразнообразия. В начале XX в. 1/3 территории Ганы была покрыта естественными тропическими лесами. Эти леса сейчас относятся к категориям заповедников и незащищенных участков. В Гане два основных типа растительности: саванны и леса – их особенности определяются количеством осадков, степенью влажности, геологией и почвами. В ходе инвентаризации лесных ресурсов Ганы выяснилось, что площадь лесов сократилась на 19 %. Сохранение биоразнообразия, смягчение последствий изменения климата, экотуризм и улучшение условий жизни стали важными направлениями в лесном хозяйстве Ганы. Это привело к значительным изменениям способов управления лесами и их эксплуатации. Массовые программы облесения, начатые в стране, способствуют сохранению многих популяций флоры и фауны. Лесной сектор включает лесное хозяйство и деревообрабатывающую промышленность, которые вносят значительный вклад в валютную выручку Ганы за счет экспорта изделий из древесины. В 2015 г. выручка от экспорта первичной лесной продукции составила 230,2 млн долл. США. В Гане 26 видов древесных пород используются для производства различных частей садовой мебели на экспорт. В лесном секторе занято более 100 тыс. рабочих. Гана получает огромные доходы от экспорта пиломатериалов и изделий из дерева, благодаря чему существует программа облесения. Политика правительства заключается в том, чтобы обязать все лесопромышленные предприятия, вырубающие деревья, высаживать саженцы для восстановления тропического леса. Гана готова к масштабным лесовосстановительным акциям в целях внесения вклада в решение проблем обезлесения, изменения климата, с которыми сталкивается человечество.

Результаты работы направлены на формирование представлений об особенностях молекулярной подвижности компонентов наружных и внутренних слоев материала древесностружечной плиты в диапазоне температур от комнатной до 275…300 ºС, а также на выявление факта недоотверждения связующего во внутренних слоях. Приведены данные о температурных зависимостях динамического модуля сдвига наружных и внутренних слоев материала древесностружечной плиты, полученные методом динамического механического анализа на крутильном маятнике. Обнаружены значительные отличия в характере зависимостей для образцов, взятых на разном удалении от поверхностных слоев. Для материала наружных слоев характерна типичная тенденция непрерывного неравномерно-последовательного уменьшения динамического модуля сдвига с ростом температуры, свойственная большинству полимерных и композитных материалов. Во внутренних слоях при температуре 140±5 ºС выявлено кратковременное скачкообразное увеличение динамического модуля сдвига относительно соседних участков, не характерное для материалов, находящихся в стабильном состоянии. Кроме того, имеет место тенденция уменьшения динамического модуля сдвига материала древесностружечной плиты при комнатной температуре с удалением от наружных слоев, обусловленная неоднородным фракционным составом и различиями в характере процессов химической сшивки при горячем прессовании. Высказано предположение, что обнаруженное аномальное увеличение динамического модуля сдвига во внутренних слоях материала при температуре 140±5 ºС является признаком протекания процесса доотверждения связующего непосредственно в условиях его нагрева при измерении динамического модуля сдвига методом динамического механического анализа. Сделан вывод, для образца древесностружечной плиты характерно максимальное отверждение термореактивного связующего в слоях, отстоящих от обеих поверхностей до 4,5…5,0 мм. Во внутренних слоях, отстоящих от поверхностей на расстояние более 5,5 мм, происходит частичное недоотверждение связующего. Таким образом, показано, что метод динамического механического анализа может быть использован в качестве инструментального средства контроля за наличием во внутренних слоях материала древесностружечной плиты компонентов термореактивного связующего, недоотвержденных в процессе горячего прессования, что поможет получить материал с более стабильными характеристиками.

При работе многооперационных лесных машин необходимо проводить статистическую оценку параметров и объемов заготовленной древесины с целью увеличения выхода круглых лесоматериалов и повышения общей производительности лесозаготовительных работ. Современные валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины оборудованы множеством датчиков системы контроля–управления архитектуры CAN, а также имеют в бортовой системе программное обеспечение, способное собирать и сохранять входные данные по разным типам файлов для поддержания непрерывной корректной работы машины. Одним из основных типов файлов являются форматы .stm (файлы ствола). Эти файлы представляются в двух видах: одни содержат информацию по каждому отдельному стволу дерева в разных файлах, а другие хранят все данные по всем стволам в одном. При анализе работ, проведенных на лесосеке, самым актуальным является применение второго типа stm-файлов. Однако использовать каждый раз файлы .stm для получения информации неудобно, поэтому возникает необходимость в преобразовании исходных данных в табличный формат для простоты их трансфера и принятия решений в условиях риска и неопределенности. Предложена методика трансфера таких данных в табличный формат .csv с помощью библиотек языка программирования Python pandas, numpy, seaborn, matplotlib, которые помогают быстро и эффективно обрабатывать большие массивы данных и отображают их графически. При трансфере были использованы данные, полученные при работе двух операторов на машине среднего класса Ponsse Ergo 8W в типичных природно-производственных условиях арендной базы АО «Монди СЛПК» (Республика Коми, зона средней тайги). Оценена эффективность работы операторов. Получены функции для определения объема ствола дерева на основе отчетных данных с лесных машин. Анализ структурированных данных о работе многооперационных лесных машин способствует совершенствованию принятия решений при последующей валке деревьев с выбором породы, что обеспечивает наибольший объем выхода круглых лесоматериалов. Кроме того, есть возможность корректировать сортиментные таблицы (APT-матрицы) для кратко- и среднесрочного планирования объемов заготовки сортиментов.

