Теплотворная способность древесины сосны в культурах северотаежного лесного региона
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-1-82-91Ключевые слова:
теплотворная способность древесины, сосна, тип леса, культуры, радиальный прирост, хвояАннотация
Теплотворная способность растений является важным параметром для оценки материальных циклов и преобразования энергии в лесных экосистемах, а также качественной характеристикой растительного сырья как топлива. Древесное биотопливо находит все более широкое применение при производстве тепловой энергии, в связи с этим актуально изучение теплотворной способности древесины и условий выращивания наиболее качественного сырья. Цель исследования – выявление зависимости теплотворной способности древесины сосны в культурах от ее макроскопического строения, характеристик ассимиляционного аппарата, густоты и высоты древостоя. На временных пробных площадях выбирали мелкие, средние и крупные неповрежденные без патологий модельные деревья, у которых возрастным буравом на высоте 1,3 м отбирали керны для измерения радиальных приростов на полуавтоматическом комплексе «Линтаб-6» с точностью ±0,01 мм. Теплотворную способность древесины определяли в абсолютно сухом состоянии при помощи автоматизированного бомбового калориметра АБК -1В. Для изучения влияния ассимиляционного аппарата на теплотворную способность древесины хвою всех возрастов отбирали со средней ветви кроны модельного дерева, из средней части хвоинки готовили поперечные срезы, используя санный микротом МС -2. Измеряли гистологические элементы хвоинки с помощью микроскопа Axio Scope.A1 и программного обеспечения IMAGE-PRO INSIGHT 8,0. Средняя теплоемкость древесины сосны в сосняках вересково-лишайниковых составляет (20 731±133) Дж/г, в сосняках брусничных – (20 618±141) Дж/г, в сосняках черничных – (20 513±104) Дж/г при густоте древостоя от 1160 до 3806 шт./га. Наибольшая теплоемкость древесины сосны отмечается в сосняке вересково-лишайниковом при густоте древостоя 5021 шт./га. Повышенная теплоемкость древесины сосны при высокой густоте древостоя обусловлена сокращением количества хвои на ветви (r = –0,75) и увеличением диаметра смоляных ходов (r = –0,88). Установлено влияние средней высоты древостоя и структуры годичного слоя на теплотворную способность древесины сосны.
Для цитирования: Тюкавина О.Н., Клевцов Д.Н., Адаи Д.М. Теплотворная способность древесины сосны в культурах северотаежного лесного региона // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 82–91. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-82-91
Скачивания
Библиографические ссылки
Адамов М.Г. Об энергетических возможностях лесов Дагестана // Вестн. Дагестан. гос. ун-та. Сер. 1. Естеств. науки. 2011. Вып. 6. С. 186–188. [Adamov M.G. On the Energy Potential of Dagestan Forests. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 1. Estestvennyye nauki [Herald of Dagestan State University. Series 1. Natural Sciences], 2011, vol. 6, pp. 186–188].
Бондарев В.Я., Гусева Л.М. Особенности подготовки сырья для пиролиза древесины // Лесн. хоз-во – 2013. Актуальные проблемы и пути их решения: междунар. научн.-практ. интернет-конф. Н. Новгород, 2014. С. 92–97. [Bondarev V.Ya., Guseva L.M. Features of Preparation of Raw Materials for Wood Pyrolysis. Forestry – 2013. Current Problems and Their Solutions: International Scientific and Practical Internet Conference. Nizhny Novgorod, 2014, pp. 92–97].
Боровиков А.М., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. М.: Лесн. пром-сть, 1989. 296 с. [Borovikov A.M., Ugolev B.N. Handbook on Wood. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1989. 296 p.].
