Статья: МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ОТПАДА В ЛЕСУ (2025)

Представлены результаты повышения транспортно-эксплуатационного состояния снежных дорожных покрытий зимних лесных дорог. Приведена методика оценки состояния снежных дорожных покрытий зимних лесных дорог с использованием обобщенного комплексного показателя. Установлено, что, что в качестве основных критериев обобщенного показателя необходимо использовать показатель по коэффициенту сцепления колес лесовозного транспорта со снежным покрытием и прочностной показатель покрытия, по модулю динамического прогиба. Рассмотрено влияние на коэффициент сцепления плотности снежного дорожного покрытия и количества распределения различных фрикционных материалов. Установлено влияние размеров зерен фрикционных материалов и их видов на сцепные свойства покрытий. Выявлено, что наибольший коэффициент сцепления достигается при плотности распределения по покрытию от 5,0 до 6,0 кг/м2, для щебня фракции 5-10. Для древесной щепы плотность распределения составила не менее 5 м3 на 100 м2 снежного дорожного покрытия. При этом значении был зафиксирован коэффициент сцепления со снежной дорожной поверхностью не менее 0,4 и модуль динамического прогиба не менее 195 МПа. Показано, что полученные значения снежных покрытий лесных дорог характеризуется неопределенностью в данных, поэтому для анализа обобщенного показателя использовалась адаптивная нейронечеткая сеть типа ANFIS (Adaptive Network-based Fuzzy Inference System). Установлено, что значение обобщенного показателя транспортно-эксплуатационного состояния должно быть не менее 0,605. Рекомендуется, для оценки коэффициента сцепления использовать прибор ППК - МАДИ, а для оценки прочности снежных дорожных покрытий использовать динамический плотномер со свободно падающим грузом типа ZFG-3000 GPS. Соблюдение представленных рекомендаций позволяет оперативно оценивать и влиять на транспортно-эксплуатационные показатели зимних лесных дорог и всей лесотранспортной инфраструктуры.

Приведены материалы комплексного исследования параметров уплотнения грунта при строительстве лесных дорог на основе корреляционных данных между движителями агрегата и уплотняемым слоем, дающие возможность определять деформацию этих систем в качестве основы для управления процессом уплотнения при формировании дорожного полотна. Статья представляет собой комплексное исследование по контролю параметров уплотнения грунта при строительстве лесных дорог. Основное внимание в статье уделено корреляция между пневматическими шинами и уплотненным слоем почвы, который вызывает деформации обоих материалов. Степень этих деформаций, обеспечивается как механическими, так и физическими силами, действующими на объекты, чтобы определить деформации, а также природу и интенсивность физических и механических свойств материала, взаимодействующих тел. Выполнены анализ двух схем деформации пневматических шин, составляющих основу управления уплотнением и анализ процесса уплотнения почвы пневматическими шинами как при постоянном, так и при переменном давлении воздуха в шине и деформации шины и слоя почвы, изменяющегося при каждом прохождении шины. Доказан логарифмический характер зависимости деформации уплотненного слоя и насыпного веса почвенного каркаса от количества пневматических проходов. Получены аналитические зависимости, описывающие процесс взаимодействия двух тел, находящихся в контакте, что может применяться для мониторинга уплотнения грунтов. Предложен способ измерения радиальной деформации пневматической шины, в котором предусмотрено дополнительное определение механических характеристик с использованием ускоренных методов. Предложенный подход создает новые возможности для автоматизации мониторинга уплотнения почвы, что существенно улучшает качество земляных работ и может способствовать совершенствованию методов контроля и эффективности строительства лесных дорог.