Взаимное влияние ветровой нагрузки и лесных насаждений достаточно хорошо изучено. К настоящему времени в данной области накоплен и отражен в публикациях большой объем ценной научной и практической информации. Известны данные о повреждении ветровой нагрузкой насаждений, ее воздействии на их прирост, а также о способности лесных насаждений снижать скорость и силу ветра. Тем не менее проблемы воздействия ветра как на отдельные деревья, так и на лесные массивы не теряют актуальности. Анализ литературы и интернет-ресурсов показал, за рамками исследований остался вопрос о влиянии ветровой нагрузки на качество выращиваемой древесины. Для каждой местности многолетние наблюдения и построенная на их основе роза ветров позволяют определить преобладающие силу и направление ветра. Зная особенности влияния ветровой нагрузки на качество лесоматериалов, получаемых после рубки насаждения, можно прогнозировать процент выхода деловой и низкокачественной древесины, а при плантационном выращивании леса целевым образом влиять на этот показатель, высаживая посадочный материал с учетом этих данных. Разработана методика для теоретической оценки вероятности появления критических деформаций коры в сжатой зоне, которая образуется при изгибе растущего дерева под действием ветровой нагрузки. В качестве теоретической основы методики использованы классические исследования критического состояния сжатых стержней на упругом основании. Роль стержня выполняет участок коры растущего дерева, а роль упругого основания – камбий и другие живые клетки, находящиеся между корой и древесиной ствола. Для получения количественных оценок предложено соотношение, достаточно простое для практического применения. Адекватность результатов моделирования подтверждена их согласованностью с опытными данными. Применение разработанной методики показано на примерах.

Калачевский район Волгоградской области относится к регионам, требующим стабилизации использования природных ресурсов. Озеленительные и агролесомелиоративные мероприятия обеспечат ресурсный потенциал ландшафтов района при возрастающей рекреационной и природной нагрузке. Исследования выявили, что различия в таксационных показателях, развитии, плодоношении и устойчивости растений обусловлены почвенно-климатическими условиями и антропогенным воздействием. Объекты исследований – древесные виды, преимущественно европейских ареалов: каштан посевной – Castanea sativa Mill., сосна Палласа (крымская) – Pinus pallasiana D. Don., яблоня лесная – Malus sylvéstris Mill., тополь белый (серебристый) – Populus alba L., ива белая (плакучая) – Salix alba L., дуб черешчатый – Quercus robur L., ясень обыкновенный – Fraxinus excelsior L., тополь пирамидальный – Populus nigra var. italica Münchh., вяз шершавый – Ulmus glabra Huds., смородина золотистая – Ribes aureum Pursh., сирень обыкновенная – Syringa vulgaris L., карагана кустарниковая – Caragana frutex (L.) K. Koch., бирючина обыкновенная – Ligustrum vilgare L., магония падуболистная – Mahonia aquifolium (Pursh) Nutt., шиповник коричный – Rosa cinnamomea L. Установлено, что относительно устойчивыми видами в Калачевском районе являются яблоня лесная, смородина золотистая (обладающая наилучшей устойчивостью к засолению), карагана древовидная, вяз шершавый, магония падуболистная, но они уступают по таксационным показателям и быстроте роста тополям, ивам, сирени, каштанам. По ряду хозяйственно ценных признаков наилучшие показатели отмечены у каштана, ели, яблони, тополя, ивы, вяза, ясеня и шиповника. Наивысшим баллом декоративности для озеленительных насаждений обладают каштан, смородина, магония, сирень, бирючина, шиповник коричный. Наилучшими показателями плодоношения отличаются каштан, шиповник и дуб; средними – ясень и бирючина. Наиболее ярко выраженная стадия рекреационной дигрессии наблюдается на участках, удаленных от населенных пунктов: отмечаются загущение посадок, отсутствие санитарных рубок, средняя проходимость. Участки возле водоемов, а также скверы и парки требуют санитарного ухода, снижения рекреационной нагрузки и подбора видов из рекомендованного ассортимента деревьев и кустарников. Для обеспечения наибольшей устойчивости насаждений и получения быстрого лесоводственного эффекта в состав защитных и озеленительных насаждений засушливого региона должны быть включены долговечные, быстрорастущие виды, а также плодовые кустарники, рекомендованные в основной ассортимент.

