Лесное хозяйство. Деревообрабатывающая промышленность

В учебном пособии изложены методики и технологии выполнения основных агрохимических анализов почв таежно-лесной зоны на основе государственных стандартов. Рассматриваются особенности обработки результатов лабораторных испытаний с использованием компьютерных технологий. Пособие предназначено для студентов агрономического, лесохозяйственного, зооинженерного факультетов при подготовке выпускных квалификационных работ. Издание может быть использовано специалистами в области агропочвоведения, агрохимии, земледелия, агроэкология при проведении научных исследований и разработке проектов для производственных целей.

Проанализированы оптические свойства аэрозолей во время пожаров в Московской области. Изменения замутненности атмосферы в Москве и Звенигороде происходили синхронно, что свидетельствует о распространении дымового облака над довольно большой территорией, и согласованы с количеством пожаров и индексами горимости в Московской области.

Обсуждаются подходы к решению задачи об изменении вероятности возникновения лесных пожаров в лесах России в 21 в. Устанавливается корреляционная связь между индексами засушливости, вычисленными по данным о месячных суммах температур и осадков, и числом дней с пожароопасной обстановкой.

Выполнена экспертная оценка изменения интенсивности поглощения диоксида углерода лесными экосистемами России при повреждении выбросами промышленных предприятий.

Рецензия на книгу Каледина А.П., Мерзленко М.Д. «Охота и лес (Культурное, природное и историческое природопользование и сохранение биоразнообразия)».

В статье представлен исторический анализ двухсотлетнего развития лесного хозяйства и лесной промышленности на Европейском Севере, объединяемом понятием «Беломорская тайга». В этот регион включаются Мурманская, Архангельская, Вологодская области и республики Карелия и Коми. Акцентрируется внимание на «жертвенной» роли лесов региона в становлении экономики государства. Затронуты от-дельные фрагменты истории Беломорской тайги, касающиеся межрегионального сотрудничества по важнейшим направлениям лесного дела.

Цена, зафиксированная в договоре, действует определенный период времени, в течение которого под воздействием разных причин уровень договорной цены может подвергаться колебаниям. Поэтому для сделок, реализация которых растянута на определенный период, возникает проблема договорного оформления цены с учетом фактора времени. При этом, как правило, чем длительнее период действия договора, тем сложнее решаются вопросы, связанные со страхованием договорных цен. В договор-ной практике встречаются различные методы страхования цен. Договор о твердых ценах практически перекладывает риск потерь от инфляции на поставщика, договор по фактической цене – наоборот, при этом риски полностью ложатся на потребителя. Страхование договорных цен, прежде всего, направлено на долевое участие как поставщика, так и потребителя в распределении рисков. Как показывает зарубежный опыт, в условиях инфляции наиболее результативной формой корректировки договорных цен выступают скользящие ценовые условия. В статье приведены и обоснованы методы расчетов скользящей цены применительно к условиям работы лесопромышленных предприятий. Предложенный метод, по нашему мнению, наиболее правильно распределяет риски от инфляционных процессов между поставщиками и потребителями продукции.

Изучено влияние расхода щелочи и концентрации этилового спирта при проведении сверхвысокочастотной экстракции луба коры березы. Использовался луб, полученный путем отделения от технической бересты. Выбор луба обусловлен тем, что в нем со-держится больше веществ, подверженных экстракции горячей водой, по сравнению с берестой. Данная береста является отходом окорки древесины березы. Эксперименты проводили с применением сверхвысокочастотной камеры, так как использование сверхвысокочастотного поля позволяет эффективно осуществить процесс экстракции и сократить ее продолжительность. Независимыми параметрами были выбраны: концентрация этилового спирта, расход щелочи (KOH), жидкостной модуль. Выходными параметрами являются выход экстрактивных веществ и продолжительность фильтрации проэкстрагированного луба. Изучено влияние основных параметров на процесс сверхвысокочастотной экстракции березовой коры. В ходе выполнения опытов было выявлено, что концентрация этилового спирта и расход щелочи оказывают существенное влияние на выход экстрактивных веществ. При снижении концентрации этилового спирта и увеличении расхода щелочи, выход экстрактивных веществ повышается и проходит через максимум при увеличении жидкостного модуля. Показа-но, что с увеличением расхода КОН от 10 до 30 % выход экстрактивных веществ воз-растает, с увеличением концентрации этилового спирта от 10 до 30 % он уменьшается, с повышением жидкостного модуля от 10:1 до 20:1 – проходит через максимум. Было определено изменение продолжительности фильтрации от концентрации этилового спирта, расхода KOH и жидкостного модуля. Продолжительность фильтрации уменьшается при увеличении концентрации этилового спирта и снижается при уменьшении жидкостного модуля. Найдены оптимальные условия процесса сверхвысокочастотной экстракции по выходу экстрактивных веществ и продолжительности фильтрации. Оптимальные условия необходимы для того, чтобы достичь максимального значения выхода исходя из минимальной продолжительности процесса фильтрации. Исследована кинетика процесса экстракции с использованием сверхвысокочастотной камеры. Определено влияние выхода экстрактивных веществ от продолжи-тельности экстрагирования. Установлено, что при сверхвысокочастотной экстракции возрастает скорость процесса и выход экстрактивных веществ по сравнению с экстракцией методом настаивания. Определено время, за которое достигается выход, соответствующий содержанию экстрактивных веществ в исходном сырье.

Даже сейчас, в XXI в., все еще нет отдельно изложенной теории профилирования резца, однако имеющиеся теоретические основы теории резания древесины способны вооружить конструкторов необходимыми данными. Но для этого на рассматриваемый объект надо посмотреть с другой стороны, в некоторых моментах скорректировать имеющиеся данные, представить их в ином свете и использовать при проектировании инструмента, анализе и профилировании его режущих элементов. Эффективным и новым в данном случае инструментом исследования является функционально-элементный анализ. На основании функционально-элементного анализа у резца выделены плоские передняя и задняя грани и прямая режущая кромка, располагающаяся перпендикулярно к вектору скорости резания. Элементы резца: режущая кромка, передняя и задняя грани. Функции элементов и самого объекта описаны в естественной форме, с обязательным наложением на них особых условий и ограничений. На резце-клине исходным элементом является его режущая кромка – край, находящийся на смыкании и окончании передней и задней поверхностей резца. Этот край (кромка) и осуществляет резание, отделение от предмета его части путем силового концентрированного воздействия на локальную область. Клиновая форма резца придает режущей кромке необходимую прочность и жесткость, передает энергию. Функционально-элементный анализ показал, что взаимосвязанные элементы простого резца (передняя и задняя грани) в зависимости от толщины срезаемой стружки, переднего угла и других условий резания содействуют выполнению функций резания по-разному. Кроме того, это содействие ограничено простотой формы резца-клина. Поэтому для повышения эффективности резания рассмотренные элементы резца следует выполнять более сложными, оснащать его дополнительными элементами, приспосабливать резец к конкретным режимам и условиям резания.

Современные машины и оборудование лесного комплекса, в том числе деревоперерабатывающая техника, имеют существенный недостаток – повышенный износ деталей узлов скольжения. Отличительными эксплуатационными особенностями этих узлов, помимо широкого диапазона и уровня прилагаемых нагрузок, являются работа при действии вибраций, абразивных и химически активных сред, недостаточной смазке, существенное влияние оказывают также тепловые процессы, возникающие в результате реализации достаточно высоких давлений и скоростей трения, а также протекания ряда физико-химических процессов под действием триботехнической среды. Для улучшения характеристик опор скольжения во многих случаях для их изготовления можно рекомендовать гетерогенные полимерно-металлические материалы, в которых суммируются положительные свойства пластмасс (самосмазываемость, задиростойкость, отсутствие шаржирования, коррозионная стойкость, пластичность) и металлов (механическая прочность, жесткость, теплостойкость). Достаточно перспективным является предложенный нами новый теплоаккумулирующий материал, который может быть выполнен на основе как искусственных, так и растительных полимеров, в частности древесины. Использование теплоаккумулирующего эффекта применяемых наполнителей способствует дополнительному улучшению теплофизических свойств создаваемых композиционных материалов. Такой эффект достигается как за счет увеличения количества теплоотводящих металлических компонентов, так и за счет обес-печения возможности аккумулирования тепловой энергии структурными составляющими вследствие теплопоглощения, происходящего при фазовых превращениях эвтектоидного или эвтектического характера. В этом случае выделяющееся при трении тепло отводится металлическими включениями вследствие их высокой теплопроводности и расходуется на плавление легкоплавкого содержимого металлических эле-ментов. При этом дальнейшего увеличения температуры деталей, выполненных из теплоаккумулирующего материала, не происходит. Таким образом, размещение в модифицированной древесине теплоаккумулирующих элементов из легкоплавкого сплава не только повышает эффективность отвода тепла из зоны трения, но и понижает температуру работы детали. Реализация указанных в статье рекомендаций при проектировании и модернизации оборудования и оснастки предприятий лесного комплекса может обеспечить существенное повышение надежности используемой техники.