Ермоченков М.Г., Евстигнеев А.Г. Изменение теплоты сгорания древесного топлива при торрефикации // Лесн. вестн. Forestry Bulletin. 2017. Т. 21, № 1. С. 64–68. [Ermochenkov M.G., Evstigneev A.G. Changes of the Calorific Value of Wood Fuel after Torrefaction. Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2017, vol. 21, no. 1, pp. 64–68]. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-64-68
Максимук Ю.В., Пономарев Д.А., Курсевич В.Н., Фесько В.В. Теплота сгорания древесного топлива // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 4. С. 116–129. [Maksimuk Yu.V., Ponomarev D.A., Kursevich V.N., Fes’ko V.V. Calorific Value of Wood Fuel. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2017, no. 4, pp. 116–129]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.4.116, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/6a0/1_maksimchuk.pdf
Никишов В.Д. Комплексное использование древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 264 с. [Nikishov V.D. Complex Use of Wood. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1985. 264 p.].
Огиевский В.В., Хиров А.А. Обследование и исследование лесных культур. Л.: ЛТА , 1967. 50 с. [Ogiyevskiy V.V., Khirov A.A. Inspection and Study of Forest Crops. Leningrad, LTA Publ., 1967. 50 p.].
Орсик Л.С., Сорокин Н.Т., Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С., Мишуров Н.П. Биоэнергетика: мировой опыт и прогнозы развития. М.: Росинформагротех, 2008. 404 с. [Orsik L.S., Sorokin N.T., Fedorenko V.F., Buklagin D.S., Mishurov N.P. Bioenergy: World Experience and Development Forecasts. Moscow, Rosinformagrotekh Publ., 2008. 404 p.].
Петрик В.В. Лесоводственные методы повышения смолопродуктивности сосновых древостоев. Архангельск: АГТУ , 2004. 236 с. [Petrik V.V. Silvicultural Methods of Increasing the Resin Productivity of Pine Stands. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2004. 236 p.].
Рябчук В.П., Юскевич Т.В., Гриб В.М. Физические свойства древесины видов рода сосна // Изв. вузов. Лесн. журн. 2013. № 5. С. 160–169. [Ryabchuk V.P., Yuskevich T.V., Grib V.M. Physical Properties of Pine Wood. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2013, no. 5, pp. 160–169]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/ d0a/mtd1.pdf
Серков Б.Б., Сивенков А.Б., Тхань Б.Д., Асеева Р.М. Тепловыделение при горении древесины // Вестн. МГУ Л–Лесн. вестн. 2003. № 5. С. 74–79. [Serkov B.B., Sivenkov A.B., Than’ B.D., Aseeva R.M. Heat Release during Wood Burning. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universitets lesa – Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2003, no. 5, pp. 74–79].
Соколов Н.Н. Методические указания к дипломному проектированию по таксации пробных площадей. Архангельск: АЛТИ , 1978. 44 с. [Sokolov N.N. Methodology Guidelines for the Diploma Project on the Valuation of Trial Plots. Arkhangelsk, ALTI Publ., 1978. 44 p.].
Суханов В.И. Зонально-типологические особенности смолопродуктивности сосновых насаждений // Лесоводственные исследования на зонально-типологической основе. Архангельск: АИ ЛиЛХ, 1984. С. 39–44. [Sukhanov V.I. Zonal-Typological Features of Resin Productivity of Pine Plantations. Silvicultural Studies on the Zonal-Typological Basis. Arkhangelsk, AILiLKh Publ., 1984, pp. 39–44].
Тюкавина О.Н., Клевцов Д.Н., Болотов И.Н., Филиппов Б.Ю., Адай Д.М. Биологическая продуктивность культур сосны обыкновенной северотаежного лесного района // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 6. С.101–108. [Tyukavina O.N., Klevtsov D.N., Bolotov I.N., Filippov B.Yu., Adayi D.M. Biological Productivity of Scots Pine Cultures in the Northern Taiga Forest Area. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2018, no. 6, pp. 101–108]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.101, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/b75/101_108.pdf
Феклистов П.А., Евдокимов В.Н., Барзут В.М. Биологические и экологические особенности роста сосны в северной подзоне европейской тайги. Архангельск: АГТУ , 1997. 140 с. [Feklistov P.A., Evdokimov V.N., Barzut V.M. Biological and Ecological Features of Pine Growth in the Northern Subzone of European Taiga. Arkhangelsk, ASTU Publ., 1997. 140 p.].