Ареал лиственницы европейской (Larix decidua Mill.) охватывает Среднюю Европу, а в Подмосковье этот вид произрастает вне своей естественной области распространения. В посадках данная порода характеризуется быстрым ростом, устойчивостью, хорошими почвозащитными и водоохранными свойствами, а также высоким качеством древесины. Все виды лиственницы в Московском регионе положительно зарекомендовали себя с точки зрения высокой адаптивной способности, зачастую они продуктивнее местных хвойных лесообразующих пород. Аналогичные результаты получены лесоводами в Центральной и Восточной Европе: прирост по запасу в ряде польских популяций лиственницы в 50−60-летнем возрасте может достигать 10−15 м3/га в год, вот почему в этих странах широко используют данную древесную породу. Цель – изучение роста и производительности климатипов лиственницы европейской за границами ее естественного ареала. Исследованиями были охвачены опытные объекты интродукции лиственницы европейской, расположенные на территории центра Русской равнины в пределах Московского региона. Из всех климатипов лиственницы европейской, лиственница польская характеризуется самыми высокими показателями роста по высоте и диаметру, а также по накоплению стволового запаса. Она формирует насаждения с очень крупными стволами и отличается повышенной величиной почвенно-светового текущего прироста по диаметру стволов. По лесоводственному эффекту лиственница польская превосходит насаждения лиственницы европейской судетского происхождения. В итоге лиственница польская из всех рассмотренных провениенций обладает неоспоримыми преимуществами по быстроте роста и накоплению запаса стволовой древесины, что является весомым аргументом в вопросе ее расширенной интродукции как перспективной хвойной породы для целевого лесовосстановления. Худшими показателями роста и продуктивности характеризуется лиственница европейская из Шотландии. Однако в целом все климатипы лиственницы европейской успешно адаптируются в условиях центра Русской равнины и по таксационным показателям превосходят все местные хвойные лесообразующие породы.

Цель исследования – анализ изменчивости и разработка математических моделей оценки биомассы и объема коры, объема ствола в коре, доли коры деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.), произрастающих в естественных порослевых и искусственных древостоях. Модели основаны на данных 107 и 95 деструктивно отобранных деревьев соответственно в естественных порослевых и искусственных древостоях – по 10 пробных площадей на каждый тип древостоев, представляющих различные стадии роста. Модельные деревья были распилены на 2-метровые секции, объемы которых в коре и без коры рассчитаны с использованием формулы Губера. Общий объем ствола дерева в коре и без коры получен суммированием объемов всех секций и конического объема вершины дерева. Разница двух этих параметров составила объем коры. Биомасса коры определена непосредственным взвешиванием с последующим переводом в абсолютно сухую массу. Оценены корреляционные связи дендрометрических параметров и выбранных характеристик дерева. В сравнительном аспекте изучена эффективность 3 моделей регрессии с использованием в качестве независимых переменных диаметра на высоте 1,3 м и высоты дерева. Биомасса и объем коры, объем ствола в коре сильно зависят от данных величин. Для объемной доли коры в естественных порослевых липняках эта корреляция очень слабая, в искусственных – незначимая. Объемная доля коры для каждого дерева рассчитана как отношение разности объема ствола в коре и без коры к объему ствола в коре. Для прогнозирования биомассы и объема коры, объема стволов в коре деревьев липы мелколистной выбрано уравнение, показавшее лучшие статистические характеристики с точки зрения соответствия. Модели оценены с использованием метода взвешенных наименьших квадратов, с учетом присущих ошибок, гетероскедастичности, путем придания каждой модели своей весовой функции отдельно для естественных порослевых и искусственных древостоев, существенно различающихся между собой по морфометрическим признакам.
Для цитирования: Габделхаков А.К., Коновалов В.Ф., Рахматуллин З.З., Блонская Л.Н., Фазлутдинов И.И. Модели для оценки биомассы и объема коры деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 21–36. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-21-36

Осина характеризуется быстрым ростом, неприхотливостью к условиям местопроизрастания, ценной древесиной и рядом других полезных свойств. На евроазиатском материке наибольшие площади занимает осина вида Populus tremula L. К сожалению, она имеет значительный недостаток – поражаемость сердцевинной гнилью Fomes igniarius Fr. Множество исследователей проводили селекционный отбор гнилеустойчивых насаждений и отдельных деревьев осины в естественных лесах, а затем перешли к искусственной гибридизации. Кроме различных вариантов скрещиваний представляет интерес факториальная гибридизация, при которой несколько женских особей скрещиваются с несколькими мужскими. Полученные при этом гибриды позволяют определить наилучшие родительские индивидуумы или их пары. Впервые факториальная гибридизация P. tremula в стране была осуществлена в Центрально-Черноземном регионе России в 2015–2016 гг. в рамках международного сотрудничества с германским Институтом лесной генетики имени Тюнена по проекту MARussiA. Цель работы заключалась в проведении гибридизации, создании полевого опыта по сортоиспытанию полученных гибридов и наблюдении за ними для выявления лучших гибридов и родителей. Гибриды испытывали на опытных полевых объектах в Воронежской и Липецкой областях. В настоящей публикации приведены результаты полевых испытаний на Латненском сортоиспытательном участке в Семилукском районе Воронежской области (51°42′ с. ш. 38°56′ в. д.; общая площадь – 2160 м2). Сохранность астений разных гибридных семей в 4-летнем полевом опыте колебалась от 67 до 100 %. В среднем она была 88 %. Средняя высота растений этого возраста в отдельных семьях варьировала от 349 ± 38,7 до 510 ± 30,0 см, составляя в среднем по опыту 419 см. Средний диаметр на высоте 1,3 м равнялся 3,4 см с колебаниями по семьям от 2,4 до 4,6 см. Средние по семьям размеры видовых цилиндров гибридов осин – 3,5 дм3 с колебаниями от 1,7 до 7,7 дм3. Предварительно установлены общая и специфическая комбинационные способности использованных родительских форм. Результаты сопоставлены с результатами испытаний, проведенных в других странах. Выполненные лабораторные и полевые эксперименты по гибридизации P. tremula L. в Центральном Черноземье позволят определить лучшие родительские формы и отобрать ряд хозяйственно ценных гибридов. Для цитирования: Царев А.П., Царева Р.П., Царев В.А., Лаур Н.В. Селекционные испытания факториальных гибридов Populus tremula L. в ювенильном возрасте // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 9–20. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-9-20

