Лесной журнал

Восстановление еловых лесов: теория, отечественный опыт и методы решения

Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

За многолетний период подробно проанализирована нормативная и научная литература, касающаяся проблемы восстановления коренных темнохвойных лесов через смену пород. В основе решения проблемы лежит разработанная проф. Б.П. Колесниковым теория лесообразовательного процесса, согласно которой восстановление ельников происходит через стадию формирования коротко- и длительно-производных мягколиственных насаждений. Первые являются наиболее перспективными, так как обладают наиболее высоким демутационным потенциалом. Высказано предположение, что в процессе произрастания производных мягколиственных древостоев на месте коренных ельников насаждение восстанавливает нарушенные в результате рубок структуру и энергетический баланс. В этот период происходит накопление органического вещества и элементов питания в почве, которые были изъяты из экосистемы с вырубленной древесиной. Подчеркивается, что существенное улучшение водно-физических свойств, химического состава почвы и достижение ею исходного уровня плодородия возможно после 40–60 лет только после произрастания производных мягколиственных древостоев на месте чистых ельников. Сделан вывод, что смена темнохвойных пород на мягколиственные после сплошных рубок – явление массовое, объективное и с точки зрения
улучшения лесорастительных условий положительное. С этой позиции ее следует рассматривать не только как стадию в восстановлении, но и как механизм сохранения коренных темнохвойных насаждений. Предлагается использовать период произрастания мягколиственных древостоев в системе лесного хозяйства в качестве восстановительного этапа для формирования продуктивных темнохвойных насаждений. При решении этой задачи конкретно для ельников разработан и запатентован новый метод, получивший название «рубка трансформации». Суть его заключается в том, что на ранних этапах развития производного мягколиственного древостоя проводится уход за молодыми поколениями темнохвойных пород. Весь процесс формирования темнохвойного молодняка или средневозрастного древостоя завершается вырубкой верхнего мягколи ственного яруса в возрасте деревьев 45–55 лет, т. е. до достижения ими возраста рубки спелых мягколиственных древостоев. Включение в систему лесного хозяйства этого метода потребует некоторых изменений и дополнений при инвентаризации лесного
фонда, составлении проектной документации, а также технического и технологического сопровождения предписанных мероприятий. Например, таксацию производных мягколиственных насаждений необходимо начинать со стадии средневозрастного древостоя и определять полную таксационную характеристику древостоя по поколениям с указанием состава, возраста, высоты и количества древесных пород. Использование в системе хозяйства разработанного метода рубок трансформации для темнохвойных насаждений позволит на первоначальном этапе сдерживать процесс смены пород, а в дальнейшем сбалансировать лиственное и хвойное хозяйство исходя из экологического значения лесных насаждений, лесорастительных условий и перспектив развития конкретной территории.
Для цитирования: Теринов Н.Н., Андреева Е.М., Залесов С.В., Луганский Н.А., Магасумова А.Г. Восстановление еловых лесов: теория, отечественный опыт и методы решения // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-9-23

Реконструкция истории древостоев и оценка воздействия инвазивного короеда в пихтовых лесах с помощью анализа пространственной структуры

