Статья освещает заслуги известного сибирского ученого и педагога, выдающегося представителя научной школы Абаимова Анатолия Платоновича, внесшего ценный вклад в изучение динамики сибирских лесов под воздействием пожаров, исследований структуры и динамики лесов в области сплошного распространения многолетней мерзлоты. Его преподавательская деятельность много лет была связана с Сибирским технологическим институтом, университетом. Много лет занимал должность профессора кафедры лесоводства Сибирского государственного технологического университета, разработал специальный курс мерзлотного лесоведения, был автором многих учебных пособий и программ. В научном сообществе А. П. Абаимов известен как талантливый наставник молодых учёных. Под его руководством защищены кандидатские и докторские диссертации, авторы которых работают во многих вузах, российских и зарубежных. Анатолий Платонович являлся заместителем председателя диссертационного совета Института леса, членом диссертационного совета Сибирского государственного технологического университета. А. П. Абаимов был руководителем ряда научных проектов, в том числе и международных.
БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Наиболее перспективным подходом изучения качества городской среды, в целом, и отдельных ее компонентов, в частности древесной растительности, является концепция экологического мониторинга, в основе которой лежит организация системы непрерывных наблюдений, анализ и прогноз ее состояния. Технологической основой мониторинга состояния городских объектов озеленения является сочетание биологических и технических методов получения информации с применением выборочных методов исследования и система обработки, анализа и хранения информации с использованием тематических и картографических банков данных и иерархически соподчиненных, взаимосвязанных, адекватно отражающих наблюдаемую в городе экологическую ситуацию показателей. На основании этого были отобраны объекты озеленения – девять скверов, расположенные в г. Красноярске на территориях с различными уровнями антропогенных воздействий, максимально приближенные к постам наблюдения за состоянием окружающей среды: «Лесок», «Серебряный», «Космонавтов», «Сказочный», «Панюковский», «Энтузиастов», «Юбилейный», «Одесский», «им. В.И. Сурикова» и два контрольных участка, расположенных в зеленной зоне г. Красноярска (Плодово-ягодная станция и питомник УЗС).
На основании общепринятых и авторских методик сформированы экологического паспорта объектов озеленения. Экологический паспорт объекта включает в себя такие разделы как ситуационный план, баланс территории объекта, количественные данные об озелененности и качественные характеристики состояния растительности и дорожной сети, данные о рекреационной нагрузке, расчеты уровня загазованности и шумовой нагрузки от транспортных потоков на прилегающих магистралях, фрагменты которых представлены в статье. Анализ полученных материалов показал, что: все представленные скверы являются объектами озеленения общего пользования и относятся к объектам районного значения; площади данных скверов находятся в пределах от 0,81 до 2,95 га, за исключением сквера «Космонавтов», площадь которого составляет 6,96 га. При этом установлено, что в скверах площадью до трех гектаров зона комфортной среды может составлять только 9 %, на объектах озеленения площадью от 7 до 20 га – до 30 % при условии компактности территорий, таким образом, в сквере «Одесский» зона комфорта отсутствует, т.к. имеет вытянутую форму и расположен вдоль проезжей части автодороги с интенсивным движением (с грузовым транспортом), сквер Лесок – наоборот, при незначительных размерах расположен в жилой зоне вдали от автомагистралей, наибольшую зону комфорта имеет сквер Космонавтов в связи с большой территорией и удаленности основной его части от автодороги. Инвентаризационная оценка насаждений показала, что жизненное состояние березы повислой и липы мелколистной в целом по городу оценивается от «здоровых» до «отмирающих», индекс варьирует от 100 до 15, закономерно снижаясь в критических условиях произрастания, взаимосвязь возраста, класса повреждения с качеством воздушной среды позволяет использовать березу повислую и липу мелколистную в качестве вида-индикатора для оценки аэротехногенного загрязнения городов, а также данное обстоятельство необходимо учитывать при создании городских насаждений на объектах озеленения с различной техногенной нагрузкой.
