Лесозаготовки и лесной транспорт

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.

Рассмотрены перспективы развития перевозок лесоматериалов в судах, транспортно-технологические схемы доставки лесных грузов, перевозочные средства и сплоточно-транспортные машины, а также техника и технология погрузочно-разгрузочных работ лесоматериалов с обеспечением необходимой техники безопасности.

Применяемые в настоящее время полосное лесовосстановление на вы- рубках и удаление пней путем корчевания имеют ряд существенных недостатков тех- нологического, экологического и экономического характера: вынос гумусированного слоя почвы за пределы расчищаемых полос, уплотнение и снижение ее пористости; образование подпневых ям и их локальное заболачивание; захламление нерасчищае- мых кулис между полосами порубочными остатками и выкорчеванными пнями; низкая производительность корчевальных машин и высокая энергоемкость процесса корчева- ния пней; прекращение агротехнических уходов через 2-3 года после посадки и не- возможность проведения осветления культур из-за их непроходимости для тракторных агрегатов; низкий уровень использования силы тяги специальных лесных тракторов и их недостаточная мощность для корчевания пней. Предметом исследования стано- вятся технология, машины и орудия лесовосстановления на вырубках. Цель – обеспе- чение комплексной механизации технологического процесса лесовосстановления для повышения производительности работ, снижения энерго- и материалоемкости техно- логии и создание условий для эффективного использования машин и орудий в агрегате с энергонасыщенными тракторами тягово-энергетической концепции, исключающих вредное воздействие на экологию почвы и растений. Результатами достижения по- ставленных цели и задач являются обоснование лесоводственно-экологической, тех- нической и экономической целесообразности применения технологии, основанной на сплошной расчистке вырубок от порубочных остатков, валежника и поросли кустарни- ковой растительности путем их измельчения мобильными мульчерами; удаление пней на вырубках посредством их дробления на глубине до 0,15…0,20 м модернизированной машиной МУП-4А с разбрасыванием щепы по лесокультурной площади и последую- щей сплошной обработкой почвы бороной дисковой клавишной БДК-2.5. При повыше- нии производительности практически исключаются вредные воздействия на экологию почвы и растений, а измельченная древесная биомасса, перемешанная с почвой, пре- вращается в органическое удобрение. Устранение механических препятствий, какими являются порубочные остатки, валежник и пни, позволяет эффективно использовать энергонасыщенные тракторы за счет совмещения технологических операций и выпол- нения их за один проход агрегата, увеличения ширины захвата и рабочих скоростей. Создаются условия для эффективной работы лесохозяйственных машин и орудий на тракторно-моторной тяге для защиты леса от вредителей, болезней и пожаров, а также для механизации различных видов рубок ухода. Для цитирования: Бартенев И.М., Драпалюк М.В. Совершенствование технологии лесовосстановления на вырубках с применением энергонасыщенных тракторов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С.117–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-117-133.
Currently applied partial reforestation in cuttings and removal of stumps by uprooting have a number of significant technological, environmental and economic disadvantages. These are removal of the humus layer of soil outside the cleared strips, compaction and reduction of soil porosity; formation of understump holes and their local waterlogging; littering of noncleared belts of trees between strips with felling debris and uprooted stumps; low productivity of uprooting machines and high energy consumption of stump uprooting; termination of agrotechnical tending after 2–3 years after planting and impossibility of cleaning stands due to their obstruction for tractor units; low level of traction force of special forest tractors and their insufficient power for uprooting stumps. Technology, machines and tools for reforestation in cuttings become the subjects of the research. The aim of the research is to provide a comprehensive mechanization of the reforestation process in order to improve work productivity, reduce energy and material consumption of the technology and create conditions for the effective use of machines and tools in combination with energy-efficient tractors of the traction-energy concept, ensuring the elimination of harmful effects on soil and plants ecology. The results of achieving the set aim and objectives are substantiation of forestry and ecological, technical, and economic feasibility of using the technology based on the complete clearing of cuttings from felling residues, dead wood and coppice of shrub vegetation by their crushing using mobile mulchers; removal of stumps in cuttings through crushing them at a depth of 0.15–0.20 m by an upgraded MUP-4A machine with scattering chips over the planting area and subsequent continuous tillage with a disk harrow BDK-2.5. Harmful effects on the ecology of soil and plants are practically eliminated with an increase in productivity, and the grinded woody biomass mixed with the soil turns into an organic fertilizer. The elimination of mechanical obstacles such as felling residues, fallen trees and stumps makes it possible to effectively use energy-efficient tractors by combining technological operations and performing them in one pass of the unit, as well as increasing the working width and operating speeds. Conditions for efficient operation of forestry machines and tools on tractormotor traction to protect the forest from pests, diseases, and fires, and for mechanization of various types of thinning are being created. For citation: Bartenev I.M., Drapalyuk M.V. Improving the Technology of Reforestation in Cuttings with the Use of Energy-Efficient Tractors. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 117–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-117-133.