В лабораторном практикуме даны требования к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Лесные культуры», раздел «Лесные питомники», предоставлены разъяснения по выполнению, список рекомендуемой литературы.

Учебное пособие посвящено краткому изложению основных вопросов воспроизводства, получения и выращивания поросят, откорма, переработки свинины, заразным и незаразным болезням свиней. Учебное пособие предназначено для бакалавров и магистрантов по направлению 36.03.02, 36.04.02 Зоотехния, 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции и 36.03.01 Ветеринарно-санитарная экспертиза.

В монографии представлены новые знания о последствиях воздействия человека на лесные экосистемы, установлены закономерности формирования и развития лесных экосистем во Вьетнаме под воздействием человека. Полученные данные и результаты исследования использованы для реализации проекта Координационного Комитета (КООРКОМа) по Российско-Вьетнамскому Тропическому сотрудничеству «Сохранение, восстановление и устойчивое использование тропических лесных экосистем на основе изучения их структурно-функциональной организации». Предлагаемые решения будут способствовать повышению качества жизни населения и развитию экономики региона. Кроме того, предложенные подходы позволят понизить антропогенное воздействие на природные ресурсы и будут способствовать сохранению биоразнообразия в районе исследования.

Приведены методы дистанционного исследования лесов и других земель на предмет отнесения их к лесопокрытой площади или другим категориям, методы формирования геоинформационных систем с использованием данных дистанционного зондирования земли.

Формализованное описание процесса строительства, включающее перечень работ, порядок их выполнения, характеристику взаимосвязей между работами, особенности технологии ведения работ, реализуется в организационно-технологических моделях. Наиболее полное математическое описание имеют сетевые модели. Однако у сетевого моделирования строительного потока есть серьезные недостатки. С помощью сетевой модели можно достаточно точно отобразить только взаимосвязь специализированных дорожных потоков при расчленении объекта на участки, равные по величине сменным захваткам. Такие графики эффективны при планировании дорожных работ и оперативном управлении ими в небольшом плановом периоде (декаде, месяце). При укрупнении сетевой модели для перспективного планирования потока нарушается адекватность отображения реального строительного процесса. В разрабатываемых в настоящее время так называемых обобщенных сетевых моделях совмещение процессов и обеспечение их непрерывности достигаются введением связей между работами, которые характеризуются временными параметрами, принимающими любые, в том числе отрицательные значения. Сложность математического описания этих моделей затрудняет их использование при решении оптимизационных задач. Цель – разработка математической модели и алгоритма расчета оперативного регулирования задела при строительстве лесовозных автомобильных дорог. Предложена модель комплексного объектного потока, в которой дискретный характер имеет время работы потока. Это условие реализуется в модели путем деления планового периода работы комплексного потока на равные промежутки времени – интервалы планирования. На основе классификационной схемы задач календарного планирования, а также анализа существующих экономико-математических моделей и методов можно дать следующую характеристику модели комплексного дорожно-строительного потока: модель календарного планирования, разрабатываемая с целью определения оптимальных заделов по элементам дорожной конструкции, является детерминированной (на 1-й стадии), дискретной во времени технологической моделью, в терминах «объемов» – с переменными скоростями ведения работ.

Для обеспечения безаварийного сплава лесоматериалов в плотах на малых и средних реках следует учитывать особенности формирования гибкости плота и выполнять необходимые при этом расчеты. Цель исследования – разработка усовершенствованной методики вычисления показателей, обеспечивающих гибкость плота, изготовляемого из плоских сплоточных единиц. Гибкость плота формируется через установление оптимального интервала между плоскими сплоточными единицами, который непосредственно влияет на показатель гибкости. Минимально допустимый интервал между сплоточными единицами зависит от длины лежней в линейке: лежня, проложенного вдоль выпуклого борта, и лежня, проложенного вдоль вогнутого борта. Длина данных лежней в лесотранспортной единице будет определяться минимальным радиусом поворота сплавного хода, шириной линейки, длиной плоских сплоточных единиц и расстоянием от борта плота до лежня. При установлении оптимального интервала между плоскими сплоточными единицами и гибкости плота принято, что линейка из плоских сплоточных единиц, независимо от сильного свального течения, проходит в габаритах сплавного хода, где ось сплавного хода совпадает с осью плота, а плоские сплоточные единицы, расположенные между 1-й и последней сплоточными единицами, могут свободно перемещаться в продольном направлении. Используя предложенную методику расчета гибкости плота, исследовали зависимости интервала между плоскими сплоточными единицами в плоту от минимального радиуса поворота сплавного хода, ширины линейки и длины плоских сплоточных единиц. Установили, что при увеличении радиуса поворота сплавного хода интервал между плоскими сплоточными единицами уменьшается, а коэффициент гибкости плота увеличивается. Интервал между плоскими сплоточными единицами становится больше с ростом ширины плоских сплоточных единиц, а коэффициент полнодревесности плота в этом случае уменьшается. При увеличении длины плоской сплоточной единицы интервал между плоскими сплоточными единицами растет – коэффициент полнодревесности плота снижается.