N. M. Debkov, A. Gradel, A. A. Aleinikov (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

На сегодняшний день в России самой масштабной и разрушительной инвазией ксилофагов в лесные экосистемы является массовое размножение уссурийского полиграфа (Polygraphus proximus Blandf.) в пихтовых (Abies sibirica Ledeb.) лесах. Цель исследования – изучение пространственной структуры пихтовых лесов и их трансформаций под воздействием уссурийского полиграфа в его вторичном (инвазивном) ареале распространения. Было выбрано 2 модельных пихтарника (около сел Итатка и Малиновка) в Томской области. Оба древостоя представляют собой естественные насаждения на участках, где отмечена лесозаготовительная деятельность, которая была вызвана образованием этих населенных пунктов во второй половине XIX в. Для сбора непространственных и пространственных данных использовали технологию Field-Map. Анализ показал, что высота, диаметр и радиальный прирост ствола пихт, погибших или сильно ослабленных при атаках уссурийского полиграфа, значительно ниже, чем у живых особей. Социальный статус пихт, подвергшихся серьезному нападению или уже погибших от Polygraphus proximus, обозначен индексом Ui как умеренно угнетенный. Установленно, что в отличие от живых пихт размещение погибших деревьев было в значительной мере сгруппировано на коротких расстояниях (около 1 м). Данный вывод совпадает с визуальными наблюдениями на других участках, где погибшие деревья были сгруппированы. Тем не менее гипотеза пространственной независимости позиций живых и погибших пихт была принята для обоих участков.
Финансирование: исследование профинансировано Российским фондом фундаментальных исследований и правительством Томской области, грант № 16-44-700782 и выполнено в рамках государственного задания Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов Российской академии наук (№ АААА-А18-118052400130-7).
Для цитирования: Debkov N.M., Gradel A., Aleinikov A.A. Reconstruction of Stand History and Impact Evaluation of an Invasive Bark Beetle in Siberian Fir Forests with the Help of Spatial Structure Analysis // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 24–41. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-24-41

Анализ долговременных тенденций роста древостоев ели европейской в связи с возможным изменением климата (на примере Ленинградской области)

A. S. Alekseev, S. K. Sharma (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

Долговременные тенденции роста древостоев ели европейской изучались на территории Лисинской части учебно-опытного лесничества Ленинградской области, расположенной в ее центре и имеющей высокий защитный статус ценных лесов, имеющих научное и историческое значение. По официальным данным среднегодовая температура в районе исследований возросла на 0,6 °C за 10 лет, среднегодовые осадки также увеличились незначительно. Цель исследований – определение влияния произошедших изменений климатических показателей на рост деревьев ели европейской (Picea abies (L.) Karst.). Три наиболее типичных выдела с преобладанием ели европейской были выбраны для сбора данных о ходе роста древостоев. Образцы древесины отобраны буравом Пресслера у 107 деревьев, метеорологические данные получены по наблюдениям ближайшей метеорологической станции. Радиальный прирост измерен с помощью калиброванного сканера и специализированной программы WinDendro, полученные результаты совместно с метеорологическими данными обработаны в программе Excel. Данные о радиальном приросте модельных деревьев покрывают интервал с 1848 по 2011 г., каждый годичный слой характеризовался календарным годом образования, шириной, возрастом и диаметром дерева. Радиальный прирост деревьев анализировался по классам возраста и ступеням толщины. Ширина годичных колец варьировала от 0,1 до 6 мм. Выявлены положительные тренды радиального прироста для классов возраста 0-20, 21-40 и 41-60 лет. Для классов возраста 61-80, 81-100 и более 100 лет положительные изменения радиального прироста оказались недостоверны. Анализ хода роста деревьев по диаметру путем сравнения с местными таблицами хода роста показал больший диаметр для классов возраста 21-40 и 41-60 лет, для остальных классов возраста он оказался меньше указанного в таблицах. Радиальный прирост для всех классов возраста продемонстрировал наличие циклической динамики изменений, причем падение прироста иногда приходилось на последние десятилетия. Для построения функции отклика прироста на изменение климатических условий был использован множественный регрессионный анализ. С высокой степенью достоверности (90 %) установлено слабое влияние температуры и количества осадков за вегетационный сезон на радиальный прирост деревьев с 1848 по 2011 г. (0,08102 мм/°С и 0,00085 мм/мм). Кроме того, анализ показал более сильную реакцию радиального прироста на изменения климатических условий у молодых и средневозрастных древостоев по сравнению со спелыми и перестойными. В целом изменения климатических условий имеют положительное влияние на радиальный прирост, но не для всех классов возраста и ступеней толщины.
Для цитирования: Alekseev A.S., Sharma S.K. Long-Term Growth Trends Analysis of Norway Spruce Stands in Relation to Possible Climate Change: Case Study of Leningrad Region // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 42–54. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-42-54

Разнообразие орехов лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) и прогноз встречаемости ее форм на Северо-Западном Кавказе