Представлено описание процесса экстракции эфирных масел из хвои и коры сосны. Приведена принципиальная схема экспериментальной установки извлечения эфирного масла. Представлена методика проведения экспериментальных исследований и процесса извлечения эфирных масел. Получены зависимости концентрации эфирного масла в экстракте из хвои и коры сосны при различной температуре, представлена кинетика изменения плотности эфирного масла в процессе экстрации, выявлена зависимость концентрации эфирного масла в экстракте от приведенного расхода пара, установлено время выхода эфирного масла в процессе экстракции на рабочую температуру по высоте слоя. Определена скорость выделения эфирных масел при различной температуре, а также время выхода процесса экстракции на рабочую температуру. Выявлено, что выделение максимального количества эфирного масла достигается при температуре пара 120 °C, продолжительности процесса 150 минут, расходе пара для выхода на рабочую температуру - 650 м3/ч. Установлено максимальное извлечение эфирных масел из хвои - 0,9 %, из коры - 2,5 %. Степень извлечения эфирных масел паровой экстракцией составляет: из хвои 82 %, а из коры 86 %.

Рассмотрена проблема строительства уникальных сооружений из древесины. Освещен отечественный и зарубежный опыт по возведению уникальных конструкций и высотных жилых зданий из древесины и создания материалов на ее основе (древесных композитов, клееной древесины, CLT-панелей, в том числе, усиленных тканями и ламелями на основе углеродных волокон, базальтовых и льняных волокон, графеновых пленок и т. п.). Сделан вывод о необходимости дальнейшего изучения данного вопроса с учетом свойств клееной древесины, композитов на ее основе, пород древесины, природы адгезивов, из которых они изготовлены, данных по мониторингу прочности и иных показателей возведенных конструкций.

Описана методология получения термостойких органорастворимых и термоплавких сополиимидов для последующего использования в качестве укрепляющих связующих компонентов в технологии получения композиционных материалов на основе целлюлозосодержащих компонентов древесного происхождения. Показано, что в качестве сырья для получения сополиимидов в составе композиционных материалов возможно использование 3,6-диаминоакридина; 9,9-бис-(п-аминофенил)флуорена, диангидрида 2,2-бис-(3,4-дикарбоксифенил)-1,1,1,3,3,3-гексафторпропана и диангидрида 3,3’,4,4’-тетракарбокcидифенилоксида. Представлена оптимальная методика синтеза сополиимидов различного состава с молекулярной массой 20…180 кДа. Показано, что для получения древесно-полимерных композитов с удовлетворительными свойствами в матрицу полученных сополиимидов целесообразно вносить древесную пыль с частицами средним диаметром 0,5…1,1 мм с последующим получением целевого продукта в виде пленок, которые можно формировать методом полива из раствора. Определена растворимость полученных полимерных материалов в тетрагидрофуране, циклогексаноне, хлороформе, дихлорэтане, тетрахлорэтане, диметилформамиде, диметилацетамиде, диметилсульфоксиде, толуоле, нитрометане и ацетонитриле. Физико-механические испытания показали, что величина разрушающего напряжения при растяжении полученных пленок находилась в пределах от 140 МПа для пленки толщиной 0,2 мм до 210 МПа для пленки толщиной 0,5 мм, а относительное удлинение при разрыве составляло 5…36 %. Термомеханические испытания показали достаточно высокую термостойкость полученных сополиимидов и композитов на их основе. Установлено, что рабочий температурный интервал полученных продуктов без нарушений формы и внутренней структуры материала сохранялся до температуры 300…320 °С. Синтезированные сополимеры и композиты на их основе могут быть использованы в качестве термо-теплостойких материалов.

Изучено влияние высушивания почв и влажности, до которой увлажняли почвенные образцы, а также механического воздействия на пасты на их вязкость. Целью исследования являлось изучение и объяснение наблюдаемых явлений с позиций физической и гелевой моделей почв. Исследования проводили на образцах, отобранных из гумусово-аккумулятивных горизонтов чернозема, дерново-подзолистой и серой лесной почв. Вязкость почвенных паст определяли при помощи вибрационного вискозиметра, а для изучения размера почвенных частиц в пастах использовали лазерный дифрактометр. Установлено, что при росте величины механических воздействий на почвенные пасты по достижении своего для каждой почвы предела происходит увеличение вязкости почвенных паст, называемое в коллоидной химии реопексией. Показано, что реопексия характеризуется ростом размера частиц в почвенных пастах. Обнаружено, что влажность, которую почвенный образец имел перед приготовлением пасты, влияет на вязкость паст сложным образом: для изученных образцов почв наблюдаются два максимума вязкости паст. Один из них близок к почвенной гидрологической константе влажности разрыва капилляров, а второй - к наименьшей влагоемкости.

