AGRIS - 

2023

Yury V. PodrezovƗ

Исследованы основные существующие на сегодняшний день проблемы борьбы с чрезвычайными лесопожарными ситуациями в организационном и техническом аспектах. Анализ проблем в области лесной пирологии на основе принципов системного подхода и методов логического анализа и синтеза протекающих процессов свидетельствует о необходимости разработки современных подходов к организации борьбы с лесными пожарами разных видов, которые нередко являются источниками чрезвычайных лесопожарных ситуаций различных масштабов. Установлено, что научно- обоснованные подходы к организации и реализации мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных лесопожарных ситуаций должны основываться на создании и функционировании адекватной системы поддержки научно-обоснованных управленческих решений. В основе такой системы должны лежать процессы организации комплексного мониторинга и прогнозирования лесопожарной обстановки, динамики и последствий лесных пожаров – источников чрезвычайных лесопожарных ситуаций различных видов – и непосредственно самих чрезвычайных лесопожарных ситуаций. Существует множество характеризующихся различной степенью эффективности, экологичности, экономичности и оперативности отработанных на практике за многолетний период способов тушения лесных пожаров. Однако анализ результативности (с точки зрения снижения количества пожаров и пройденных огнем лесных площадей) этих, как правило, традиционных способов показывает необходимость их совершенствования, а также разработки и реализации новых современных способов борьбы с лесными пожарами (прежде всего, с их поражающими факторами). Предложено снижать класс пожарной опасности погодных условий, используя экологически чистый и эффективный способ, основанный на электрофизических методах коррекции погодных условий. Данный способ и технология прошли многократную натурную экспериментальную проверку в различных географических условиях Российской Федерации и в ряде зарубежных стран. Следует отметить хорошие перспективы способа и основанных на нем технологий предупреждения и тушения крупных лесных пожаров, борьбы с поражающими факторами источников чрезвычайных лесопожарных ситуаций. Для цитирования: Подрезов Ю.В. Основные направления предупреждения чрезвычайных лесопожарных ситуаций // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 2. С. 172–182. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-172-182 | The study investigates the central current issues in extreme forest fire extinction from organizational and technological perspectives. An analysis of the problems in the field of forest pyrology is established on the principles of systematic approach, methods of logical analysis and synthesis of ongoing processes. It indicates the need to develop modern mechanisms against forest fires of various types, which are often the origins of emergency forest fires of various scales. It has been determined that the scientifically substantiated ways of arrangement and implementation of measures for fire prevention and elimination should be supported by an adequate functioning system for scientifically based management decisions. Such a system should be grounded on the processes of the integrated fire monitoring and predicting of the forest fire situation, supervising and estimating the dynamics as well as consequences of the forest fires, their sources of various types and emergency scenarios with gradated threat scales. There are multiple fire extinguishing techniques with various productivity, environmental friendliness, cost efficiency, speed response that have been practically proven over a long period of time. Although the elevation of the results, according to the parameters of the reduced number of burns and the forest areas covered by fire, shows the need for improvement, as well as the generation and realization of the new modern methods against burns on wooded areas especially with the damaging factors. It is recommended to reduce the fire hazard class caused by weather conditions by using an environmentally compatible and efficient electrophysical principals. Such response procedures have gone through an extensive practical examination in different geographical conditions of the Russian Federation and in several foreign countries. It should be mentioned that this approach has a great potential for prevention and termination of large forest fires, reducing the damaging factors coming from the sources of emergency fire situations. For citation: Podrezov Yu.V. Principal Directions for Prevention of Emergency Fire Situations in Forests. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 2, pp. 172–182. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-172-182

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Hoang M. Khoa | Yakov V. Kazakov | Elena O. Okulova