Наиболее обширные песчаные массивы на юге Европейской России сосредоточены в поясе сухих степей и полупустынь. Эффективное использование данных земель требует создания защитных лесных насаждений из засухоустойчивых хвойных пород – сосны обыкновенной и сосны крымской. Производительность и долговечность таких древостоев широко варьируют по территории и зависят от наличия дополнительного к атмосферным осадкам водного питания и минеральной обеспеченности корнеобитаемого слоя. В связи с этим особый интерес для лесоразведения представляют песчаные массивы «остепненных» речных долин, сложенные многофазными или однофазными полиминеральными породами. В число важных объектов лесоразведения входит северная (в пределах Волгоградской области), наиболее высокая и дренируемая часть Волго-Ахтубинской поймы. Зарегулирование стока р. Волги Волжской ГЭС привело к перестройке режимов поверхностных и грунтовых вод, становлению новых условий водно-минерального питания и изменению других важных факторов существования лесных экосистем на данной территории. Цель – разработать классификацию экотопов Волго-Ахтубинской поймы по условиям водно-минерального питания, культивирования, ожидаемой производительности и долговечности насаждений сосны. Исследованы связи ростовых показателей древостоев Pinus silvestris L. с почвенно-грунтовыми и гидрологическими условиями на разных экотопах крупногривистой и переходной пойм после зарегулирования стока р. Волги Волжской ГЭС. Выявлены закономерности динамики этой связи. Установлено, что в северной части Волго-Ахтубинской долины (примерно до линии Капустин Яр – Каменный Яр) с усилением слоистости, утяжелением гранулометрического состава корнеобитаемого слоя до супесчаного, понижением уровня поверхности при небольшом удалении от дренирующего русла влагообеспеченность и рост культур сосны обыкновенной улучшаются, повышается лесопригодность экотопов. На почвах, подстилаемых мощными суглинками, существует опасность раннего распада и гибели высокополнотных сосняков в периоды маловодных и засушливых лет. По этим показателям, а также условиям создания лесных культур, производительности и долговечности насаждений выделено 3 группы лесопригодности экотопов. Наименее благоприятные экотопы – на высоких участках гривистой и переходной пойм с маломощными почвами различного состава на однофазных рыхлых песках при глубоком (более 4–5 м) залегании зеркала грунтовой воды в межень. Наиболее благоприятные – хорошо дренируемые участки переходной поймы с легкими почвами на мощных слоистых, преимущественно супесчаных отложениях, а также на песках с близким к поверхности залеганием грунтовой воды. Средние по условиям – слабо дренируемые участки переходной поймы с маломощными супесчаными и суглинистыми почвами на мощных суглинках.

Цель исследования – выявление влияния азота на суточный рост и интенсивность физиологических процессов у сосны. Работы проводились в 2017–2018 гг. в северотаежной зоне Архангельской области. Опытным объектом служил 33-летний кустарничково-сфагновый сосняк (64°45ʹ с. ш.), сформировавшийся из подроста сосны после вырубки материнского древостоя. Установлено, что на Севере в сфагновых лесорастительных условиях рост сосны в высоту имеет максимальную скорость в вечерние (сумеречные) и ночные часы. Наибольшая интенсивность физиологических процессов отмечается в светлое время суток: в результате повышенного фотосинтеза дерево получает необходимые для нормального роста энергопластические вещества. В отличие от лишайниковых сосняков, в которых корни не подвержены действию заболачивания, в избыточно увлажненных кустарничково-сфагновых сосняках сосна растет значительно медленнее и в течение суток имеет менее выраженную, чем в сосняках лишайниковых, интенсивность физиологических процессов. Низкая скорость роста и физиологических процессов у сосны в кустарничково-сфагновом сосняке обусловлена нарушением работы ее корневой системы в результате корневого анаэробиоза, вызываемого затоплением. Постоянная избыточная влажность почвы и, как следствие, ее пониженная аэрация, подавляя поглотительную деятельность и синтетические процессы корней, снижают эффективное действие азота на рост сосны в этих условиях. Вносимые в кустарничково-сфагновые сосняки азотные удобрения в целом позитивно влияют на ростовые и физиологические процессы сосны, однако значительно слабее, чем в сухих лишайниковых борах. Под действием дозы N180 у сосны на 30 % усиливается суточный рост в высоту, существенно возрастает интенсивность фотосинтеза, в результате сокращения расхода воды на транспирацию нормализуется водный режим и повышается продуктивность транспирации. Эти позитивные изменения в ростовых и обменных процессах, происходящие под действием вносимых в древостои азотных удобрений, улучшают функциональную деятельность сосны и повышают (в случае дополнительного осушения) продуктивность избыточно увлажненных кустарничково-сфагновых сосняков.