Разработанные при активном участии автора статьи конструкция и технология сплотки пакетных лесосплавных пучков дают возможность формировать плоты зимней сплотки даже мелким лесозаготовителям, позволяя существенно снизить транспортные затраты без значительных капиталовложений. Для исключения потерь древесины, соблюдения экологических требований следует обеспечить достаточную прочность новых сплоточных единиц, что предполагает определение усилий в их гибких связях. Для решения этой задачи нами предложен комбинированный метод, основанный на комплексном использовании эластиковой теории и теории сыпучей среды. Известно, что наибольшие усилия в гибких связях сплоточной единицы возникают при нахождении ее на суше. Это было принято за расчетный случай. Совокупность лесоматериалов пучка считаем сыпучей средой, сжимаемой силой тяжести. Для нахождения вер-тикальных давлений в этой среде необходимо знать характерную высоту, определяющую положение пьезометрической плоскости. Используя эластиковую теорию, устанавливаем зависимости между характерной высотой, высотой пакета и коэффициентом его формы, включающие не определяемый на практике модулярный угол. Вводим понятие относительной характерной высоты и, избавившись от модулярного угла, представляем графики для ее определения. Вертикальное сжатие сыпучей среды обуславливает возникновение горизонтальных распорных усилий, уравновешиваемых в расчетном случае только реакциями в обвязках пакетов. Получены формулы для определения равнодействующих этих усилий для верхнего и нижнего пакетов и реакций в верхних и нижних ветвях обвязок обоих пакетов. С введением понятия коэффициента натяжения формулы для определения искомых усилий стали иметь простой вид. Получены графики для определения коэффициентов натяжения. Доказано, что пучковые обвязки следует рассчитывать по внешним усилиям, прикладываемым к ним при утяжке. Представленные в статье разработки позволяют определять не только усилия в сплоточном такелаже находящегося на суше пакетного пучка, но их можно использовать также для оценки связей его параметров с способностью противодействовать продольному смещению составляющих пучок лесоматериалов и обвязок при транспортировке по воде.

Большое значение в оперативном управлении транспортным процессом лесозаготовительного предприятия отводится определению оптимальных маршрутов перевозки. Наиболее сложной для решения задач маршрутизации является схема «многие ко многим», которая на сегодняшний день чаще всего используется при организации транспортного процесса лесозаготовительного предприятия. В статье приводится обзор подходов, методов и инструментов, предназначенных для решения задачи синтеза транспортных планов (маршрутов доставки) на перевозке продукции лесозаготовительного предприятия. Перспективным направлением решения этой задачи следует признать гибридный подход, основанный на использовании комбинации методов линейного программирования и поиска с запретами. Этот подход позволяет в полном объеме решать задачу оперативного планирования транспортного процесса лесозаготовительного предприятия с учетом всех основных особенностей такого процесса. К отличительным характеристикам этого подхода следует в первую очередь отнести его сложность, которая, несомненно, вызвана сложностью самой задачи. Качество получаемого окончательного решения здесь сильно зависит от возможностей взаимной увязки результатов решения отдельных оптимизационных задач, решаемых на от-дельных этапах этой методики. Главным недостатком подхода следует считать то, что цели двух основных решаемых задач оптимизации отличаются.

Коренные сосняки на Европейском Севере России в настоящее время сохранились в основном на избыточно увлажненных почвах, площади которых в государственном лесном фонде (гослесфонде) Архангельской области занимают 12,4 млн га, или 49,5 % от всей площади государственного лесного фонда. При этом лесная площадь с избыточным увлажнением составляет 7,5 млн га. Сосновые древостои в среднем по области заболочены на 33,5 %. Необходимость изучения возрастной структуры и таксационного строения заболоченных сосняков вытекает из широкой представленности их в гослесфонде Европейского Севера и отсутствия рекомендаций по организации хозяйства в них. Заболоченные насаждения на 80 % представлены спелыми и перестойными древостоями. Следовательно, необходимо изучить таксационную структуру заболоченных сосняков этой возрастной группы. Для этого на 12 пробных площадях были срублены сплошь от 100 до 200 деревьев. У каждого дерева замерены возраст, высота, диаметр на относительных высотах, отмечены виды пороков, их распространение по стволу, длина живой кроны, наличие сучьев разной толщины, очищаемость ствола от сучьев и др. Такая подробная характеристика деревьев позволила изучить строение заболоченных сосняков по возрасту, диаметру, высоте, форме стволов и объему, а также товарность. В основу классификации типа возрастной структуры заболоченных сосняков нами положены степень изменчивости возраста, диаметра и высоты деревьев, составляющих древостой, а также характер распределения деревьев по этим признакам. Коэффициент варьирования возраста изучаемых заболоченных сосняков составляет 5,8 %...43.2 %, изменчивость диаметра – 25,8 %...48,0 %, высоты – 9,3 %...29,1 %. Анализ полученных результатов позволил сде-лать вывод о том, что заболоченные сосняки представлены как условно-одновозрастными, так и разновозрастными древостоями с выраженными поколениями и без такого четкого выражения. По экспериментальным материалам был проведен дисперсионный анализ типов возрастной структуры по алгоритму однофакторных равномерных комплексов. За варианты факторов был принят тип возрастной структуры: условно-одновозрастные и разновозрастные древостои. Результативный признак – коэффициент варьирования диаметров деревьев. Дисперсионный анализ показал, что влияние рассма-риваемого фактора (тип возрастной структуры) достоверно на всех уровнях значимости. Влияние типа возрастной структуры на изменчивость диаметров деревьев в древостое может составить от 58,5 % до 86,2 % от общего влияния всей суммы факторов. Необходимость и целесообразность классификации заболоченных сосновых древостоев на условно-одновозрастные и разновозрастные подтвержены дисперсионным анализом, но проведенный анализ возрастной структуры заболоченных сосняков не выявил наличия в них относительно разновозрастных древостоев. Таким образом, возможность формирования заболоченных сосняков данной возрастной структуры очень мала.

Дан краткий обзор состояния организации лидарного контроля для обнаружения лесных пожаров в горной местности. Задачей оптимизации лидарного контроля является раннее обнаружение слабого дыма. Отмечено, что лесные пожары часто возникают в ущельях или на склонах гор, а лидары, установленные на высотных точках, регистрируют лишь сильно ослабленный дым на фоне частично задымленного воздуха на склоне гор. При этом конфигурация местности играет значительную роль в формировании результирующего отношения сигнал/шум в горной местности. Общая эффективность работы лидарной системы обнаружения лесных пожаров зависит не только от отношения сигнал/шум на выходе системы обнаружения и ее быстродействия, но и от трехмерной конфигурации лесного массива, где проводится лидарный контроль. Целью статьи является анализ возможности выбора оптимального режима работы системы лидарного контроля и выработка на ее основе новой конфигурации сети лидарного контроля лесных пожаров в холмистой местности. Для выбора конфигурации сети контроля осуществлена оптимизация лидарного контроля возникновения лесных пожаров в ущелья горных массивов. Сформулировано ограничительное условие, наложенное на интегральное пропускание атмосферы по трассе наблюдений. Сформулирована и решена вариационная задача безусловной оптимизации с ограничением. Показано, что оптимальным режимом лидарного контроля возгорания лесов на горном ущелье является обеспечение обратной зависимости между пропусканием атмосферы и контролируемой дистанцией. Дана рекомендация по оптимальному построению лидарной системы контроля возникновения лесных пожаров в горных массивах.

Акустическая томография основана на измерениях времени прохождения звуковых импульсов. Скорость прохождения звуковых импульсов позволяет получить информацию о состоянии древесины. Акустическая томография может успешно применяться для оценки не только состояния дерева, но и качества древесины. Звуковая волна распространяется быстрее в древесине с большей плотностью. Основная задача, которая стала перед нами, – разработать методику интерпретации результатов установки Арботом для оценки качества древесины. В качестве объекта исследования выбрана сосна в связи с тем, что она меньше, чем другие породы, подвержена грибным заболеваниям и является ценной хозяйственной породой. Акустическую томографию ствола проводили с помощью установки Арботом на высоте 1,3 м и у шейки корня. Использовали от 6 до 12 сенсоров в зависимости от диаметра дерева. Качество здоровой древесины оценивали по среднему значению скорости прохождения звука между сенсорами. Для того, чтобы уменьшить влияние внешних повреждений ствола (механические повреждения, морозобойные трещины) на средние значения прохождения звукового импульса в древесине, исключали данные от смежных сенсоров. При обработке полученных результатов анализировали применение различных опций, предложенных программным обеспечением. Чтобы избежать завышения скорости звука, в 2-D изображении деактивировали опцию «Use better mean value». Программа в 2-D изображении и в шкале распределения скорости по цвету использует более высокие значения по встречным направлениям между двумя сенсорами, при этом низкие значения отбрасывает. Установлено, что для получения более четкой картины изменения структуры древесины в поперечном сечении следует активировать автоматическую градуировку цвета в программе обработки данных. Тогда шкала будет не фиксированной («плавающей»), показывающей минимальное и максимальное значения, встреченные в поперечном сечении дерева. В нашем случае, красный цвет указывает на изменение структуры древесины, однако это не означает наличие гнили. Следовательно, при интерпретации результатов акустической томографии, полученных с помощью установки Арботом, необходимо учитывать активацию различных опций программного обеспечения и подбирать определенные опции для конкретных целей. Методы интерпретации результатов акустической томографии необходимо указывать в материалах исследований для исключения разночтений при анализе результатов, полученных разными исследователями.