Древесина тропических растений, в том числе бамбука, обладает большим потенциалом из-за быстрого роста, простоты выращивания, низкой стоимости и характеристик, ценных для целлюлозно-бумажной промышленности. Рассмотрены структурно-морфологические свойства небеленой целлюлозы, полученной сульфатным способом из древесины бамбука Bambusa blumeana, местом произрастания которого является Республика Вьетнам. Сульфатная варка проведена на автоклавной системе CAS 420. Бамбуковая целлюлоза имела выход 41,7 %, число каппа – 17,3. Структурно-морфологические свойства волокна измерены на автоматическом анализаторе волокна L&W Fiber Tester, после размола на мельнице Йокро до 60 °ШР. Цифровые микрофотографии получены на микроскопе ImagerM2m Carl Zeiss. Выполнено сравнение динамики структурно-размерных свойств целлюлозы из бамбука и производственной хвойной и лиственной небеленой целлюлозы. Установлено, что при общем, аналогичном лиственной и хвойной целлюлозе, характере изменения свойств при размоле: уменьшении средней длины волокна (с 1,90 до 1,21 мм), числа изломов на волокно (с 0,78 до 0,72), средней длины сегмента (с 1,17 до 0,86 мм), увеличении средней ширины (с 17,8 до 20,6 мкм), фактора формы (с 81,7 до 85,6), содержания мелочи (с 1,8 до 7,0 %) – изменение структурно-размерных характеристик волокна у целлюлозы из бамбука происходит в наибольшей степени. Пониженная ширина волокон при их высокой длине обеспечивает наибольший коэффициент вытянутости волокон (от 106,6 у неразмолотой до 58,8 при 60 °ШР) по сравнению с хвойной (81,3…60,6) и особенно лиственной (44,4…36,0) целлюлозой. Это приводит к уменьшению фактора формы и более легкому повреждению волокон в условиях гидромеханического воздействия при размоле, что выражается в изменении числа изломов на волокне. Максимальные изменения в структуре, размерах, форме волокна и содержании мелочи происходят уже в первые 10 мин размола, отсюда следует вывод о низкой прочности бамбуковых волокон и их легкой повреждаемости. Можно предположить, что использование небеленой целлюлозы из бамбука в композиции бурых видов бумаги не приведет к повышению их прочности. Для цитирования: Кхоа Х.М., Казаков Я.В., Окулова Е.О. Особенности изменения структурно-морфологических свойств целлюлозы из бамбука при размоле // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 2. С. 146–159. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-146-159 | The wood of tropical plants, including bamboo, has great potential due to its rapid growth, simple cultivation, low cost, and characteristics suitable for the pulp and paper industry. The study considers the structural-morphological properties of unbleached kraft pulp from the wood of Bambusa blumeana, which grows in the Republic of Vietnam. Kraft cooking was carried out on an autoclave system, CAS 420. The obtained bamboo pulp had a yield of 41.7 %, the Kappa number was 17.3. Structural and morphological properties are determined by an automatic fiber analyzer, L&W Fiber Tester. Digital microphotographs were taken with an ImagerM2m Carl Zeiss microscope. Samples were studied before and after refining at the Yokro mill up to 60 °SR. A comparison of the change in the structural and dimensional properties of bamboo pulp fibers was made with industrial softwood and hardwood unbleached pulp. It has been established that, with a general, similar to hardwood and softwood pulp, the nature of the change in properties during refining – a decrease in the average fiber length (from 1.90 up to 1.21 mm), an increase in width (from 17.8 to 20.6 μm), shape factor (from 81.7 to 85.6 %), fines content (from 1.8 to 7.0 %), a decrease in the number of kinks per fiber (from 0,78 to 0,72), the average segment length (from 1.17 to 0.86 mm), also observed for softwood and hardwood pulp, the change in the values of the structural and dimensional characteristics of the fibers in pulp from bamboo occurs to the greatest extent. The reduced fiber width with a high fiber length provides the highest values of the fiber slenderness ratio l/w (from 106.6 for unrefined to 58.8 at 60 °SR) in comparison with softwood (from 81.3 to 60.6) and especially hardwood (from 44.4 to 36.0), which in turn leads to a reduced shape factor and easier damage to the fibers under hydromechanical action during refining, which is expressed in a change in the number of kinks on a fiber. The maximum changes in the structure, size, shape of the fiber and fine content occur already in the first 10 minutes of refining, which indicates the low strength of bamboo fibers and their easy damage. Therefore, it can be assumed that the use of unbleached bamboo pulp in brown paper furnishing will not lead to an increase in its strength. For citation: Khoa H.M., Kazakov Ya.V., Okulova E.O. Features of Changing Structural and Morphological Properties of Bamboo Pulp During Refining. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 2, pp. 146–159. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-146-159

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

В.А. Шамаев | О.Ф. Шишлов

Наименее востребованными породами в РФ являются осина и тополь, запасы которых постоянно увеличиваются. Для использования в качестве заменителя ценной древесины твердых лиственных пород древесины осины и тополя необходимо увеличить примерно в 2 раза ее прочностные свойства и одновременно достичь стабильности форм и размеров. Наиболее распространенным способом стабилизации форм и размеров древесины является ее обработка уксусным ангидридом, поливиниловым спиртом, полиэтиленгликолем или гидротермическая обработка. Для увеличения прочности древесины применяется обработка феноло- и карбамидоформальдегидными мономерами, олигомерами и смолами. Стабилизация форм и размеров особенно важна для прессованной древесины: ее разбухание в воде в 8 раз превышает разбухание натуральной древесины. В качестве модификатора выбран карданол, получаемый из жидкости скорлупы орехов кешью или синтезированный. Разработана технология пропитки древесины карданолом, содержащим 2–3 % уксусной кислоты, с последующей термообработкой пропитанной древесины при температуре 140–150 °С в течение 6–8 ч. При этом происходит полимеризация карданола с компонентами лигноуглеводного комплекса древесины, что не только улучшает ее свойства, но и придает стабильность форм и размеров в среде с переменной влажностью. Для изучения кинетики использовали дифференциальный сканирующий калориметр Mettler Toledo DSC 823e/700. Измерения тепловых потоков проводили в закрытых стальных тиглях вместимостью 30 мкл, способных выдержать давление пара до 15 МПа. На кривой теплового потока при скорости нагрева 10 °С/мин присутствует экзотермический пик с максимумом 150,7 °С. Модифицированная карданолом древесина осины имеет прочность при сжатии вдоль волокон 69 МПа, предельное объемное разбухание 2,6 %, предельное влагопоглощение 18 % при содержании карданола 15 % от массы сухой древесины. Предельное водопоглощение и предельное объемное разбухание древесины, пропитанной карданолом, находятся на одном уровне с соответствующими показателями модифицированной древесины марок Accoja, Belmadur и Thermowood. Для цитирования: Шамаев В.А., Шишлов О.Ф. Упрочнение и стабилизация форм и размеров древесины осины и тополя карданолом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 155–161. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-155-161 | Aspen and poplar are the least required types of wood in the Russian Federation, whose stock is continually expanding. Such wood can be used as a substitute for valuable hardwood, but in this case the strength must be almost doubled while achieving stability in shape and size. Treatment with acetic anhydride, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, or hydrothermal care are the most common methods for maintaining the volumetric stability of the wood. Treatment with phenol- and urea-formaldehyde monomers, oligomers, and resins is typically done for strength improvement. The stabilization of the dimensional parameters is especially critical for pressed wood, which has 8 times greater swelling in water than raw wood. Cardanol was chosen as a modifier. It can be derived from cashew nutshell liquid or synthesized. The established technique for impregnating wood with cardanol includes 2–3 % acetic acid, followed by heat treatment at 140–150 °С for 6–8 hours. During this process, cardanol polymerizes with components of the lignocarbohydrate complex of the wood, which does not only improve its characteristics but also provides form and size stability in an environment with changeable humidity. A Mettler Toledo DSC 823e/700 differential scanning calorimeter was used to examine the kinetics. Heat fluxes were measured in 30 µl sealed steel crucibles that could sustain steam pressure up to 15 MPa. At a heating rate of 10 °C/min, the heat flow curve showed an exothermic peak with a maximum temperature of 150.7 °C. Aspen wood with 15 % cardanol content has a compressive strength along the fibers of 69 MPa, a volume swelling limit of 2.6 %, and a moisture absorption limit of 18 %. The ultimate water absorption and ultimate volumetric swelling of wood impregnated with cardanol are comparable to the relevant indications of the modified wood brands Accoja, Belmadur, and Thermowood. For citation: Shamaev V.A., Shishlov O.F. Hardening and Stabilization of Volumetric Properties in Aspen and Poplar Wood with Cardanol. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 155–161. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-155-161