Разработана математическая модель шарнирно-сочлененного манипулятора валочно-пакетирующей машины типа ЛП-19, позволяющая выявлять законы движения стрелы и рукояти, а также стойки захватно-срезающего устройства в зависимости от объема рабочей жидкости в приводных гидроцилиндрах. На основании результатов математического моделирования разработан способ и средство управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 одним комплексным устройством управления, которое обеспечивает движение захватно-срезающего устройства близкого к плоско-параллельному. Выявлены зависимости положения захватно-срезающего устройства в вертикальной плоскости от вылета стрелы и рукояти при использовании и без использования разработанного комплексного устройства управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства. Использование разработанного комплексного устройства управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 обеспечивает отклонения от вертикали захватно-срезающего устройства при горизонтальном перемещении стрелы и рукояти в диапазоне от +5 до –11 см. Использование разработанного комплексного устройства управления обеспечивает относительное снижение отклонения от вертикали захватно-срезающего устройства при горизонтальном перемещении стрелы в диапазоне от 150 до 1600% по сравнению с базовой конструкцией машины типа ЛП-19. Экспериментально установлено, что использование разработанного комплексного устройства управления обеспечивает сокращение времени осуществления операции наводки захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 (изменение вылета стрелы) с 13,2 с до 7,7 с. Экспериментально установлено, что при использовании разработанного комплексного устройства управления среднее время производства одного кубического метра древесины меньше чем у базовой машины, что позволило увеличить производительность на 17 %.