С. Г. Биганова, Ю. И. Сухоруких, К. Н. Кулик, А. К. Кулик (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

К наиболее актуальным вопросам при изучении биологии и селекции лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) относятся оценка разнообразия (полиморфизма) ее плодов и прогноз встречаемости форм с хозяйственно-ценными признаками в естественных популяциях, являющихся источником ценнейшего генофонда вида. Цель исследования – выявление разнообразия орехов лещины и прогноз встречаемости ее форм в естественных дубовых и пихтовых формациях Северо-Западного Кавказа. Для анализа отобрано рендомизированно по 1 ореху с растения в дубовой (297 шт.) и пихтовой (301 шт.) формациях. Изучали основные хозяйственно-ценные показатели орехов лещины: массу и выход ядра, массу ореха, общий балл качества плодов, крепость и цвет скорлупы, вкус, неразрушаемость и наличие шелухи на ядре. Достоверность различий энтропии, ее дисперсию и степень свободы, разнообразие по индексу Шеннона, коэффициенты вариации, Пирсона и Чупрова, значение по χ²определяли известными методами. Индекс распределенного рангового разнообразия (IRRR) вычисляли из соотношения суммы произведений относительной энтропии признака на его ранг к числу градаций признака, индекс распределенного рангового разнообразия с учетом доли (IRRRD) для отдельного признака – как произведение IRRR на долю признака соответствующей градации. Прогноз наличия форм лещины выполнен в соответствии с законом параллелизма. Установлено, что в дубовой и пихтовой формациях у лещины имеются орехи со сходными признаками. Выводы о большем разнообразии показателей плодов лещины, произрастающей в составе дубовой формации, по сравнению с пихтовой полностью совпали по индексам Шеннона, IRRR, IRRRD и χ². Встречаемость наиболее ценных в хозяйственном отношении форм в формациях прогнозируется с различной частотой.
Для цитирования: Биганова С.Г., Сухоруких Ю.И., Кулик К.Н., Кулик А.К. Разнообразие орехов лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) и прогноз встречаемости ее форм на Северо-Западном Кавказе // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 55–71. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-55-71

Влияние климатических факторов на сезонное развитие хвойных лесообразующих видов в таежной зоне (Карелия)

И. Т. Кищенко (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

Наблюдения за сезонным развитием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), елей сибирской (Picea obovata Ledeb.) и европейской (Picea abies (L.) Karst.) и лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) проводили в течение 15 лет в Южной Карелии (средняя подзона тайги). Фенологические наблюдения выполняли через каждые 2-3 дня. Фиксировали время прохождения таких фенофаз, как набухание и распускание вегетативных почек, начало и окончание роста побегов, обособление на побегах зимующих почек, распускание, завершение роста, расцвечивание и опадение листьев, опробковение побегов. Цель исследования – изучение сходства и различий в сезонном развитии лесообразующих видов Карелии под влиянием главных климатических факторов. Для установления искомых связей использовали методы элементарной статистики, корреляционный и регрессионный анализ. Обнаружено, что сроки наступления большей части фенофаз у изученных видов в значительной мере зависят от температуры воздуха, в меньшей – от влажности воздуха, атмосферных осадков и солнечной радиации. Зависимость между сроками наступления фенофаз и изучаемыми климатическими факторами носит прямолинейный характер, а ее сила зависит от биологии вида и специфики самой фенофазы. Особенности развития хвойных растений во многом определяются состоянием среды не только текущего года, но и предшествующего. Повышение температуры и влажности воздуха, а также усиление солнечной радиации в июле предшествующего года заметно ускоряют фенологическое развитие деревьев. По возрастанию степени устойчивости к климатическим условиям таежной зоны изученные виды можно расположить в следующем порядке: Picea abies, Picea obovata, Pinus sylvestris и Larix sibirica. Установлено, что в процессе сезонного развития наименее требовательна к температурному режиму воздуха Larix sibirica, наиболее требовательна – Picea аbies.
Для цитирования: Кищенко И.Т. Влияние климатических факторов на сезонное развитие хвойных лесообразующих видов в таежной зоне (Карелия) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 72–82. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-72-82