Изучены сосняки черничные естественного и искусственного происхождений, произрастающие в северной подзоне тайги Европейского Севера России. Приведены результаты возрастных изменений первичной продуктивности надземной части древесного яруса этих насаждений. Установлено, что с возрастом продуктивность растет в абсолютном выражении. Наибольшая доля продуктивности в исследуемом возраст-ном интервале (II и III классы возраста) древостоев приходится на древесную зелень (охвоенные побеги с диаметром у основания не более 8 мм), составляющую в естественных насаждениях 52…59 % от общей фитомассы, в лесных культурах – 68…76 %. Второй по доле участия в продуцировании деревьев является древесина ствола. В исследуемом возрастном интервале она увеличивается по абсолютным значениям, но при этом наблюдается ее уменьшение в относительных единицах: для естественных сосняков – от 42 до 33 %, для посевов – от 21 до 18 %. В культурах сосны по сравнению с естественными сосняками явно сильнее развит ассимиляционный аппарат (ветви, хвоя), т. е. продолжается наращивание физиологически активной части фитоценоза. В естественных насаждениях более интенсивно идет накопление древесины.

Несмотря на богатый и разнообразный исследовательский материал по биологии и экологии осины, вопросам ее биологической продуктивности в связи с биоморфологическим разнообразием и поражением сердцевинной гнилью уделяется мало внимания. Целью настоящей работы является изучение продукции древостоев разных возрастов и разных морфологических форм осины в связи с поражением ложным осиновым трутовиком Phellinus tremulae (Bondartsev) Bondartsev & P.N. Borisov. Задачи исследований: изучить линейную протяженность грубой коры разных форм осины, выявить связь между протяженностью грубой коры и сердцевинной гнили и выходом деловой древесины, определить запас древесины, общую фитомассу и депонированный углерод разных форм осины в связи с поражением их сердцевинной гнилью. В исследованных древостоях средняя линейная протяженность грубой трещиноватой коры у здоровых и пораженных сердцевинной гнилью деревьев серо-корой осины превышает аналогичный показатель у серо-зеленой и зеленокорой форм. Средняя линейная протяженность грубой коры постепенно увеличивается по мере повышения возраста древостоев. Расчетный и фактический выходы деловой древесины имеют тенденцию к росту от серо-корой к зелено-корой форме. При этом для всех форм осины выход деловой древесины по мере увеличения протяженности грубой коры остается примерно на одном уровне. Такая закономерность наблюдается для всех классов возраста. Наибольшие расчетный и фактический выходы деловой древесины отмечены у зеленокорой формы осины в среднем по трем классам возраста (42,1 и 19,4 % соответственно). Существенного влияния сердцевинной гнили на общую фи-томассу и запас депонированного углерода в обследованных древостоях осины разных форм не обнаружено. Таким образом, линейная протяженность грубой крупно-трещиноватой коры у не пораженных сердцевинной гнилью деревьев всех исследованных форм осины больше, чем у пораженных; наибольшая протяженность грубой коры отмечена у серокорой формы (3,5 м), наименьшая – у зеленокорой (2,6 м), что характерно как для здоровых, так и для пораженных гнилью деревьев; по мере увеличения возраста древостоев протяженность грубой коры растет у всех форм; с увеличением протяженности грубой коры отмечено повышение линейной протяженности сердцевинной гнили у всех форм; поражение древостоев осины сердцевинной гнилью приводит заметному снижению (в 2 раза и более) выхода деловой древесины у всех форм осины; наименьшее снижение выхода деловой древесины отмечено у зеленокорой формы осины; поражение древостоев осины сердцевинной гнилью приводит к незначительному снижению общей фитомассы и депонированного углерода.

Важной задачей лесной науки и практики является разработка и использование новых подходов, методов критериев и индикаторов в лесном хозяйстве, управлении лесами при интенсивном выращивании лесных насаждений. Цель работы – исследование влияния природных факторов (тип леса, возраст древостоев) и интенсивного метода выращивания леса с внесением удобрений на макроструктуру древесины сосны для целевого выращивания сосновых насаждений определенного строения и качества и обоснование целесообразности применения показателей макроструктуры древесины для характери-стики индикатора – качества древесины при интенсивном ведении лесного хозяйства. Исследования проводили в подзоне южной тайги (Костромская, Нижегородская области) в удобренных и контрольных (неудобренных) сосняках разных типов леса: брусничном, лишайниковом, черничном, долгомошном. Удобрения вносили в два приема. В сосняках брусничных и лишайниковых изучали спелые древостои (90…100 лет), в долгомошных – приспевающие древостои (70 лет). В первый прием (1982 г.) приме-няли азотные, фосфорные, калийные и смешанные удобрения в дозах 100, 150, 200 кг/га действующего вещества, во второй прием (1987 г.) – азотные удобрения в дозе 150 кг/га на части опытных участков. В исследованиях и при обработке экспериментальных дан-ных использовали стандартные методики. Показаны основные критерии и индикаторы устойчивого управления лесами и лесопользования, применяемые для характеристики древостоев при интенсивном выращивании леса, особое внимание уделено качеству древесины по показателям макроструктуры древесины. Установлена зависимость показателей макроструктуры древесины сосны от типа леса, возраста древостоя по этапам онтогенеза и интенсивного метода выращивания леса с внесением удобрений. Исследования показали, что в естественных сосняках преобладающих типов леса подзоны южной тайги формируется древесина высокого качества с оптимальными показателями микроструктуры для получения деловой древесины, в том числе пиловочника. В сосняках брусничных, черничных, лишайниковых азотные и смешанные удобрения значительно изменяют показатели макроструктуры древесины сосны (ширину годичных слоев увеличивают в 1,3–2,2 раза, процент поздней древесины – на 9,6…30,7, число годичных слоев снижают в 1,2–2,2 раза), способствуют формированию менее равномерных годичных слоев по сравнению с контрольными (неудобренными) древостоями. Для оценки качества древесины предложено использовать классы качества по комплексному показателю, включающему основные элементы макроструктуры древесины: шири-ну годичных слоев, процент поздней древесины, число годичных слоев в 1 см. Результаты исследований могут быть применены в практике лесного хозяйства и лес-ной промышленности при оценке строения и качества древесины сосны, получаемой в результате интенсивного лесовыращивания, для ее сортировки и сертификации, а также в лесном планировании и управлении лесами.

Вопросы защиты сельскохозяйственных земель от деградации приобретают в последние десятилетия все большую актуальность. К настоящему времени обоснованы принципы адаптивно-ландшафтного земледелия, важнейшим из которых является применение ком-плекса противодеградационных мероприятий – организационно-хозяйственных, лесо- и лугомелиоративных, агро- и гидротехнических и др. Организующей основой (каркасом) адаптивно-ландшафтного земледелия является защитное лесоразведение. Однако совре-менные темпы и качество лесомелиоративных и лесохозяйственных работ в защитном лесоразведении низки, они часто носят не комплексный, а фрагментарный характер. На большой площади лесные полосы находятся в запущенном состоянии, повреждаются, отмирают, необходимы неотложные меры по оздоровлению и обеспечению качественной смены поколений древостоя, усилению их охраны. Цель работы – оценка состояния за-щитного лесоразведения в Центральном Черноземье. Приводится распределение площа-дей защитных лесонасаждений по категориям, согласно их функциональному назначению. Дана характеристика защитных лесных насаждений по возрастным группам, пород-ному составу, их ширине, конструктивным особенностям. Рекомендован перечень дре-весных пород, обеспечивающих получение устойчивых, долговечных и экологически емких насаждений. Предлагаются перспективные способы создания защитных лесона-саждений. Обозначены проблемы и задачи защитного лесоразведения. Особенно важны подготовка и принятие федерального закона о защитном лесоразведении, который должен обеспечить создание системы единого государственного управления, контроля и регули-рования деятельности в области защитного лесоразведения. Все это позволит прекратить деградацию лесных насаждений в усиливающемся режиме и максимально результативно повысить их эффективность по обеспечению благоприятной экологической обстановки в агросфере региона

Биологическая продуктивность и биометрические показатели насаждений наиболее распространенной в Канской лесостепи группы типов леса - березняков разнотравных применяются в качестве основы для оценки их состояния и устойчивости к различным видам антропогенного воздействия: рекреации, нерегулируемого выпаса животных, а также загрязнение атмосферы угольной пылью. Обобщаются и анализируются данные по биологической продуктивности и запасам органического вещества в березовых насаждениях, продуцирующих в различных зонах Сибири. Предлагается способ оценки состояния лесных экосистем в условиях антропогенного вмешательства методом главных компонент. Приводятся результаты моделирования фитомассы крон березняков в зависимости от основных таксационных показателей, а также степени и вида антропогенного воздействия. Дается комплексная оценка состояния насаждений с присвоением стадий рекреационной и пасквальной дигрессии и предложением практических рекомендаций по повышению их стабильного и устойчивого состояния. Книга рассчитана для научных работников, специалистов лесного хозяйства, аспирантов, магистров и студентов лесного профиля.

Рассмотрены вопросы по организации эксплуатации лесовозной автомобильной дороги лесозаготовительного предприятия при выполнении третьего раздела курсового проекта по дисциплине «Транспорт леса. Сухопутный транс порт леса. Эксплуатация лесовозных дорог».

Рассмотрены вопросы практического решения задач проектирования плана и продольного профиля лесовозных дорог, обоснования основных проектных параметров и норм проектирования лесных дорог, размещения лесных дорог в комплексных лесных предприятиях, расчетов на прочность покрытий из малосвязных материалов, надежности лесных дорог, транспортного процесса в комплексных лесных предприятиях, технико-экономического обоснования проектов лесных дорог, водно-теплового режима земляного полотна лесовозно-хозяйственных дорог и движения поездов.