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Д.А. Прохоров | В.К. Дубовый

В Российской Федерации на большинстве бумажных фабрик наблюдается значительный перерасход энергии, по разным оценкам – до 40 %, обусловленный низким уровнем технического, научного и кадрового обеспечения. При этом осуществляется выпуск продукции с неконкурентоспособными потребительскими свойствами. Таким образом, оптимизация конструкций и применяемых технологий, включая температурные режимы сушки, является актуальной задачей. Сушильная часть бумагоделательной машины – ее самая энергоемкая часть, при этом оказывает значительное влияние на показатели механической прочности и другие свойства бумаги, в том числе структурно-размерные. На сушку бумажного полотна затрачивается 72–77 % от общего количества расходуемой машиной энергии. Цель работы – анализ влияния температуры сушки на прочностные и структурно-размерные свойства бумаги, с возможностью применения полученных закономерностей на действующих предприятиях отрасли, а также для дальнейших научных исследований. Приведены результаты изучения влияния вида целлюлозы, степени помола, массы 1 м2 и температуры сушки на прочностные и структурно-размерные свойства лабораторных образцов бумаги. В ходе исследования изготовлены и испытаны лабораторные отливки массой от 60 до 120 г/м2 из сульфатной беленой хвойной и лиственной целлюлозы, размолотой до степени помола от 20 до 50 °ШР. Температуру сушки материала варьировали от 80 до 140 °С. В результате анализа полученных образцов бумаги выявлено значительное влияние температуры сушки на прочностные и структурно-размерные свойства бумаги. Увеличение температуры сушки с 80 до 140 °С оказывает наибольшее влияние на структурно-размерные свойства бумаги, изготовленной из массы большей степени помола, и на прочностные свойства бумаги, изготовленной из массы меньшей степени помола, при использовании в качестве сырья как хвойной, так и лиственной сульфатной беленой целлюлозы. Для цитирования: Прохоров Д.А., Дубовый В.К. Исследование влияния температуры сушки на свойства бумаги из сульфатной беленой хвойной и лиственной целлюлозы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С.173–184. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-173-184 | Most paper mills in the Russian Federation consume around 40 % more electrical power than they actually require. The reasons are a low level of technical, scientific, and proficient assistance. Moreover, the produced goods have non-competitive consumption characteristics. The urgent current measures in this matter contain constructional and technological optimization, including drying temperature modes. The drying section of a paper machine is the most energy-consuming, while it significantly affects the mechanical strength and supplementary properties of the resulting paper goods with their structural and dimensional characteristics. Drying the paper web takes 72–77 % of the total energy of the paper machine. Therefore, the purpose of this study is to analyze the influence of the temperatures of the drying process on the strength and structural-dimensional properties of the paper, with the perspective for further application of the results in the practice of industrial companies and additional scientific investigation. The presented results show the influence of pulp type, beating degree, mass of 1 m2, and drying temperature on the strength and structural-dimensional properties of laboratory samples. Within the investigational process, laboratory samples from sulphate-bleached softwood and hardwood pulp were created and tested. The weights of the samples varied from 60 to 120 g/m2, and the beating degrees ranged from 20 to 50 °SR. The drying temperature extended from 80 to 140 °C. The analysis of the acquired paper samples revealed that the drying temperatures had a considerable impact on the strength, structure, and dimensional qualities of the material. Namely, while sulfate-bleached softwood and hardwood pulp types were used as a raw material, increasing the drying temperature from 80 to 140 °C had the greatest effect on the structural-dimensional properties of the paper made from a pulp with a higher beating degree and the greatest effect on the strength properties of the paper made from a pulp with a lower beating degree. For citation: Prokhorov D.A., Dubovy V.K. Influence of Drying Temperature on Paper Properties Made of Sulfate-Bleached Softwood and Hardwood Pulps. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 173–184. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-173-184

