Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова

Mechanical properties are crucial in assessing the paper quality. Deformation and strength properties of paper are determined by the strength and stiffness of the interfiber and intermolecular hydrogen bonds. The contribution ratio of interfiber and intermolecular hydrogen bonds to the strength of paper can be changed by adjusting the degree of its anisotropy. The article presents the results on a study of the deformation properties of laboratory anisotropic paper samples from kraft bleached softwood pulp with a beating degree of 30 °SR. The samples had basic weight of 90 g/m2 and the degree of stiffness anisotropy TSIMD/CD of 1.75–4.08. They were made by using Techpap SAS automatic dynamic handsheet former (Grenoble, France), with varying forming parameters – diameter of the nozzle, motion speed of the forming wire, and injecting speed of pulp. Deformation properties were determined by tensile test and processing of the stress-strain dependence (σ−ε). The outcomes have shown that, an increase of the fiber orientation degree in paper structure by changing the forming parameters caused a change in the nature of the paper deformation under tension. Increasing the fiber orientation degree in the structure of paper made it possible to increase the strength by 55 %, tensile stiffness by 63 % in the machine direction, while reducing the extensibility by 10 %. In the cross direction, it was possible to decrease tensile stiffness by 33 %, strength by 55 %, and increase the extensibility by 5 %. Anisotropy of tensile strength was 1.73–6.00. The greatest effect was obtained for the elasticity modulus in the pre-failure zone E2 (2.8–38.6). It means that, fiber orientation had a key importance when large deformations in the samples took place. The established quantitative regularities allowed optimizing the values of the deformation and strength properties of paper, and their ratio in the machine direction and cross direction due to the variation of the forming parameters. For citation: Rech D., Potasheva A.N., Kazakov Ya.V. Regulating the Deformation Properties of Paper by Varying the Degree of Its Anisotropy. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 174–184. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-174-184
Механические свойства являются ключевыми при оценке качества бумаги и определяются прочностью и жесткостью межволоконных и межмолекулярных водородных связей. Вклад разных видов связей в прочность образца возможно менять регулированием степени анизотропии бумаги. Исследованы деформационные свойства лабораторных анизотропных образцов бумаги из беленой хвойной целлюлозы при степени помола 30 °ШР, массе 90 г/м2, со степенью анизотропии жесткости TSIMD/CD (отношение индексов жесткости при растяжении, TSIMD к TSICD) 1,75…4,08. Образцы были изготовлены на динамическом листоотливном аппарате TechPap SAS (г. Гренобль, Франция) при переменных параметрах отлива: скорости сетки, скорости струи, диаметре форсунки. Деформационные и прочностные свойства определены испытанием на растяжение с получением зависимости «напряжение–деформация». Показано, что увеличение степени ориентации волокна за счет варьирования параметров отлива делает прочность в машинном направлении больше на 55 %, жесткость при растяжении – на 63 %, снижает растяжимость на 10 %; в поперечном направлении возможно уменьшение жесткости при растяжении на 33 %, прочности – на 55 %, увеличение растяжимости на 5 %. Анизотропия прочности при растяжении составила 1,73…6,00. Наибольший эффект получен для модуля упругости в области предразрушения – 2,8…38,6, т. е. ориентация волокна имеет ключевое значение при больших деформациях образцов. Установленные количественные закономерности позволяют оптимизировать величины деформационных и прочностных показателей бумаги и их соотношение в машинном и поперечном направлениях за счет варьирования параметров отлива. Для цитирования: Rech D., Potasheva A.N., Kazakov Ya.V. Regulating the Deformation Properties of Paper by Varying the Degree of Its Anisotropy // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 174–184. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-174-184