Рассматриваются вопросы теории: проектирования плана и продольного профиля лесовозных дорог, обоснования основных проектных параметров и норм проектирования лесных дорог, размещения лесных дорог в комплексных лесных предприятиях, расчетов на прочность покрытий из малосвязных материалов, надежности лесных дорог, транспортного процесса в комплексных лесных предприятиях, технико-экономического обоснования проектов лесных дорог, вводно-теплового режима земляного полотна лесовозно-хозяйственных дорог, движения поездов.

XVIII в. - время становления лесного хозяйства в России. Организация и технологии, заложенные при Петре I и в целом сформировавшиеся к 1730-м гг., претерпели несущественные изменения в последующие десятилетия и во многом сохранились до Великих реформ, некоторые - вплоть до позднего советского времени. Длительность существования сложившихся тогда практик, их влияние на последующее развитие лесного хозяйства в нашей стране обуславливают важность изучения данного вопроса. В статье рассмотрены процессы становления системы административного контроля за лесами, начало формирования узкопрофессиональных групп специалистов по лесному хозяйству (форстмейстеры - ученые, вальдмейстеры - чиновники, стражи - ответственные на местах крестьяне, облазчики - формировавшие форму ствола в процессе роста дерева, лашманы - профессиональные лесозаготовители), первые опыты лесопосадок, поиск деревьев, годных для нужд Адмиралтейства, обработка деревьев на корню, инструменты, способы переправки древесины. На всех стадиях работы были сопряжены с тяжелым физическим трудом многих людей. Особое внимание уделено проблеме внедрения пил на российских лесозаготовках. Этот процесс виделся в XVIII в. важным средством сбережения природных ресурсов и модернизации. Однако, не взирая на усилия правительства, это новшество входило в обиход с большим трудом, как непривычное и более сложное в использовании. На основе впервые вводимых в научный оборот архивных документов рассмотрены также проблемы других несоответствий между предписаниями и жизненными реалиями, проблемы бесхозяйственного отношения к материалам в быту и во время заготовок. К числу характерных устойчивых черт лесного хозяйства в том виде, в каком оно сформировалось в XVIII в., следует отнести высокую роль физического труда при низкой степени механизации, консервативность технологий, предпочтение простым и дешевым способам заготовки и транспортировки материалов.

Сухостойная древесина имеет высокие прочность и твердость. Это приводит к значительному абразивному износу лезвия ножа рубительной машины при выработке щепы из такой древесины. Требование к материалу ножей в этом случае - более высокая твердость режущей кромки (HRC 62…65 в сравнении с традиционной HRC 56…58) при необходимой динамической прочности. Их нельзя получить подбором особого легирования сталей или корректировкой режимов традиционной термообработки. Требуемых характеристик можно достичь лазерной термообработкой лезвия ножа, сформировав в нем особое структурное состояние стали. Использование лазерной термообработки для легированных сталей ножей представляет ряд проблем, главная из которых - отсутствие научно обоснованных режимов этой обработки. Целью данной работы являлась разработка таких режимов. Исследования проведены на стандартных ножах из стали 6Х7ВСМФ на лазерной установке «Квант-15». В ходе экспериментов изучено влияние мощности излучения при постоянном диаметре излучения на твердость поверхностного слоя и количество остаточного аустенита в зоне лазерного воздействия. Мощность излучения регулировали изменением напряжения заряда конденсаторов накачки. Зоны лазерного воздействия располагались без перекрытия при изменении напряжения заряда конденсаторов в диапазоне 400...850 В с шагом 50 В, коэффициентом перекрытия 0,50 и 0,75. Оптимизацию проводили по трем факторам: максимальной твердости зоны лазерного воздействия, минимальному (не более 5 %) содержанию в этой зоне остаточного аустенита, минимальной степени оплавления. В результате определен оптимальный режим лазерной обработки импульсами диаметром 3,0 мм при частоте их следования 2 Гц и скорости перемещения луча 3 мм/с, что обеспечило коэффициент перекрытия, равный 0,5, при напряжении конденсаторов накачки 750...800 В, соответствующем энергии лазерного импульса 5…6 Дж. При этом оптимальная структура лезвия достигается при твердости HRC 63...64 и высокой динамической прочности.

Рельефная фанера склеивается в разнотолщинной пресс-форме, в результате чего на ее лицевой поверхности получается рисунок. Опыт показывает, что в ряде случаев при склеивании шпона возникает разрушение лицевого листа. В связи с этим представляется актуальным определение параметров пресс-формы, обеспечивающих сохранение целостности изготавливаемого изделия. Нами разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния пакета слоев шпона. Учитывается физически нелинейное поведение материалов, геометрическая нелинейность, обусловленная влиянием больших перемещений на геометрию рассматриваемой системы, и конструктивная нелинейность, связанная с переменностью контакта пресс-формы и шпона. Анализируются деформации 5-слойного пакета фанеры, изготавливаемой из березового шпона. При этом плита верхней траверсы и расположенная под листами шпона пресс-форма считаются абсолютно жесткими. Рассматривается кинематическое нагружение пакета в условиях плоского деформированного состояния. Расчет выполняется в нестационарной постановке с помощью метода конечных элементов. В соответствии с принципом Деламбера строится система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих динамическое равновесие для дискретизированного объекта. Решение начальной задачи основывается на предпосылке метода Ньюмарка о постоянных значениях ускорений на каждом шаге интегрирования. Для реализации такого подхода к исследованию нелинейного процесса учитывается геометрия системы в деформированном состоянии. При этом используется касательная матрица жесткости конечно-элементной модели, вычисляемая как сумма касательной матрицы жесткости бесконечно малых деформаций, построенной с учетом физической и конструктивной нелинейностей, и матрицы начальных напряжений. На основе математического моделирования условий нагружения листа фанеры определены характеристики напряженно-деформированного состояния склеиваемых слоев при условии применения прямоугольных и скругленных кромок пресс-формы в зоне изменения высоты ее рабочей поверхности. Установлено, что наиболее опасными зонами с точки зрения максимальных напряжений являются участки контакта листов шпона с краями выступов пресс-формы. Определены параметры рассматриваемого технологического процесса, позволяющие получать требуемые рельефы на поверхности изготавливаемого изделия при соблюдении его целостности.

Цель исследования заключается в оценке возможности использования технических лигносульфонатов в качестве аналога промышленных гербицидов. Технические лигносульфонаты, представляющие собой соли лигносульфоновых кислот, полученные при делигнофикации древесины сульфитным способом, в отличие от других технических лигнинов хорошо растворяются в воде, что определяет их широкое использование, в том числе в качестве возможных аналогов гербицидов для подавления сорной растительности. Полевым опытам предшествовали лабораторные испытания, проводимые для оценки влияния веществ группы технических лигносульфонатов на прорастание семян ели ( Picea abies (L.) Karst.). Они носили функцию уточнения оптимальных концентраций наиболее эффективных препаратов для подавления сорной растительности. В результате предварительных лабораторных опытов для дальнейшего испытания в полевых условиях Кадниковского питомника Вологодского селекционно-семеноводческого лесохозяйственного центра использованы следующие модифицированные лигносульфонаты: нитрозированные, хлорированные и нитрированные с концентрацией 10 %. Для сравнения была заложена контрольная площадка с ручной прополкой и участки с обработкой промышленными гербицидами - раундапом и зелеком. Проведенные полевые опыты по влиянию лигносульфонатов на рост 2- и 3-летних сеянцев ели показали, что в контрольном варианте соотношение надземной и подземной частей составляет 2,4:1,0 и 3,7:1,0, соответственно. При обработке модифицированными лигносульфонатами это соотношение близко к контролю. Эффект усугубляется при обработке сеянцев производственными препаратами. Например, в случае применения зелека соотношение составляет 2,6:1,0 и 4,3:1,0. Анализ результатов полевых исследований позволил выявить препарат с оптимальной концентрацией, оказывающий незначительное влияние на вегетацию ели и имеющий сильный гербицидный эффект на рост и развитие сорной растительности, - лигносульфонаты хлорированные (концентрация рабочего вещества 10 %).