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Е.А. Топтунов | Ю.В. Севастьянова | К.С. Вашукова

Исследованы порошковые целлюлозные материалы, а именно наноцеллюлоза из сырья растительного и бактериального происхождения. Для получения нанопрепаратов целлюлозы проводили гидролиз концентрированными кислотами образцов беленой сульфатной хвойной и лиственной целлюлозы, представленных в линейках крупных целлюлозно-бумажных предприятий России, а также бактериальной целлюлозы, произведенной из культур Мedusomyces gisevii в лабораторных условиях. Методом микроскопии определены размерные характеристики, визкозиметрически – степень полимеризации. Для беленой хвойной целлюлозы длина частиц наноцеллюлозы составляет 80…200 нм при диаметре частиц 80…100 нм, степень полимеризации – 60. Для беленой лиственной целлюлозы длина частиц – 80…150 нм при диаметре частиц 70…100, степень полимеризации – 50. Для бактериальной целлюлозы длина частиц – 120…250 нм, диаметр частиц – 70…120 нм, степень полимеризации – 110. Из препаратов наноцеллюлозы изготавливали суспензии различной концентрации (от 1 до 10 %), которые использовали в качестве армирующей добавки в образцы картона. Суспензию наноцеллюлозы наносили на поверхность целлюлозы в 1–2 слоя. Добавки препаратов наноцеллюлозы приводили к снижению разрывной длины (от 9,6 до 40,4 %) при увеличении плотности картона (от 6,3 до 23,8 %), жесткости при растяжении (от 14,0 до 25,0 %) и сопротивления продавливанию (до 31,9 %). Лучшие результаты достигнуты при использовании суспензии наноцеллюлозы из хвойной беленной целлюлозы, нанесенной на поверхность картона в 2 слоя: наблюдали снижение разрывной длины на 9,6 % при увеличении плотности на 23,8 %, жесткости при растяжении на 25,0 %, сопротивления продавливанию на 31,9 % относительно образца без добавки. Таким образом, показана возможность использования суспензий наноцеллюлозы, полученных из сырья растительного и бактериального происхождения методом кислотного гидролиза, для поверхностной обработки картона. Для цитирования: Топтунов Е.А., Севастьянова Ю.В., Вашукова К.С. Поверхностная обработка картона суспензиями наноцеллюлозы растительного и бактериального происхождения // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 162–172. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-162-172 | This study investigates powdered cellulose materials, particularly nanocellulose derived from plant and bacterial sources. The nanocellulose was generated by hydrolyzing bleached sulphate softwood and hardwood pulp samples with strong acids. The original materials are present in the product lines of leading Russian pulp and paper companies. The bacterial cellulose was produced under laboratory conditions from Medusomyces gisevii. The dimensional parameters of the nanocellulose samples were evaluated using electron microscopy, and the degree of polymerization was measured by determining the viscosity of the cellulose solutions in cadoxene. The bleached softwood pulp had a nanocellulose particle length of 80–200 nm, a particle diameter of 80–100 nm, and a degree of polymerization of 60. The bleached hardwood pulp had a particle length of 80–150 nm, a particle diameter of 70–100 nm, and a degree of polymerization of 50. The bacterial nanocellulose had a particle length of 120–250 nm, a particle diameter of 70–120 nm, and a degree of polymerization of 110. Suspensions of various concentrations (from 1 to 10 %) were prepared from nanocellulose samples, which were subsequently used as reinforcing additives in cardboard samples. The additive was applied to the surface in one or two layers. Additives of nanocellulose preparations reduced the breaking length (from 9.6 to 40.4 %) along with an increase in cardboard density (from 6.3 to 23.8 %), tensile rigidity (from 14.0 to 25.0 %) and bursting strength (up to 31.9 %). The best results were obtained by applying a nanocellulose suspension of bleached softwood pulp to the board surface in two layers: a 9.6 % decrease in breaking length was observed with an increase in density of 23.8 %, tensile rigidity of 25.0 %, and bursting resistance of 31.9 % relative to the control sample. Therefore, the study showed the possibility of using nanocellulose suspensions derived from plants and bacterial sources by acid hydrolysis for the surface treatment of cardboard. For citation: Toptunov Е.А., Sevastyanova Yu.V., Vashukova K.S. Surface Treatment of Cardboard with Plant and Bacterial Derived Nanocellulose Suspensions. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 162–172. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-162-172

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Т.Е. Галдина | А.И. ЧернодубовƗ | М.И. Михайлова