Метод отнесения земель к землям, занятым лесной растительностью, по аэрокосмическим снимкам Landsat

A. Karpov, B. Waske (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

Спутниковые данные становятся важным инструментом для мониторинга изменений, происходящих в лесном покрове. Дальнейшее развитие технологий дистанционного зондирования Земли создает возможности для решения более сложных задач, требующих многократного анализа спутниковых данных. Оценка успешности лесовосстановления после возникновения нарушений в лесном покрове является такой задачей. Традиционный метод оценки успешности лесовозобновления – закладка пробных площадей – требует значительных временных затрат и ресурсов. Полевые работы и отнесение земель к землям, занятым лесными насаждениями, через закладку пробных площадей производятся по методике, разработанной Федеральным агентством лесного хозяйства России. Данная методика имеет различные критерии успешного лесовозобновления для каждого региона. Территориями исследования стали Архангельская и Вологодская области, а также Республика Карелия. Растительность данного региона относится к таежной зоне и разделяется на пять групп: районы притундровых лесов и редкостойной тайги, северо-таежный, среднетаежный и южно-таежный районы. Международная классификация относит данные леса к группе бореальных. Использование спутниковых данных позволит оптимизировать мероприятия по отнесению лесных участков к землям, занятым лесными насаждениями. Проведен анализ индексов восстановления NDVI, SWVI и NBR на объектах лесовозобновления. На каждый исследуемый объект получены полевые данные о количестве подроста, средней высоте древостоя и породном составе. Обработка большого количества спутниковых снимков требует значительных вычислительных мощностей, поэтому для проведения анализа использовалась платформа Google Earth Engine. На основе полученных данных выбран наиболее пригодный для создания автоматической методики по переводу земель в лесопокрытую площадь индекс SWVI как наилучший спектральный индекс для разделения земель на достигшие и не достигшие критериев отнесения к землям, занятым лесными насаждениями. Оптимальным порогом для перевода земель стало достижение 80 % восстановления от первоначальных значений индекса до возникновения нарушений в лесном покрове. Использование метода k-средних и пороговых значений индекса для перевода позволило создать автоматизированную методику.
Для цитирования: Karpov A., Waske B. Method for Transferring Non-Forest Cover to Forest Cover Land Using Landsat Imageries // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 83–92. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-83-92
Финансирование: Данное исследование проведено в рамках проекта «Мониторинг лесов в Архангельской области с использованием данных мультисенсорного дистанционного зондирования», финансируемого Министерством образования и науки России и Германской службой академических обменов в рамках программы «Михаил Ломоносов» (проект № АААА-А19-119020590052-2).

Адаптивное управление лесным хозяйством: на примере лесов скального дуба (Quercus petraea (matt.) Leibl.) горы Озрен Республики сербской

Z. Govedar, M. Medarević (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

Адаптивное управление является основной концепцией управления лесными экосистемами в условиях постоянно изменяющего климата. В связи с этим, необходимо найти информацию и разработать основные теории, на которых основано адаптивное управление лесным хозяйством. Данная работа дает общее представление об адаптивном лесопользовании в контексте усыхания дубовых лесов и изменения климата в Республике Сербской (Босния и Герцеговина). Разведение лесов скального дуба, подверженных острому и хроническому усыханию, должно основываться на сохранении всех древостоев и способности к произврастанию совместно с черной сосной на неглубоких серпентинитовых и перидотитовых почвах. В статье рассматриваются возможности адаптивного управления лесами скального дуба и дается характеристика мероприятий по адаптивному управлению.
Для цитирования: Govedar Z., Medarević M. Adaptive Forest Management: Case Study of Sessile Oak (Quercus petraea (Matt.) Leibl.) Forests on Ozren Mountain of the Republic of Srpska // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 93–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-93-105

Применение золополимерных смесей в строительстве лесовозных дорог

А. Н. Минаев, О. В. Зубова, Д. М. Кулик, В. В. Силецкий, В. И. Луговов (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

