
Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование
2023. — Выпуск 3(59)
Содержание:
Введение. В рамках выполнения соглашения по климату рассматривается состояние и возможности использования лесоводственной базы научных разработок для решения лесным комплексом актуальных задач смягчения изменений климата и его последствий путём повышения эффективности выполнения лесами совокупности экологических функций, в т. ч. депонирования и консервации углерода. Цель - установление объективных причин несовершенства существующей системы содержания (сохранения) и использования лесов. Решаемая первоочередная задача - оценка социальных, политических и стратегических установок содержания и использования лесов, а также его научного лесоводственного обеспечения. В результате анализа и оценки формирующегося в обществе в связи с прогнозируемым изменением климата и его последствиями отношения к лесам, как важнейшему компоненту окружающей природной среды, а также содержания документов, определяющих лесную политику и стратегию развития лесного комплекса, даётся сбалансированная оценка сложившихся в стране социальных, политических и стратегических установок содержания лесов и лесопользования с выделением конкретных недостатков, подлежащих устранению. На основе использования разработок системного адаптивно-приоритетно-целевого лесоводства с учётом меняющегося отношения к лесу в обществе, определяются направления совершенствования политических, стратегических установок развития лесного комплекса, реализация которых в законодательном регулировании и нормативно-правовом регламентировании содержания лесов и пользования лесом обеспечит решение современных проблем смягчения лесами изменений климата и его последствий, адаптации лесов и лесного хозяйства к меняющимся природным условиям, повышение эффективности выполнения лесами социально востребуемых экологических и ресурсных функций.
Ключевые слова
Введение. Развитие методов дистанционного зондирования лесов создаёт благоприятные предпосылки для адекватной оценки их фитомассы и углероддепонирующей способности во времени и пространстве. Наибольшие успехи в технологии и программном обеспечении при оценке фитомассы лесов достигнуты сегодня в их бортовом и наземном зондировании на основе лидара. Цель исследования - разработать модели фракционного состава фитомассы лесообразующих родов Евразии для последующего их использования при лидарном профилировании древостоев; выполнить сравнительный анализ видоспецифичных и всеобщих моделей фитомассы, а также ранжирование родов по разным фракциям фитомассы. Объекты и методы. Исходные материалы для анализа представлены фактическими значениями фитомассы 5 874 древостоев, полученными на пробных площадях. С целью повышения территориальной применимости результатов исследования исходные данные представлены совокупностями викарирующих видов на уровне родов и подродов Евразии. Разработаны регрессионные модели фитомассы древостоев, включая модели смешанного типа. Результаты. Проанализированы два альтернативных вида моделей: в одном случае независимые переменные представлены средней высотой древостоя и густотой, а в другом - относительной густотой как отношением среднего расстояния между деревьями к средней высоте древостоя. Модели первого из названных видов объясняют в среднем 84 %, тогда как вторые лишь 38 % изменчивости фитомассы. Все регрессионные коэффициенты значимы на уровне вероятности p
Ключевые слова
Введение. В числе биологических характеристик, определяющих эффективность фотосинтеза растений, пигментный состав листового аппарата древесных видов занимает одно из центральных мест. Присутствие хлорофилла и каротиноидов усиливает резистентность растений, что немаловажно при интродукции. Цель исследований - дать многомерную оценку различных видов, разновидностей и сортов представителей рода Берёза (Betula L.) по параметрам пигментного состава листьев и определить в их перечне экзоты с наибольшим потенциалом для вовлечения в насаждения различного целевого назначения на территории Нижегородской области. Объекты и методы исследований. Объектами исследований служили виды, разновидности и сорта представителей рода Берёза, сосредоточенные в ботаническом саду ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского». Опыт ежемесячно повторён в период с июня по август 2020 года. С каждого учётного дерева в дневные часы одновременно и равномерно с хорошо освещённых участков среднего яруса кроны было срезано по три побега. Определение содержания пигментов, участвующих в фотосинтезе, реализовано методом спектрофотометрического анализа в 96 %-м этаноле. В качестве основного организационного принципа рассматривали комплексность сравнительных оценок исследуемых видов, в силу чего были привлечены методы многопараметрического анализа результатов первичной статистической обработки фактических данных. Для построения дендрограмм применяли центроидный парно-групповой метод или восходящую иерархическую классификацию, адекватную методу ближнего соседа. Результаты. Факторный анализ позволил представить 36 анализируемых характеристик пигментного состава листового аппарата с помощью шести главных компонент, выступавших независимыми комплексными факторами. Обоснованность предпринятой редукции числа эффективных факторов велика - на долю главных компонент приходится 97,508 % общей дисперсии. Кластерный анализ на основе нормированных значений исходных признаков и с использованием главных компонентов дал возможность сгруппировать исследуемых представителей рода Берёза по степени их статистической близости в евклидовом пространстве. Выводы. Полученные сведения свидетельствуют об устойчивом характере выявленных тенденций в соотношении между рассматриваемыми представителями рода Берёза. Принимая во внимание факт успешного произрастания берёзы повислой на территории Нижегородской области, следует, что наиболее близкие к ней по своим характеристикам берёза повислая ‘Пурпуреа’ и берёза карельская являются наиболее перспективными представителями рода Берёза в плане вовлечения их во вновь создаваемые насаждения различного целевого назначения в регионе.
