
Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование
2025. — Выпуск 1(65)
Содержание:
Введение. В условиях непрерывно возрастающей глобальной роли лесного покрова планеты исследование квалиметрических показателей деревьев и древостоев становится одним из приоритетных направлений. Содержание сухого вещества (ССВ) в тканях растений является важным, но недостаточно изученным фактором. Определение ССВ в фитомассе деревьев как меры концентрации в ней органического вещества и углерода является одним из составных этапов при исследовании биологической продуктивности, фитомассы и чистой первичной продукции деревьев и древостоев. Различные фракции фитомассы деревьев различаются по соотношению ССВ и влаги, что влияет на скорость естественного разложения и возврата углерода и элементов питания в окружающую среду. Поскольку CCВ во фракциях надземной фитомассы лесообразующих видов Евразии на трансконтинентальном уровне ранее не исследовалось, сформулирована цель исследования - выявить видовые особенности ССВ во фракциях надземной фитомассы, а также соотношения ССВ в различных её фракциях, для чего разработать видоспецифичные регрессионные модели ССВ в фитомассе, описывающие его зависимость от дендрометрических показателей деревьев на территории Евразии. Объекты и методы . Для осуществления поставленной цели из авторской базы данных о квалиметрических показателях основных пород Северной Евразии взяты 7 068 показателей ССВ в разных фракциях надземной фитомассы 14 лесообразующих видов. На их основе построены модели смешанного типа, в которых вклад дендрометрических показателей и фиктивных переменных, кодирующих видовую принадлежность ССВ, составил соответственно 8 и 92 %.
Ключевые слова
Введение. Поступление растительного опада является ключевым звеном круговорота веществ в наземных экосистемах. Качество и состав древесного опада, поступающего на поверхность почвы, определяется возрастом и составом древостоя. К настоящему времени слабоизученными являются происходящие изменения в функционировании таёжных экосистем при сплошных рубках с использованием специализированной техники и в процессе лесовозобновления. Цель настоящей работы - оценить количественный и качественный состав опада на вырубках хвойно-лиственного насаждения средней тайги Республики Коми на различных технологических участках и поступление в его составе углерода на поверхность почвы. Объекты и методы исследования. Исследование проведено на территории Сыктывдинского района Республики Коми. Древесный опад собирали в конце мая 2022-2024 гг. и в конце вегетационных периодов 2021-2023 гг. после осеннего листопада. При анализе полученных данных выделялись две группы фракций по скорости их разложения: активные (листья, хвоя, семена) и неактивные (ветви, кора, шишки). Для пересчёта массы растительного органического вещества подстилки в запасы углерода использовались коэффициенты, специфичные для отдельных фракций в исследуемом регионе. Результаты. Масса древесного опада на фоновом участке в разные годы составила: в 2021-2022 гг. - 347,34±15,64 г/м2, в 2022-2023 гг. - 304,25±16,33 г/м2, в 2023-2024 гг. - 260,74±13,30 г/м2. После проведения сплошной рубки среднетаёжного хвойно-лиственного насаждения годовое поступление древесного опада уменьшилось в 14-66 раз за весь период наблюдений. В фоновом хвойно-лиственном насаждении за три года наблюдений количество поступаемого углерода изменялось от 164,71±7,35 до 123,49±6,25 гC/м2. Удаление древесного яруса в результате вырубки леса привело к значительному снижению поставок углерода с опадом древесных растений на поверхность почвы в 14-70 раз.
Ключевые слова
Введение. Лесозаготовительная деятельность существенно влияет на важнейшие функции лесных экосистем. Интенсификация лесного хозяйства подразумевает не только увеличение объёмов заготовки леса, но и обоснованное планирование, контроль реализуемой деятельности по восстановлению участков рубок. Реализация таких мероприятий основывается на учёте ландшафтно-экологических особенностей территории, на которой происходит хозяйственная деятельность. Минимизация негативного воздействия рубок леса на экосистемы учтена в Лесном кодексе, в стандартах лесоуправления независимых систем добровольной лесной сертификации. Цель исследований - разработка и анализ применимости отдельных параметров оценки состояния лесоэксплуатируемых участков в ранжировании рисков, возникающих при заготовке древесины. Объекты и методы . Основное внимание уделено количественным показателям, которые можно обрабатывать методами статистического анализа. Набор предложенных величин опирается на использование геоинформационных методов, данных дистанционного зондирования Земли, инструментов пространственного анализа. На примере анализа пространственных данных активно осваиваемых лесных территорий бассейнов рек Большая Визинга, Кобра, Лопью, Нившера, Низьма Республики Коми предложены дополнительные критерии мониторинга и оценки возможных рисков, возникающих в процессе рубки леса. Результаты . В соответствии с целью выделены следующие критерии оценки состояния лесоэксплуатируемых участков: 1) локализация рубок в сети охраняемых участков; 2) площади сплошных рубок; 3) наличие малонарушенных лесных территорий вблизи планируемого участка промышленного освоения; 4) мозаичность лесной среды; 5) показатель сохранения водорегулирующей функции лесов. Все измеряемые параметры территориально привязаны к естественным ландшафтным контурам, включённым в единый водосборный бассейн. Выводы. Все вышеуказанные критерии могут быть использованы в качестве дополнительной оценки участков лесохозяйственной деятельности, мониторинге освоения территорий, а также при ландшафтно-экологическом планировании. Критерии тесно связаны с требованиями добровольной лесной сертификации и позволяют минимизировать негативное воздействие на экологические функции лесных ландшафтов при интенсификации лесного хозяйства.