В работе приводятся результаты изучения влияния низкочастотного электромагнитного поля на повышение посевных качеств семян сосны обыкновенной и ели европейской и ускорение ростовых процессов сеянцев первого года выращивания. Исследования проводились в лабораторных и полевых условиях. Для лабораторных опытов были взяты семена 3-го класса качества, для полевых - 2-го. Перед посевом семена сосны и ели обрабатывали низкочастотным электромагнитным стимулятором «Рост-актив» (частота 1…16 Гц, время экспозиции 11 мин). Семена проращивали в чашках Петри в термостате при температуре 24 °С в течение 15 сут, используя дистиллированную воду. Энергию прорастания семян сосны определяли на 7-й день, ели - на 10-й, на 15-й день определяли лабораторную всхожесть семян этих пород. Одновременно измеряли длину проростков. Опыт был заложен в трех повторностях. Для подтверждения полученных в лабораторных условиях результатов в середине мая 2013 г. в Калининском питомнике “Лесозащитный противопожарный центр «Тверьлес»” был выполнен опытный посев семян сосны обыкновенной и ели европейской, обработанных низкочастотным электромагнитным стимулятором «Рост-актив» непосредственно перед посевом. Посев осуществляли вручную по 5-строчной схеме. Норма высева - 2 г на погонный метр. Протяженность опытного и контрольного вариантов для каждой породы составляла 20 м посевной гряды. Опыт был заложен в пяти повторностях. Результаты лабораторных опытов свидетельствуют о том, что обработка семян низкочастотным электромагнитным полем способствовала повышению их всхожести по сравнению с контролем на 38 % (сосна) и 30 % (ель). Линейные параметры проростков существенно превышали контрольные значения. В Калининском лесном питомнике в конце сезона был проведен учет 1-летних сеянцев на опытном и контрольном участках посевов. Учет сеянцев сосны показал, что на опытном участке получено на 37 % больше сеянцев по сравнению с контрольным вариантом. В опыте с елью различие по сравнению с контролем составило 32 %. Длина корней опытных растений сосны была больше по сравнению с контрольными на 27 %. Высота увеличилась на 23 %, что отразилось на биомассе растений, которая была больше контроля на 12 %. У сеянцев ели длина корней опытных растений по сравнению с контролем увеличилась на 16 %, высота - на 26 %. При этом масса опытных растений за счет лучшего охвоения была больше контрольных более чем в 2 раза. На основании результатов выполненных исследований можно сделать вывод о том, что обработка семян сосны обыкновенной и ели европейской низкочастотным электромагнитным полем положительно влияет не только на их лабораторную и грунтовую всхожесть, но и на рост сеянцев. Дальнейшие наблюдения за ростом сеянцев (на второй год выращивания) позволят сделать окончательные выводы о возможности использования изучаемого метода в технологии выращивания сеянцев сосны и ели в целях получения большего количества стандартных экземпляров с единицы площади лесных питомников.

Организация рекреационных зон в пределах жилой застройки имеет большое значение для повышения комфортности проживания человека в неблагоприятных природно-климатических и экологических условиях промышленных городов Сибири. Одним из перспективных направлений в этой области является рекреационное освоение лесных массивов, включенных в городскую застройку. Участки леса в урбоэкосистеме выполняют не только рекреационные функции, но и оздоровительные, приобретающие первостепенное значение в условиях экологического неблагополучия г. Братска. Целью работы явилось изучение рекреационного и оздоровительного потенциала озелененных территорий естественного происхождения в условиях города. Исследования проводили в лесных массивах, расположенных в различных жилых районах г. Братска. Для рекреационной оценки естественных насаждений использовали методы ландшафтной таксации. В общей сложности на пробных площадях было обследовано 750 деревьев. Получены основные таксационные показатели древостоя. Определены типы пространственной структуры лесных территорий. Оценены эстетические характеристики лесных ландшафтов и санитарное состояние древостоев. Дана лесопатологическая характеристика насаждений. На основании полученных результатов сделан вывод о том, что лесные участки, расположенные в жилой застройке г. Братска и в непосредственной близости от ее границ, обладают высоким рекреационным и оздоровительным потенциалом.

Оценка состояния культур кедра в подтаежном поясе предгорий Западного Саяна и их сравнение с подростом кедра естественного происхождения на смежном участке молодого березово-соснового леса орляково-разнотравного показали необходимость и целесообразность проведения лесокультурных мероприятий в поясе подтайги. Подрост кедра 15-летнего возраста под пологом заметно ниже лесных культур того же возраста (1,1 м против 2,6 м), характеризуется меньшими годовыми приростами (3,9 см против 27,6 см) и редким охвоением. Согласно данным лесоустройства, численность подроста под пологом сосново-лиственных насаждений на отдельных участках подтаежного пояса варьирует в пределах 300…850 экз./га, достигая 1,0…1,5 тыс. экз./га. Периодические низовые пожары, уничтожающие кедровый подрост, конкуренция со стороны быстрорастущих сосны обыкновенной и березы повислой, а также несанкционированные рубки и отсутствие ухода за культурами противодействуют успешному расширению ареала кедра в этом поясе. Для распространения популяции черневого кедра в подтайге необходимы: проведение ухода за кедром в молодняках с его участием, охрана лесов от пожаров, создание культур кедра и дальнейший уход за ними.

Широкие возможности для изучения изменчивости ели открывают географические культуры, где представлено потомство географических рас двух видов ели и их интрогрессивных гибридов. Результаты дают возможность уточнить видовую принадлежность климатипов, факторы влияния генетики материнских провениенций на параметры и форму шишек. Цель исследования - выявить закономерности популяционной, видовой и географической изменчивости в размерах шишек ели обыкновенной различных видов и географических рас при выращивании в географических культурах, заложенных в 1977 г. в Плесецком лесничестве Архангельской области. Изучены климатипы из 28 географических районов из ареалов произрастания ели европейской, ели сибирской и зоны их интрогрессивной гибридизации в европейской части России, от северной подзоны тайги до южной подзоны смешанных и северной подзоны лиственных лесов, от Прибалтики до Урала. Сбор шишек для исследования проводили в конце октября - начале ноября 2012 г., при сборе определяли урожайность и параметры (масса, длина, ширина) шишек, повреждение вредителями и болезнями. Отмечены слабый урожай шишек у ели сибирской и средний у ели европейской (по глазомерной шкале Каппера). Выявлено, что 10 … 40 % шишек ели различного происхождения повреждены вредителями. Исследования показали, что межвидовая изменчивость по параметрам шишек сохраняется. Климатипы сибирской ели по сравнению с елью европейской и гибридными формами имеют меньшие размеры шишек и наибольший диапазон по изменчивости длины и ширины шишки. Самые крупные шишки у ели европейской из южных областей, гибридные формы занимают промежуточное положение. Прослеживается четкая тенденция увеличения массы, длины и ширины шишек от ели сибирской к ели европейской. Разница между двумя видами по размерам и массе шишки доказана на 95 %-м уровне значимости. Два вида ели имеют значимые различия по всем параметрам шишек. Между интрогрессивными гибридами ели показатели достаточно близкие и не имеют существенных различий по размерам и массе шишек. Видовые различия по коэффициенту формы шишек сглажены. Масса и размеры шишек имеют значимую и достоверную корреляцию с восточной долготой (коэффициент корреляции от -0,661 до -0,457), но слабую с северной широтой (от -0,075 до -0,169) мест заготовки семян. Связь размеров и массы шишки с климатическими показателями в местах произрастания материнских насаждений находится ниже уровня значимости и является недостоверной. Это может быть связано с видовым разнообразием и путями миграции ели сибирской и европейской на Европейский Север после валдайского оледенения. Установлено, что в одинаковых условиях произрастания в один год репродукции сохраняется наследственно обусловленная видовая, популяционная и географическая изменчивость. Изучение размеров и массы шишек у климатипов ели в географических культурах Архангельской области, представленных елью сибирской, елью европейской и их интрогрессивными гибридами, показало, что перемещенные в другие условия они сохранили генетическую память при формировании репродуктивных органов (независимо от дальности переброски семян).

Все возрастающее воздействие человека на природу привело к увеличению содержания в атмосфере Земли парниковых газов, изменяющих энергетический баланс в экосистемах. Цель данной работы - исследовать на ранних этапах развития реакцию сеянцев сосны и ели происхождением из разных регионов европейской части России на воздействие повышенной концентрации приземного озона. Эксперимент проводили в течение двух вегетационных сезонов в ботаническом саду Университета г. Куопио (Финляндия) на 4 контрольных площадях и 4 открытых фумигационных площадках, где концентрация озона превышала естественную в 1,4 раза. Исследования показали, что повышение концентрации озона в приземном слое атмосферы вызывает снижение количества проросших семян у сосны обыкновенной, у ели этот показатель под воздействием озона статистически достоверно не изменялся. Были выявлены статистически значимые различия длины побегов у сосны и ели разного географического происхождения. Накопление сухой массы хвои под воздействием озона снижалось у наиболее северных популяций сосны. У ели статистически значимых изменений в накоплении биомассы хвои, корней и побегов не происходило, но отмечался тренд к увеличению содержания абсолютно сухой массы, за исключением северной популяции (ель сибирская) из Пинежского района Архангельской области. Повышение концентрации озона статистически значимо не повиляло на длину хвои как сосны, так и ели всех изученных нами географических происхождений, что подтверждает сделанный нами ранее вывод о стабильности этого показателя и при воздействии других воздушных поллютантов. Нами установлено, что потомства популяций сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) более чувствительны к воздействию озона, чем потомства популяций ели ( Picea spp.). Данные свидетельствуют о том, что возрастающая концентрация приземного атмосферного озона может нарушать процессы прорастания семян, рост сеянцев сосны и ели и иметь большие негативные последствия для лесовозобновления в будущем.