Ключевые слова
Introduction. Assessing changes in forest ecosystems is essential for maintaining ecological balance and implementation of sustainable development goals. The aim of the research. In this study, the spatial and temporal dynamics of Zhangye forest ecosystems were examined by evaluating the impacts of natural factors on the Remote Sensing Ecological Index (RSEI) using 2000, 2010, and 2020 Landsat images. Objects and methods. Six factors (soil, elevation, slope gradient, slope aspect, precipitation, and temperature) were identified, and their individual and combined effects on RSEI's spatiotemporal distribution were analysed. The results indicate that ecology of the forest stands is formed by the interactions of multiple natural factors, with different trends in areas experiencing ecological degradation, stability, and improvement. No single dominant indicator was identified to clearly explain the changes in ecological vulnerability of the forests. Temperature turned out to be the strongest factor influencing RSEI's spatial differentiation. Other climate factors gained importance when the forest ecosystem improved, while geographic factors became more significant when it degraded. The study also found that interactions between environmental factors became more complex over time, suggesting a growing influence of non-natural factors on the forest ecosystem. In conclusion, this study provided valuable insights into the changes in ecological vulnerability in the Zhangye forests, having significant implications for forest management, conservation, and restoration efforts. They contribute to future research of the forest ecosystems and can provide the development of more effective environmental protection policies in the region.
Ключевые слова
Введение. Процесс деградации дубрав заставляет учёных лесоводов искать перспективные древесные породы для обеспечения потребностей в сырье деревообрабатывающих предприятий. Одной из таких древесных пород является дуб красный (Quercus rubra L.), который устойчив к вредоносным патогенам, сосудистой и некрозно-раковой патологии, к низким температурам, отличается быстротой роста. Для промышленного использования дуба красного необходимо изучить влияние природно-климатических и лесорастительных условий на свойства древесины. Цель исследования - оценить физико-механические свойства древесины дуба красного, произрастающего в условиях Республики Марий Эл. Объекты и методы исследования. Объектом исследования является дуб красный, произрастающий в лесах Республики Марий Эл. Плотность древесины определялась согласно ГОСТ 16483.1-84, коэффициенты усушки - ГОСТ 16483.37-88, коэффициент разбухания - ГОСТ 16483.35-88, торцовая твёрдость - ГОСТ 16483.17-81, прочность при сжатии вдоль волокон - ГОСТ 16483.10-73. Результаты. Плотность древесины дуба красного в условиях Республики Марий Эл составляет 675,5±3,53 кг/м3, что выше, чем плотность древесины, произрастающей в Чехии (654 кг/м3), но меньше, чем у древесины, произрастающей в Канаде (760 кг/м3) и штате Миссисипи (756 кг/м3). У дуба красного при повышении плотности увеличивается торцовая твёрдость и предел прочности при сжатии вдоль волокон древесины. Торцовая твёрдость древесины дуба красного изменяется в пределах 66,3±0,58 Н/мм2, аналогично дубу черешчатому. Показатель предела прочности при сжатии вдоль волокон древесины дуба красного варьирует от 58,3±0,35 МПа, что соответствует дубу черешчатому. Предел прочности при сжатии (σ12) от плотности древесины (ρ12) описывается уравнением σ12 = 16,295+0,063 ρ12, стандартная ошибка аппроксимации (SEE) составляет 2,86 %, коэффициент детерминации (R2=0,41). Коэффициент усушки древесины дуба красного в тангенциальном направлении меньше, чем у основных древесных пород и составил 0,22 %, коэффициент усушки в радиальном направлении - 0,16 %, а коэффициент объёмной усушки - 0,40 %. Коэффициент разбухания в тангенциальном направлении также меньше, чем у основных древесных пород и составил 0,25 %, коэффициент разбухания в радиальном направлении - 0,16 %, коэффициент объёмного разбухания - 0,45 %. Заключение. Для древесины дуба красного применимы все способы раскроя, так как показатели предела прочности при сжатии вдоль волокон и торцовой твёрдости данной породы не зависят от протяжённости по радиусу ствола и направления сторон света. Древесина дуба красного будет меньше подвержена изменению линейных размеров при изменении влажности по сравнению с дубом черешчатым.