Приведены экспериментальные результаты применения неспециализированной заводской трихограммы против звездчатого пилильщика-ткача в Ростовской и Волгоградской областях. Опробованы разные нормы расхода, способы внесения биоматериала и ранний срок расселение трихограммы. Определено, что возобновления нового поколения заводской трихограммы в опытных участках не произошло, это подтверждено и в лабораторном опыте. Проанализирована эффективность внесения трихограммы при разных уровнях численности звездчатого пилильщика-ткача в сравнении с природным уровнем паразитизма на контрольных участках. Установлен период действия паразитоида на популяцию фитофага, выявлена высокая эффективность применения заводской трихограммы против звездчатого пилильщика-ткача. Целесообразно проведение исследований по подбору эффективных норм расхода и сроков внесения трихограммы в очаги фитофага.

Представлены материалы исследований интродукции кедра сибирского в условиях лесостепи Воронежской области. Определено полное соответствие процессов его жизнедеятельности условиям интродукции: густоте культур, ориентации по сторонам света, плодородию почвы. Установлено, что среди особей одного возрастного состояния в культурах не абсолютный возраст, а возрастное состояние выявляет их биологическое значение, отражаясь на феномене состояния коры. Выявлен самый высокий комплексный оценочный показатель среди групп феномена по коре у гладкокорых деревьев (9,37 см/см2), что связано с отставанием в развитии по времени и подтверждается заниженными величинами всех значений таксационных показателей. Показано, что при определении перспективности развития насаждения среди кандидатов по развитию самой многочисленной оказалась группа из деревьев с плитчатой корой (60,5 %), а самой малочисленной - группа из деревьев с гладкой корой (6,9 %). Указано, что при пересчете показателей на одно дерево наблюдается практически отсутствие особей с мужским цветением среди гладкокорых деревьев. Рекомендуется в перспективе при индивидуальном отборе деревьев применять комплексный оценочный показатель и учитывать при селекционном уходе состояние коры дерева, где из гладкокорой группы деревьев намечаются особи для удаления.

Приведены результаты исследования флоры, древостоя и живого напочвенного покрова внутриквартальных городских еловых насаждений и примыкающих к городу контрольных лесных массивов. Флора внутригородских ельников в 2 раза богаче, чем на контрольных участках. Охарактеризовано изменение систематической и эколого-ценотической структуры флоры ельников под воздействием рекреационных нагрузок, в результате которых доля лесных видов уменьшается в 2,9 раза и заменяется на луговые и рудеральные элементы с пионерной стратегией. Установлено, что деградация травяно-кустарничкового яруса происходит при достижении площади вытаптывания 25…35 % и более; мохово-лишайниковый ярус начинает разрушаться уже при 15 % вытоптанной площади. В динамике радиального прироста на протяжении последних 40 лет выявлено общее для всех объектов возрастное снижение в среднем на 1,5 % в год. На его фоне отмечена устойчивая синхронность колебаний в пределах ±30 % от среднего уровня, свидетельствующая об удовлетворительном состоянии городских еловых насаждений. Проявляющиеся в неблагоприятные сезоны депрессии прироста в последующие годы компенсируются усилением, но в случае повышенной степени рекреационной нагрузки становятся необратимыми. Указано, что нерегулируемая рекреация в будущем, даже при невысокой степени вытоптанности, может оказывать существенное отрицательное влияние на прирост древостоя. В качестве меры повышения устойчивости еловых насаждений рекомендовано формирование лиственных опушек.