Rare and endangered habitat types and vascular plant species were studied in the canyon associated with slope cirque “Gorodskaya shchel’ (Town Crack)” in the southern part of Khibiny Mountains (Murmansk Region). Habitat types are interpreted based on a phytosociological approach (Braun-Blanquet classification). Habitat type “D4.2. Basic mountain flushes and streamsides, with a rich arctic-montane flora” of the Emerald Network (partly coincides with type 3220 “Alpine rivers and the herbaceous vegetation along their banks” of Council Directive 92/43/EEC) includes two associations: Mniobryo–Epilobietum hornemannii Nordhagen 1943 of alliance Mniobryo–Epilobion hornemannii Nordhagen 1943, сlass Montio–Cardaminetea Br.-Bl. et Tx. ex Klika et Hadač 1944, and Oxyrietum digynae Gjaerevoll 1956 of alliance Saxifrago stellaris–Oxyrion digynae Gjaerevoll 1956, class Salicetea herbaceae Br.-Bl. 1948. Habitat type “H2.6 Ultra-basic screes of warm exposures” of the Emerald Network is represented by community type Racomitrium spp.–Ranunculus glacialis (class Thlaspietea rotundifolii). These habitats harbor a number of Red Data Book species: 16 rare vascular plants including two species of the Red Data Book of Russia, four species of Red Data Book of Murmansk Region and ten species which need special attention to their state in the natural environment if the Murmansk Region occurred in the studied canyon, cirque and nearest surroundings. As the area is out of the borders of National Park “Khibiny” and has high conservation value, it is necessary to establish here the botanical nature monument.

The most devastating insect invasion of forest ecosystems in Russia is the recent mass reproduction of the four-eyed fir bark beetle (Polygraphus proximus Blandf.) in southern Siberian fir (Abies sibirica Ledeb.) forests. The objective of our research was to study the spatial structure of fir forests and their change under the impact of the four-eyed fir bark beetle in its secondary (invasive) distribution range. We selected two fir stands located near the villages of Itatka and Malinovka in the Tomsk region. Both stands represent natural ripe succession forests on sites that previously experienced logging activities, which were triggered by settlement activities in the second half of the nineteenth century. We used Field-Map technology for gathering non-spatial and spatial stand data. The analysis showed that height, diameter and radial increment of fir trees, killed or severely weakened by attacks of the four-eyed fir bark beetle, were significantly lower than that of healthy individuals. The social status of fir trees, seriously attacked or already killed by Polygraphus proximus was indicated by the Ui index as moderately suppressed. In contrast to the distribution pattern of living firs, the pattern of dead or severally weakened firs killed by the four-eyed fir bark beetle was significantly clumped over short distances (sample plots (SP) Itatka and Malinovka). This finding coincides with visual observations in other stands, that dead trees are grouped to some extent. However, the hypothesis of spatial independence of the tree positions of living and dead firs was accepted for both plots. Funding: The research was funded by the Russian Foundation for Basic Research and the government of Tomsk region, grant No. 16-44-700782, and carried out as part of a state assignment of the Center for Forest Ecology and Productivity of the Russian Academy of Sciences (No. АААА-А18-118052400130-7). For citation: Debkov N.M., Gradel A., Aleinikov A.A. Reconstruction of Stand History and Impact Evaluation of an Invasive Bark Beetle in Siberian Fir Forests with the Help of Spatial Structure Analysis. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 24–41. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-24-41
На сегодняшний день в России самой масштабной и разрушительной инвазией ксилофагов в лесные экосистемы является массовое размножение уссурийского полиграфа (Polygraphus proximus Blandf.) в пихтовых (Abies sibirica Ledeb.) лесах. Цель исследования – изучение пространственной структуры пихтовых лесов и их трансформаций под воздействием уссурийского полиграфа в его вторичном (инвазивном) ареале распространения. Было выбрано 2 модельных пихтарника (около сел Итатка и Малиновка) в Томской области. Оба древостоя представляют собой естественные насаждения на участках, где отмечена лесозаготовительная деятельность, которая была вызвана образованием этих населенных пунктов во второй половине XIX в. Для сбора непространственных и пространственных данных использовали технологию Field-Map. Анализ показал, что высота, диаметр и радиальный прирост ствола пихт, погибших или сильно