Эффективность искусственного лесоразведения во многом зависит от качества посадочного материала при создании лесных культур. Посадочный материал, выращенный в лесных питомниках в открытом грунте и в теплицах, имел ряд существенных недостатков. Сеянцы или саженцы для создания лесных культур использовались с открытой корневой системой, что резко ограничивало сроки посадки. Задержка с посадкой может привести к пересыханию верхних горизонтов почвы и, как следствие этого, к гибели высаженных растений или низким показателям приживаемости. Кроме того, при посадке, особенно в жаркую ветреную погоду, корневые системы сеянцев (саженцев) пересыхали, что приводило к их гибели. Таким образом, главным недостатком посадочного материала с открытой корневой системой являлся ограниченный период сроков создания лесных культур, в значительной степени зависящий от условий погоды. При больших объемах искусственного лесоразведения или лесовосстановления, даже при осуществлении механизированной посадки, возникали огромные сложности в посадке в оптимальные сроки.
Посадочный материал с закрытой корневой системой – сеянцы (или саженцы), корневые системы которых находятся внутри корнезакрывающего субстрата. Посадочный материал с закрытой корневой системой имеет ряд преимуществ по сравнению с открытой корневой системой: обладает более высокой засухоустойчивостью, запас воды в коме субстрата увеличивает период безполивного его содержания при хранении и транспортировке, высаженный на лесокультурную площадь посадочный материал с закрытой корневой системой имеет более длительный период без атмосферного увлажнения. Указанные обстоятельства объясняют повышенное внимание к разработке технологий выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой. В статье представлен российский и мировой опыт выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой. Достаточно подробно изложен первый опыт выращивания сеянцев с закрытой корневой системой в г. Красноярске на базе тепличного комплекса МП «УЗС» в 2021 году.
Изучали таксационные показатели клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной на лесосеменной плантации в Ковровском районном лесничестве Владимирской области. Она заложена в 2020 г. двухлетними привитыми саженцами с закрытой корневой системой по схеме размещения 7×8 м с первоначальным числом посадочных мест 3352 шт., имеет общую площадь 22,3 га с плотностью 178,6 шт./га. Проектное количество плюсовых деревьев в ассортименте 50 единиц. Рельеф участка равнинный, тип лесорастительных условий соответствует категории А2 с бедными слабогумусированными песчаными почвами. Он отнесен к району хвойно-широколиственных (смешанных) лесов европейской части Российской Федерации и входит в зону хвойно-широколиственных лесов. Лесорастительные условия региона вполне благоприятны для произрастания и семеношения сосны обыкновенной. Цель исследования – оценить изменчивость и корреляцию таксационных показателей клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной в составе лесосеменной плантации на территории Ковровского лесничества Владимирской области. Методологической основой исследований служили принципы единственного логического различия, типичности, пригодности, надежности и целесообразности опыта. Сбор лесоводственной информации осуществлен полевым стационарным методом при сплошном перечете деревьев на ЛСП. Зафиксирована изменчивость таксационных показателей у вегетативного потомства плюсовых деревьев как на уровне различий между группами одноименных клонов, так и в пределах каждой из них. Отношение лимитов по высоте составило 3,53 с образованием диапазона в 43 см; по диаметру ствола у шей- ки корня – 4,00 с превышением на 12 мм; по объему видового цилиндра – 36,80 с разностью в 89,98 см3. Весьма высокая положительная связь зафиксирована между диаметром ствола у корневой шейки и площадью поперечного сечения ствола (r±mr = 0,988±0,007; tr = 132,40), а также между средним диаметром кроны и площадью её проекции (r±mr = 0,983±0,009; tr = 111,22.). Регрессионный анализ дал сопоставимый результат.
Кедрово-широколиственныне леса на Дальнем Востоке занимают площадь чуть более 3 млн га. Липа амурская (Phellodendron amurense) – постоянный участник лесообразовательного процесса в кедровошироколиственных лесах. В прошлом столетии для этой породы были разработаны объемные, сортиментные и товарные таблицы. Таблиц хода роста по этой породе нет. В настоящей статье по материалам государственной инвентаризации лесов были построены таблицы хода роста для липы амурской. Экспериментальным материалом послужили 254 модельных деревьев липы амурской с постоянных пробных площадей, заложенных в насаждениях разных типов леса и классов бонитета. При изучении закономерностей роста липы амурской использовали два подхода. В первом случае при выравнивании таксационных показателей в качестве независимой переменной принят диаметр деревьев, во втором – их возраст. По конструкции первый вариант таблицы хода роста соответствует разрядной шкале объемов, во втором случае – общепринятой форме. В обоих вариантах рассчитана общая древесная продуктивность, а также объем коры. Число стволов рассчитано через постоянную изреживания. В насаждениях липа амурская встречается как одиночными экземплярами, так и группами от 10 до 30 деревьев. В анализируемой выборке максимальный возраст деревьев липы 190 лет, высота 30 м, диаметр 100 и более см. Разработанные таблицы хода роста отражают закономерности роста липы амурской, произрастающей в Приамурско-Приморском хвойно-широколиственном районе. Составленные таблицы продуктивности можно использовать для расчета запасов древесины, медопродуктивности, объемов коры, размера ущерба при повреждении насаждений пожарами, других целей. Высокий темп роста деревьев липы амурской в молодом возрасте указывает на перспективность этой породы при лесоразведении.