Ключевые слова
Введение. Из теории интродукции известно, что для полной акклиматизации вида в новых местообитаниях необходимыми условиями являются его устойчивость и воспроизводимость. Наиболее важным фактором, приводящим к гибели урожая у лесных древесных видов в условиях юга лесной зоны Западной Сибири, являются поздние весенние заморозки. Например, для ценного местного вида сосны сибирской P. sibirica периодичность урожая напрямую зависит от влияния поздних весенних заморозков на его генеративные органы. Подобные научные исследования на интродукционных объектах экзотических видов пятихвойных сосен в данном регионе до настоящего времени не проводились, поэтому целью настоящей работы стала оценка влияния поздних весенних заморозков на репродуктивные органы четырёх видов пятихвойных экзотов при их интродукции вегетативным способом в условиях подтаёжных лесов и лесной зоны южной тайги Западной Сибири. Методы. Привои производили на четырёхлетний подвой P. sibirica с размещением деревьев 3×6 м в девяти повторностях. Исследования проводили в течение семи лет после вступления привоев в генеративную фазу онтогенеза. Оценку повреждаемости шишек от весенних заморозков проводили в связи со следующими показателями: средняя суточная сумма эффективных температур, дата последнего заморозка, сумма эффективных температур перед последним заморозком, температура последнего заморозка и число дней с T>5 ºC перед последним заморозком. Результаты. Виды по срокам пика пыления и рецептивных фаз шишек расположились в порядке накопления необходимой суммы температур в зависимости от условий их естественного происхождения: субарктическо-субальпийский P. pumila , горно-таёжный P. cembra , неморальный P. koraiensis , муссонные области умеренного и субтропического пояса P. strobus . Выяснилось, что вероятность сохранения и устойчивость репродуктивных органов у пятихвойных экзотов сосен выше в том случае, если последний весенний заморозок в сочетании с низкой накопленной суммой эффективных температур, а также относительно небольшим числом дней с T>5 ºC перед последним заморозком происходил раньше в мае. Выводы. Виды P. cembra и P. strobus устойчивы к заморозкам, а P. pumila и P. koraiensis менее устойчивы, причём диапазон устойчивости генеративных структур у последнего вида был шире. Основная причина связана со сроками развития шишек. Наименьшие негативные влияния от весенних заморозков у P. pumila продемонстрировали западный континентальный и неморальный экотипы, а у P. koraiensis - экотипы из северной части его естественного ареала. Именно эти экотипы рекомендуется использовать в данном районе интродукции для работ по их полной акклиматизации и дальнейшего внедрения в лесное хозяйство и озеленение.
Ключевые слова
Введение. Расширение сферы безопасной механизированной лесозаготовки требует адаптации лесохозяйственной техники к эксплуатации лесосек с большими углами наклона на основе разработки новых конструктивных систем, машин и механизмов для решения указанной проблемы. Однако вопросы проектирования и моделирования рабочих процессов машин для лесозаготовки в условиях сильно пересечённой холмистой местности с крутыми склонами в настоящее время исследованы недостаточно. Известные исследования носят, в основном, экспериментальный характер. Целью исследования является разработка динамической математической модели канатной анкерной системы как структурного компонента безопасности колёсного харвестера. Объекты и методы исследования. Объект - канатная анкерная система. Для построения системы дифференциальных уравнений движения центров масс основных конструктивных компонентов харвестера и анкерной системы использовался метод Лагранжа II рода. Результаты . Применительно к трёхосному харвестеру с колёсной формулой 6К6 выполнены расчёты колебательных процессов динамических параметров, определяющих нагруженность анкерной системы и безопасность эксплуатации харвестера в процессе манипулирования сортиментом. Выводы . Динамическая модель позволяет учесть и провести системный анализ большого числа количественных конструктивных и режимных параметров харвестера и физико-механических свойств грунтов, которые характеризуют динамическое поведение и нагруженность как структурных элементов анкерной системы, так и самого харвестера. Перспективным направлением её дальнейшего использования является разработка практических рекомендаций по проектированию эффективных и надёжных канатных анкерных систем.