Ключевые слова
Введение. Коллаборация человека и технической системы является на сегодня одним из главных трендов эргатических систем. Считается, что мощным инструментом проектирования таких систем может являться искусственный интеллект на базе адекватных моделей, актуальных для реализации антропоцентричного подхода при разработке лесных машин и тренажёров для подготовки операторов. Таких универсальных моделей не обнаружено. Цель - анализ предметной области взаимодействия оператора и технической системы с позиции системного описания, разработка и представление параметрической модели взаимодействия в процессе профессиональной деятельности. Объектом являются модели в области лесных машин, что учитывает специфику профессионального взаимодействия. Методы решения задачи сводятся к наиболее важным требованиям: системность описания; структурная достоверность; достоверность отношений между элементами системы и подсистемами. Результаты. Представленная параметрическая модель может являться основой разработки новых методов измерения первичных сенсорных, когнитивных и моторных функций оператора в условиях, приближенных к реальной практической деятельности. При этом будет обеспечена сегментация отдельных профессиональных функций и их максимально возможная изоляция от других функций.
Ключевые слова
Введение. Обеспечение транспортной доступности лесов является важной задачей для развития лесной отрасли любого региона. Развитие транспортной инфраструктуры приводит к значительному росту эффективности лесопользования, снижению затрат на перевозку древесины, а также даёт возможность круглогодичной заготовки и использования древесного сырья. Цель работы - оценка протяжённости и плотности сети дорог в лесничествах Красноярского края и их влияние на транспортную доступность лесных территорий. Задачи - рассмотреть влияние плотности сети дорог на объём заготовок и горимость лесов, оценить роль транспортной доступности в состоянии лесов региона. Объект исследования - протяжённость и плотность сети лесных дорог региона, степень горимости лесов. Методы исследования - анализ доступных данных, расположенных в источниках свободного доступа, материалы, предоставленные Министерством лесного хозяйства Краснояркого края. Результаты. Установлено, что с увеличением плотности лесных дорог и степени освоения лесосырьевых баз растёт число лесных пожаров. Выявлено, что плотность сети лесных дорог края - 1,2 км/тыс. га, что меньше среднего по РФ и в несколько раз меньше показателей ведущих стран-лесозаготовителей. Недостаточная средняя плотность сети лесных дорог Красноярского края делает сложно реализуемым оперативное управление лесами, профилактику и ликвидацию лесных пожаров. Выводы. Недостаточное обеспечение дорогами, расстроенность лесосырьевых баз лесозаготовительных предприятий, пожары и поражение вредителями являются главными причинами деградации лесов Красноярского края. Качественное изменение ситуации возможно при условии обеспечения транспортной доступности лесов с плотностью дорог не менее чем 5…10 км./тыс. га.
Ключевые слова
Введение. Природные условия аридного пояса России характеризуются почвенными и воздушными засухами, усилением интенсивности пыльных бурь и движением песков, что в совокупности оказывает значительную стрессовую нагрузку на всё живое, а также влияет на функционирование ряда отраслей народного хозяйства, в первую очередь, сельскохозяйственную, что и определяет данное исследование как актуальное. Наиболее существенное влияние на преобразование состояния среды аридных земель оказывают защитные лесные полосы. Цель исследований - изучение влияния защитных лесных насаждений на средообразующие условия аридной территории. Объект и методы. Объектом исследования стали защитные лесные полосы, расположенные в Харабалинском районе Астраханской области. Определялась зависимость скорости ветра, температурного режимов воздуха и почвы от расстояния лесной полосы. Исследования проводили на площадках, расположенных на удалении от лесных насаждений, равном высоте самого насаждения (Н) - 2,5Н, 5Н, 10Н, 15Н, 20Н, 30Н (контроль). При таксационно-мелиоративном обследовании состояния лесной полосы учитывали видовой состав, возраст, количество рядов, высоту и ширину полос, расстояние между рядами и деревьями, пространственную ориентацию на местности. Результаты. В аридных условиях Астраханской области полезащитные лесные насаждения имеют средообразующее влияние на регулирование климатических факторов. Полученные данные скорости ветра на объектах исследования показали снижение интенсивности ветрового потока в приземном слое и предотвращение образования губительных суховеев и пыльных бурь. Выявлена высокая степень взаимосвязи между показателями микроклимата и расстоянием от лесной полосы, коэффициент детерминации варьирует от 0,93 - 0,96. Выводы. Полученные многолетние данные подтверждают, что защитные лесные полосы Астраханской области представляют собой стабилизирующий фактор природной среды, оказывающий положительное многокритериальное влияние. В границах мелиоративного влияния лесных полос происходит сглаживание амплитудных колебаний температуры воздуха, особенно в вегетационный период, снижение скорости ветра, увеличение относительной влажности и как следствие формируется благоприятный микроклимат. Лесные насаждения обеспечивают устойчивость агролесоландшафтов к губительным дефляционным процессам.
Ключевые слова