Географические культуры сосны обыкновенной в Центральной лесостепи, созданные М.М. Вересеным в 1959 г., стали природной лабораторией для проведения генетико-экологических исследований с целью решения практических вопросов лесосеменного районирования. Изучение внутривидового разнообразия Pinus sylvestris L. в географических культурах Центральной лесостепи позволяет проследить закономерности формирования культур разного происхождения при различном уровне экологических, генетических и климатических факторов. Представлены результаты многолетних обследований географических культур P. sylvestris L. в Центральной лесостепи. Результаты позволяют говорить о сильной степени влияния экологических и генетических факторов на особенности роста, устойчивость, стволовую продуктивность и репродуктивную способность сосны обыкновенной в новых условиях произрастания. Изучение изменчивости морфометрических показателей генеративных органов сосны обыкновенной в географических культурах свидетельствует о воздействии экологических, географических и генетических факторов на способность к семеношению, размеры, окраску шишек, окраску и массу 1000 шт. семян, выход семян, полнозернистость, энергию прорастания, абсолютную всхожесть. Генетические факторы, которые запрограммированы происхождением, определяют константу различия между размерами и цветом шишек и семян, а также на фоне погодных условий – репродуктивную способность в новом месте произрастания в зависимости от происхождения. Так, нами отмечено, что сосна обыкновенная разного географического происхождения вступает в фазу «цветения» в различные сроки: северные климатипы на 5–7 дней раньше, южные – на 5 дней позднее, чем местный (воронежский климатип). Изменчивость параметров генеративных органов сосны также зависит от ее географического происхождения, размер и масса шишки находятся в прямой зависимости от географической широты. При продвижении с севера на юг длина и масса шишки увеличиваются. Выход семян при свободном опылении к фактору географического происхождения строго не приурочен, так как климатипы окружены различными опылителями. Масса 1000 шт. семян изменяется с той же закономерностью, что и в естественных древостоях ареала сосны: с увеличением географической широты происхождения климатипа возрастает и масса. При перемещении сосны обыкновенной в новые условия произрастания прослеживается существенное влияние генетических факторов, которые и определяют устойчивость, стволовую продуктивность и репродуктивную способность вида. Для цитирования: Галдина Т.Е., Чернодубов А.И., Михайлова М.И. Внутривидовое разнообразие Pinus sylvestris L. в географических культурах Центральной лесостепи // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 84–98. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-84-98 | The provenance trials of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Central Russian forest-steppe area were established by M.M. Veresen in 1959. They have become a natural laboratory for genetic and environmental research in order to solve the practical issues of forest seed zoning. The study of the intraspecific diversity of the provenance trials makes it possible to distinguish patterns in the formation of species with various origins under the influence of different ecological, genetic, and climatic conditions. This article presents the results of a multi-year research project. This allows us to state with full responsibility the strong influence of environmental and genetic factors on the characteristics of growth, resistance, trunk productivity, and reproductive capacity of Scots pine in new growing conditions. The generative parts of the study objects were also examined by morphometric indicators. The changes were revealed in seed production, size, cone coloring, color and weight of 1000 pieces of seeds, seed release, seed fullness, germinative energy, and absolute germination. Genetic factors, which are programmed by ancestry, define the constancy of the difference in size and color of cones and seeds. In addition, genetic factors, along with the weather conditions of a new location, regulate reproductive ability. It was noted that Scots pine with different geographical origins enters the flowering phase at different times. The northern trees are 5–7 days earlier than locals; the southern trees are 5 days later. They were studied in the climate of the Voronezh region. The variability in the characteristics of the generative organs of Scots pine is also affected by its place of birth. The size and weight of the cone are directly related to the geographic latitude. The length and weight of the cone increase with movement from north to south. There is no strict relationship between the release of the seeds during free pollination and the place of origin since the study objects were surrounded by various pollinators. The weight of 1000 seeds changes with the same regularity as in natural stands of pine: it increases with the geographical latitude of the origin. Consequently, under the influence of new growing conditions, Scots pine is strongly affected by its genetic factors that determine the stability, trunk productivity, and reproductive capacity of the species. For citation: Galdina T.E., Chernodubov A.I., Mikhailova M.I. Intraspecific Diversity of Pinus sylvestris L. in Provenance Trials of the Central Russian Forest-Steppe Area. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 84–98. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-84-98