Строительство лесных дорог является одним из приоритетных вопросов лесного комплекса. Недостаточно развитая лесная дорожная сеть не позволяет использовать лесные ресурсы, находящиеся на значительном расстоянии от дорог общего пользования, так как рентабельность лесозаготовки многократно снижается. Расширение инфраструктуры лесных дорог позволит повысить мобильность, а также рентабельность добычи ресурса. Основной причиной запущенного состояния лесной дорожной инфраструктуры является высокая стоимость строительства лесных дорог, которая обусловлена высокой стоимостью дорожно-строительных материалов, а также большими расстояниями их транспортировки. Один из актуальных способов снижения стоимости дорожно-строительных материалов – это использование отходов промышленности. С целью решения данной задачи было проведено исследование для получения слоя дорожной одежды с высокими физико-механическими показателями и сравнительно низкой стоимостью из отходов промышленности. В качестве вяжущего в смеси используется бытовой полиэтилен высокого давления, а заполнителя – зола от сжигания осадка сточных вод. За счет применения пластика в смеси образуется коагуляционно-конденсационная структура, при этом материал характеризуется высокой прочностью и морозостойкостью. Данное исследование обладает научной новизной, так как вопросы адгезии полиэтилена с различными заполнителями мало изучены. За основу смеси были взяты вторично-переработанные полимеры (дробленый полиэтилен, фракция 1,5–2,5 мм) в качестве структурообразующего компонента. Также существовала необходимость добавления материала-заполнителя, его роль сыграла зола, оставшаяся после сжигания осадка сточных вод предприятия «Водоканал». По результатам испытаний был получен материал с показателями прочности при сжатии 170,63–552,08 МПа, модулем упругости от
322,0 до 960,0 МПа, водопоглощением в пределах 1 %, что дает возможность использовать его в лесном дорожном строительстве, в том числе в качестве укрепляющего слоя дорожной одежды лесных дорог на слабых грунтах. Применение полученного материала в лесном дорожном строительстве позволит расширить лесную дорожную инфраструктуру за счет снижения стоимости. Наши исследования показывают, что высокие физико-механические показатели увеличат срок службы лесных дорог, а, следовательно, и срок между капитальными ремонтами – данные аспекты положительно повлияют на рентабельность строительства лесных дорог.
Для цитирования: Минаев А.Н., Зубова О.В., Кулик Д.М., Силецкий В.В., Луговов В.И. Применение золополимерных смесей в строительстве лесовозных дорог // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 106–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-106-116

Обоснование норм расхода топлива многооперационных лесозаготовительных машин на примере харвестера

Константин Павлович Рукомойников, Виктория Олеговна Купцова (Автор) — Вт, 02 июн 2020 00:00:00 +0000

Целью исследования являлось обоснование показателей расхода дизельного топлива при осуществлении рубок валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной Silvatec 8266TH на лесных участках Республики Марий Эл. Поставленная цель достигнута путем проведения экспериментальных исследований с использованием объемного метода пополнения бака машины в конце рабочего цикла. Экспериментальные исследования сопровождались фиксацией диаметров вырубаемых деревьев и их объемов. После вырубки каждой из указанных групп деревьев осуществлялась остановка машины, заполнение топливного бака до горловины с точной фиксацией объема заправляемого топлива. Обработка экспериментальных данных позволила получить регрессионную модель, характеризующую средний расход топлива при различных диаметрах вырубаемого древостоя. Анализ найденного решения дал возможность установить, что средний расход топлива харвестера Silvatec 8266TH, работающего на лесных участках учебно-опытного лесхоза Поволжского государственного технологического университета, зависит от среднего диаметра вырубаемых деревьев. Множественный коэффициент детерминации R²данной нелинейной модели составил 0,73. Полученная математическая зависимость может быть использована на лесопромышленных предприятиях для приближенного быстрого расчета норм расхода в отсутствие действующих нормативов с целью обоснования объемов списываемого топлива, а также для расчета проектной себестоимости заготавливаемой продукции при организации новых лесопромышленных предприятий и освоении новых лесных участков.
Для цитирования: Рукомойников К.П., Купцова В.О. Обоснование норм расхода топлива многооперационных лесозаготовительных машин на примере харвестера // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 117–127. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-117-127