ослабленных при атаках уссурийского полиграфа, значительно ниже, чем у живых особей. Социальный статус пихт, подвергшихся серьезному нападению или уже погибших от Polygraphus proximus, обозначен индексом Ui как умеренно угнетенный. Установленно, что в отличие от живых пихт размещение погибших деревьев было в значительной мере сгруппировано на коротких расстояниях (около 1 м). Данный вывод совпадает с визуальными наблюдениями на других участках, где погибшие деревья были сгруппированы. Тем не менее гипотеза пространственной независимости позиций живых и погибших пихт была принята для обоих участков. Финансирование: исследование профинансировано Российским фондом фундаментальных исследований и правительством Томской области, грант № 16-44-700782 и выполнено в рамках государственного задания Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов Российской академии наук (№ АААА-А18-118052400130-7). Для цитирования: Debkov N.M., Gradel A., Aleinikov A.A. Reconstruction of Stand History and Impact Evaluation of an Invasive Bark Beetle in Siberian Fir Forests with the Help of Spatial Structure Analysis // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 24–41. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-24-41

The reproductive features of the pea clam Pisidium casertanum in relict lakes of Bolshezemelskaya Tundra were studied. The P. casertanum population in the Vashutkiny Lakes of Bolshezemelskaya Tundra has a single period of summer reproduction. We suppose that the release of embryos mainly occurs between July and August and the breeding season could probably begin in May-June. The positive relationship between brood size and parent shell length was detected. We did not find a specific brooding mechanism, accompanied by asynchronous development and release of embryos by the parent in the population of P. casertanum in the Vashutkiny Lakes. The reason for this is probably related with the environmentally more stable freshwater habitats of the relict Vashutkiny Lakes in comparison with the lakes of the High Arctic.

The objective of this research was to conduct studies of the influence of the sizing complexes dimensions and rosin sizing methods proceeding in the modes of homocoagulation and heteroadagulation on the temperature regime of paper and cardboard drying. The drying regime ensures the sintering and melting processes of coarse (existing technology) and fine (developed technology) sizing complexes with the formation of a hydrophobic film on the surface, responsible for such values indicators for glued types of paper and cardboard, as the degree of sizing by the bar method and absorbency with onesided wetting. Coarse electroneutral sizing complexes gauged 4200–6000 nm are formed in the second phase of electrolyte coagulation of hydrodispersions of modified rosin (HMR). The ratio of HMR : electrolyte is 1: 3. The rosin sizing process takes place in the mode of homocoagulation, since such complexes are not able to distribute evenly and adhere firmly to the surface of the fibers and the hydrophobic film formed of them is heterogeneous in thickness and area. Fine sizing complexes have a size of 180–220 nm and an electrokinetic potential from +30 to +50 mV. They are peptized particles formed from coagulates (2000 nm), first formed in the first area of electrolyte coagulation of HMR, when the ratio of HMR : electrolyte (first batch) is 1 : 1, and then subjected to further disaggregation (peptization) into the presence of peptide ions Al3+, introduced into the pulp with the second portion of the electrolyte in a ratio of 1 : 0.8. It has been established that reducing the size of sizing complexes from 4200–6000 to 180–220 nm due to the shift of the rosin sizing process from the homocoagulation mode to the heteroadagulation mode helps to reduce energy consumption in the drying part of paper-making and cardboard-making machines by 2–3 % or more. This process is facilitated by lowering the temperature of not only the last 4–6 drying cylinders located at the end of the second group – from 130 to 115–120 °C, but also the first 2–4 drying cylinders of the third group – from 115 to 100–105 °C. For citation: Chernaya N.V., Fleisher V.L., Bogdanovich N.I. Reduction of Energy Consumption of Paper аnd Cardboard Machines in Production of Glued Paper and Cardboard. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 188–193. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2019.5.188.