Статья написана на основе литературных источников, а также впервые вводимых в научный оборот архивных документов, которые помогают вскрыть проблемы, возникавшие как следствие изменения позиции правительства по вопросу о собственности на леса. В центре внимания процесс становления государственной монополии на леса в связи со строительством флота при Петре I и изменение ситуации в течение XVIII в. Рассмотрены попытки решения этих проблем путем изменения законодательства, а также нереализованные идеи, предлагавшиеся в качестве проектов. На протяжении всего XVIII в. вопрос о собственности представлялся правящим кругам ключевым для обеспечения сохранности лесов, однако выбор заинтересованного и ответственного собственника оставался спорным. В начале века строительство флота породило необходимость государственного контроля над лесными массивами, а также целую систему правовых норм и чиновничий аппарат, осуществлявший контроль за исполнением этих норм. Таким образом появляется концепция необходимости охраны лесов, которая начинает реализовываться в политике. Однако методы ее реализации оказываются не всегда удовлетворительными, так как не всегда ведут к ожидаемым результатам. Многочисленные источники свидетельствуют о том, что незаконные вырубки, нерациональное использование ресурсов и другие нарушения были типичными для русской действительности. В данной связи появляется мысль о том, что частные собственники могли бы более эффективно контролировать свои земли, чем государственные чиновники. Увеличение вырубок в связи с развитием промышленности и флота приводит к ситуации, когда проблема сохранения лесов осознается не только в правительственных кругах. Крестьяне, страдающие от недостатка материалов, топлива, приходят к осознанию необходимости бережного отношения к природе. Постепенно охрана лесов становится не только направлением правительственной политики, но и частью сознания русского общества.

Рациональное использование природных ресурсов - важный фактор экономического успеха современных предприятий. В значительной мере это относится и к лесопильным предприятиям лесопромышленного комплекса России. Цель процесса лесопиления состоит в получении пиломатериалов различного назначения и технологической щепы из круглых лесоматериалов. При оптимизации распила древесины необходимо учитывать все продукты лесопиления, в том числе щепу и опилки. В работе были поставлены задачи расчета объема опилок при распиле бревна, которое моделируется в виде цилиндра, усеченного конуса и параболоида вращения. Для решения этих задач использованы методы математического анализа и аналитической геометрии, которые были реализованы в виде специального программного модуля. В моделях учтены развальный и брусово-развальный способы распила, которые востребованы на всех современных линиях лесопиления. Учтена также различная толщина пропила при первом и втором проходах. Несмотря на то, что модель бревна в виде параболоида вращения сложнее и точнее, чем в виде усеченного конуса, на ее основе получены более простые формулы для расчета объема пропила, что важно, поскольку расчет объема опилок выполняется для каждого постава в генераторе поставов. Предложенные для расчета объемов опилок формулы используются в системе планирования лесопильного производства, в качестве базовой выбрана модель в виде параболоида вращения. Формулы дают более точные результаты по сравнению с используемыми на предприятии, погрешность вычисления которых составляет более 1...2 %.

Производство биотоплива из отходов переработки древесины за последние годы приобретает все больший размах. Несмотря на расширение производства древесных гранул, остаются нерешенными вопросы о влиянии отдельных параметров процесса прессования древесных гранул на их качество. Одним из основных параметров, определяющих качество древесных гранул, является давление прессования. Имеющиеся теоретические модели процессов гранулирования показывают, что развиваемое давление прессования является экспоненциальной зависимостью от относительной длины фильеры в матрице. Однако проведенные экспериментальные исследования показали, что эта зависимость носит не экспоненциальную, а линейную зависимость от относительной длины фильеры. Целью настоящей работы была разработка такой математической модели прессования древесной гранулы в цилиндрических фильерах матрицы, которая бы соответствовала экспериментальным исследованиям. Были проанализированы все этапы физического процесса прессования. На основании этого анализа было выявлено, что в процессе прессования древесная шихта претерпевает упругие и пластические деформации. Исходя из этого при разработке новой математической модели процесса прессования древесных гранул за основу была принята теория упруго-пластического деформирования сплошных тел. На базе этой теории рассмотрены два этапа прессования древесной гранулы - выдавливание гранулы через коническое отверстие в цилиндрический канал матрицы и ее движение по цилиндрическому каналу матрицы. Выполненные математические исследования позволили получить зависимость перепада давления по длине гранулы в коническом и цилиндрическом каналах фильеры матрицы и на протяжении всей фильеры в целом. Полученная новая математическая модель процесса прессования древесных гранул показала, что перепад давления в каналах матрицы прямо пропорционален их относительной длине, что полностью соответствует экспериментальным данным.

Транспортирование лесоматериалов (бревен) в твердых плавучих контейнерах имеет ряд преимуществ: отсутствуют потери древесины от утопа и загрязнение воды веществами, экстрагируемыми из древесины; присутствует элемент единого транспортного пакета; увеличивается провозная способность при применении составного судна. В верховьях реки создается запас контейнеров, загруженных древесиной. Разборное судно, состоящее из цепочки контейнеров, носовой и кормовой частей, идет вверх по реке с народнохозяйственными грузами. В перегрузочном пункте производится их разгрузка и замена на контейнеры с древесиной. Разборное судно идет обратно с новыми контейнерами, совершая челночные рейсы. В статье предложены схема погрузки-разгрузки разборного судна и технология транспортировки контейнеров по льду или зимникам в холодное время года. Караван из контейнеров буксируется трактором. Такая технология позволяет производить разгрузку судов в Арктике с использованием ледового припая. Трактор можно заменить лебедкой с достаточными длиной каната и усилием. Плавучие контейнеры можно формировать в плот с пучками древесины. При этом контейнеры ставятся по краям плота (по бортам, в голове и хвосте). Формирование плота производят с помощью трактора, передвижной вьюхи и вспомогательного каната. Лежень прокладывают на бортовых контейнерах, в голове плота и хвосте и крепят к ним с помощью захватов. Голову и хвост плота оснащают угловыми растяжками с устройствами для крепления буксирных канатов. Все лежни и растяжки прокладывают трактором, снабженным стрелой с блоком, используя вьюхи. Последовательное соединение лежней, сматываемых с вьюхи, обеспечивает их прокладку вдоль всего плота. Предложенные технологии могут варьироваться исходя из местных условий и категорий транспортных путей (рек). Основной транспортной единицей является жесткий плавучий контейнер или группа контейнеров в виде линеек и плотов.

Товарность крупных лесных выделов ельников северотаежного лесотаксационного района является неоднородной. Это связано с особенностями проведения лесоустроительных и лесоинвентаризационных работ на Европейском Севере. Нормативы таксации товарной структуры насаждений, предназначенные для прогнозных расчетов в крупных лесных массивах и сырьевых базах, построены на основе вероятности распределения числа деревьев той или иной качественной категории по градациям толщины. Для корректного использования нормативов таксации товарной структуры в лесных массивах необходимо знать особенности распределения древостоев по запасам и выходу наиболее ценных сортиментов. Ошибка в отнесении древостоя к тому или иному классу товарности недопустима при таксации. Поэтому важно иметь определенные придержки и рекомендации по определению класса товарности древостоя. Для практической таксации необходимы рекомендации по отнесению деревьев к той или иной категории технической годности в связи с наличием внутренних пороков древесных стволов. Как один из наиболее явных и измеримых признаков рассматривается сбег ствола в комлевой части.

Современные информационные технологии значительно расширяют возможности использования информационных ресурсов в различных отраслях промышленности, в том числе и в лесном хозяйстве. Развитие информационных технологий направлено на различные виды деятельности: автоматизацию документооборота, учета и планированию; коммуникацию; управление технологией производства и др. Одними из перспективных, востребованных и интенсивно развивающихся являются географические информационные системы, применяемые в лесном хозяйстве и лесоустройстве. Особенно удачно они могут использоваться для автоматизации внесения изменений в материалы лесоустройства и оптимизации управления лесным фондом в целом. В Лесосибирском филиале Сибирского государственного технологического университета по результатам проведенных научных исследований разработана методика инвентаризации и составления электронного дендроплана насаждений на основе географических информационных систем. Методика апробирована на зеленых насаждениях г. Лесосибирска Красноярского края и может быть использована на других территориях. В процессе обследования зеленых насаждений определяли породу древесного растения, состояние, степень опасности для жителей, измеряли высоту и диаметр. Таксацию насаждений производили методом сплошного перечета деревьев. Часть этих операций проводили с помощью электронного дендрометра. Каждому дереву (группе деревьев) присваивался инвентарный номер, под которым древесное растение числилось в ведомости и на дендроплане. Одновременно с таксацией деревьев составляли полевые абрисы обследуемых участков с нанесением на них расположения осмотренных деревьев, определяли их компенсационную стоимость. Компенсационная стоимость, зависящая от породы, размеров дерева, его социально-экологической значимости, местоположения и состояния, исчисляется путем умножения количества деревьев каждой породы на компенсационную стоимость одного дерева этой породы. Результаты вносятся в электронную инвентаризационную ведомость. В процессе апробации методики сформирована инвентаризационная ведомость древесной и кустарниковой растительности и электронный дендроплан. Для каждого дерева в этих документах отражены следующие данные: инвентарный номер, высота, диаметр, состояние и отметка или рекомендация о необходимости проведения ухода или других мероприятий, компенсационная стоимость. Электронный дендроплан обеспечивает простоту и эффективность работы. На основании полученных результатов определен породный состав насаждений города, выявлены опасные, больные, старые и другие деревья, потерявшие свою экологическую и са-нитарно-гигиеническую эффективность. Даны рекомендации по совершенствованию зеленых зон г. Лесосибирска. Методика может использоваться для учета, инвента-ризации и управления городскими зелеными насаждениями на других городских территориях.