Экспериментальная оценка прочности склеивания древесины по длине на прямоугольные прессованные шипы

О. А. Рублева, А. Г. Гороховский (Автор) — Ср, 03 июн 2020 00:00:00 +0000

Клеевые соединения по длине широко распространены в производстве изделий из древесины. Однако наиболее часто применяемая технология сращивания на зубчатые шипы имеет ряд недостатков (наличие отходов, дорогостоящий режущий инструмент и др.). Предложен альтернативный способ сращивания на многократные прямоугольные шипы, изготовленные прессованием. Промышленное внедрение нового способа требует подтверждения высокого качества клеевого шипового соединения. Основным показателем качества является прочность соединения. Цель исследования – экспериментальная оценка прочности при растяжении и изгибе соединений по длине на прямоугольные прессованные шипы (на примере заготовок из древесины сосны). Изучены соединения двух типоразмеров (А и Б) с шагом 4,2 и 8,2 мм и глубиной проушины 10 и 20 мм соответственно. Прочность образцов определяли с учетом требований ГОСТ 15613.4 и ГОСТ 15613.5. Для оценки качества соединений использовали показатель «относительная прочность» – отношение прочности соединения к прочности цельной древесины. Статистическая обработка проводилась как по группам данных, так и для каждого типоразмера и каждого вида испытания отдельно. Это позволило установить средние значения прочности для каждой отдельной группы образцов, а также получить статистически обоснованную объединенную оценку некоторых показателей. Соединения типа А (с мелкими шипами) показали лучшие результаты по прочности при растяжении (59,5 %) по сравнению с типом Б (53,2 %). Установлено, что при обработке результатов испытаний на изгиб в исследованном диапазоне не выявлено статистически значимого влияния типа соединения. Поэтому средняя прочность при изгибе (80,2 %) характеризует оба типа соединения. Кроме того, прочность этих двух типов соединений с достаточной достоверностью может быть охарактеризована и средней прочностью при растяжении (56,4 %). При этом оба типа соединения соответствуют по прочности требованиям стандартов на изделия с использованием клеевых соединений по длине. Полученные результаты варьируют в сравнительно узком диапазоне, что свидетельствует о стабильном качестве клеевых соединений на прямоугольные шипы, изготовленных способом прессования. Проведенное исследование подтвердило возможность применения прямоугольных прессованных шипов для изготовления соединений на их основе.
Для цитирования: Рублева О.А., Гороховский А.Г. Экспериментальная оценка прочности склеивания древесины по длине на прямоугольные прессованные шипы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 128–142. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-128-142

Определение начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил

Г. Ф. Прокофьев, А. М. Тюрин, М. Ю. Кабакова, О. Л. Коваленко (Автор) — Ср, 03 июн 2020 00:00:00 +0000

Приводятся полученные теоретически и подтвержденные экспериментально результаты исследований начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил. Разработана математическая модель, позволяющая производить расчет начальной жесткости полосовых нерастянутых пил в целях обоснования расстояния между направляющими и параметров пил, обеспечивающих точное пиление древесины. Для проверки справедливости допущений, принятых при выполнении теоретических исследований, проведены эксперименты. Осуществлен анализ результатов исследований и сделаны следующие выводы: теоретические и экспериментальные значения начальной жесткости вальцованных полосовых пил практически совпадают (разница не более 2 %); жесткость вальцованной пилы при использовании теоретических данных превышает жесткость невальцованной пилы более чем на 80 %. Согласно технологическим режимам РПИ 6.1-00 «Подготовка рамных пил», для обеспечения требуемой точности пиления древесины начальная жесткость полосовой пилы должна быть не менее 60…70 Н/мм. Полученные результаты позволяют определить основные параметры нерастянутых полосовых пил, обеспечивающих это условие.
Для цитирования: Прокофьев Г.Ф., Тюрин А.М., Кабакова М.Ю., Коваленко О.Л. Определение начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 143–150. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-143-150