Ключевые слова
Введение. Рассмотрена проблема совершенствования методов оценки транспортно-эксплуатационного состояния зимних дорожных покрытий лесных дорог с использованием обобщённого показателя эффективности транспортно-эксплуатационного состояния зимнего дорожного покрытия лесной дороги. Использование снега или снегольда в качестве дорожно-строительного материала вызывает значительные трудности при эксплуатации зимних лесных дорог. Решить эту проблему позволяет впервые разработанная методика оценки по обобщённому показателю эффективности транспортно-эксплуатационного состояния зимнего дорожного покрытия, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка методики оценки транспортно-эксплуатационного состояния зимних дорожных покрытий лесных дорог. Объекты и методы. Объектами исследования являются зимние дорожные покрытия лесных дорог, обработанные каменными фрикционными материалами. Для исследования их работы были применены методы теории нечёткой логики и нечётких множеств. Результаты. В результате проведённых исследований были разработаны варианты обработки фрикционными материалами зимних дорожных покрытий. Рациональными значениями при обработке зимних дорожных покрытий фрикционными каменными материалами следует считать: для фр. 5-10 мм при плотности распределения - не менее 6,5 кг/м2; для фр. 10-15 мм плотностью распределения - не менее 6,0 кг/м2; для фр. 10-20 плотностью распределения каменных материалов - не менее 9,0 кг/м2, при значении обобщённого показателя транспортно-эксплуатационного состояния - не менее 0,605. Выводы. Разработанная методика оценки транспортно-эксплуатационного состояния зимних дорожных покрытий лесных дорог по обобщённому показателю может быть рекомендована для повышения эффективности эксплуатации зимних лесных дорог, а также для разработки регламентов по зимнему содержанию лесотранспортной инфраструктуры.
Ключевые слова
Введение. Техногенная трансформация и природный потенциал отходов угольной промышленности позволяет использовать их при рекультивации нарушенных земель. Техногенные грунты являются источниками химических веществ, которые включаются в естественные процессы и создают особый вид природно-технических систем. При этом, наиболее чувствительным индикатором стрессового воздействия антропогенных факторов в городской среде являются древесные растения. Цель исследования - изучить экологическое состояние техногенных грунтов и перспектив применения отходов углеобогащения в целях рекультивации земель в условиях Арктики. В задачи исследования входило установление валовых концентраций тяжёлых металлов в техногенных грунтах г. Воркуты, образованных угольным шламом, и оценка их влияния на рост и развитие древесной растительности. Объект и методы . В качестве объекта исследования были взяты техногенные почвы с клумб центральной части г. Воркуты. Для исследования валового содержания тяжёлых металлов в пробах использовали микрозондовый рентгеноспектральный анализ. Для оценки состояния саженцев деревьев проводили внешний визуальный осмотр состояния хвои (пожелтение и опадение) и измеряли размер молодых побегов. Результаты. Все исследуемые почвы характеризуются высоким содержанием валового железа. Содержание цинка в пробах грунта из клумб по ул. Гагарина и возле администрации города превышает ОДК (110 мг/кг). В грунте клумбы возле мэрии обнаружено повышенное содержание меди и кадмия по сравнению с ОДК, которое составляет 66 и 1,0 мг/кг соответственно. Содержание свинца в исследуемых почвенных пробах не превышает ОДК (65 мг/кг). Исследование состояния саженцев крупномеров показало, что наиболее хорошее состояние саженцев крупномеров ели обыкновенной без побурения и опадения хвои наблюдается на клумбе по ул. Гагарина и возле администрации. Значительные повреждения хвои обнаружены на участках напротив «Олимпа» и перед зданием АО «Воркутауголь». Выводы. В результате исследования выявлена возможность применения отходов угледобычи в качестве почвенного субстрата для клумб города. Изучены валовые концентрации тяжёлых металлов в техногенных почвах клумб, расположенных в центральной части г. Воркуты. Исследование воздействия техногенных грунтов, сформированных отходами угледобычи, на состояние хвойных крупномеров ели обыкновенной не выявило однозначных закономерностей.