Экспериментальная проверка влияния происхождения семян рода Larix на свойства выращенных из них деревьев была начата в прошлом столетии, а попытки вводить лиственницу в условиях лесостепи предприняты еще в 80-х гг. XIX в. Однако общей взаимосвязанной картины факторов, определяющих успешность произрастания лиственницы в условиях лесостепи, до сих пор нет. Цель исследований – выявить влияние на устойчивость и продуктивность лиственничных насаждений в условиях Центральной лесостепи Воронежской области происхождения семян. Объектом стали коллекционно-географические культуры Larix, заложенные в 1955 г. в 7-м квартале Животиновского лесничества Воронежского государственного лесотехнического универ- ситета. Выявлено, что не все представленные формы лиственниц можно рекомендовать для условий С2 Центральной лесостепи Воронежской области. Отмечено, в условиях С2 на серых лесных песчаных почвах хорошо чувствуют себя – характеризуются высокими сохранностью и продуктивностью – лиственницы сибирская, Сукачева и европейская; повышенной устойчивостью обладают лиственницы Сукачева архангельского, сибирская иркутского и красноярского происхождений, лиственница европейская из Прибалтики. Однако при введении в насаждения названных форм лиственниц следует учитывать специфичность климата региона: наличие длительных периодов засухи, приводящих к дефициту влаги. В условиях С2 лиственница формирует поверхностную корневую систему, что в засушливый период отрицательно сказывается на росте насаждений, вызывает у деревьев стресс, приводящий к ослаблению древостоя. Особенно существенно это проявляется у экземпляров возрастом 55–65 лет. Ослабленный древостой лиственницы не может противостоять фитофагам – заселению черного соснового усача (Monochamus galloprovincialis (Olivier)), который способствует полному отпаду лиственничного древостоя в изучаемых условиях. Результаты исследования дают связанную картину особенностей формирования лиственничных насаждений в условиях С2 Центральной лесостепи Воронежской области, позволяют выделить формы лиственниц, наилучшие для создания производственных участков выращивания этой культуры в Воронежской области.

Ветрозащитными природными сообществами береговой линии Большого Соловецкого острова являются березовые криволесья, состоящие преимущественно из березы извилистой (Betula tortuosa Ledeb.) с вкраплениями березы пушистой (B. pubescens Ehrh.) и единичным присутствием ели, ивы, осины. Они охватывают остров с востока, запада и юга на ширину от десятков до сотен метров, лишь на севере чередуясь с сосняками, и защищают внутренние лесные фитоценозы от ветровой нагрузки и ветровала. Цель исследования – выявление ветрозащитной роли березового криволесья. Работы выполнены в 3 точках побережья на пробных площадях, в пределах которых заложены трансекты, перпендикулярные береговой линии (всего 41 трансекта). Тип леса – березняки черничные (2 пробные площади) и брусничные (1 пробная площадь). Пробные площади и, соответственно, трансекты заложены в разных по степени изрезанности побережья условиях: в куту полуоткрытого залива (пробная площадь 1), защищенного от ветрового воздействия (конец глухого залива); на мысу морского побережья (пробная площадь 2), испытывающего значительную ветровую нагрузку; на сравнительно ровной береговой линии (пробная площадь 3). На разном расстоянии от берега измерялась скорость ветра с помощью термоанемометра LV-110. Скорость ветра и амплитуда ее колебаний снижаются от берега моря в глубь приморских березовых насаждений. Это изменение носит постоянный и неравномерный характер, зависит от свойств береговой линии, расположения пробной площади. Наибольшая скорость ветра наблюдается на мысу, несколько меньшая на открытом берегу и самая малая – в куту залива. Во всех изученных местах скорость ветра быстро снижается до минимальной, особенно на первых десятках метров березовых насаждений. Березовое криволесье гасит скорость ветра до минимальной на расстоянии около 50 м от берега и защищает от ветра фитоценозы внутренней части острова.
Благодарности: Исследования выполнены в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН (№ государственной регистрации – 122011400384-2).

