Статьи

В статье представлен обзор исследований, посвященных изучению эколого-лесоводственных факторов, влияющих на естественное возобновление сосны обыкновенной. В основе исследования тезис о том, что возобновительные процессы обеспечивают биологическое равновесие в сосновом лесу, постоянство его существования и пользования им. Отмечается, что более широкое использование естественного возобновления имеет важное экономическое и экологическое значение, поскольку позволяет до минимума сократить затраты на лесовосстановление и получить более устойчивые насаждения, так как природные древостои состоят из особей, на всех стадиях онтогенеза прошедших жесткий естественный отбор в конкретных лесорастительных условиях и лучше к ним приспособившихся.

Выделены и охарактеризованы основные виды деятельности в лесах Прибайкалья на примере Центральной экологической зоны Байкальской природной территории. В соответствии с лесным и природоохранным законодательством определены ключевые проблемы и перспективы их развития.

Рассмотрены критерии оценки эффективности процесса трелевки при лесозаготовках. Цель состоит в выборе оптимального типа и грузоподъемности машин для обеспечения эффективного трелевочного процесса с минимальными экономическими затратами. Обоснована недостаточность показателя прибыли для оценки эффективности трелевки, предложено наряду с ним рассматривать конкретное время, затраченное на выполнение процесса трелевки, включая анализ времени, затраченного на перемещение, погрузку и разгрузку. Соотношение этих составляющих требуемого времени оказывает существенное влияние на производительность погрузочнотранспортных машин и стоимость трелевки. Обоснование критериев оценки исходит из аналитических зависимостей, полученных в результате сравнения различных вариантов трелевки с использованием различных типов и грузоподъемности погрузочно-транспортных машин в идентичных условиях эксплуатации. Приведены формулы и выражения для расчета сокращения дистанции трелевки и затрат на сокращение времени в пути при замене погрузочно-транспортных машин различной грузоподъемности. Предлагается оценивать эффективность процесса трелевки на основе таких критериев, как пройденное расстояние, время в пути, время простоя при погрузке и разгрузке и общее время, необходимое для завершения процесса трелевки, что обеспечит всестороннюю оценку экономической эффективности процесса трелевки.

В предлагаемой статье установлено много конструкций размыкающихся предохранительных муфт, которые имеют разные механизмы размыкания, автоматически разъединяющие рабочие элементы при срабатывании последних. П роанализированы 5 групп размыкающихся муфт, отличающихся между собой механизмом размыкания. Указано, что предохранители, относящиеся к группам 1, 2, 3, 4 имеют сложную конструкцию, подвержены частым поломкам при работе, и при их изготовлении возникают большие сложности, тогда как предохранители 5-й группы, имеющие шарики, которые движутся по наклонным выступам, лишены указанных недостатков. Отмечено, что новая размыкающаяся муфта с механизмом размыкания в своей конструкции может иметь два вида: а) с рабочими элементами, имеющими кулачковые шайбы; б) с рабочими элементами, имеющими фрикционные накладки. Необходимо сказать, что муфты первого вида более предпочтительны, так как кулачковые шайбы функционируют, одновременно выполняя две функции - работают в виде рабочих элементов и служат механизмом для размыкания, а также имеют значительно меньший диаметр, в отличие от муфт второго вида. В статье рассмотрены устройство, работа, а также достоинства предохранителя первого вида, связанные с тем, что муфта имеет высокую надежность в работе: после срабатывания, когда муфта буксует, динамические нагрузки не возникают и равны нулю, и передаваемый крутящий момент можно регулировать. Были получены силовые характеристики муфты, а также схемы сил, которые действуют на муфту, когда она в рабочем положении и после срабатывания. Выявлено, что разработанный предохранитель полностью снимает динамические нагрузки, рабочие элементы муфты практически не изнашиваются, а передаваемый крутящий момент, используя механизм регулирования, будет более точным. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что защита машин, оснащенных размыкающимся предохранителем, может быть повышена, если отношение среднего диаметра расположения кулачков к диаметру вала меньше или равно единице, и предложенную муфту можно будет применять на машинах в лесном хозяйстве.