Приведены таксационные показатели кандидатов в плюсовое насаждение и плюсовых деревьев дуба монгольского ( Quercus mongolica Fish. ex Ledeb.), отобранных на территории Верхнеуссурийского лесного стационара ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН (Чугуевский район, Приморский край). Произведен отбор деревьев дуба монгольского в соответствии с паспортом плюсового дерева (по показателям возраста, прямоствольности, очищенности ствола и скорости роста). Проведен анализ размеров и формы желудей, который позволил установить, что они относятся к северному экотипу и имеют овальную и округлую формы. Установлена низкая степень изменчивости морфометрических характеристик желудей (коэффициент вариации до 15 %). Проведена комплексная оценка семенного потомства «кандидатов» в плюсовые деревья на начальных этапах онтогенеза (одно- и двухлетних растений). Определен высокий уровень изменчивости высоты однолетних сеянцев и двухлетних растений в отдельных семьях и между отдельными деревьями (коэффициент вариации до 50 %). Наиболее высокий уровень изменчивости высоты двухлетних сеянцев внутри семей отмечен у потомства деревьев № 2, 001, 003. Выявлено, что двухлетние сеянцы активно формировали боковые побеги и фотосинтезирующие органы. Отмечена большая изменчивость количества и длины побегов и в семьях, и у потомства отдельных деревьев (коэффициент вариации более 50 %). Исследованное в составе хвойно-широколиственного леса насаждение дуба монгольского, представляет собой уникальную генетически изолированную популяцию семенного происхождения. Отобранные деревья рекомендованы для регистрации в качестве плюсовых.

Представлены результаты анализа современных исследований сосны сибирской кедровой ( Pinus sibirica Du Tour) за период 2018-2022 гг. Рассмотрено 257 публикаций. Выявлена высокая и стабильная публикационная активность. Установлены основные направления исследований, в частности: естественное и искусственное возобновление, семеношение, интродукция, структура древостоев и динамика кедровых лесов, восстановительные и климатогенные сукцессии, генетика и селекция, палеоботаника, инвазии вредителей и болезней, геоботаническое направление, взаимосвязи с животным миром, проблемы дистанционного зондирования и разработка GIS-технологий. Показано, что во многих публикациях наряду с традиционными методами применены новые подходы к исследованиям и анализу данных. Доказан недостаток исследований, посвященных естественному возобновлению сосны сибирской кедровой на нарушенных техногенных территориях и ее взаимоотношений с тонкоклювой кедровкой. Выявлена необходимость совершенствования лесохозяйственных мероприятий на основе региональных и лесотипологических особенностей лесовозобновления. Рекомендуется использовать результаты исследований для сохранения и воспроизводства кедровых лесов.

Представлены результаты изучения приживаемости и роста несомкнувшихся культур сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L), созданных посадочным материалом с закрытой и открытой корневыми системами. Установлено, что в условиях типа леса сухой бор пологих всхолмлений приживаемость лесных культур, созданных различным посадочным материалом, статистически не различается. Зафиксировано, что в условиях района исследований лесные культуры многократно дополняются, а это приводит к переносу сроков отнесения несомкнувшихся лесных культур к землям, на которых расположены леса. Построены графики хода роста деревьев искусственного и естественного происхождения, произрастающих на исследуемых участках. Указано, что до восьмилетнего возраста лесные культуры отстают по высоте от деревьев естественного происхождения, однако в более старшем возрасте опережают их по данному показателю. Выявлено, что на семи из одиннадцати участков несомкнувшихся лесных культур самосев сосны отсутствует, на трех участках его количество не превышает 45 шт./га, и только на участке, примыкающем к стенам леса, количество самосева составляет 1,5 тыс. шт./га. Определены средние диаметры крон и текущие приросты по высоте деревьев сосны различного происхождения. Рекомендуется увеличить густоту посадки лесных культур до 5-6 тыс. шт./га, так как густота посадки от 2,0 до 4,4 тыс. шт./га не позволяет обеспечить через шесть лет после посадки густоту деревьев сосны обыкновенной более 2,5 тыс. шт./га, а также отказаться от использования сеянцев с закрытой корневой системой в степной зоне Алтайского края в пользу сеянцев с открытой корневой системой.