Комплексное использование лесных ресурсов хвойных формаций – это естественная необходимость при рациональном природопользовании. Наличие в хвойных бореальных лесах гидролесомелиоративных систем подразумевает разработку специфического режима хозяйствования, который включает проведение лесоводственных уходов и несплошных видов заготовки древесины. Расширение спектра получаемых продуктов во время эксплуатации лесных земель должно достигаться за счет побочного и прижизненного видов пользования. Заготовка соснового терпентина (живицы) позволяет получить ценное лесохимическое сырье для ряда производств. Влияние лесоосушения и несплошной заготовки древесины на смолопродуктивность – это одно из мало освещенных направлений исследований в лесоводстве. На примере Сокольского района Вологодской области было изучено влияние расположения сосновых деревьев относительно каналов регулирующей сети и лесополос, оставленных для доращивания после несплошной заготовки древесины, на выделение сосновой живицы при закрытом способе подсочки. Установлено, что каналы осушительной системы в районе объекта вырубки с 1972 по 2015 г. находились в удовлетворительном состоянии. Наибольшая смолопродуктивность сосняков отмечена в июле, наименьшая – в авг-сте. В 2013 и 2015 гг. в одной из полос древостоя наибольшая смолопродуктивность наблюдалась в центре и с края пасеки, в 2013 и 2014 гг. – в приканальном пространстве. Смолопродуктивность на объекте вырубки в 1,4 раза выше, чем на контроле (только в осушаемых условиях). Это свидетельствует о положительном влиянии выборочного удаления деревьев при лесозаготовке на смоловыделение оставшейся при подсочке части. За трехлетний период исследования выявлено, что изменчивость смоловыделения с края пасеки на 9 % меньше, чем в ее центре. В приканальном и межканальном пространствах дренируемой полосы явных флуктуаций не отмечено. Установлено, что на смоловыделение оказывают влияние такие факторы, как темпе-ратура почвы и воздуха, а также таксационный диаметр опытных деревьев, вовлекаемых в подсочку. Значимая корреляция с температурой подстилающей поверхности отмечена в июле и августе, с температурой почвы – в июле. Степень прогревания воз-духа на уровне расположения карр опытных деревьев влияет на смоловыделение в большей степени в июне. Теснота связи между смоловыделением и таксационным диаметром деревьев оказалась выше в приканальном пространстве и с края пасеки, чем в межканальном пространстве и в центре пасеки. Вероятно, это зависит от микро-климата и гидрологических особенностей после осушения и несплошной заготовки древесины, что создает более комфортные условия роста (бóльшая освещенность). В целях организации подсочного производства в осушаемых сосняках рекомендуются несплошные рубки умеренной интенсивности по запасу и интенсивная подсочка по краям оставленных на доращивание полос древостоя на делянке (лесосеке). В осушаемых сосняках на торфяных почвах подсочку деревьев с большей нагрузкой следует осуществлять в приканальном пространстве (вдоль осушительных каналов). Для цитирования: Новосёлов А.С. Смолопродуктивность сосны на объекте гидро-технической мелиорации после несплошной заготовки древесины // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 67–77. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.67
Integrated use of coniferous forest resources is a natural necessity of sustainable environ-ment conservancy. Hydrological forest reclamation systems in coniferous boreal forests imply the development of specific management regime including silvicultural tending and partial logging. Spectrum broadening of products obtained in forest land exploitation should be achieved by the means of lifetime and minor use. Production of pine turpentine (sap) allows to obtain valuable forest chemical raw materials for the number of industries. Influence of forest drainage and partial logging on resin productivity is one of the insufficiently provided research issues in forestry. On the example of Sokol’skiy District of Vologda Region, the influence of location of pine trees (towards the channels of regulating network and forest belts), left for completion of growing after partial logging, on the pine sap exudation under closed tapping was studied. It was established that the drainage system channels in the felling site area were in satisfactory condition from 1972 till 2015. The highest resin produc-tivity of pine forests was observed in July and the lowest in August. One of the forest belts had the highest resin productivity in the center and at the edge of the swath in 2013 and 2015; and in the channel area in 2013 and 2014. Resin productivity at the felling site is 1.4 times higher than in the control area (under the drainage conditions). This proves the posi-tive effect from selective tree cutting in logging for resin exudation from the part of trees remained after tapping. Three years of studies have shown that the variability of resin exudation at the edge of the swath is 9 % less than in the center of the swath. No apparent fluctuations have been found in the channel and interchannel areas of the drained belt. The study has proved that soil and air temperature, and valuation diameter of sample trees involved into tapping can affect the resin exudation. A significant correlation with the temperature of underlying surface was registered in July and August and with the soil temperature in July. The air temperature at the level of resin blaze location of the sample trees affects the resin exudation mostly in June. It turned out that the correlation between resin exudation and valuation diameter of trees is stronger in the channel area and at the edge of swath than in the center of interchannel area. Probably, it depends on the microclimate and hydrological features after draining and partial logging that results in more comfortable conditions for growth (higher illumination). The turpentine production in drained pine forests requires carrying out partial cuttings of moderate intensity by reserves and intensive tapping at the edges of belts (logging area) left for completion of growing. In drained pine forests on peat soils, tapping with greater intensity should be carried out in the channel areas (along the drainage channels). For citation: Novoselov A.S. Resin Productivity of Pine after Partial Logging on the Hy-drotechnical Reclamation Site. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 67–77. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.67

На конкретных примерах проиллюстрированы различные задачи применения методов статистической динамики в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения задач статистической динамики от постановки, через процесс решения, до практического приложения полученных результатов.

На конкретных примерах проиллюстрированы различные задачи применения методов статистической динамики в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения задач статистической динамики от постановки, через процесс решения, до практического приложения полученных результатов.

Автореферат диссертации рассматривает вопросы совершенствования теории, методов и моделей интенсификации лесосечных работ. Для исследования выбраны технологический процесс лесосечных работ в изменяющихся природно-производственных условиях, рассмотрены теория, методы и модели интенсификации работы лесосечных машин.

Рассмотрены основные положения системы для лесного хозяйства, принципы зональности использования технических средств механизации, технологические процессы с законченным циклом производства и технологические комплексы машин. Приведены вопросы теории анализа и проектирования систем машин, машинотракторных агрегатов, расчета потребности энергетических, технологических и транспортных средств и ресурсов. Даются критерии и методы оптимизации использования систем машин, организационные способы повышения их эффективности.