Проведен сравнительный анализ показателей репродуктивного развития 53–55-летних деревьев сосны кед ровой сибирской, произрастающих в пригородной зоне Красноярска при разной густоте посадки (400 и 5000 шт./га).
Выявлено преобладание экземпляров, вступивших в репродуктивную стадию развития, в разреженных условиях выращивания в 2,75 раза в сравнении с загущенными посадками. Отмечено влияние густоты посадки на урожайность сосны кедровой сибирской. На деревьях с лучшими условиями роста при меньшей густоте посадки сформировано достоверно большее число шишек.
Деревья, растущие на плантациях, имеют больший диаметр ствола, более толстые ветви в нижней части кроны, но в 2,5 раза меньшую протяженность бессучковой зоны, чем у деревьев, произрастающих при большей густоте.
В исследовании проведен анализ факторов, оказывающих существенное влияние на эффективность лесного сектора России. Рассмотрены методы государственной поддержки лесного сектора в России и за рубежом. Для стран, являющихся активными лесопользователями, определены действующие административные и экономические инструменты стимулирования при освоении лесных массивов и внедрении передовых технологий. Экономические инструменты стимулирования представлены льготным налогообложением, государственным субсидированием, приоритетными инвестиционными проектами. Выявлено, что непосредственный перенос зарубежного опыта стимулирования эффективности лесного комплекса, без учета специфики местных административно-правовых и природно-климатических, социально-демографических условий, не возможен.
На примере Красноярского края, проанализированы результаты, реализуемого в России механизма государственного стимулирования лесного сектора путем поддержки приоритетных инвестиционных проектов в области лесопользования.
На землях, нарушенных в процессе горнодобывающей деятельности, должна проводиться обязательная биологическая рекультивация. Современные представления о сохранении биоразнообразия предполагают формирование сообществ, максимально приближенных к естественным. Цель настоящей работы: обобщение опыта биологической рекультивации и ведения охотничьего хозяйства для разработки базовых подходов к лесной рекультивации нарушенных земель, предполагающей формирование защитных и кормовых условий для успешного обитания растительноядных объектов животного мира. Обследование рекультивированных 30–40 лет назад отвалов показало, что во всех случаях обилие животных значительно уступало таковому на ненарушенных территориях. Применяемый способ монокультур не обеспечивает благоприятных условий для животных, поэтому предпочтительнее создавать многовидовые смешанные насаждения. Доля кустарников должна составлять около 50 % всего древостоя, поскольку именно кустарниковые заросли создают защитные условия для гнездования многих певчих птиц и обеспечивают животных кормом. При лесной рекультивации необходимо предусмотреть формирование протяжённой опушечной линии, в том числе закладывать лесные поляны, которые в летнее время будут выступать в качестве мест жировок для зверей и птиц. Доля бобовых как основного источника растительного белка на полянах, в травосмесях должна составлять не менее 20 %. Для обеспечения благоприятных кормовых условий также важны луга и водопои, поэтому берега затопляемых карьеров должны быть максимально выположены и переходить в мелководье для обеспечения формирования сырых лугов. Часть береговой линии необходимо засаживать ивняком Salix L., который будет создавать защитные условия для околоводных птиц, а прогреваемые мелководья обеспечат их кормом.