В статье рассмотрены результаты опытов по уплотнению грунтов, укрепленных шлакосиликатным вяжущим при различных уплотняющих нагрузках методом стандартного уплотнения. В ходе проведенных экспериментов установлено, что при укреплении грунтов шлакосиликатным вяжущим коэффициент уплотнения должен быть не менее 1, в противном случае не будет получена расчетная прочность укрепленного грунта. Также рассмотрены необходимость измельчения при укреплении связных грунтов и влияние тонкости помола на гидравлическую активность фосфорных гранулированных шлаков, приведены результаты исследований образцов шлакосиликатогрунтов из грунтовых смесей различного агрегатного состава. Определено, что чем больше степень измельчения шлака, тем выше прочность шлакосиликатного вяжущего, а, следовательно, активность шлака. Такое изменение активности шлака в зависимости от тонкости помола происходит из-за увеличения поверхности взаимодействия шлака с жидким стеклом, вследствие чего происходит более полная гидратация шлака. При дальнейшем увеличении тонкости помола происходит агрегация частиц шлака, которая ведет к снижению поверхности взаимодействия шлака с жидким стеклом. По этим же причинам увеличение тонкости помола не только вызывает увеличение гидравлической активности шлака, но также вызывает интенсификацию процессов твердения, особенно в начальные сроки. Таким образом, сделан вывод о том, что изменение тонкости помола влечет за собой изменение гидравлической активности шлака, при этом чем выше степень измельчения шлака, тем выше его гидравлическая активность. Также установлена степень размельчения шлака для его наивысшей гидравлической активности.

В статье приведены результаты исследования по определению влияния территориально-географического расположения участков заготовки круглых лесоматериалов на основные физико-механические показатели древесины при производстве конструкционных материалов. Для проведения исследования применяли специальные образцы радиальных разрезов ели аянской, которая произрастает в южных материковых лесах Дальнего Востока. По результатам обработки сканированных поверхностей радиальных разрезов установлено, что древесина ели аянской, произрастающей в высотных местностях Хабаровского края, характеризуется более стабильными показателями числа годичных слоев на 1 см древесины радиального разреза. Поэтому исследования свойств древесины, произрастающей на различной высоте над уровнем моря, выполнены для ели аянской, растущей в Приморском крае. Проведенные исследования показали, что толщина поздней зоны древесины ели аянской Приморского края мало зависит от высотности местности ее произрастания и составляет в среднем 0,13±0,04 мм. Установлено, что круглые лесоматериалы, заготовленные в среднегорном массиве Сихотэ-Алиня Приморского края, по показателю плотности соответствуют требованиям ГОСТ 33080-2014 и могут быть использованы при производстве пиломатериалов конструкционного назначения. При этом класс прочности пиломатериалов по показателю плотности «марка С» ограничивается классом С24, и «марка Т» - классом Т14, поскольку значение средней плотности древесины ели аянской на исследуемых территориях не превышает 450 кг/м3. В целом пиломатериалы, производимые из бревен, заготовленных в условиях высотности местности в пределах 200…650 м над уровнем моря, можно классифицировать как конструкционные по физико-механическим показателям при соблюдении нормированных ограничений пороков и строения древесины, учитываемых при визуальной сортировке.

Комплексное использование древесного сырья, получение возобновляемых биоэнергоресурсов - это современный тренд лесной промышленности развитых стран. Производство щепы из лесосечных отходов - один из технологических элементов рационального, экономного природопользования в интересах повышения выхода полезного валового продукта с единицы лесной площади и снижения негативного экологического влияния лесозаготовок. В работе рассмотрен вопрос моделирования технологического процесса производства щепы из лесосечных отходов посредством применения мобильных рубительных машин. Актуальность имитационного моделирования объясняется существенными преимуществами, реализуемыми в современных графоаналитических пакетах программ, а также ограничениями, связанными с возможность и экономической целесообразностью натурного физического эксперимента с реальными машинами. В статье кратко приведена информация о работах других авторов в предметной области исследования. Имитационная модель работы мобильной рубительной машины разработана в среде имитационного моделирования AnyLogic. Имитационная модель является комбинированной агентно-дискретно-событийной моделью. В работе представлен алгоритм взаимодействия рубительной машины, транспортера щепы и предмета труда. Модель предусматривает возможность варьирования значительного числа факторов в интересах адаптации к конкретным лесоэксплуатационным и технологическим условиям. Применение разработанной имитационной модели позволяет провести программную симуляцию процесса очистки лесосеки от отходов в виде порубочных остатков посредством их переработки на щепу с последующим перемещением на склад хранения. Имитационный эксперимент позволяет оценить степень влияния различных факторов на целевые показатели производительности, загруженности и затрат на производство. Материалы работы могут использоваться для совершенствования технологий очистки лесосек, принятия решений при определении состава и сочетания технологического оборудования, необходимого для производства щепы на лесосеке.