Приведены результаты изучения многолетней динамики лесов Дарвинского государственного природного биосферного заповедника, оказавшихся вследствие создания Рыбинского водохранилища в измененных условиях природной среды. Многолетнее воздействие водохранилища существенно изменило экологию прибрежных территорий, что обусловило необходимость изучения состояния прибрежных лесов. Объектом исследования стал лишайниковый сосняк, произрастающий в зоне прямого влияния Рыбинского водохранилища. Для изучения направления и скорости процессов роста и развития древостоя на пробных площадях проводилось его геоботаническое описание, определялись таксационные характеристики. Основное внимание уделялось динамике живого напочвенного покрова как индикатора почвенно-гидрологических условий, состояния древостоя, подроста и подлеска. Установлена связь процессов роста и развития подтопляемых древостоев с климатическими особенностями периодов роста, особенностями рельефа и уровенным режимом водохранилища. Согласно расчету эффекта влияния подтопления, характеризующего импульсы отклонения показателей продуктивности древостоя сосны, в условиях выраженного мезорельефа и глубокого залегания грунтовых вод в маловодный период эффект был отрицательным, а в многоводный период – положительным. На склонах междюнных понижений с неглубоким залеганием грунтовых вод данное значение оказалось положительным для обоих периодов. Сравнительный анализ абсолютных приростов в подтопляемых и эталонных древостоях выявил существенные различия характера этих изменений. В условиях подтопления средний прирост имеет тенденцию к увеличению, что не свойственно для естественных древостоев в спелом возрасте. Резкие пики подъема текущего прироста соответствуют периоду с наиболее выраженным влиянием подтопления. Значительная подвижность и изменчивость напочвенного покрова свидетельствуют о динамизме изучаемого древостоя: процессы саморегуляции в нем настолько нарушены влиянием водохранилища, что даже сформировавшийся тип леса не в состоянии сохраниться. С позиций динамической типологии И.С. Мелехова изучаемый тип леса в условиях подтопления необходимо рассматривать как тип-этап на пути ускоренного формирования нового типа – сосняка зеленомошного. Полученные выводы, подтверждающие положения динамической типологии, важны как для лесной науки и практики ведения лесного хозяйства, так и для проведения мониторинговых исследований в заповеднике.

Цель исследования – оценить запасы фитомассы произрастающих в Республике Коми северотаежных сосняков зеленомошных и сфагновых типов. Работа выполнена в 2016–2019 гг. на постоянных пробных площадях, расположенных на территории Зеленоборского лесного стационара Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук. По данным модельных деревьев выведены степенные уравнения зависимости массы отдельных фракций от диаметра ствола на высоте 1,3 м для основных лесообразующих пород – сосна, ель, лиственница, береза, – принадлежащих к зеленомошным или сфагновым типам леса. Исследованные параметры характеризуются тесной корреляцией с высокими коэффициентами аппроксимации тренда (R2 = 0,72–0,92). Рассчитан индекс листовой поверхности. Сосняки зеленомошных типов отличаются довольно высокими запасами фитомассы – 136–211 т/га. В древостоях сосняков сфагновых типов сосредоточено 89–96 т/га фитомассы. Несмотря на примесь других древесных пород, ведущий пул – деревья сосны, а основная фракция (46–56 %) – стволовая древесина. Ее вклад и ствола в целом (кора + древесина) выше в сосняках зеленомошных типов по сравнению со сфагновыми, тогда как доля корней в двух этих типах леса примерно одинакова. Участие крон деревьев (хвоя/ листья + ветви) в общих запасах фитомассы сосновых насаждений на автоморфных почвах достоверно ниже (в среднем 17 %), чем в сообществах на полугидроморфных и гидроморфных почвах (в среднем 22 %). Относительно бóльшая масса хвои и листьев стала причиной высокого индекса листовой поверхности, который изменялся от 8,8 до 17,8 и от 7,7 до 9,8 га/га соответственно в сосняках зеленомошных и сфагновых типов. Установлена высокая достоверная (R = 0,88; p = 0,004) взаимосвязь индекса листовой поверхности с суммой площадей сечений деревьев, тогда как с густотой и запасом древесины она статистически незначима. Рассчитаны конверсионные коэффициенты для перевода объема древесины в запасы фитомассы отдельных фракций и пород в целом. Приведенные данные полезны для оценки продуктивности сосновых экосистем в разных условиях произрастания при проведении мониторинга лесов (в т. ч. методами дистанционного зондирования), а также при планировании лесохозяйственных мероприятий с целью повышения продуктивности сосновых лесов. Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Института биологии Коми НЦ УрО РАН по теме НИР «Зональные закономерности динамики структуры и продуктивности первичных и антропогенно измененных фитоценозов лесных и болотных экосистем европейского северо-востока России» (регистрационный номер 1021051101417-8-1.6.19). Авторы благодарят Н.В. Торлопову, А.И. Патова и С.И. Наймушину за помощь в проведении полевых работ.

Рассмотрены классификации лесов, местообитаний и растительности на общеевропейском уровне на примере классификации европейских типов леса (EFT), классификации местообитаний EUNIS и созданной фитосоциологами Европейского обследования растительности (EVS) классификации растительности Европы. Тип леса в EFT – крупная единица лесной растительности, выделяемая в пределах биогеографических регионов по общности лесорастительных условий, структуре и продуктивности насаждения, степени антропогенной трансформации. Учет сукцессионной динамики лесных биогеоценозов прорабатывается на теоретическом уровне. Практически учет возможен за счет информации из классификации местообитаний EUNIS, которая связана с классификацией EVS кросс-ссылками. Классификация EUNIS представляет собой общеевропейский эталонный набор единиц местообитаний. При ее создании были использованы результаты предыдущих масштабных исследований, завершившихся созданием ряда классификаций биотопов, почвенного покрова и морских местообитаний. Классификация EVS – это всеобъемлющая иерархическая синтаксономическая система союзов, порядков и классов синтаксономии Брауна-Бланке для произрастающих в Европе сосудистых растений, мхов, лишайников и водорослей. Достоинствами EFT являются включение антропогенных воздействий в число ключевых диагностических признаков типа леса, которые оцениваются за счет выявления степени натуральности лесов, количества лесных видов, характера и интенсивности антропогенного воздействия; наличие перекрестных связей с другими системами классификации растительности, местообитаний и типов леса, применяемыми как в рамках национальных систем инвентаризации лесов, так и на уровне ЕС. Использование реализованного в классификации фитоценологических альянсов, в настоящее время известной под названием EVS, эколого-флористического подхода Браун-Бланке дает возможность проведения детального экологического анализа, учета не только продуктивности древостоя, но и уровня биоразнообразия в нем, что делает классификацию более полезной для научных исследований и охраны природы. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 20-14-50422) и по грантам Министерства науки и высшего образования FEUG 2020-0013 и FEUZ 2021-0014.