Эффективность искусственного восстановления леса во многом обусловлена комплексом применяемых лесокультурных приемов. Изучены 23-летние опытные лесные культуры сосны и ели, заложенные на свежей луговиковой вырубке в Холмогорском лесничестве Архангельской области. В результате исследований установлено, что имеющиеся различия в приживаемости лесных культур, обусловленные качеством посадочного материала, отражаются на их росте. По основным таксационным (биометрическим) показателям они отмечаются как в конце первого года роста культур сосны и ели, так и в 23-летнем возрасте. Причем установившееся ранговое распределение, обусловленное качеством посадочного материала, отмечено при всех способах обработки почвы во все периоды наблюдений. В ходе наблюдений установлено, что способ обработки почвы также оказывает влияние на рост лесных культур. Как по приживаемости, так и по росту лучшими показателями обладают культуры, созданные по микроповышениям из перемешанных верхних органогенных и минеральных горизонтов почвы. Формирование микроповышений позволяет растениям противостоять неблагоприятным факторам внешнего воздействия. Полученные результаты позволяют заключить, что для формирования высокопродуктивных древостоев необходимого породного состава в целях сокращения оборота рубки, увеличения выхода деловой древесины в условиях северо-таежного района европейской части России целесообразно создавать лесные культуры. Достичь высоких результатов можно посредством применения основных лесокультурных приемов (обработка почвы и посадка качественного посадочного материала). К 23 годам культуры сосны растут по II классу бонитета и имеют запас около 150 м 3/га, культуры ели - по III классу бонитета с запасом около 25 м 3/га. Последующие работы по формированию древостоев лесоводственными приемами позволят повысить

Важным вопросом лесоведческих исследований является изучение особого компонента биогеоценоза - лесной подстилки. Живой напочвенный покров выступает одним из главных факторов ее формирования, в значительной степени обуславливая мощность, плотность сложения и запас лесной подстилки. Исследования проводили в ельниках северной подзоны тайги в пределах Архангельской области. В качестве объектов изучения выбраны три пробные площади с постепенным изменением напочвенного растительного покрова в связи с ярко выраженным градиентом рельефа. Пробные площади разбивали на регулярную сеть с шагом 5 м, в каждом узле которой проводили отбор проб лесной подстилки по подгоризонтам. Парцеллы выделяли с использованием общепринятой методики. Наибольшую мощность имеет чернично-сфагновая парцелла (6,4 см), наименьшую - травяная (5,0 см), что связано с интенсивностью трансформации мягкого опада. Высокие темпы разложения опада травяной парцеллы формируют лесную подстилку с наибольшим общим запасом - 146 т/га. Мертвопокровная парцелла, опад которой представлен хвоей ели, имеет запасы в три раза ниже - 52 т/га. Плотность сложения подгоризонтов обуславливает формирование структуры лесной подстилки, уникальной для каждой парцеллы.

Проведено многостороннее исследование и последующий анализ показателей строения древесины корневых систем. Рассматриваются показатели физико-механических свойств древесины ствола и корневой системы, приведены результаты определения фитомассы корневой системы в зависимости от диаметра дерева. Установлено, что промышленные запасы корневой древесины в спелых сосновых насаждениях составляют 10…12 % от запасов стволовой древесины, или 40…50 м 3/га. При этом с увеличением среднего диаметра насаждений соотношение объема корневой системы к общему объему ствола уменьшается. При лесовосстановлении на нераскорчеванных вырубках встает вопрос подготовки лесокультурных площадей под искусственные насаждения, что связано с минимизацией помех в виде пней, остающихся после валки деревьев. Извлечение этой древесины в процессе подготовки лесокультурных площадей обеспечит благоприятные условия для работы машин и механизмов, а также позволит формировать полноценные искусственные насаждения с высокой общей продуктивностью. Разработаны технологии подготовки лесокультурных площадей с использованием новых механизмов.

Одним из многолесных регионов России является Вологодская область, где сохраняются высокие темпы развития лесопромышленного комплекса. По вкладу в экономику региона лесная промышленность занимает лидирующие позиции, уступая лишь черной металлургии и химической промышленности. Лесобумажная продукция из области экспортируется более чем в 50 стран мира. Основные ее потребители - страны Европейского союза: Финляндия, Эстония, Германия, Швеция, Нидерланды, Великобритания, Франция, Дания, Бельгия, Польша, Литва, Чехия. Не смотря на успехи в лесном секторе экономики, проблема незаконных рубок остается нерешенной. В настоящее время невозможно выявить районы с отсутствием нелегальных заготовок древесины. Случаи нелегальной заготовки не исключаются и на территории существующей сети особо охраняемых природных территорий. Нелегальные рубки причиняют материальный ущерб экономике региона и создают предпосылки для угрозы экологической безопасности в масштабах государства. Значительные объемы незаконных рубок вызваны отсутствием эффективной лесной охраны и должного учета лесопользования, обилием лесов с неясным статусом, ухудшающимся социально-экономическим положением сельского населения. К со-жалению, действующее российское законодательство пока не способно обеспечить эффективную борьбу с нелегальными рубками и оборотом древесины. Одним из направлений, способствующих уменьшению нелегальной заготовки древесины, является внедрение добровольной лесной сертификации по системе Лесного попе-чительского совета. Движущим фактором активной сертификации в России стало введение в США поправок к закону Лейси, а также принятие соответствующего регламента странами Евросоюза. В Вологодской области постепенно увеличиваются площади сертифицированных лесов, возрастает число предприятий, сертифици-рующих цепочки поставок. В области сертифицировано 2,4 млн га, или около 7 % от площади сертифицированных лесов России по системе Лесного попечительского совета. Сертификаты цепочки поставок древесины имеют 18 лесопромышленных предприятий. Это подтверждает легальность происхождения лесобумажной продукции, позволяет компаниям беспрепятственно вести внешнеэкономическую деятельность и снижает риск появления древесины нелегального происхождения на внутреннем и внешнем рынках.

Крупные древесные остатки являются важным компонентом лесных насаждений, функциональная роль которых практически не изучена. Цель данной работы состояла в определении запасов органического вещества крупных древесных остатков, представленных сухостоем, валежом и пнями в старовозрастных ельниках средней тайги. Приведены результаты определения базисной плотности здоровой и гниющей древесины ели, сосны и березы, находящейся на разных стадиях разложения. Базисная плотность показывает, какое количество абсолютно сухого вещества содержится в единице объема. Используя результаты анализа морфологических характеристик деревьев сухостоя, валежа, пней (высота, диаметр, стадия разложения), полученных на постоянных пробных площадях, определены запасы гниющей древесины в экосистемах коренных ельников и спелого производного лиственного насаждения. На основе базисной плотности и запасов древесины определена масса органического вещества в крупных древесных остатках, запасы которого в ельниках составляют 19,5…34,9 т/га, в лиственном насаждении - 19,0 т/га. Показано, что пул органического вещества в крупных древесных остатках зависит от стадии развития фитоценоза. Наличие в древостоях старовозрастных деревьев и постепенный их отпад способствуют переходу органического вещества из живой фитомассы в древесный дебрис. Охарактеризован вклад различных компонентов в формирование запасов крупных древесных остатков и соотношение стадий их разложения, роль которых в формировании общих запасов в насаждениях различается. Наличие древесного дебриса преимущественно первых двух стадий деструкции объясняется активным зарастанием мхами древесины валежа более поздних стадий разложения. В результате их наличие трудно выявить при перечете и практически невозможно определить точные размеры.

Исследования по влиянию высоты сеянцев сосны обыкновенной на их рост в лесных культурах проводили на территории Переславского района Ярославской области. Цель работы - выявление оптимальной высоты двухлетних сеянцев сосны обыкновенной для создания лесных культур в условиях свежей простой субори. Исследовано более 150 участков лесных культур сосны. У растений сосны с разной высотой посадочного материала осенью замеряли терминальные побеги для расчета текущих приростов в высоту в разном возрасте лесных культур: 2 года (фаза приживания), 4 и 6 лет (фаза индивидуального роста), 8 лет (окончание фазы индивидуального роста и начало фазы смыкания). Всего в лесных культурах сосны замерено 2750 терминальных побегов разных лет у растений с высотой посадочного материала от 4 до 18 см. Как самые маленькие, так и самые большие по высоте сеянцы имеют в лесных культурах худшие значения текущих приростов в высоту. Высоту двухлетних сеянцев в пределах 8...13 см следует признать оптимальной для данного региона и типа условий местопроизрастания. Выявленная оптимальная высота двухлетних сеянцев сосны является результатом положительного взаимодействия растений в рамках генотип-среда. У этих особей происходит сбалансированное сочетание быстроты роста и адаптивной способности на лесокультурной площади. Это очень важное свойство, так как при выращивании лесных культур быстрота роста растений позволяет сокращать фазу индивидуального роста, а в практике лесного хозяйства - переводить молодые посадки в покрытые лесом земли. Выявленная нами оптимальная высота двухлетних сеянцев сосны охватывает собой средние размеры посадочного материала, выращиваемого в регионе исследований. По закону нормального распределения на эти высоты приходится большее количество сеянцев, чем на крайние ступени высоты.