Водостойкость древесных плит, получаемых без использования связующих веществ

Ср, 03 июн 2020 00:00:00 +0000

Исследована водостойкость плит средней плотности, полученных из гидродинамически обработанных древесных опилок без применения связующих веществ. В качестве критериев водостойкости принято использовать разбухание плит по толщине после вымачивания в воде в течение 24 ч и остаточную прочность при статическом изгибе. Изучено влияние следующих режимных факторов горячего прессования на водостойкость плит: температуры плит пресса, удельной продолжительности прессования, влажности пресс-массы. Установлено, что при увеличении температуры плит пресса и удельной продолжительности прессования разбухание плит по толщине снижается. Наименьшее значение этого показателя отмечено при влажности пресс-массы 210 %. Для сравнения исследовано влияние кипячения в воде в течение одного 1 ч на свойства плит из механоактивированных древесных частиц, а также древесно-стружечных плит (ДСтП), древесно-волокнистых плит высокой (HDF) и средней (MDF) плотности сухого способа производства. Плиты ДСтП и MDF полностью разрушились, плиты HDF сохранили свою форму, но при этом потеряли прочность при статическом изгибе, которая составила 89,7 % от первоначальной. У плит из механоактивированных древесных частиц потеря прочности при статическом изгибе – 18,2 % от первоначальной (до кипячения – 22,4 МПа, после него – 17,4 МПа). Циклические испытания по ГОСТ Р 56309–2014 методом «вымачивание–замораживание–высушивание» позволили установить, что влажностные деформации плит из механоактивированных древесных частиц имеют обратимый характер. В результате проведения 3 циклов испытаний снижение прочности плит при статическом изгибе составило 29,2 %. При этом геометрические размеры существенно не изменились, остаточное разбухание плит по толщине 0,62 %. Таким образом, предварительная гидродинамическая обработка отходов деревообработки (опилок) позволяет получить экологически чистые плиты с постоянной водостойкостью, которые могут найти широкое применение в жестких температурно-влажностных условиях эксплуатации.
Для цитирования: Ермолин В.Н., Баяндин М.А., Казицин С.Н., Намятов А.В., Острякова В.А. Водостойкость древесных плит, получаемых без использования связующих веществ // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 151–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-151-158
Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, правительства Красноярского края, краевого фонда науки в рамках научного проекта «Иссле дование процессов структурообразования материалов из кавитационно-активированной древесины».

Металлоуглеродные композиты на основе лигносульфонатов

О. С. Бровко, И. А. Паламарчук, Н. А. Горшкова, А. Д. Ивахнов (Автор) — Ср, 03 июн 2020 00:00:00 +0000