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной форм обучения по направлению подготовки 35.03.01 «Лесное дело», про-филь Лесное хозяйство. Приведен порядок работ и основные требования ведению расчетно-измерительных работ при таксации отдельных деревьев и насаждений в целом. Представлены варианты вычислений основных таксационных показателей. Дано детальное описание хода выполнения расчетов по разделам. Содержат основные требования, предъявляемые к структуре, порядку выполнения и оформлению курсовой работы, справочные материалы, индивидуальные задания и рекомендуемую литературу.

Лесная экосистема является типичным примером функционирования открытых термодинамических систем. Проанализировано изменение энтропии открытой термодинамической системы, в которой могут реализовываться следующие процессы: поглощение коротковолнового солнечного излучения – процесс дифференциации; процесс общего роста биомассы, связанный с расходом ресурсов на дыхание и конкуренцию. В результате действия этих процессов в систему поступает отрицательный поток энтропии, а в самой системе производится положительная энтропия. С ростом древостоя его биомасса достигает максимума, что соответствует стационарному состоянию в экосистеме. Показано, что согласно принципу (теореме) Пригожина удельное производство энтропии в открытой системе принимает минимальное положительное значение. При дальнейшем увеличении возраста древостоя стационарное состояние открытой термодинамической системы переходит к равновесному: биомасса насаждения уменьшается, а энтропия стремится к максимальному значению в соответствии со 2-м законом термодинамики (распад экосистемы). Анализ поведения открытой термодинамической системы положен в основу новой эколого-физиологической модели динамики роста древостоя. В предлагаемой модели используется 2 параметра: биомасса отдельного дерева и число деревьев на гектар. Для моделирования динамики роста биомассы отдельного дерева применяется балансовое уравнение Берталанффи, которое содержит динамическое уравнение, описывающее рост особи за счет поглощения ресурса и ограничение роста за счет расхода ресурса. Уравнение, характеризующее динамику численности древостоя, вытекает из условия достижения максимума биомассы древостоя в процессе роста насаждения. Модель динамики древостоя имеет 3 независимых параметра: время наступления стационарного режима, скорость расхода ресурса, а также фактор, связывающий площадь и биомассу организма. Верификация модели проведена расчетом динамики биомассы для полных (нормальных) сосновых насаждений первых 5 бонитетов (Iб, Iа, I, II, III). Качество модели оценивается безразмерным критерием эффективности Нэша–Сатклиффа, значение которого, как правило, больше 0,95, что соответствует описанию данных, близкому к идеальному.

Березовая кора состоит из бересты (корки) и луба. Береста содержит до 50 % экстрактивных веществ и служит сырьем для получения ценных биологически активных веществ, в том числе бетулина. Отличительной чертой структуры бересты является наличие поперечно-сшитого полимера – суберина. Его мономеры – субериновые кислоты – нашли применение в производстве смазок и масел, инсектицидов, фунгицидов, полимеров, полиэфиров, покрытий и др. Общепринятым способом выделения солей субериновых кислот из бересты является ее исчерпывающий гидролиз водным или водно-спиртовым раствором гидроксида калия или натрия. Нами предложена активация сырья в процессе гидролиза путем использования электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ-гидролиз). Извлечение суберина из бересты – одновременно химический и массообменный процесс. Образующиеся при гидролизе соли субериновых кислот диффундируют к поверхности частиц бересты и переходят в гидролизат. Лимитирующей стадией массообмена при гидролизе бересты становится внутренняя диффузия в порах (массопроводность). Анизотропия структуры бересты затрудняет математическое описание кинетики массопереноса в диффузионном процессе. Процесс внутренней диффузии при СВЧ-гидролизе характеризуется регулярным режимом начиная с 4-й минуты. Установлены кинетические закономерности данного процесса, определена эффективность диффузии в тангенциальном и продольном направлениях. С увеличением размеров частиц бересты и по длине (тангенциальное направление), и по ширине (продольное направление) происходит увеличение скорости процесса гидролиза и степени извлечения суберина. Определены коэффициенты внутренней диффузии при СВЧ-гидролизе коры. Наибольшее значение получено для фракции с размером частиц 3…4,5 мм (береста), наименьшее – для фракции менее 1 мм (луб). Показано, что для повышения выхода суберина из березовой коры после ее измельчения следует отделять мелкую фракцию – луб, бересту важно резать вдоль волокна.