Приведены показатели семенного потомства 15-летней сосны кедровой сибирской второго поколения, произрастающего в Караульном лесничестве Учебно-опытного лесхоза СибГУ (в пригородной зоне Красноярска). Посадочный материал выращен из семян, собранных на прививочной плантации с материнских деревьев разного географического происхождения. Растения высажены на плантации «ЛЭП-2» по схеме 4×4 м. Установлено, что растения имеют среднюю высоту 1,1–1,4 м по вариантам опыта, длину хвои – 9,2–10,0 см. Максимальной высотой отличается потомство тувинского происхождения, длиной хвои – тюменского и ярцевского, величиной текущего прироста – алтайского. Отмечено образование трех макростробилов в этом возрасте на дереве № 14-40 читинского происхождения. Проведен отбор экземпляров в вариантах разного географического происхождения по интенсивности роста и длине хвои, которые рекомендованы к вегетативному размножению для создания плантаций целевого назначения.
Эффективность использования фотосинтетически активной радиации деревьями в значительной степени зависит от архитектоники ассимиляционного аппарата в их кроне. Известно, что повышение уровня атмосферного загрязнения сопровождается, с одной стороны, увеличением плотности охвоения побегов, а с другой стороны – увеличением прозрачности кроны за счет расширения безлистной внутренней части кроны. На этом основании мы предполагаем, что охвоенность побегов является чутким индикатором изменения условий произрастания не только в связи с загрязнением среды, но и в более широком экологическом аспекте, в частности, в географических градиентах Евразии. С этой целью сформирована база эмпирических данных в количестве 558 модельных деревьев сосны обыкновенной естественного и искусственного происхождения из 6 регионов Северной Евразии с измеренным процентом охвоения побегов. Разработана регрессионная модель, в которой в качестве независимых переменных использованы показатели как возраста и диаметра ствола, так и географические координаты местообитаний. Установлено увеличение охвоенности побегов как в направлении с севера на юг вследствие снижения влагообеспеченности местообитаний, так и в направлении с запада на восток вследствие увеличения континентальности климата. Таким образом, охвоенность побегов сосны обыкновенной является индикатором изменения условий произрастания в географических градиентах Евразии.
Целью настоящей работы явилось установление особенностей динамики депонирования углерода в древостоях лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) Нижнего Приангарья. Полученные результаты могут быть использованы при разработке методики оценки запасов депонирования углерода в фитомассе древостоев и формировании нормативной базы оценки секвестрационного потенциала лесных территорий. В работе на основании материалов 10 пробных площадей с рубкой и обмером 392 модельных деревьев, а также материалов натурной таксации в объеме 858 таксационных выделов проведен анализ структуры лесного массива из лиственницы сибирской в Нижнем Приангарье. Установлены возрастная структура лесного массива, особенности распределения запасов древостоев в лесном массиве, структура полнот древостоев входящих в различные возрастные группы. Получены математические модели динамики основных таксационных показателей лиственничников. Процесс достаточно точно аппроксимируется функцией Вейбулла. Переход на запас депонированного углерода осуществлен с применением конверсионно – объемного метода. Использованы конверсионные коэффициенты связывающие фракционные отношения фитомассы к запасу древостоев (Ph/m) c возрастом последних. Затем были применены конверсионные коэффициенты для установления запасов депонированного углерода. Динамика запасов депонированного углерода с высокой степенью адекватности соответствует математической модели на основе функции Ричардса.
ТЕХНОЛОГИЯ ЗАГОТОВКИ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
В лесопромышленном комплексе предмет труда обладает высокой вариативностью размернокачественных характеристик и неоднозначностью позиционирования при загрузке на поток, что серьезно осложняет технологический процесс первичной обработки древесного сырья при увеличивающихся требованиях высокой производительности и качества продукции. При всех типах технологического процесса первичной обработки древесного сырья (вывозка хлыстами или сортиментами) основой выполнения операций являются перемещения.
Поточные технологии лесопромышленного комплекса Российской Федерации являются основой промышленного производства товаров и полуфабрикатов различного назначения. В обозримом будущем это самые перспективные технологии, которые обеспечат, наряду с высокой производительностью, высокое качество продукции и наиболее приспособлены к глубокой автоматизации. Наиболее подходящим методом , для моделирования переместительных операций является метод матричных преобразований координат (МПК) – перемещения начала координат, повороты вокруг осей координат и возможность записать структуру последовательного технологического процесса в виде произведения матриц . Последнее свойство позволяет представить структуру технологического процесса в виде взаимосвязанных операций.