Изучено влияние размеров проклеивающих комплексов и способов канифольной проклейки в режимах гомокоагуляции и гетероадагуляции на температурный режим сушки бумаги и картона, обеспечивающий спекание и плавление крупнодисперсных (традиционная технология) и мелкодисперсных (разработанная технология) проклеивающих комплексов с образованием на поверхности волокон гидрофобной пленки, отвечающей за степень проклейки по штриховому методу и впитываемость при одностороннем смачивании клееных видов бумаги и картона. Крупнодисперсные электронейтральные проклеивающие комплексы, имеющие размер 4200…6000 нм, образуются во второй области электролитной коагуляции гидродисперсий модифицированной канифоли (ГМК). Соотношение ГМК : электролит – 1 : 3. Процесс канифольной проклейки протекает в режиме гомокоагуляции, поскольку такие комплексы не способны равномерно распределяться и прочно фиксироваться на поверхности волокон, а образовавшаяся из них гидрофобная пленка является неоднородной по толщине и площади. Мелкодисперсные проклеивающие комплексы имеют размер 180…220 нм, их электрокинетический потенциал 30…50 мВ. Они представляют собой пептизированные частицы, образовавшиеся из коагулятов (2000 нм), сформированных сначала в первой области электролитной коагуляции ГМК, когда соотношение ГМК : электролит (первая порция) 1 : 1, а затем подвергшихся дезагрегированию (пептизации) в присутствии ионов-пептизаторов Аl3+, введенных в бумажную массу со второй порцией электролита в соотношении 1 : 0,8. Установлено, что уменьшение размеров проклеивающих комплексов от 4200…6000 до 180…220 нм за счет смещения процесса канифольной проклейки из режима гомокоагуляции в режим гетероадагуляции способствует сокращению энергопотребления в сушильной части бумагоделательных и картоноделательных машин на 2…3 % и более. Это вызвано снижением температуры не только последних 4–6 сушильных цилиндров, расположенных в конце второй группы, от 130 до 115…120 оС, но и первых 2–4 сушильных цилиндров третьей группы – от 115 до 100…105 оС. Для цитирования: Chernaya N.V., Fleisher V.L., Bogdanovich N.I. Reduction of Energy Consumption of Paper and Cardboard Machines in Production of Glued Paper and Cardboard // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 188–193. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.188/

The Russian national law is quite specific, diverse and, at the same time, very fragmented with regard to the rights and interests of indigenous peoples. There are many laws and normative legal acts affecting various aspects of life and activities of indigenous communities and their representatives. The norms set forth in the documents (federal and regional laws, by-laws, acts of municipal bodies, judgments of Supreme and Constitutional courts) need qualitative comprehension, adaptation and additional interpretation. Moreover, the norms of federal laws are being updated regularly, certain articles are no longer valid, new norms are emerging. It is not easy to follow all the updates in view of specifics of the Russian legislation. The lack of translations of Russian legal acts in the field of indigenous peoples’ rights is also to be mentioned in this regard. The specialists of Arctic Centre for Strategic Studies and UArctic Research Office (Northern Arctic Federal University, Arkhangelsk) translated three basic federal laws on the rights of indigenous peoples of the Russian Federation into English. There are laws on guarantees of the rights of indigenous small-numbered peoples, on indigenous communities, on territories of traditional land use and management. The commentaries to three laws are made by Maksim Zadorin, lawyer and expert on the legal issues of Arctic development of the Arctic Centre for Strategic Studies. The translation of federal laws and comments was carried out by the MA students Ksenia Vezhlivtseva and Daria Antufieva under the supervision of Olga Klisheva, the UArctic Research Office manager. We are very grateful to Timo Koivurova, Director of the Arctic Centre of Lapland University, Rovaniemi, UArctic Thematic Network “Arctic Law” and our Finnish colleagues who unanimously supported this idea. We are sure that the materials presented in this issue will help the English-speaking researchers and law specialists to clarify.