Предложен синтез новых наноструктурированных металлоуглеродных композитов на основе лигносульфонатов. Получение и изучение их свойств является актуальной задачей современного химического материаловедения ввиду применения материалов на их основе в качестве ионоселективных электродов и электрохимических катодов, электродов суперконденсаторов, магнитных сенсоров, устройств записи и хранения информации, гетерогенных катализаторов. Решающее значение при получении этих композитов приобретает метод синтеза, позволяющий формировать частицы определенной формы и размера, определяющих в дальнейшем свойства композиционного материала (сорбционные, электрохимические, каталитические, магнитные, оптические). Цель исследования – изучение влияния условий синтеза наноструктурированных металлоуглеродных композитов на основе углеродсодержащего органического сырья (лигносульфонатов, хитозана, полиэтиленполиамина) и встроенного металла на структуру и физико-химические характеристики новых материалов. Разработан способ, особенностью которого является коллоидно-химический синтез с последующей карбонизацией, позволяющий получить высокодисперсный композит с развитой микро-мезопористой структурой, удельной поверхностью до 400 м²/г и распределением частиц в узком диапазоне размеров (30…65 нм). Металл связывается с лигносульфонатом натрия (ЛС) на стадии формирования хелатного комплекса, который при взаимной коагуляции с хитозаном (ХТ) или полиэтиленполиамином (ПЭПА) образует нерастворимый в воде полимерный металл-органический комплекс. Степень извлечения ионов Со(II) из водных растворов при формировании металлокомплекса состава ЛС–Co–ХТ составляет 78,6 % при массовом соотношении ЛС и ХТ – 1 : 0,25, а для комплекса ЛС–Co–ПЭПА – 56,3 % при массовом соотношении ЛС и ПЭПА – 1 : 0,1. Проведение центрифугирования, промывки ацетоном и карбонизации позволяет зафиксировать металл в структуре металлоуглеродного композита. Проанализированы условия синтеза: количественное соотношение полимерных компонентов (для системы ЛС : ХТ – 1 : 0,25; для ЛС : ПЭПА – 1 : 0,1); продолжительность формирования хелатного комплекса – 1 ч и металл-органического композита – 1 ч; рН 4–6. Морфология наноструктурированного металлоуглеродного композита изучена методом электронной микроскопии, параметры пористой структуры – методом низкотемпературной адсорбции азота. Углеродные наноматериалы, полученные при мягких условиях синтеза на основе дешевых природных полимеров, перспективны для применения в качестве эффективных сорбентов и катализаторов, в том числе и для защиты окружающей среды.
Для цитирования: Бровко О.С., Паламарчук И.А., Горшкова Н.А., Ивахнов А.Д. Металлоуглеродные композиты на основе лигносульфонатов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 159–168. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-159-168
Финансирование: Исследования проведены в ходе выполнения государственного задания ФГБУН ФИЦКИА РАН ФНИ 2018–2020 гг. «Физико-химические, генетические и морфологические основы адаптации растительных объектов в условиях изменяющегося климата высоких широт» (№ АААА-А18-118012390231-9) с использованием оборудования ЦКП НО «Арктика» (САФУ) и ЦКП НО «КТ РФ в области экологической безопасности Арктики» (ФГБУН ФИЦКИА РАН).

Получение и использование березового активного угля для доочистки питьевой воды

Ю. Л. Юрьев (Автор) — Ср, 03 июн 2020 00:00:00 +0000

Одним из перспективных вариантов переработки лиственной древесины невысокого качества считается ее пиролиз на установках низкой экологической опасности, расположенных рядом с источником сырья. В дальнейшем возможна переработка древесного угля на активные угли различного назначения. Цель исследования – оценить пригодность активного угля, полученного из тонкомерной березовой древесины, для доочистки питьевой воды, а также показать возможность его регенерации. В качестве фильтрующего материала в колонках использовался промышленный активный уголь марки БАУ-А и уголь древесный активный дробленый, полученный путем паровой активации угля из тонкомерной березовой древесины во вращающейся печи с z-образной вставкой. Воду в колонки с активным углем подавали так, чтобы обеспечить продолжительность контакта воды с углем в течение 8, 4 и 2 мин. Через 3 месяца непрерывной работы все угольные фильтры с продолжительностью контакта 8 мин сохраняли сорбционную активность, а фильтры с продолжительностью контакта 4 мин были отработаны на 80 %. Далее испытания по доочистке воды проводились на регенерированных углях. Установлено, что доочистка с применением березового активного угля снижает перманганатную окисляемость воды примерно на 1 мг О₂/дм³. Наиболее приемлемой является продолжительность контакта угольной загрузки с водой, равная 4 мин, уголь после регенерации пригоден к повторному использованию. Показано, что уголь, полученный из тонкомерной березовой древесины при помощи активации в печи с z-образной вставкой, снижает окисляемость воды так же, как и промышленный уголь марки БАУ-А. При этом использование более дешевого сырья (тонкомерной березовой древесины) и проведение активации угля с низким удельным расходом водяного пара (за счет организации пульсирующего давления) уменьшает затраты на изготовление фильтрующего материала и доочистку питьевой воды.
Для цитирования: Юрьев Ю.Л. Получение и использование березового активного угля для доочистки питьевой воды // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 169–175. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-169-175