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

В.В. Стасова | Л.Н. Скрипальщикова | Н.В. Астраханцева | А.П. Барченков

Изучено содержание фотосинтетических пигментов в листьях березы повислой (Betula pendula Roth.) в условиях техногенных нагрузок и в фоновых условиях. Исследования проводили в березняках разнотравного типа леса в пригородной зоне г. Красноярска. Древостои, испытывающие техногенные нагрузки, расположены к востоку от города по направлению основного переноса воздушных масс, фоновые – в северном и западном направлениях от города, техногенная нагрузка на эти древостои минимальна. Содержание фотосинтетических пигментов определяли в этанольных экстрактах, расчет проводили на 1 г абсолютно сухой массы листьев. Аккумуляцию пыли листовой поверхностью оценивали по методике Ж. Детри (1973). В промытых листьях определяли содержание ионов цинка, свинца, алюминия и фтора. Показано, что содержание хлорофилла а в листьях берез из условно чистых мест произрастания несколько ниже, чем в листьях из древостоев, подвергающихся техногенным нагрузкам. Содержание хлорофилла b в листьях берез из разных мест произрастания оказалось в 2,5–3 раза ниже, чем хлорофилла а, и сопоставимо с содержанием каротиноидов. Общее содержание хлорофиллов колебалось от 5,4 до 7,3 мг/г абсолютно сухой массы, соотношение форм хлорофиллов – от 2,5 до 3, отношение суммы содержания хлорофиллов к суммарному содержанию каротиноидов – от 3,4 до 3,8. При увеличении пылевой нагрузки росло содержание всех фотосинтетических пигментов. Накопление ионов цинка в клетках листа березы отрицательно сказывалось на содержании пигментов, особенно хлорофилла а, но с соотношением пигментов не коррелировало. Значимой корреляции содержания свинца и фотосинтетических пигментов не установлено. При увеличении концентрации алюминия в листьях количество хлорофиллов и каротиноидов достоверно возрастало, связи уровня алюминия с соотношением пигментов не обнаружено. Между содержанием фтора в листовой массе и количеством разных форм хлорофилла достоверных корреляций не найдено. Полученные результаты свидетельствуют об адаптивной реакции фотосинтетического аппарата на присутствие поллютантов в концентрациях ниже пороговых значений. Для цитирования: Стасова В.В., Скрипальщикова Л.Н., Астраханцева Н.В., Барченков А.П. Фотосинтетические пигменты в листьях березы повислой при техногенном воздействии // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 35–47. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-35-47 | The content of photosynthetic pigments in silver birch leaves (Betula pendula Roth.) is studied in areas with technogenic load and in baseline conditions. The research is performed in a forb type of birch forest in the suburbs of Krasnoyarsk. The wood stands exposed to a high level of technogenic pressure are located to the east of the city in the prevailing direction of air mass movement. The reference stands are under the least technogenic pollution and grow in western and northern areas of the city. The photosynthetic pigments are determined in ethanol extracts, calculated per 1 g of absolute dry mass (a.d.m.) of the leaves. A level of dust deposition on leaf surfaces is evaluated according to the method of J. Detrie (1973). The amounts of zinc, lead, aluminum, and fluorine ions are estimated in the washed leaves. It is found that the content of chlorophyll a inside the birch leaves from a relatively clean environment is slightly lower compared to the concentration in the leaves with the technogenic load. The chlorophyll b concentration is 2.5–3 times less than chlorophyll a and is close to the amount of carotenoids. The total chlorophyll content in birch leaves from different locations ranges from 5.4 to 7.3 mg/g a.d.m., the ratio of chlorophyll forms varies from 2.5 to 3, the proportion of net chlorophyll to carotenoids is between 3.4 and 3.8. As the level of dust increases, the content of the total photosynthetic pigments also rises. The accumulation of zinc ions in the birch leaf cells has a negative effect on pigment content, especially chlorophyll a, but doesn’t correlate with the ratio of the pigments. There has not been any correlation found between the lead and the photosynthetic pigments. It is noted that the rise in the concentration of aluminum significantly affects the contents of the chlorophylls and the carotenoids, while no relationship has been discovered between the concentration of aluminum and the proportion of the pigments. The relationship between fluorine and different forms of chlorophyll is absent as well. The results indicate the adaptive response of the photosynthetic system to the presence of pollutants in concentrations below the threshold values that are indicated in the literature. For citation: Stasova V.V., Skripal’shchikova L.N., Astrakhantseva N.V., Barchenkov A.P. Photosynthetic Pigments in Silver Birch Leaves (Betula pendula Roth.) with Technogenic Load. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 35–47. (In Russ.). https:// doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-35-47

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Р.В. Котельников | А.А. Мартынюк