Колесные тракторы, использующиеся в лесозаготовительном производстве, сельском и лесном хозяйстве, отличаются большой вариативностью конструктивных параметров и эксплуатационных характеристик. От них напрямую зависят показатели экологической эффективности - воздействия техники на окружающую среду (например, вес машины и параметры движителя определяют глубину колеи и уплотнение почвогрунта) и эксплуатационной эффективности - производительности, энергоемкости (так, например, грузоподъемность и грузовая скорость машины во многом определяют время цикла трелевки). Подбор техники, наилучшим образом совместимой с природно-производственными условиями, параметры которой обеспечивают требуемые показатели экологической и эксплуатационной эффективности, является нетривиальной научно-практической задачей. Для упрощения процесса принятия решений при выборе машин предложены различные классификации техники, что позволяет рассматривать не каждую конкретную модель, а определенный класс с учетом типа природно-производственных условий. В настоящей статье проанализированы сведения о 102 моделях колесных тракторов с формулой 4х4. При обработке данных использован алгоритм кластеризации данных k-средних с метрикой Евклида (k-means). Число кластеров подобрано итерационным путем на основе результатов анализа функции суммарной ошибки разбиения объектов на кластеры (метрика inertia). Программа для проведения расчетов подготовлена на языке Python; расчеты выполнены в среде Google Colab, использована библиотека sklearn. Классификация предложена на основе обобщения результатов разметки объектов.

Целью исследований явилась разработка предложений по сохранению уникальных сосновых насаждений, произрастающих в парке «Гилёвская роща», на основе анализа их современного состояния. Приведены данные анализа современного состояния сосновых древостоев парка «Гилёвская роща» города Тюмень, полученные с учетом санитарного состояния, наличия повреждений деревьев и их относительного жизненного состояния. По анализируемым показателям состояние сосняков на всех временных пробных площадях оценивается как ослабленное. Получены данные о том, что усиление рекреационного воздействия приводит к снижению количества здоровых и увеличению доли сильно ослабленных и отмирающих деревьев. Наименьшими диаметрами и объемными показателями характеризуются сильно ослабленные и усыхающие по состоянию деревья. Установлено, что наиболее часто у деревьев встречаются механические повреждения, а также смолотечение. Зафиксирована зависимость трехкратного увеличения механических повреждений на стволах деревьев, произрастающих в зоне активного посещения, по сравнению с зоной слабого посещения. На снижение жизненного состояния сосновых древостоев парка «Гилёвская роща» существенное влияние оказывает возраст, по которому древостои характеризуются как перестойные. Усугубляет этот процесс факт длительного использования данных насаждениях в целях рекреации (более 50 лет). Для предотвращения деградации насаждений в парке «Гилёвская роща», а также для повышения устойчивости сосняков предложен ряд лесохозяйственных мероприятий – в частности, уборка ослабленных, отстающих в росте деревьев потенциального отпада, а также поврежденных, аварийных и эстетически непривлекательных деревьев в процессе проведения ландшафтных рубок. Заслуживает внимания использование для расширения биологического разнообразия древесных интродуцентов и проведение мероприятий по ограничению перемещения рекреантов – в частности, создание посадок кустарников вдоль тропиночной сети.

Целью исследований являлась оценка изменений основных таксационных показателей искусственных сосновых древостоев, произрастающих на рекультивированном золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС. Район проведения исследований относится к округу предлесостепных сосново-березовых лесов Зауральской равнинной провинции Западно-Сибирской равнинной лесной области. Исследования проводились на пробных площадях. Проанализирована динамика таксационных показателей древостоев за период с 2011 по 2021 гг. на 6 пробных площадях. Установлено, что сосновые насаждения на золоотвале характеризуются бонитетами от Iа до II. Запас древостоев 31-летнего возраста достигает 290 м3 /га при среднем ежегодном приросте 9,4 мЗ /га. Максимальным приростом по высоте за период с 2011 по 2021 гг. характеризуются древостои 1999 и 2005 гг. посадки по диаметру 1992 и 2005, а по запасу – 1992 и 1999 гг. посадки. Минимальное значение прироста по запасу характерно для ПП 3 (1997 г. посадки) и объясняется сильной внутривидовой борьбой при высокой густоте древостоя, что свидетельствует о необходимости проведения рубок ухода.

Естественное возобновление леса относится к важным биологическим процессам. Данные о количественных и качественных характеристиках естественного возобновления на ненарушенных хозяйственной деятельностью участках выступают в качестве контрольного варианта при мониторинге сукцессионных процессов в затронутых ранее рубками лесных насаждениях. Цель исследований заключалась в изучении количественных и качественных характеристик естественного возобновления в насаждениях ядра заповедника «Кологривский лес». Объектом исследований являлись 11 постоянных пробных площадей, заложенных в памятнике природы «Кологривский лес» в 1981‑1984 гг. и восстановленных в 2014‑2019 гг. По данным обследований пробных площадей в ядре заповедника «Кологривский лес», практически на всех из них преобладает еловый подрост. Ярус молодого поколения леса также формируют породы: клен остролистный (Acer platanoides), липа мелколистная (Tilia cordata), береза пушистая (Betula pubescens) и береза повислая (B. pendula), пихта сибирская (Abies sibirica), вяз шершавый (Ulmus glabra). Осина (Populus tremula) встречается в виде единичных растений, так как под пологом леса для нее складываются неблагоприятные условия. В коренных ельниках подрост имеет групповое размещение и приурочен к местам отпада перестойных деревьев. В среднем по всем пробным площадям доля мелкого подроста составляет 64%, среднего – 24%, крупного – 12%. На всех рассматриваемых пробных площадях более 80% подроста относится к жизнеспособному. Основная доля сомнительного и нежизнеспособного подроста относится к ели.

В статье приведены данные по результатам испытания комплексных микроудобрений при высеве на производственном питомнике семян робинии псевдоакации (Robinia pseudoacacia L.) и сосны крымской (Pinus nigra subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe.). Стратификация обеспечивает семенам при оптимальных условиях доступа кислорода и поддержании уровня влажности и температуры 10°C быструю всхожесть. Удобрения «Волски Биохим» способны повышать энергию прорастания семян исследуемых видов, увеличивать скорость их роста и содержат в себе все необходимые растениям элементы питания. Наиболее высокое содержание микроэлементов находится в препарате «Микроэл». Оптимальным вариантом для посадки семян являются лесные кассеты РКЛ‑81, которые естественно и правильно распределяют корневую систему сеянцев, повышают их способность образовывать активные корневые кончики, обеспечивают растения кислородом и устраняют переувлажнение при неправильном поливе. Процент сохранности для сеянцев в первый и второй годы был практически одинаковым. Семена сосны перед обработкой и посадкой требуют обескрыливания на воздушно-гравитационном аппарате ВСГ‑01. Возможность применения орудий для обработки почвы и посевов обеспечивает рядовый способ с расположением узких посевных строчек вдоль лент. Применение комплексных микроудобрений позволяет сеянцам сосны и робинии иметь оптимальное соотношение надземной части и корневой системы, ускоренный рост и развитие, ровный стволик. Максимальный прирост робинии составил 71–98 см, сосны – 10–29 см, что полностью соответствовало стандартам и требованиям к выращиванию посадочного материала древесных видов. Выявлено, что дифференциация сеянцев робинии и сосны по росту в высоту начинается со второй половины июня, в варианте опыта с высевом семян в короб наибольшие приросты сеянцев наблюдались в третьей декаде июня, после чего наблюдалось заметное снижение роста. Наилучшие показатели роста и развития наблюдались у сосны крымской в 1 варианте опыта, у робинии псевдоакации – в 1 и 2 вариантах. Темпы роста у двухлетних сеянцев исследуемых видов идентичны приростам однолетних сеянцев.