Целью данной работы является создание метода моделирования поточной технологии из последовательно установленного оборудования различного типа количеством более двух. Данная цель сформулирована с учетом известных научных работ по созданию моделей технологического процесса поточных технологий, в которых указывается на отсутствие формализации потоков с последовательно установленными станками в количестве более двух.
В работе предложена расчетная схема поточной линии из трех станков с индивидуальными приводами для обработки длинномерного древесного сырья. При составлении модели технологического процесса применен «плавающий» метод задания координат, который отличается от метода Денавит–Хартенберга отсутствием абсолютной, неподвижной системы координат.
Процесс моделирования разбит на два этапа. Первый этап – создание модели поточной линии в виде произведения квадратных диагональных единичных матриц 4×4. Применение матриц 4×4 позволило создать «идеальную» модель поточной линии формализованную в виде произведения матриц 4×4, которые отображают последовательность процесса в виде циклограммы. На втором этапе создается идеализированная модель циклограммного типа. В результате анализа модели циклограммного типа сделаны выводы об ограниченной информативности созданной модели, предложено использовать модель на базе матриц 4×4 при структурном анализе технологического процесса по функциональным возможностям.
Исследовано влияние добавки частиц полиэтилена высокого давления (ПЭВД) на физико-механические характеристики композитного материала, полученного на основе гидролизованной древесины сосны. Предварительная обработка древесной щепы выполнена методом взрывного автогидролиза. Образцы композитного материала получены методом горячего прессования смеси высушенных гидролизованных древесных частиц и частиц ПЭВД без добавления иных связующих компонентов. Обнаружено, что введение в состав пресс-массы измельченного ПЭВД в количестве до 5 массовых частей на 100 массовых частей гидролизованной древесины приводит к экспоненциальному увеличению прочности композитного материала при статическом изгибе до 15 % по сравнению с материалом без ПЭВД. Кроме того, использование даже незначительного количества ПЭВД увеличивает ударную вязкость композитного материала не менее чем на 30 %. Использование ПЭВД в количествах, превышающих 5 массовых частей, вызывает плавное снижение прочности при статическом изгибе, описываемое обратно экспоненциальным законом. Высказано предположение о том, что причиной снижения прочности является изменение характера межфазного взаимодействия компонентов пресс-композиции в условиях применения больших количеств ПЭВД. Также обнаружено, что добавка частиц ПЭВД улучшает гидрофобные характеристики композитного материала. Зависимости водопоглощения и разбухания материала от количества ПЭВД носят обратно-экспоненциальный характер в пределах большей части диапазона применения добавки частиц ПЭВД. По сравнению с контрольным образцом водопоглощение и разбухание по толщине могут быть уменьшены в 1,5 раза. Использование ПЭВД в количестве, не превышающем 1 массовой части, существенного влияния на гидрофобные характеристики не оказывает.
Развитие компьютерных технологий оказывает значительное влияние на все сферы деятельности человека, упрощая его жизнь. При этом совершенствуется не только аппаратная составляющая, но и программное обеспечение, в том числе и системы автоматизированного проектирования, способные облегчить труд инженера не только по разработке проектной документации, но и по выполнению трудоемких прочностных расчетов любой сложности. Программа SolidWorks предназначена для решения подобных задач. Кроме того, использование специализированных инструментов структурного анализа SolidWorks Simulation, SolidWorks Motion и других позволит значительно разгрузить умственный труд инженера, исключив монотонные арифметические вычисления.
Объектом исследования данной научной работы является каркас теплицы для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой. Предмет исследования – напряжения, возникающие в конструкции теплицы под воздействием снеговой нагрузки и собственной силы тяжести. Цель работы – обоснование параметров конструкции каркаса теплицы для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС) на основе анализа нагрузок и напряжений, возникающих в ее элементах под действием веса элементов конструкции и снеговых воздействий для обеспечения необходимой и достаточной прочности методом твердотельного моделирования.
В процессе работы проводилось исследование модели каркаса теплицы для выращивания сеянцев с ЗКС с целью оптимизации конструкции. В результате исследования определены: максимальные напряжения, возникающие на каркасе теплицы под действием снеговой нагрузки; наиболее нагруженные места конструкции. Даны рекомендации по оптимизации конструкции.