Бурное развитие цифровых технологий в целом и методов обработки больших данных в частности открывает широкие возможности для получения новых алгоритмов информационной поддержки управленческих решений, в том числе в области охраны лесов от пожаров. На этом фоне существенно возрастают требования к точности данных о пожарной опасности в лесах и лесных пожарах. Технологии дистанционного зондирования Земли из космоса хоть и являются перспективным методом получения независимой от человеческого фактора информации, имеют пока ряд технических ограничений, не позволяющих полностью автоматизировать сбор информации, поэтому важно обеспечить всесторонний контроль сведений, поступающих от лесопожарных формирований. Кроме того, для долгосрочных прогнозов пожарной опасности необходимо учитывать ретроспективные данные и цикличность некоторых явлений. Это требует разработки методик оценки достоверности исходных данных. Анализ сведений о количестве лесных пожаров, возникших в Российской Федерации с 1969 по 2020 г., позволил выявить, что распределение значений в больших выборках близко к логнормальному. Это, по мнению авторов, является фундаментальным принципом. Небольшие отклонения в правой части распределения косвенно подтверждают гипотезу о возможном дроблении крупных лесных пожаров лицами, предоставляющими информацию. Это также согласуется с тем, что такое дробление обычно имеет смысл только при сложной лесопожарной ситуации (большом количестве лесных пожаров). Анализ данных о количестве лесных пожаров, ликвидированных в первые сутки, выявил характерное отклонение, которое косвенно доказывает гипотезу о вероятности искажения данных с целью улучшения отчетности. При этом характер отклонения согласуется с тем, что такое искажение обычно допускают при небольшой горимости, в условиях тяжелой лесопожарной обстановки при большом количестве пожаров подобная фальсификация данных теряет смысл. С использованием численной оценки степени отклонения статистических данных от предсказываемого в рамках закона логнормального распределения авторами сформирован рейтинг регионов с точки зрения достоверности архивных данных о лесных пожарах. Предложенный метод может стать одним из элементов риск-ориентированного подхода для планирования контрольно-надзорных мероприятий в области лесных отношений. Для цитирования: Котельников Р.В., Мартынюк А.А. Математическая оценка достоверности информации о лесных пожарах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 21–34. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-21-34 | The rapid development of digital technologies, especially methods for processing a large amount of information, offers vast opportunities for obtaining new algorithms for supporting management decisions, including the prevention of forest fires. Therefore, the requirements for data accuracy on fire hazards in forests and forest fires considerably increase. Even though the remote sensing of the Earth from space is a potential method for acquiring information independent of the human factor, it still has several technical limitations that hinder total automation. Therefore, it is important to provide а comprehensive control over the information coming from the forest fire departments. Besides, the long-term fire risk prognoses must consider retrospective statistics and cyclical weather conditions. This requires the creation of methods for evaluating the reliability of the initial data. An analysis of the records on the number of forest fires that happened in the Russian Federation from 1969 to 2020 revealed that the distribution of the values in a large sampling set is close to lognormal, which is the author’s fundamental principle. The few deviations on the right side of the distribution indirectly support the hypothesis that, in the provided information, the large forest fires in each case were presented as smaller, fragmented events. This is also consistent with the fact that such information usually occurs when the forest fire situation is complex and has many burning locations. An analysis of the records on the forest fires extinguished within one day identified a characteristic deviation, which indirectly supports the assumption that the data was probably distorted to improve recording. In such a situation, the deviation from the pattern corresponds to low combustibility and completely loses its meaning in the conditions of a severe forest fire situation with many burning areas. The authors have formed a ranking of the regions according to the validity of the archival records on the forest fires using the correspondence of the statistical data to the lognormal distribution. The proposed method can become one of the elements of a risk-oriented approach for planning control and supervisory measures in forestry policy. For citation: Kotelnikov R.V., Martynyuk A.A. Mathematical Estimation of Information Reliability Regarding Forest Fires. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 21–34. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-21-34

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

В.И. Клевеко | А.М Бургонутдинов | О.Н. Бурмистрова | Ю.К. Лицингер

Деревянные мосты традиционно довольно широко используются на лесовозных дорогах, несмотря на целый ряд недостатков, в основном связанных с невысокими долговечностью и огнестойкостью. Главным преимуществом деревянных мостов для лесовозных дорог является применение при строительстве и ремонте местных конструкционных материалов, что обуславливает низкую стоимость объекта. Однако традиционные конструкции устоев деревянных мостов требуют большого объема кондиционных дренирующих грунтов для отсыпки конусов, каменных материалов или железобетонных плит для укрепления конусов в целях защиты от размывов. Кроме того, для слабых грунтов используются свайные опоры, для сооружения которых необходима тяжелая строительная техника. Этих недостатков лишены армогрунтовые устои. Использование новых конструкций береговых опор позволит снизить стоимость строительства и повысить надежность работы конструкций. Цель работы – оценить возможность применения армогрунта в конструкции устоев деревянных мостов. Приведены результаты расчета устоя с использованием армированного грунта. Выполнены расчеты на нормативные нагрузки А11, Н11, а также лесовозного автопоезда. Для нахождения параметров лесовозного автопоезда осуществлены дополнительные исследования, позволившие определить марку автопоезда, оказывающего максимальную нагрузку на устой. Установлено, что максимальное усилие на устой оказывает нагрузка Н11, а минимальное – А11. Усилие от лесовозного автопоезда на базе автомобиля Iveco-AMT 633920 (6×6) значительно превышает воздействие от нормативной нагрузки А11, но немного меньше, чем усилие от нормативной нагрузки Н11. Расчеты устоя выполнены методом конечных элементов с помощью программы Plaxis 2D по 2 группам предельных состояний и включали в себя определение внешней и внутренней устойчивости армогрунтового устоя, а также вертикальных и горизонтальных перемещений. При расчете внешней устойчивости получены коэффициенты устойчивости для 1-й схемы загружения – 2,14, для 2-й – 1,44, что больше предельно допустимого значения – 1,375. В целом расчеты показали, что армогрунтовый устой по всем показателем соответствует требованиям нормативных документов. Для цитирования: Бургонутдинов А.М., Бурмистрова О.Н., Клевеко В.И., Лицингер Ю.К. Использование армогрунта в конструкции устоев деревянного моста лесовозной автомобильной дороги // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 113–125. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-113-125 | Wooden bridges have been used quite frequently on logging roads, regardless of their low durability and weak fire resistance. The preference is determined by the application of local materials in the construction and reparation, thus reducing the cost of the structure. However, the standard construction of the wooden bridge demands large amounts of conditioned draining bulk materials to support the cones, stone materials, or reinforced concrete slabs to protect against soil erosion. Besides, pile foundations are used on soft ground, involving heavy construction machinery. Reinforced soil foundations don’t have disadvantages of this kind. The application of innovative mounds for coastal support may reduce construction costs and increase operational capability. The purpose of the study is to estimate the potential of reinforced soil foundations in the construction of wooden bridge abutments. The results of the calculation for an abutment using reinforced support are presented. The calculations were performed for the standard loads A11, N11, and a forwarder. Additional research was performed to determine the parameters for the forwarder. According to the results, a mark of the forwarder with the maximum load on the abutment was identified. The maximum applied force was exerted by the load H11, and the minimum was A11. The stress from the timber truck Iveco-AMT 633920 (6×6) significantly exceeded the characteristic load A11, yet it was slightly lower compared to H11. The calculations for the abutment were done using the finite element method of the Plaxis 2D software. The parameters were limited to two groups of states. The calculations contained the external and internal stability factors along with the vertical and horizontal displacements of the reinforced structure. The external stability coefficient for the first loading scheme was 2.14; for the second loading scheme, it was 1.44. They exceed the permitted limit that is 1.375. In general, the results demonstrated that the reinforced soil abutment totally meets the requirements of the regulatory documents. For citation: Burgonutdinov A.M., Burmistrova O.N., Kleveko V.I., Litsinger Yu.K. Application of Reinforced Soil Foundations in the Construction of Wooden Bridge Abutments Along Logging Road. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 113–125. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-113-125