Чудный А.В. О некоторых признаках и свойствах сосен высокой и низкой смолопродуктивности в Кировской области // Селекция и семеноводство древесных пород. М.: Лесн. пром-сть, 1965. С. 97–111. [Chudnyy A.V. On Some Features and Properties of Pines of High and Low Resin Productivity in the Kirov Region. Breeding and Seed Production of Tree Species. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1965, pp. 97–111].
Шульгин В.А. Отбор и разведение сосен высокой смолопродуктивности. М.: Лесн. пром-сть, 1973. 87 с. [Shul’gin V.A. Selection and Breeding of Pine Trees of High Resin Productivity. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1973. 87 p.].
Gravalos I., Kateris D., Xyradakis P., Gialamas T., Loutridis S., Augousti A., Georgiades A., Tsiropoulos Z. A Study on Calorific Energy Values of Biomass Residue Pellets for Heating Purposes. Proceedings of the 43th International Symposium on Forestry Mechanisation: “Forest Engineering: Meeting the Needs of the Society and the Environment”, Padova,July 11–14, 2010. Padova, Italy, 2010, pр. 1–9.
Hough W.A. Caloric Value of Some Forest Fuels of the Southern United States. USDA Forest Service Research Note SE-120. Asheville, NC, Southeastern Forest Experiment Station, 1969. 6 p.
Janssen R., Helm P., Grimm P., Grassi G., Coda B., Grassi A., Agterberg A., Fjällström T., Lindstedt J., Moreira J.R., Masera O., Baoshan Li, Sada Sy B. A Global Network on Bioenergy – Objectives, Strategies and First Results. Proceedings of the 12th European Conference and Exhibition on Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, Amsterdam, June 17–21, 2002. Amsterdam, 2002.
Karjalainen T., Asikainen A., Ilavsky J., Zamboni R., Hotari K.-E., Röser D. Estimation of Energy Wood Potential in Europe. Working Papers of the Finnish Forest Research Institute 6. Finland, MELTA, 2004. 43 p.
Librenti E., Ceotto E., Candello M. Biomass Characteristics and Energy Contents of Dedicated Lignocellulose Crops. Biomass and Waste, 2010, pp. 7–8.
Nasser R.A., Aref I.M. Fuelwood Characteristics of Six Acacia Species Growing Wild in the Southwest of Saudi Arabia as Affected by Geographical Location. BioResources, 2014, no. 9(1), pp. 1212–1214.
Obernberger I., Thek G. Physical Characterisation and Chemical Composition of Densified Biomass Fuels with Regard to Their Combustion Behavior. Biomass and Bioenergy, 2004, vol. 27, iss. 6, pp. 653–669. DOI: 10.1016/j.biombioe.2003.07.006
Orémusová E., Tereňová L., Réh R. Evaluation of the Gross and Net Calorific Value of the Selected Wood Species. Advanced Materials Research, 2014, vol. 1001, pp. 292–299. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1001.292
Petersen Raymer A.K. A Comparison of Avoided Greenhouse Gas Emissions When Using Different Kinds of Wood Energy. Biomass and Bioenergy, 2006, vol. 30, iss. 7, pp. 605–617. DOI: 10.1016/j.biombioe.2006.01.009
Quaak P., Knoef H., Stassen H. Energy from Biomass: A Review of Combustion and Gasification Technologies. World Bank Technical Paper 422. Washington, DC, World Bank, 1999. 78 p.
Ravindranath N.H., Balachandra P., Dasappa S., Usha Rao K. Bioenergy Technologies for Carbon Abatement. Biomass and Bioenergy, 2006, vol. 30, iss. 10, pp. 826–837. DOI: 10.1016/j.biombioe.2006.02.003
White R.H. Effect of Lignin Content and Extractives on the Higher Heating Value of Wood. Wood and Fiber Science, 1987, vol. 19(4), pp. 446–452.
Zeng W.-S., Tang S.-Z., Xiao Q.-H. Calorific Values and Ash Contents of Different Parts of Masson Pine Trees in Southern China. Journal of Forestry Research, 2014, vol. 25, iss. 4, pp. 779–786. DOI: 10.1007/s11676-014-0525-3