Изучена динамика отпада деревьев в смешанных модальных среднетаежных осиновых насаждениях Архангельской области по материалам постоянных пробных площадей. Проведенные исследования подтвердили, что отпад деревьев наблюдается во всех ступенях толщины. Независимо от возраста отпад деревьев происходит преимущественно в тонкомерной части древостоев, отдельные деревья разных ступеней толщины погибают чаще всего вследствие поражения грибами или от стихийных явлений. Число деревьев на единице площади начинает уменьшаться с момента смыкания крон, когда усиливается конкуренция деревьев между собой за свет и пространство. С некоторого возраста (по нашим данным, с 30 лет) прекращается интенсивный отпад тонкомерных деревьев осины. Многолетние наблюдения на постоянных пробных площадях выявили на определенную закономерность в изменении числа деревьев. По таблицам хода роста насаждений число деревьев изменяется равномерно и выражается гиперболической кривой. В природе этот процесс происходит неравномерно и обусловлен многими факторами: конкуренцией за питание и свет, стихийными явлениями, патологическими изменениями и болезнями. Естественный отпад деревьев разных пород происходит по-разному. С использованием данных постоянных пробных площадей, заложенных в смешанных древостоях с преобладанием осины, получены математические модели изменения с возрастом количества деревьев осины, сосны, ели и березы. Количество деревьев уменьшается интенсивно до 30 лет. Аналогичные данные получены Н.П. Чупровым для березы. Интенсивный отпад начинается с 10 лет и заметно снижается после 30 лет. С 50 лет отпад в смешанных осиновых насаждениях для осины составляет 5-7, березы - 3-4, сосны и ели - 1-2 дерева в год. В.И. Левин и В.И. Калинин при изучении динамики сосновых древостоев средней подзоны тайги установили, что можно заранее отмечать деревья, которые пойдут в отпад через 10...15 лет, и выбирать их, увеличивая продуктивность лесов. На использовании отпада основываются интенсивные модели ведения лесного хозяйства и лесопользования в скандинавских странах, где за счет своевременного проведения рубок ухода получают до 35 % товарной древесины с единицы площади в процессе лесовыращивания.

В настоящее время спрос на волокнистые полуфабрикаты для изготовления бумаги и картона существенно возрастает в результате увеличения их потребления. Совершенствование структуры потребления древесного сырья предусматривает увеличение доли быстрорастущей лиственной древесины, направляемой на переработку. Для управления технологическими процессами и качеством продукции необходимы данные о строении, составе и свойствах древесины, закономерностях превращения компонентов древесины на молекулярном и надмолекулярном уровнях при химическом и физическом воздействиях. Ряд таких факторов, как комплекс природно-климатических условий, возраст дерева и время рубки, оказывают влияние на содержание и распределение основных компонентов древесины даже в пределах одного вида. В последние десятилетия наблюдается активный интерес к древесине осины как с точки зрения генетических и биохимических исследований, так и с точки зрения перспективности сырья для целлюлозно-бумажной промышленности при выработке химико-термомеханической массы и др. волокнистых материалов. Цель работы - показать влияние абиотических факторов и продолжительности жизни на компонентный состав лиственной быстрорастущей древесины на примере осины. Для достижения поставленной цели необходимо: исследовать химический состав разновозрастной древесины осины, отобранной в разных климатических зонах; оценить влияние абиотических факторов на изменение содержания основных компонентов древесины и продолжительности жизни дерева на изменение содержания основных компонентов древесины. Для исследования была взята стволовая часть серокорой древесины осины ( Populustremula ) возрастом от 10 до 45 лет. Полевой материал собран в естественных насаждениях в летний период на территории зон северной и средней тайги. В работе представлены результаты исследования компонентного состава разновозрастной древесины осины. Для достоверной оценки общего содержания лигнина в древесине осины необходимо учитывать содержание кислоторастворимой фракции. В более мягких климатических условиях зоны средней тайги по сравнению с зоной северной тайги преобладает биосинтез углеводных компонентов, что отражается в повышенном содержании целлюлозы в древесине. Полученные данные свидетельствуют о наличии зависимости содержания целлюлозы и лигнина от абиотических факторов, а также от возраста древесины. Можно отметить незначительные колебания содержания спирторастворимых экстрактивных веществ с возрастом, преимущественно этот показатель стабилен.

Условия равновесия предмета переработки в системе станок-инструмент-древесина лесопильного агрегата были рассмотрены для одной из его возможных разновидностей - торцовочного агрегата. Его применение является рациональным направлением повышения выхода и качества технологической щепы, особенно при измельчении короткомерных участков досок, переработка которых неэффективна на традиционном оборудовании - рубительных машинах. Система лесопильного агрегата условно была рассмотрена как стержневая с двумя степенями статической неопределимости, подчиняющаяся основным положениям теории упругости. Для раскрытия статической неопределимости системы был применен метод сил строительной механики, согласно которому при составлении уравнений деформаций в качестве неизвестных принимались силовые параметры системы, соответствующие числу ее избыточных связей. Были получены зависимости для определения минимального усилия прижима доски при фрезеровании, параметров деформаций в системе торцовочного агрегата, а также построены эпюры изгибающих моментов и продольных сил в указанной системе. Анализ эпюр и полученных зависимостей показал, что для обеспечения условий равновесия наиболее рациональным является встречное поперечное фрезерование с верхним расположением доски. Обязательным является принудительный прижим доски. Это необходимое условие процесса торцовки фрезерованием с требуемыми показателями качества продукции. На основании полученных результатов сделан вывод о необходимости определения рациональных конструктивно-технологических параметров процесса фрезерования при торцовке досок. Параметры должны в лучшем (оптимальном) случае обеспечивать минимизацию сырьевых и энергетических затрат при выработке пиломатериалов и технологической щепы в соответствии с требованиями ресурсосбережения. Это утверждение справедливо не только для поперечного фрезерования ступенчатыми цилиндрическими фрезами, но и для продольного фрезерования торцово-коническими (коническими), а также цилиндрическими фрезами, которые используются в целом ряде разновидностей фрезернопильного оборудования, кроме рассмотренного торцовочного агрегата.

Рассмотрена задача определения оптимальных размеров брусьев и досок при первом проходе раскроя пиловочника больших размеров с выпиливанием трех брусьев одинаковой толщины и двух пар боковых досок. В математической модели целевая функция составлена в виде суммы площадей поперечных сечений трех брусьев и двух пар боковых досок. Уравнения связи, раскрывающие взаимосвязь размеров брусьев и боковых досок с диаметром пиловочника, получены на основе теоремы Пифагора. При решении математической модели использован метод множителей Лагранжа. В результате решения задачи получен алгоритм, с использованием которого численным методом определены размеры брусьев и досок, а также значение целевой функции. Результаты расчетов показали, что целевая функция принимает максимальное значение при толщине бруса, равной 0,18 от диаметра бревна в вершинном торце. Установлено, что с увеличением толщины брусьев возрастает их объем, размеры боковых досок и их объем уменьшаются, но, самое главное, сумма объемов брусьев и досок принимает максимальное значение только при определенных соотношениях размеров этих брусьев и досок. Суммарная толщина всех трех выпиливаемых брусьев составляет 0,54 от диаметра бревна в вершинном торце, объем получаемых обрезных брусь- ев - 70 %, объем обрезных боковых досок - 30 % от всего объема обрезных досок. Оптимальная пифагорическая зона для рассматриваемого варианта раскроя пиловочника равна 0,922 от диаметра бревна в вершинном торце. Предложенный алгоритм решения задачи рекомендуется использовать при расчете и составлении поставов.

Древесина относится к материалам с резко выраженными анизотропными свойствами. Эти свойства влияют на напряженно-деформированное свойство материала. Кроме того, реальная деревянная конструкция имеет пороки строения - сучки. Для теоретической оценки напряженного состояния элемента с сучком составлена расчетная модель. Рассмотрено поведение анизотропной пластины, имеющей две оси анизотропии: продольную и поперечную. Растяжение пластины происходило вдоль волокон равномерно распределенной нагрузкой. Для упрощения расчетов сучок был заменен на отверстие. Растягивающие напряжения определены по теории упругости анизотропного тела. Рассчитаны коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты понижения прочности. Для проверки расчетов проведено экспериментальное определение прочности на растяжение деревянных элементов с сучками - пластинок размером 400´50´5 мм. Для сравнения испытаны образцы из древесины без сучков таких же размеров и формы.

Полное использование производственных возможностей машин и оборудования в значительной степени зависит от соответствия их конструктивных особенностей и параметров организации работы конкретным природно-производственным условиям. Соответствие параметров организации работы или параметров взаимосвязи машин достигается в процессе технологических расчетов с определением оптимальных режимов функционирования. Расчет режимов работы машин в различные периоды разработки лесосек может быть выполнен по математическим моделям. В основу моделирования лесозаготовительного процесса нами положен подход к его организации, основанный на подключении дополнительного оборудования на «отстающих» операциях. Для расчета продолжительности работы машин на технологических операциях при планировании лесозаготовительного процесса нами получены аналитические зависимости для различной продолжительности работы машин на лесосеке. С использованием этих аналитических зависимостей разработана математическая модель для определения суммарного эффективного времени работы лесозаготовительных машин в течение всего периода разработки лесосеки, а также получены математические модели определения энергозатрат и удельных энергозатрат работы машин на отдельных лесозаготовительных операциях и комплекта в целом за различный промежуток времени. Полученные математические модели реализованы в программном модуле МППлес информационной системы для оперативного планирования лесозаготовительного процесса. Проведение компьютерного эксперимента с моделированием различных вариантов комплектов лесосечных машин на основе МППлес позволило убедиться в том, что организация работы с подключением на отстающих операциях дополнительных машин снижает продолжительность разработки лесосеки и энергозатраты на их выполнение до 10…30 %.