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

С.А. Коньшакова | Н.А. Булхов | А.Н. Заикин | С.Г. Кузнецов | В.В. Сиваков

Высокий уровень энерговооруженности и технической обеспеченности лесозаготовок наряду с передовыми технологиями обеспечивают конкурентоспособность предприятия. Вместе с тем сегодняшнее состояние материально-технической базы организаций лесного хозяйства регионов является, как правило, неудовлетворительным. Значительная технико-технологическая отсталость материально-технической базы обусловлена спецификой современной организации лесного хозяйства. С целью обеспечения эффективности производственной деятельности организаций лесного хозяйства регионов на основе повышения уровня энерговооруженности и технической обеспеченности лесозаготовок необходимо проведение соответствующих исследований. Методологические основы оценки леса как экосистемы являются актуальным направлением теоретических и прикладных исследований. В мировой и отечественной практике при оценке природных ресурсов используют 3 основных подхода: сравнительный, затратный и доходный. Применение методологии стоимостной оценки к природным ресурсам позволяет получить гибкую систему показателей с возможностью оценить природные ресурсы в зависимости от объема доступной информации и практических целей. С позиций пространственной экономики нами предлагается разработать пилотный проект повышения эффективности производственной деятельности государственных автономных учреждений лесного хозяйства Республики Башкортостан. Проект призван дать практические рекомендации по выделению 2–3 групп организаций лесного хозяйства в зависимости от их рейтинга. Для оценки рейтинга лесхозов нами использован экспертный подход. В его основу положены оценки, данные нами ранее предприятиям лесного хозяйства Республики Башкортостан (государственные автономные учреждения). Значения количественных критериев включают оценки экспертов и статистическую информацию из различных источников, таких как отчеты, справочники, результаты обследований, опросов и т. п. Критерии были разбиты на 2 группы: количественные (наличие лесозаготовительной техники, транспортная до ступность, расчетная лесосека) и качественные (состояние лесозаготовительной техники, ремонтная база и организация управления). По результатам интегральной оценки лесхозы распределены по 4 группам. На основании выполненной оценки целесообразно выделение «точек роста» при реализации пилотного проекта материально-технической модернизации предприятий лесного хозяйства. Для цитирования: Коньшакова С.А., Булхов Н.А., Заикин А.Н., Кузнецов С.Г., Сиваков В.В. Оценка перспектив развития предприятий лесного хозяйства Республики Башкортостан // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 202–214. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-202-214 | The high level of power supply and technical provision of logging, along with advanced technologies, ensure the enterprise’s competitiveness. The current state of facilities and resources at forestry institutions in the regions is, as a rule, unsatisfactory. Significant engineering and technological backwardness of facilities and resources is due to the specifics of the modern structure of the forest sector. With the purpose of ensuring the production effectiveness of forestry institutions in the regions on the basis of increasing the level of power supply and technical provision for logging, it is necessary to carry out appropriate research. The methods for assessing the forest as an ecosystem are a relevant area of theoretical and applied research. There are 3 basic methods used in world and Russian practice in the assessment of natural resources: comparative, cost, and income. The methodology of cost estimate for natural resources provides a flexible system of indices, which allow assessing natural resources depending on the amount of available information and practical purposes. In terms of spatial economics we propose to develop a pilot project to improve the efficiency of production in the state autonomous forestry institutions of the Republic of Bashkortostan. The project is intended to provide practical guidance on the allocation of 2–3 groups of forestry institutions. We used an expert approach to assess the rating of forestries. Our earlier estimates for forestry enterprises in the Republic of Bashkortostan (state autonomous institutions) were used as the basis for it. The values of quantitative criteria include expert estimates and statistical information from numerous sources, such as reports, handbooks, results of surveys, interviews, etc. The criteria were divided into 2 groups: quantitative (availability of logging equipment, transport accessibility, calculated logging area) and qualitative (state of the logging equipment, repair depot, and management structure). According to the results of the integral assessment, the forestries are divided into 4 groups. Based on the assessment performed, it is advisable to identify the points of growth in the pilot project of modernization the facilities and resources of forestry enterprises. For citation: Konshakova S.A., Bulkhov N.A., Zaikin A.N., Kuznetsov S.G., Sivakov V.V. Assessment of the Development Potential of Forestry Enterprises of the Republic of Bashkortostan. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 202–214. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-202-214

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation