Современные проблемы и перспективы рационального...
TRANSCRIPT
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
РАЦИОНАЛЬНОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ РЫНКА:
Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых проходившей 15-16 ноября 2006 года в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии
MODERN PROBLEMS AND PERSPECTIVES OF RATIONAL FOREST USE IN MARKET CONDITIONS:
Symposium of International Young Scientists Conference proceeded November 15-16, 2006, St. Petersburg State Forest Technical Academy,
Russia
Под общей редакцией Кандидата биологических наук, доцента
А.А. Егорова
Санкт-Петербург 2007
2
Рассмотрен и рекомендован к изданию Ученым советом
Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии
13 марта 2007 г.
Оргкомитет конференции: Егоров А.А. (председатель),
Васильев А.В., Нешатаев В.Ю., Павлов В.С., Чубинская Л.Н., Чубинский М.А.
Редакторы:
А.А. Егоров (отв.), к.биол.н., доцент И.М.Чернов, ассистент
УДК 630 Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых ”Современные проблемы и перспективы рационального
лесопользования в условиях рынка”, проходившей 15-16 ноября 2006 г. в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии. Под общей ред.
А.А. Егорова. СПб.: СПбГЛТА, 2007. 216 с.
E d i t o r s : Alexander Egorov Igor Tchernov
Modern problems and perspectives of rational forest use in market conditions: Symposium of Conference proceeded November 15-16, 2006, St. Petersburg State Forest Technical Academy,. SPb.: SPb FTA. 2007. 216 p.
В сборнике опубликованы материалы всех докладов молодых ученых на
Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка», проходившей
15-16 ноября 2006 г. в СПбГЛТА.
Proceedings of all young scientists delegates reports on the International science-applied conference “Current problems and aspects of rational forest use in
circumstances of market economy” (November 15-16, 2006, St. Petersburg State Forest Technical Academy, Russia) published in this symposium.
Подготовка конференции и публикация сборника осуществлена при поддержке проектов РНП.2.2.3.2.8296 и РНП.2.2.3.2.8258 целевой программы Минобрнауки
РФ в 2006-07 гг. Темплан 2007 г. Изд. № ???
© Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия (СПбГЛТА),
2007
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии 15-16 ноября 2006 г. проводилась Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка», по результатам которой составлен этот сборник. Подготовка конференции и публикация сборника материалов осуществлена при поддержке проектов РНП.2.2.3.2.8296 и РНП.2.2.3.2.8258 целевой программы Минобрнауки РФ в 2006-07 гг.
В Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии ежегодно проводятся конференции, в которых могут участвовать студенты, аспиранты и молодые учёные Академии. Публикуемый сборник – третий из серии, в котором участвуют студенты, аспиранты и молодые учёные не только Академии, но и России, стран СНГ и мира. Предыдущие сборники выходили в 2005 г. по итогам Международной научно-практической конференции молодых ученых ”Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка”, проходившей 16-18 ноября 2004 г., и в 2006 г. по итогам ежегодной научно-практической конференции молодых ученых ”Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования”, проходившей 4-5 октября 2005 г. Как показывает опыт проведения таких конференций, численность и активность участников с каждым годом возрастает. Это отрадно отметить так как кризис 1990-х гг. в России негативно отразился и на научном творчестве молодежи в вузах. Здесь необходимо отметить, что активность студентов связана с изменением следующих приоритетов за последние годы: возросла ценность на производстве, в т. ч., коммерческом, специалистов, имеющих высшее образование; появились новые перспективные рабочие места по оплате труда, карьерному росту; стабилизировалось экономическое развитие России; появилась реальная возможность учёбы и работы за рубежом и другое.
В сборнике представлены материалы, затрагивающих разные стороны лесопромышленного комплекса в лесном хозяйстве, изучению биологического разнообразия России, лесозаготовке, механической обработке древесины, химической переработке древесины и совершенствованием химических процессов в целлюлозно-бумажной промышленности, экономике лесопромышленного комплекса и др. Важным и перспективным приобретением этой конференции является проведение секции по безопасности жизнедеятельности – одной из стратегических задач государства.
На конференции в первый день состоялось пленарное заседание, во второй – секционные по факультетам и направлениям.
На пленарном заседании выступили ведущие ученые Академии со следующими докладами:
• Ассортиментная стратегия деревообрабатывающих производств, А.Н. Чубинский, профессор каф. Технологии деревообрабатывающих производств по основным.
• Структура научного поиска, Е.С. Мельников, зав.каф. лесоводства, профессор.
• Проблемы идентификации и оценки безопасности техногенных и природных экосистем, Г.В. Бектабеков, профессор каф. безопасности жизнедеятельности.
• Международные образовательные программы в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, М.А. Чубинский, доцент каф. общей экологии, анатомии и физиологии растений.
4
В 2006 году было подано рекордно большое количество материалов – 75. Это привело к проведению огромной редакторской работы (в частности, к решению проблем с переводом названий и аннотаций на английский) и необходимости сокращения объема формального текста. В частности, пришлось отказаться от русскоязычного названия организации, в случае, если все авторы публикуемых материалов обучаются или работают в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, а название организации приводится только на английском языке.
По сравнению с предыдущими конференциями увеличилось количество секций, в рамках которых были прочитаны доклады. Так, добавилась секция «Механизмы в лесном комплексе и безопасность работы с ними» - в рамках этой секции публикуются материалы авторов с лесомеханического факультета СПбГЛТА, секция для молодых ученых ЛИФ «Технологии лесозаготовок и лесоскладские работы». Среди секций для представителей лесохозяйственного направления также добавлена подсекция, посвященная исследованиям в области мониторинга лесных экосистем, информационных технологий и чрезвычайных ситуаций на природных объектах. Ниже приведена структура секций конференции: Секция 1а. Лесное хозяйство и озеленение населенных мест (Forestry and inhabited localities greening) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Акайкин Д.А. (СПбГЛТА) Алексеев В.М. Богданова Л.С. Голубев С.Н. (выступил с устным докладом), Зайцев И.В. Данилова А.С., Аракелян Д.С. Добровольский А.А., Нешатаев В.Ю. Мельников В.Ю. (выступил с устным докладом) Нешатаев М.В. (выступил с устным докладом), Нешатаев В.Ю. Петров Д.С. Славко Э.В., Капелян А.И. Фам Тхи Ким Тхоа Фам Тхи Ким Тхоа, Нгуен Нган Ха Худяков Б.В. (выступил с устным докладом)
Секция 1б. Биология и естествознание: микробиология, экология, ландшафтоведение, энтомология, древесиноведение, фитопатология и почвоведение (Biology and natural sciences: microbiology, ecology, landscape science, enthomology, wood science, phytopathology and soil science) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Арковенко Е.А. (выступила с устным докладом) Ахматович Н.А., Котлярская О.Б., Рысс А.Ю. Бурцев Д.С. (выступил с устным докладом) Ефремова Е.П., Зернова С.В., Егорова Т.М. Капица Е.А., Шорохова Е.В., Ванха-Маймаа И. Ковалева О.В. (выступила с устным докладом) Константинов А.В. Котлярская О.Б. (выступила с устным докладом), Ахматович Н.А., Рысс А.Ю.
5
Мясникова А.В. Павлов В.С. (выступил с устным докладом) Подоляцкая Ю.С. Токмань Е.А. (выступила с устным докладом) Урычева Л.А. Фролова Т.А., Шорохова Е.В. Чернецкая А.Ю. (СПбГУ)(выступила с устным докладом), Рысс А.Ю. Чеснова С.Н. Чубинская Л.Н., Шестов К.А. Шардакова С.А. (выступила с устным докладом), Лин Е.Н.
Нижеперечисленные студенты сделали устные доклады, но не предоставили
материалы для сборника:
Дорощук М.С. (ЛХФ, 5 к., 1 гр.) «Изучение биологии представителей рода Eonymus L. в условиях Санкт-Петербурга».
Кривохатская Ж.В. (ЛХФ, 5 к., 1 гр.) «Изучение биологии представителей рода Hydrangea L. в условиях Санкт-Петербурга»
Секция 1в. Научные основы мониторинга лесов, информационных систем и технологий в лесном комплексе. Чрезвычайные ситуации в природной среде (Information Systems and IT science in forest inventory and management. Emergency situations in nature environment) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Любимов Д.А. (выступил с устным докладом) Нешатаев М.В. Поповичев П.Б. Сваричевский В.А.
Секция 2. Механическая технология переработки древесины (Mechanical technology of wood processing) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Сергеевичев А.В. Сергеевичев А.В., Черных П.П. Тимохов А.С. Фурин А.И., Сергеевичев А.В. Хуако Х.А. Черных П.П., Сергеевичев А.В.
Секция 3. Химическая технология переработки древесины (Chemical engineering in wood processing) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Анашенков С.Ю. Загурский С.О. Кинд А.В., Выглазов В.В., Елкин В.А. Колодяжный А.Н. Кузьменко О.А. Куштысев А.В., Выглазов В.В., Куницкая О.А. Лямина П.А. Матюхин А.А., Шелоумов А.В., Леонович А.А. Михайлова Е.В., Куницкая О.А., Елкин В.А.
6
Нгуен Тхи Минь Фыонг, Гамова И.А. Немешев Р.М. Ориничева О.В., Слюняев В.П. Павлова Ю.А. Панова М.В. Пильщиков Ю.Н. Сартакова Н.В. Спицын А.А. Сумерский И.В. Хабарова М.В. Хакало А.С.
Секция 4. Механизмы в лесном комплексе и безопасность работы на производствах. Изучение промышленных стоков и отходов (Mechanisms in forest industries and safety in human industrial activities. Study of production waste and consumption) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Безверхий Е.В., Иванова И.В. Васильков С.М., Иванова И.В. Игошина А.Ю., Лузанова Л.Н., Рыкованов В.А. Игошина А.Ю., Раковская Е.Г. Мартынова Н.Б. Рудов М.Е. Тараскин П.В. Фирсова А.А., Лузанова Л.Н. Шитова О.А., Соколова М.А.
Секция 5. Технологии лесозаготовок и лесоскладские работы (Forest felling technologies and works at lumber-yards) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Андреева И.Ю.
Секция 6. Экономика лесопромышленного комплекса (Forest-industrial complex economy) В рамках этой секции публикуются материалы докладов следующих авторов:
Галушкина Е.А. Караганов Д.В. (выступил с устным докладом) Шайтарова О.Е.
7
Секция 1а. «Лесное хозяйство и озеленение населенных мест»
Section 1a. “Forestry and inhabited localities greening”
8
АНАЛИЗ ХОДА РОСТА ДРЕВОСТОЯ РОЩИНСКОГО ОПЫТНО-ПОКАЗАТЕЛЬНОГО ЛЕСХОЗА.
Акайкин Д.А.
Для успешного ведения лесного хозяйства в наше время необходимо пользоваться материалами лесоустройства: анализировать их и делать соответствующие организационно-технические выводы. В частности составление таблиц хода роста и их анализ может «подсказать» лесоводам, какие шаги предпринимать и указать на совершённые ошибки, чтобы не совершать их впредь. Следовательно, можно сделать вывод о том, что составление таблиц хода роста и их анализ с построением графиков кривых хода роста имеет большое народно-хозяйственное значение.
Работа над статьей велась с использованием материалов проекта организации и ведения лесного хозяйства ФГУ «РОЩИНСКИЙ ОПЫТНЫЙ ЛЕСХОЗ», работа над которым производилась в течение 2005 года. Следовательно, данные актуальны и пригодны для использования.
Федеральное государственное учреждение (ФГУ) “Рощинский опытный лесхоз” Агентства лесного хозяйства по Ленинградской области и Санкт-Петербургу расположено в северо-западной части Ленинградской области на территории Выборгского административного района (МО Выборгский район) и занимает 1/3 его площади. Общая площадь лесхоза по данным настоящего лесоустройства составляет 243150 га.
В исследовании использовались данные таблицы: «Распределение площади и запасов древесины, покрытых лесной растительностью земель по классам возраста (в целом по лесхозу)» (Пояснительная записка 2005). В качестве объектов исследования были выбраны древостои сосны, ели, берёзы, осины и ольхи. На основании табличных данных были вычислены запасы на 1 га для каждой из указанных пород и определены параметры ростовых моделей, описывающих возрастную динамику запаса.
Для аппроксимации имеющихся данных было использована интегральная форма логистического уравнения:
taeE
KM
⋅−⋅+=
1
где, К – емкость среды - максимально возможный запас древостоя, м3/га; a – скорость роста, 1/год; E – кратность роста; t – время (возраст), годы;
Ель
0
50
100
150
200
250
300
350
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
Возраст, лет
Запас, м/га
Сосна
0
50
100
150
200
250
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Возраст. лет
Запас, м/га
9
Осина
0
50
100
150
200
250
300
350
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Возраст, лет
Запас. м/га
Берёза
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Возраст, лет
Запас. м/га
Рис. 1. Ход роста запаса основных лесообразующих пород
При анализе хода роста насаждений значительный интерес представляет рассмотрение периодов ростового процесса. Так, может быть выделено четыре стадии, описываемые тремя характерными точками:
1. момент времени t1, соответствующий окончанию стадии накопления
энергии роста, может быть рассчитан, как a
Et
)27.0ln(1
⋅= ;
2. момент времени t2, соответствующий окончанию стадии активного роста,
вычисляемый, как a
Et
ln2 = ;
3. момент времени t3, соответствующий окончанию стадии роста по
инерции, может быть определен, как a
Et
)74.3ln(3
⋅= ;
Таблица 1. Времена наступления основных стадий ростового процесса.
Порода Параметры логистической
функции Периоды ростового
процесса K A E R2 t1 t2 t3
Сосна 198,4 0,1062 121,6 79,4 32,8 46,2 64,9 Ель 268,6 0,172 73,2 92,7 23,2 24,9 32,6 Береза 217,9 0,079 19,3 99,7 20,1 37,4 54,1 Осина 286,7 0,096 33,71 58,1 33,5 36,4 50,3 Ольха 204,2 0,068 10,6 73,3 30,2 34,7 54,1
t2 t1 t3
Ольха
0
50
100
150
200
250
300
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Возраст, лет
Запас, м/га
10
Как видно из приведенных в табл. 1 величин данных показателей, момент времени t3 для большинства пород примерно соответствует возрасту количественной спелости. Его незначительное значение для древостоев сосны может быть объяснено упомянутыми выше причинами.
Как видно из рис.1 и приведенных в табл.1 величин коэффициентов детерминации R2, использованная модель с высокой точностью описывает ход роста по запасу основных лесообразующих пород. Увеличение расхождений между теоретическими и эмпирическими данными в старших классах возраста обусловлены высокой интенсивностью ведения хозяйства на территории лесхоза, что, начиная с возраста количественной спелости, приводит к увеличению доли низкобонитетных насаждений, имеющих меньший запас на 1 га.
В заключение можно отметить, что: 1. Модель логистического роста может быть использована для достоверного
описания роста древостоев основных лесообразующих пород по запасу; 2. В дальнейшем исследовании необходимо учитывать условия
местопроизрастания, оказывающие существенное влияние на ростовые процессы;
3. Использованная модель позволяет определить характеристики основных стадий роста, в частности, стадии роста по инерции, конец которой соответствует возрасту количественной спелости;
4. Результаты исследование могут быть использованы при планировании лесохозяйственных мероприятий, в частности, при определении размеров пользования и возрастов рубок.
Литература: 1. Алексеев А.С. Теоретический анализ проблем устойчивого управления
лесами на основе S-образной ростовой кривой.//. СПб. 2003. 10с. * * *
GROWTH ANALYZE OF WOOD SPECIES IN FORESTRY STATE ENTERPRISE “ROSHINSKY LESHOZ”
Akaykin D.A. Saint-Petersburg forest technical academy, Saint- Petersburg
Growth analyze of wood species can help people who work in forest to see mistakes of last years and help to decide what shall be done to take a right decision.
СРАВНЕНИЕ РОСТА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СОСЕН В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ.
Алексеев В.М.
Одной из задач лесного хозяйства на сегодняшний день является получение высоких запасов древесины в короткие сроки. Решением этой задачи может
11
стать посадка пород-интродуцентов. Опыты по выращиванию пород интродуцентов доказывают свою эффективность, однако, в нашей стране интродукция не нашла пока широкого распространения. Для анализа состояния интродуцентов на территории Новгородского лесхоза нами были обследованы два участка с лесными культурами (2, 3 и 5 хвойными соснами). Обследовали культуры сосны Веймутова, скрученной, Банкса, желтой, смолистой, кедровой корейской и обыкновенной.
Первый участок находится в Мстинском лесничестве, квартал 59, выдел 5. Его площадь составляет 3,2 га. Почва супесчаная, свежая, среднеподзолистая. Тип леса до вырубки - черничник.
Второй участок находится в Пролетарском лесничестве, квартал 32, выдел 11. Его площадь составляет 1,8 га. Почва супесчаная, свежая, среднеподзолистая. Тип леса до вырубки - брусничник. На обоих участках высажены саженцы сосен пятилетнего возраста. Посадка проводилась под лопату в 1995 и 1996 годах.
Производился сплошной перечет деревьев по диметру у корневой шейки и высоте раздельно по рядам. В каждом ряду посчитано количество сохранившихся экземпляров. В рядах, где произрастает сосна обыкновенная, промерено каждое пятое дерево. В качестве критериев для анализа состояния лесных культур, были приняты средняя высота, средний диаметр культур, их сохранность. Все измерения подвергались статистической обработке.
Результаты исследований показали, что сохранность различных интродуцированных пород и местных пород лесообразователей неодинакова. (таблица№1).
Таблица 1 Динамика сохранности лесных культур пород интродуцентов, созданных в
Мстинском лесничестве Древесная порода
Сохранность по годам в % 1995 1996 1997 1999 2006
Сосна обыкнов . 100 98,6 87,3 87,1 79,6 Сосна скрученная
100 89,5 75,1 66,8 60,9
Сосна Банкса 100 89,6 87,3 81 76,4 Сосна желтая 100 17,7 2,2 0 0 Сосна смолистая 100 59 26,3 5,2 0 Сосна корейская 100 80 51,4 27,3 16,6 Сосна Веймутова 100 86,2 82,8 67,8 54
Так сохранность сосны обыкновенной выше, чем сохранность всех видов
интродуцентов. Сосна желтая и смолистая погибли на данной площади вообще. Это объясняется тем, что сосны жёлтая и смолистая являются трёххвойными и нуждаются в лучших климатических условиях. В лесных культурах в Пролетарском лесничестве сохранность сосны обыкновенной также выше, чем сохранность видов интродуцентов. (таблица№2).
12
Таблица 2 Сохранности лесных культур интродуцентов, созданных в Пролетарском
лесничестве, % Порода Осень 1996 г. Осень 2006 г. Сосна обыкновенная 100 83,1 Сосна скрученная 100 63,9 Сосна Веймутова 100 20,7 Сосна Банкса 100 69,2
Все сохранившиеся породы превышают сосну обыкновенную по биометрическим показателям, за исключением сосны корейской. Так, например, сосна Банкса выше сосны обыкновенной на 0,5м, сосна Веймутова на 0,3м, диметры соответственно превосходят на 1,8 и 0,9 см. (таблица№3).
Таблица 3 Средняя высота и диаметр у корневой шейки у пород-интродуцентов, созданных
в Мстинском лесничестве. Порода Средняя высота, м. Средний
диаметр, см. Средний объем ствола, м3.
Сосна обыкновенная 4,7 11,8 0,065 Сосна Банкса 5,2 13,6 0,096 Сосна скрученная 4,8 12,4 0,073 Сосна корейская 4,3 11,5 0,056 Сосна Веймутова 5 12,7 0,080
Анализируя рост интродуцентов на 2 участке, можно сказать, что сосна Банкса выше сосны обыкновенной на 0,5м, сосна, скрученная на 0,4м, диметры соответственно превосходят на 1,5 и 1,9 см. (таблица№4).
Таблица 4 Средняя высота и диаметр у корневой шейки у пород - интродуцентов,
созданных в Пролетарском лесничестве. Порода Средняя высота,
м. Средний диаметр, см.
Средний объем ствола, м3.
Сосна обыкновенная 4,5 11,3 0,057 Сосна скрученная 4,9 13,2 0,085 Сосна Веймутова 4,5 12,2 0,066 Сосна Банкса 5 12,8 0,081
Анализируя вышесказанное, можно сказать, что в типе леса черничник
свежий, учитывая сохранность пород, средний диаметр, высоту и объём ствола интродуцентов на фоне сосны обыкновенной, есть смысл в этом типе леса высаживать только – сосну Банкса, сосну Веймутова и сосну скрученную. В типе леса-брусничник свежий, принимая во внимание те же критерии, можно рекомендовать выращивание сосны Банкса и скрученной в данном типе леса.
13
Литература: 1. Раевский Б.В. Культуры сосны скрученной в Карелии: Автореф. дис… канд. с/х
наук./ СПб/ 1992 г. 2. Маркова И.А., Жигунов А.В. «Лесокультурные испытания перспективных
пород-интродуцентов на северо-западе России». Известия СПбГЛТА №7(165) /1999г.
3. Куцевалов М.А. Культуры сосны Муррея в европейской части СССР: Автореф. дис… канд. с/х наук./ Ленинград/ 1977г
* * * COMPARING GROWTH OF VARIOUS PINE SPECIES IN FOREST
PLANTATIONS OF THE NOVGOROD REGION Alekseev V.M.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
The analysis of preservation and biometric parameters of introduced species in forest plantations of the Novgorod region has shown that at the age of 10 the pine species Pinus contorta, Pinus banksiana and Pinus strobus have better parameters as compared to Scotch pine (Pinus sylvestris).
ВЛИЯНИЕ РУБОК УХОДА НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯГОДНИКОВ В КИРОВСКОМ ЛЕСХОЗЕ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Богданова Л.С.
Урожайность ягодных кустарничков является результатом действия множества факторов. Одним из них является процент проективного покрытия ягодного кустарничка. Немногочисленные данные по соотношению процента проективного покрытия и урожайности кустарничков ввиду малого количества данных по урожайности представлены в таблице.
№ПП Вариант опыта Процент проективного покрытия, % Урожайность ягод, кг/га
К
Ельник черничный 2 Контроль 5,7 0 0 17 Рубка 42,5 90 2,12
Сосняк брусничный 5 Контроль 18,5 90 4,86 9 Рубка 17,0 300 17,65
Сосняк черничный 4 Контроль 18,1 50 2,76 14 Рубка 49,4 110 2,23
Для анализа введем относительную величину К= урожайность / процент проективного покрытия.
14
Чем больше этот коэффициент, тем больше урожайность на единицу площади ягодного кустарничка. Максимальное значение приходится на объект с рубкой ухода в сосняке брусничном, что позволяет сделать вывод о большей продуктивности брусники (Vaccinium vitis-idea) по сравнению с черникой (Vaccinium myrtillus), которая в ельнике после рубки увеличивает продуктивность на единицу площади кустарничка, а в сосняке продуктивность черники снижается. Урожайность же ее оказывается большей после рубки по сравнению с контролем за счет увеличения проективного покрытия, а не продуктивности на единицу площади кустарничка.
Таким образом, из всего вышесказанного следует, что повышение или понижение процента проективного покрытия ягодных кустарничков после проведения рубок ухода не подразумевает повышение или понижение его урожайности. Существенны также различия между видами ягодных кустарничков. Черника не изменяет продуктивность, повышая урожайность за счет повышения проективного покрытия после рубок ухода. Брусника же повышает урожайность, не изменяя существенно процент проективного покрытия, за счет увеличения продуктивности на единицу площади ягодного кустарничка.
Существуют литературные данные [1], характеризующие урожайность ягодных кустарничков в зависимости от возраста, полноты и типа леса. В соответствии с этими данными средний биологический урожай черники в таежной зоне при проективном покрытии ягодника 100% в древостоях в возрасте 55 – 60 лет составляет: − в ельнике черничном при полноте 0,9 -19-25 кг/га, при полноте 0,6 – 29
кг/га, − в сосняке черничном при полноте 0,8 – 8-19 кг/га, 0,6 – 16-18 кг/га.
В сосняке брусничном биологический урожай брусники при полноте 0,8 составляет 6 кг/га, при 0,6 – 12кг/га. Полнота насаждений на пробных площадях составила соответственно по объектам: №2 – 0,9, №17 - 0,6, №5 - 0,8, №9 - 0,6, № - 0,8, №14 - 0,6.
При сопоставлении данных полученных на пробных площадях и литературных данных видно, что рубка благотворно влияет на урожайность, однако следует отметить, что полученные данные не являются средними за период, поэтому, вероятно, сравнение не будет объективным. Несмотря на это, остается бесспорным факт увеличения урожайности после рубок ухода, через 5-6 лет после проведения рубки.
Литература 1) Технология производства недревесной продукции леса. Петрозаводск, 2000.
* * * AN INFLUENCE OF TENDER CUTTINGS ON BERRIES YIELD IN KIROVSKIY
FOREST FARM OF LENINGRAD REGION Bogdanova L.S.
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
15
АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЛЕСОПАРКА "ПОБЕДА" (г. ШАХТЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ)
Голубев С.Н., Зайцев И.В.
Действующая в городе Шахты Ростовской области "Программа озеленения на 1999-2010 г." включает в себя обследование состояния имеющихся на территории города лесопарков. В рамках этой программы в 2004 году геоэкологическому клубу "Искатель" мэрией г. Шахты было поручено проведение комплекса геоботанических исследований правобережной части лесопарка "Победа" с целью анализа санитарного состояния насаждений.
Лесопарк занимает площадь 13 га. Древостой смешанный, представлен Акацией белой (Robinia pseudoacacia L.), Гледичией обыкновенной (Gleditsia triacanthos L.), Ясенем ланцетным (Fraxinus lanceolata. Borkh.) и Дубом черешчатым (Quercus robur L.) (5А2Г2Я1Д). Возраст посадки 35-40 лет. Деревья были высажены рядами через 3 метра.
Исследование насаждений проводили методом закладки пробных площадей, на которых определяли следующие параметры: состав древостоя, высота и диаметр стволов, запас (табл. № 1, 2). Изучали возраст, состав, сомкнутость подроста. Исследовали флористический состав и фитомассу живого напочвенного покрова. Определяли содержание воздуха в почве и освещенность под пологом древостоя.
На первых этапах исследований был составлен детальный план растительности лесопарка. Выделено 10 участков, различающихся по составу древостоя и степени нарушенности (табл.№1).
Таблица 1 Характеристика выделенных участков в лесопарке «Победа»
Участок
Площадь га
Cостав древостоя
Количество деревьев шт./га
Запас древесины м3/га
A 0,2 10А+Я 1000 32 B 4 7Я3Д 1050 62 C 3 5Г3А2Я 1100 118 D 0,3 5А5Г 1100 110 E 0,1 5Г3А2Я 1300 80,5 F 0,9 - - - G 0,1 8Я2А+Г 600 14 H 3,2 6А4Я 950 44 I 0,7 5А3Г3Я 2200 123 J 0,5 10А 240 7,2
Территория парка подвергается постоянной рекреационной нагрузке, результатом которой являются: захламленность бытовым мусором (до 200 кг бытовых отходов на гектар и свалка автомобильного мусора, площадью около 100 м2). По всей территории отмечаются многочисленные кострища. Широко развита неорганизованная дорожно - тропиночная сеть. На 1 га леса приходиться
16
до 300 м2 вытоптанной до минерального грунта почвы. Жителями близлежащих поселков для личных нужд вырубаются деревья. Вырубке подвержены преимущественно акация, гледичия и ясень. Это ведет к разреживанию лесного полога и как следствие к иссушению почвы. На участках A, G, H, J с освещенностью у поверхности почвы более 60% отмечалось сильное иссушение почвы. Увеличение освещенности под пологом древостоя ведет к повышению густоты живого надпочвенного покрова на 5-10% за счет увеличения в его составе лугово-степных видов (Artemisia vulgaris, Delphinium consolida, Ambrosia artemisifolia и др.).
Участок А. Расположен в северо-восточной части лесопарка. В составе древостоя преобладает акация с незначительной примесью ясеня. Примерно 30% деревьев усыхают. Участок труднопроходим из-за густого живого напочвенного покрова и подроста акации семенного происхождения. Участок В. Располагается в северо-западной части парка. В древостое преобладает ясень с примесью дуба (7Я3Д). Территория участка захламлена бытовыми отходами (150-200 кг/га). В почве отмечено низкое содержание воздуха (30-35%) из-за сильноразвитой дорожно - тропиночной сети. Древостой значительно поврежден отдыхающими (вырубка деревьев для обустройства мест отдыха и кострищ).
Таблица № 2. Параметры древостоя в исследованных участках лесопарка «Победа»
Участок
Акация обыкновенная
Ясень ланцетный Гледичия обыкновенная
Дуб черешчатый
Вы
сота
, м
Диа
мет
р, м
Запа
с, м
3
Вы
сота
, м
Диа
мет
р, м
Запа
с, м
3
Вы
сота
, м
Диа
мет
р, м
Запа
с, м
3
Вы
сота
, м
Диа
мет
р, м
Запа
с, м
3
А 7,5 0,13 0,03 - - - - - - - - - В - - - 12,5 0,16 0,08 - - - 9,25 0,125 0,04 С 13 0,16 0,09 12 0,15 0,07 15 0,18 0,13 - - - D 12,5 0,18 0,10 - - - 13 0,18 0,11 - - - E 11 0,13 0,05 12 0,15 0,07 12,5 0,15 0,07 - - - F - - - - - - - - - - - - G 9 0,16 0,06 7,5 0,11 0,02 7 0,14 0,04 - - - H 9 0,14 0,05 10 0,12 0,04 - - - - - - I 11 0,13 0,05 10 0,14 0,05 13 0,15 0,08 - - - J 9 0,12 0,03 - - - - - - - - - Средний показатель
11 0,15 0,07 10 0,14 0,05 14 0,15 0,09 9,25 0,125 0,04
В составе древостоя на участках C, D, E, I в верхнем ярусе преобладает
Гледичия обыкновенная (до 50%) со значительной примесью акации (до 20-30%). Второй ярус представлен Ясенем ланцетным высотой 10-12м. Все участки имеют густой подрост (3-5 тыс./га) ясеня порослевого происхождения. Причиной этого является несанкционированная вырубка молодых (10-15 лет)
17
деревьев ясеня. На участке D отмечено до 20% усыхающих деревьев (всех пород) растущих вблизи грунтовой дороги.
Участки G, H, J (табл.№2) разрежены из-за постоянных стихийных вырубок. На момент исследований на этих участках было вырублено до 60% древостоя. Деревья усыхают, наблюдается сильное искривление стволов. Участок F в настоящее время практически полностью вырублен и древесные породы на нем представлены лишь корневой порослью Ясеня ланцетного, высотой 1,5-2 м.
Рекомендации по улучшению состояния лесопарка: − Прореживание порослевого ясеня на участках C, D, E, I для улучшения их
рекреационной привлекательности − Очистка лесопарка от бытового мусора и автомобильной свалки − Обустройство организованной дорожно-тропиночной сети и создание
площадок для отдыха − Подсадка на участках A, G, H, J пород деревьев с сомкнутыми кронами
для предотвращения иссушения почвы. Литература:
1. Афанасьева Т.В., Василенко В.И. "Почвы СССР", М. 1979. С. 27-32 2. Белоконева Г.И. Приваленко В.В. "Город Шахты. Экология, экономика,
перспективы развития". Ростов-на-Дону 2001. С.15-23. 3. Бобров Р.В. "Все о национальных парках" М. 1987. С. 82-97
* * * FOREST PARK ECOLOGICAL CONDITION ANALYSIS "POBEDA"
Golubev S.N., Zajcev I.V. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The «gardening Program of 1999-2010» is operating in the city of Shachty, Rostov region. Within the framework of the program the authors investigated the forest park «Pobeda». The investigation was carried out by sampling areas organisazation method. The investigation showed the degree of recreation impact on a forest park. On the basis of the work results there was suggested a number of measures aimed of the solution of the revealed problems and the forest park condition improvement.
ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ. ”МАЛИНОВСКИЙ СТАЦИОНАР – МАШИНСКАЯ
ДАЧА”.
Данилова А.С., Аракелян Д.С.
Известно, что осушение улучшает водный, воздушный и тепловой режимы почв. В результате этого активизируется почвообразовательный процесс, изменяются количественные и качественные характеристики почвы.
Исследования по изменению агрохимических показателей проводились на опытных участках стационара “Малиновский”. Первые исследования проведены в 1980 году, повторные – в 2006г. Четыре почвенных разреза были сделаны на
18
болоте верхового типа; участки 4 и 4а (квартал 16) и три почвенных разреза на болоте переходного типа; участок 6(квартал 16).
Почвенные образцы на анализы отобраны из почвенных разрезов, но не по генетическим горизонтам, а послойно. Сделано это преднамеренно, потому что генетические горизонты под воздействием осушения резко изменяются. Почвенные разрезы закладывались на постоянно закрепленных пробных площадях.
Осушение вызывает резкие изменения отдельных факторов почвообразования, вызывающие активизацию почвообразовательных процессов. Новая стадия почвообразовательного процесса протекает, как правило, в двух направлениях: как в сторону улучшения почвенных характеристик, так и в сторону их ухудшения. Проследить эти изменения возможно только в течение длительного наблюдения. Происшедшие изменения агрохимических показателей за 26 лет приведены в таблицах 1 и 2. В числителе приводятся данные 1980 года, в знаменателе – 2006г.
На этих участках были отобраны образцы почв и проведены следующие анализы:
− степень разложения торфа; − влажность; − зольность; − кислотности (солевой и водной суспензии); − гидролитическая кислотность (ГК); − сумма обменных оснований; − нитратный азот; − подвижные фосфор и калий.
Все анализы проведены в двукратной повторности. Ускорение разложения торфа оказывает влияние на изменение его
зольности, которая является основным показателям плодородия почв. Показатели зольности торфа по годам определенны, и в соответствии с пробными площадями приведены в табл. 1и 2. Анализируя данные таблиц, мы видим, что тенденция увеличения зольности наблюдается по всем опытным участкам, независимо от типа заболачивания, исключения составляет растуще-опадный верхний слой, здесь имеет место колебания зольности торфа и в сторону увеличения и в сторону уменьшения, что скорее всего объясняется методом отбора образцов (Из одной и той же точки образец дважды взять невозможно). Скорость минерализации торфа зависит от типа заболачивания и мощности торфа. Очень сильная минерализация торфа наблюдается на участке 1 при мощности торфа 10-20 см. Торф верхового типа, здесь зольность увеличилась на 25-40%, а на болоте переходного типа - на 20-60%.
На наличие процесса минерализации также указывает накопление N,P,K. На верховом болоте (участок 4) – произошло увеличение на 30-50%, на переходном болоте (участок 6) – увеличение произошло на 20-45%.
Осушение положительно влияет на реакцию среды почвы. Как видно из таблиц 1 и 2, кислотности уменьшаются, как на верховом болоте (4 участок), так
19
и на переходном (6 участок). На глубине 15(20)-30 см наблюдается наиболее сильное уменьшение кислотности. В меньшей степени уменьшение кислотности наблюдается в верхних слоях почвы (0-5(10) и 5(10)-15(20)). Это происходит, по-видимому, из-за активного вымывания катионов кальция из верхних горизонтов.
Таблица 1 Изменение агрохимических показателей на пробных площадях стационара
“Малиновский”
№Вы
дела
, №
проб
ы
Гор
изон
т ра
змер
ы
Золь
ност
ь
%
ГК,
мг эк
в/10
0гр рН
Вла
жно
сть
%
К2О
, мг
/100
гр
NO
3, м
г /1
00гр
P 2O
5, м
г /1
00гр
Сум
ма
обмен
ных
осно
вани
й мг эк
в /1
.00г
р
Сте
пень
ра
злож
ения
,%
КСl Н2О
4-1 0-10 3.22 11.32
136.5 109.3
2.78 2.7
4.45 3.4
- 81.6
- 8.30
0.56 0.84
5.0 27.0
22.0 31.0
0 6.0
10-20 1.85 6.39
152.2 140.2
2.64 2.6
4.35 3.4
- 87.6
- 5.20
0.60 0.86
5.0 20.0
22.0 30.75
0 7.5
20-30 3.17 8.89
169.7 130.2
2.60 2.20
4.30 3.4
- 88.6
- 3.30
0.73 0.87
5.0 18.5
18.0 30.5
5-10 9.5
>30 - 59.18
- 140.4
- 3.3
- 3.9
- 73.0
- 6.0
- 0.85
- 32.15
- 28.5
0 15.5
4-2 0-10 5.72 3.54
131.2 158.9
2.75 2.6
2.75 3.3
- 74.8
- 13.80
0.50 0.83
5.0 36.0
18.0 29.5
5.0 4.8
10-20 3.42 4.38
152.2 167.4
2.51 2.8
2.51 3.3
- 89.8
- 2.40
0.60 0.88
5.0 20.0
18.0 29.75
5.0 4.0
20-30 2.38 5.76
155.7 162.4
2.61 2.6
2.61 3.3
- 90.9
- 8.0
0.60 0.81
5.0 11.5
18.0 29.75
- 7.0
>30 - 5.89
- 164.6
- 2.6
- 3.5
- 97.7
- 8.0
- 0.86
- 12.5
- 26.5
- 8.4
4-3 0-10 - 4.42
- 153.2
- 2.8
- 3.3
- 75.6
- 6.70
- 0.84
- 13.0
- 30.0
- 5.0
20-30 - 24.86
- 159.2
- 3.6
- 3.3
- 90.4
- 5.0
- 0.84
- 67.0
- 27.0
- 10.5
>30 - 21.6
- 156.1
- 3.3
- 4.0
- 90.9
- 2.40
- 0.86
- 15.5
- 28.5
- 29.5
4-4 0-10 - 10.85
- 154.8
- 2.6
- 3.27
- 81.9
- 10.0
- 0.88
- 9.00
- 27.75
- 4.7
10-20 - 7.83
- 152.3
- 3.0
- 3.6
- 83.2
- 3.70
- 0.81
- 13.0
- 23.0
- 8.7
20-30 - 8.28
- 162.2
- 2.7
- 3.37
- 78.0
- 6.81
- 0.79
- 14.0
- 28.0
- 10.6
>30 - 0.3
- 161.2
- 3.2
- 4.2
- 81.4
- 3.20
- 0.88
- 9.5
- 29.0
- 65.0
Показатели гидролитической кислотности уменьшаются. Более четко это
выражено в верхних горизонтах. Это, по-видимому, вызвано ухудшением работы каналов и, соответственно, увеличением количества сфагновых мхов. До 1990 года периодически проводилась очистка осушительных каналов от
20
растительности, а в последние 15 лет эти работы не проводятся. Гидролитическая кислотность довольно высокая и поэтому необходимо провести известкование. Эта необходимость подтверждается и данными суммы обменных оснований.
Колебание влажности напрямую зависит от степени удаления пробных площадей от канав осушительной сети. Чем больше расстояние до канавы, тем влажность больше.
Сопоставляя и анализируя данные за 1980 и 2006 года, наблюдается тенденция к улучшению основных агротехнических показателей за исключением водной кислотности. Постепенное увеличение солевой кислотности с параллельным уменьшением водной кислотности, накоплением N,P,K и увеличением степени разложения показывают, что на этой площади происходит активизация процесса минерализации.
Выводы: 1. Практически на всей территории заметно улучшение агрохимических
показателей. 2. В качестве рекомендации можно предложить проведение известкования
почв. 3. Необходимо более длительное время качественно чистить канавы.
Таблица 2
Изменение агрохимических показателей на пробных площадях стационара “Малиновский”
№Вы
дела
, №
проб
ы
Гор
изон
т ра
змер
ы
Золь
ност
ь,
%
ГК,
мг эк
в /1
00гр
рН
Вла
жно
сть
, %
К2О
, мг
/100
гр
NO
3, м
г /1
00гр
P 2O
5, м
г /1
00гр
Сум
ма
обмен
ных
осно
вани
й,
мг эк
в /1
00гр
Сте
пень
ра
злож
ени
я,
% КСl Н2О
6-1 0-5 5.2 4.35
110.2 153.2
2.95 2.85
4.5 3.8
- 82.6
- 14.10
0.56 0.88
- 73.0
18.0 31.75
- 4.0
5-15 3.4 4.19
155.4 157.7
2.61 2.58
3.95 3.5
- 85.1
- 13.0
0.39 0.88
- 17.0
18.0 30.0
- 11.0
15-30 4.4 4.84
178.8 197.1
3.45 3.2
4.35 3.8
- 84.9
- 21.0
1.12 0.83
- 21.0
56.0 28.75
- 6.0
30 - 70.47
- 146.1
- 3.5
- 4.6
- 71.0
- 4.0
- 0.86
- 2.16
29.0
- 74.5
6-2 0-5 4.3 3.97
- 130.2
- 2.75
- 3.8
- 78.5
- 8.80
- 0.84
- 17.75
28.8
- 4.1
5-15 4.9 7.02
- 143.3
- 3.2
- 3.7
- 84.3
- 13.0
- 0.86
- 11.0
29.75
- 6.25
15-30 3.6 4.42
- 148.7
- 2.95
- 3.7
- 90.65
- 2.15
- 0.86
- 11.5
27.8
- 7.5
30 - 36.5
- 150
- 3.75
- 4.6
- 68.9
- 3.0
- 0.88
- 18.83
56.75
- 68.5
21
Продолжение таблицы 2. №
Вы
дела
, №
проб
ы
Гор
изон
т ра
змер
ы
Золь
ност
ь,
%
ГК,
мг эк
в /1
00гр
рН
Вла
жно
сть
, %
К2О
, мг
/100
гр
NO
3, м
г /1
00гр
P 2O
5, м
г /1
00гр
Сум
ма
обмен
ных
осно
вани
й,
мг эк
в /1
00гр
Сте
пень
ра
злож
ени
я, КСl Н2О
6-3 0-5 4.9 4.3
- 150.2
- 3.1
- 3.6
- 58.4
- 3.1
- 0.81
- 36.0
29.0
- 9.5
5-15 5.2 7.01
- 148.4
- 2.9
- 3.6
- 85.4
- 3.40
- 0.88
- 52.5
32.0
- 11.5
15-30
3.6 5.12
- 147.7
- 3.1
- 3.9
- 70.2
- 10.0
- 0.86
- 17.0
23.75
- 15.0
30 - 17.53
- 138.9
- 3.5
- 4.4
- 75.8
- 9.0
- 0.85
- 16.0
30.75
- 19.0
* * *
INFLUENCE OF DRAINAGE ON CHANGE CHEMICAL PARAMETERS. (LISINO).
Danilova A.S., Arakelyan D.S. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
The article contains comparative data on dasic chemical parameters of dried forest soils from 1980 to 2006.
УЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТПАДА ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД В ПАРКЕ ГМЗ «ОРАНИЕНБАУМ»
Добровольский А.А., Нешатаев В.Ю.
Введение. Подмодели отпада являются важнейшей составной частью моделей роста и развития древесных насаждений. В настоящее время для Северо-Запада РФ накоплено достаточно большое количество данных постоянных пробных площадей для естественных насаждений ели и сосны и в меньшей степени для березы и осины (Быков, 1986; Катаев, 1990; Сеннов, 1995 и др.). Данные многолетних исследований по естественному отпаду широколиственных пород для Северо-Запада в известной нам литературе отсутствуют, а по ольхе черной, лиственнице, пихте сибирской они крайне малочисленны.
Материал и методика. В основу работы положены данные подеревной инвентаризации древесных насаждений парка государственного музея-заповедника (ГМЗ) «Ораниенбаум», проведенные в 1981 г. Северо-Западным лесоустроительным предприятием и в 2003 г. ООО «НПО РАНД» с участием авторов, других сотрудников СПбГЛТА и БИН РАН. Площадь, занятая
22
древесными насаждениями, составляет около 140 га. В анализ включены данные по 9563 деревьям, местоположение которых было точно установлено с привязкой к топографическому плану. В ходе инвентаризаций для каждого дерева был определен диаметр на высоте 1.3 м, высота, возраст, категория санитарного состояния, наличие болезней и вредителей, характеристики облиственности и равномерности кроны дерева и ее положение по отношению к другим деревьям.
Результаты и обсуждение. Данные по среднегодовому отпаду деревьев и диаметрам живых и отпавших деревьев, сгруппированные в три возрастные группы, приведены в таблице.
Среднегодовой отпад по всем породам составил 1%, что соответствует нормальному показателю отпада. Среднегодовой отпад менее 1% отмечен для пихты, лиственницы, дуба и липы (табл.). Среднегодовой отпад более 1% отмечен для березы, клена, ольхи черной, ясеня и ели. Максимальный отпад близкий к отпаду, характерному для распадающихся древостоев, отмечен для березы (1.94%).
Анализ таблицы показал, что наибольший отпад у большинства пород наблюдается в младшей и старшей возрастных группах. Для клена, дуба, липы, ели установлено достоверное различие (при уровне значимости 0.01-0.05) средних диаметров живых и отпавших деревьев (табл.). При этом в младшей и средней возрастных группах отпад идет в основном за счет деревьев с диаметром меньше среднего. В старшей группе отпад идет в основном за счет деревьев с диаметром выше среднего. Большинство отпавших деревьев младшей и средней возрастной групп отставали в росте от соседних деревьев и были ими затенены.
Практически все отпавшие старые деревья характеризовались наличием стволовых и/или корневых гнилей и выпали под влиянием ветра.
Таблица. Показатели отпада деревьев в парке ГМЗ «Ораниенбаум» за период
с 1981 по 2003 г.
Вид Возраст-ная группа
Данные по деревьям за 1981 г.
Для отпавших к 2003 г.
Средне-годовой отпад, % D, см σ2 N D, см σ2 N
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Abies
sibirica
1 10,3 31,8 12 8,0 32,0 2 0,76 2 33,0 59,2 119 33,1 102,0 21 0,80 Итого - - 131 - - 23 0,80
Acer
platanoi-des
1 12,8 42,2 682 12,3 40,0 273 1,82 2 35,3 97,3 688 35,3 105,9 232 1,53 3 36,5 126,8 728 55,9 307,7 21 0,13 Итого - - 2098 - - 526 1,14
Alnus
glutinosa
1 11,3 53,6 84 10,2 71,3 25 1,35 2 47,0 122,3 202 48,7 131,1 40 0,90 3 53,2 205,8 321 54,7 128,2 90 1,27 Итого - - 607 - - 155 1,16
23
Продолжение таблицы.
Вид Возраст-ная группа
Данные по деревьям за 1981 г.
Для отпавших к 2003 г.
Средне-годовой отпад, % D, см σ2 N D, см σ2 N
Betula sp.
1 19,7 55,6 260 16,9 55,9 114 1,99 2 47,6 128,6 253 47,9 132,2 100 1,80 3 60,0 102,5 45 60,4 85,4 24 2,42 Итого - - 558 - - 238 1,94
Fraxinus
excelsior
1 14,1 45,6 249 13,6 42,7 81 1,48 2 38,8 121,7 186 37,4 76,0 58 1,42 3 60,7 231,2 43 59,7 295,4 15 1,59 Итого - - 478 - - 154 1,46
Larix
sibirica
1 15,3 81,1 31 16,5 22,3 4 0,59 2 28,4 27,2 12 - - - 0,00 3 67,0 188,7 87 61,2 102,2 4 0,21 Итого - - 130 - - 8 0,28
Picea abies
1 13,0 63,5 443 11,4 39,0 140 1,44 2 34,8 114,2 406 39,0 58,1 109 1,22 3 58,3 101,3 149 59,3 120,1 71 2,17 Итого - - 998 - - 320 1,46
Quercus
robur
1 14,2 43,2 531 11,3 35,4 187 1,60 2 35,2 120,5 354 34,6 97,1 41 0,53 3 64,2 319,9 262 71,5 489,1 21 0,36 Итого - - 1147 - - 249 0,99
Tilia
cordata
1 14,2 45,2 1372 13,5 53,0 190 0,63 2 35,0 91,9 727 33,0 121,2 147 0,92 3 52,9 181,2 1317 53,5 204,7 225 0,78 Итого - - 3416 - - 562 0,75
Всего - - 9563 - - 2102 1,00 При этом с увеличением возраста древостоя увеличивается доля отпада
толстомерных деревьев. Представляет интерес наличие повреждений у отпавших деревьев. Из
отпавших деревьев березы 51% имел морозобойные трещины, не менее 6% были поражены патогенными грибами. Из отпавших деревьев дуба 10% имели следы механических повреждений (затесов, обдиров), не менее 6% (в основном старшего поколения) были поражены грибами, 5% имели морозобойные трещины. Из погибших деревьев ели 13% были поражены раком. У отпавших деревьев ясеня 22% имели морозобойные трещины. Отпавшие деревья клена на 12% были поражены патогенными грибами, 9% имели морозобойные трещины, 10% - дупла. 15% отпавших деревьев всех пород в 1981 г. имели усохшую вершину.
Таким образом, отпад может быть подразделен на два типа: 1)верховой, действующий в основном на старые деревья, возвышающиеся над пологом и вызываемый ветром и болезнями; 2)низовой (плотностнозависимый) отпад,
24
обусловленный конкуренцией за ограниченные ресурсы. В молодом и среднем возрасте происходит преимущественно низовое изреживание за счет отставших в росте деревьев. На стадиях спелого и перестойного леса преобладает верховой отпад, обусловленный в основном внешними воздействиями и усиливающийся при приближении возраста элемента леса к максимальному, известному для данной породы. Он тем выше, чем выше фаутность деревьев, увеличивающаяся, как показали учеты повреждений, с возрастом.
Полученные количественные данные по отпаду могут быть использованы для прогнозирования чрезвычайных ситуаций, связанных с падением деревьев, выбора целевых пород при создании устойчивых рекреационных насаждений и построения математических моделей роста и развития древостоев двух типов:
1)вероятностная модель на основе Марковских цепей; 2)имитационной модели участка леса, в которой процент отпада деревьев
элемента леса задается в зависимости от его возраста и полноты насаждения. Публикация подготовлена по проекту РПН.2.2.3.2.8296 целевой программы
Минобрнауки РФ в 2006 г.
Литература: 1. Быков А.А. Лесопатологическая характеристика естественного отпада в
сосновых насаждениях // Защита леса от вредителей и болезней. М., 1986. С. 43-48.
2. Катаев О.А. Динамика естественного отпада в древостоях ели. Лесной журнал. Лесоведение, 1990. Вып.6 – 33-40.
3. Сеннов С.Н. Динамика отпада в хвойных древостоях // Лесоведение, 1995. Вып. 5 - С. 67-72.
4. Федорчук В.Н., Нешатаев В.Ю., Кузнецова М.Л. Лесные экосистемы северо-западных районов России. Типология, динамика, хозяйственные особенности. СПб, СПбНИИЛХ, 2005. – 382 с.
* * *
THE ACCOUNT OF NATURAL MORTALITY OF WOOD BREEDS IN THE STATE HISTORICAL PARK “ORANIENBAUM”
Dobrovolsky A.A., Neshatayev V.Yu. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
The study was based on the data obtained during the 23-years observation period of tree mortality in the park “Oranienbaum”. The average mortality of trees for park was 1.0 % per year that is normal meaning. The average mortality less than 1% was observed for larch, fir, oak and linden trees. The average mortality more than 1% was observed for birch, maple, alder, ash and spruce. The birch stands shows the maximum average meaning of mortality, this stands has tendency to destruction. Thus, we can distinguish two types of mortality: 1) from above which mainly affect old trees and caused by windfall and diseases and 2) from below, caused by competition for nutrient and light resources.
25
ПИОНЫ В ОЗЕЛЕНЕНИИ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ.
Мельников В.Ю.
Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт–Петербург По разным данным, род Paeonia Пион насчитывает от 40 до 47 видов, все
они произрастают в северном полушарии. Род Paeonia представлен многолетними травами-геофитами, кустарниками и полукустарниками, которые объединены в секцию Moutan. Древовидные пионы произрастают только на территории Китая и насчитывают 9 видов, разделенные на две подсекции: подсекция Delavayanae и подсекция Vaginatae. Все древовидные пионы произрастают в горах (1100-3800м) в умеренной субтропической климатической зоне (Li Jiajue, 2005).
В России интродукция травянистых пионов в Санкт-Петербурге началась в середине XVIII века. В 1749 году на Аптекарском огороде (БИН РАН) выращивали Paeonia officinalis пион лекарственный, с 1793 года начали выращивать Paeonia tenuifolia пион тонколистный. С начала XIX века появляются травянистые пионы флоры Дальнего Востока и Кавказа. В настоящее время коллекции Ботанического сада БИН РАН насчитывает 24 вида и около 130 сортов пионов (Растения …, 2002).
Древовидные пионы в Ботаническом саду впервые появились в 1858 году, под называнием «горные» (P. moutan). В коллекции было 14 сортов древовидных пионов. До 1917 года их выращивали в горшечной культуре в холодных оранжереях. В 1939 году А.А. Князев начал первые опыты по их выращиванию в открытом грунте без укрытия на зиму, лишь только окучивая их снегом. Первые растения зацвели 1945 году и завязали полноценные семена. В 60-х годах ХХ века коллекция пополняется пионом желтым (P. lutea), а в 1982 году – пионом Потанина (P. potaninii var. trollioides (syn. P. lutea var. trollioides). К настоящему времени на территории парка Ботанического сада растет около 30 экземпляров пиона кустарникового (P. suffruticosa). На питомнике травянистых многолетних растений растет один 56-летний куст, выращенный из семян местной репродукции.
В условиях г. Санкт–Петербурга P. suffruticosa - это кустарник 1.2-1.5 м высотой с многочисленными (до 15) слабоветвящимися прямыми побегами. Верхние части побегов сильно облиственны. Листья крупные (до 30 см), дважды тройчатые. Побег заканчивается верхушечным одиночным цветком. Цветки до 20 см в диаметре с белыми, розовыми или красными лепестками, расположенные в 1-2 круга. В центре темно-красное бархатистое пятно. Тычинки ярко-желтые крупные, рыльца пестиков окрашены в красный или светло-салатовый цвет. Плод многолистовка с крупными темно-коричневыми блестящими семенами. Вегетация P. suffruticosa начинается во второй декаде апреля, когда набухают почки, в конце апреля – начале мая распускаются листья. С началом роста побегов на генеративных побегах появляется бутон. В это время древовидные пионы часто сильно страдают от повреждения весенними
26
возвратными заморозками. Цветение начинается в начале июня и продолжается 10-15 дней. Семена созревают в сентябре.
За 67 лет интродукции Paeonia suffriticosa оказался достаточно устойчивой культурой, хорошо зимующей, обильно цветущей и регулярно плодоносящей. Несмотря на то, что зима 2005-2006 гг. была малоснежная и морозная, вымерзло около 30 % старых побегов. Кусты в 2006 г. цвели и плодоносили, дали обильную поросль от корня. Сорта с махровыми цветками оказались менее устойчивы, вымерзли все побеги, проросли побеги только из спящих подземных почек. Новые побеги к концу вегетации достигли 20 см.
Paeonia lutea – полукустарник 1-1.2 м высотой, с прямыми неветвящимися побегами. Листья крупные дважды тройчатые, с рассеченными долями второго порядка. На каждом побеге формируется 3–4 желтых цветка чашеобразной формы, сидящих на тонких цветоносах. Тычинки желтые и многочисленные образуют «полушарие», пестики светло-салатовые. Плод многолистовка, семена коричневые, по размерам они мельче, чем таковые у P. suffruticosa. Вегетация начинается в первой декаде мая, когда распускаются первые вегетативные и генеративные почки. Основной рост побегов заканчивается к началу июня. Верхние междоузлия их очень короткие (до 2 см), что создает иллюзию «мутовки», в центре которой появляются бутоны. Цветёт пион желтый в конце июня в течение 10-15 дней, семена созревают в октябре.
P. potaninii var. trollioides – низкий полукустарник 0.5-0.8 м с почти супротивными двоякотройчатоперистыми листьями, листочки сильно рассечены на узкие ланцетовидные доли. Цветки ароматные, желтые, с красным пятном в центре. Плод многолистовка. Сроки вегетации, цветения и плодоношения совпадают с таковыми P. lutea.
С момента выращивания P. lutea и P. potaninii в Ботаническом саду БИН РАН они ежегодно зимуют только под снежным покровом, в суровые зимы у них обмерзает вся надземная часть, и тем ни менее, они хорошо восстанавливаются от корня. Цветут эти виды только на двухлетних побегах. В текущем году цветение этих видов было малочисленным, т. к. растения сильно обмерзли.
Сроки цветения травянистых пионов (P. mlokosewischii, P. officinalis, P. tenuifolia, P. anomala) в условиях Санкт–Петербурга начинаются с третьей декады мая. Продолжительность цветения – 10-20 дней. С начала июня зацветает P. suffruticosa и цветет до середины июня. Продолжительность цветения – 7-15 дней. В это же время начинают зацветать сортовые травянистые пионы, которые цветут до середины июля. Продолжительность их цветения составляет 15-25 дней. Отцветают самые позднецветущие сорта травянистых пионов в третьей декаде июля.
Удачный подбор видов, форм и сортов пионов позволяет создавать долгоцветущие (55-60 дней) рабатки, миксбордеры, клумбы. Древовидные пионы хорошо высаживать солитерными группами на газонах, а также в сочетании с хвойными породами (сосна, лиственница, туя, можжевельники и т.д.). Древовидные пионы, выращиваемые как горшечная культура, можно
27
использовать для зимнее-весеннего оформления в зимних садах и патио, которые сейчас становятся все популярнее.
В настоящее время пионы мало используются в городском озеленении по ряду причин, одна из которых – их низкая способность к вегетативному размножению. Апробируемые ускоренные методы размножения и технология культуры пионов «in vitro» могут решить эту проблему. Древовидные пионы введены в культуру открытого грунта относительно недавно, всего каких-то 70 лет, и их дальнейшая интродукция требует дополнительных исследований.
Литература: 1. Растения открытого грунта Ботанического сада Ботанического института
им. В. Л. Комарова / отв. ред. Р.В. Камелин. СПб, Росток, 2002. 2. Jiajue Li. Chinese Tree Peony (Xibei, Xinan, Jiangnan vol.), China Forestry
Publishing House, 2005.
* * * PAEONIA SPECIES FOR ORNAMENTAL USING IN CITY
Melnikov V.Y. Komarov Botanical Institute of RAS, St. Petersburg
Paeonia genera including 40-47 species in flora of the world. Flora of Russia – only 10 species. More often using as ornamental – herbaceous species Paeonia and its varieties. At the St. Petersburg first of herbaceous species Paeonia were grown in 1749. First tree peony in Russia were grown in 1858 only in greenhouses. Only from 1939 – they were trying grown in open air in St. Petersburg city. Now at the Botanical Garden of the Komarov Botanical Institute in open air collections grown 24 species and 130 sorts herbaceous and 30 samples of tree peony – P. suffruticisa, P. lutea and P. ponatinii. The first results of introduction tree peony in St. Petersburg region shown that they some tolerance to frozen. Nevertheless they time to time frosted over after spring frost. Species of Paeonia genus perspective for using in St. Petersburg and its regions as new modern ornamental plants in parks, gardens and private yards.
ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА СОСТАВ И СТРУКТУРУ
ПОДРОСТА СОСНОВЫХ ЛЕСОВ ЛАПЛАНДСКОГО ЗАПОВЕДНИКА
Нешатаев М.В., Нешатаев В.Ю.
Исследования проведены в Пиренгском и Чунозерском лесничествах
заповедника, в лесном поясе на высотах от 155 до 201 м над уровнем моря. Район исследования представляет собой холмистую равнину, сложенную песчаными и супесчаными ледниковыми отложениями, часто с большим
28
количеством камней. Широко распространены песчаные аллювиальные и флювиогляциальные отложения, встречаются выходы гранитов и гнейсов. Территория относится к подзоне северной тайги.
В 1987 г. вдоль просеки, идущей от верхней границы леса на склоне гор Чуна-тундра на запад и проходящей на расстоянии 8,5 км к северу от устья р. Чуны, была заложена серия постоянных пробных площадей с интервалом 200 м и меньше. На ПП размерами 0.25 га (50 Х 50 м) определены сумма площадей сечений деревьев по элементам леса (полнотомером Биттерлиха), высота и диаметр деревьев по элементам леса (3-5 замеров на элемент леса), возраст деревьев (на кернах), количество подроста по породам и группам высот (до 2, 3-10, 11-25, 26-50, 51-100, 101-200, 201-400 см) на 10 круговых площадках по 10 м2, флористический состав подчиненных ярусов и проективное покрытие каждого вида на 10 площадках размером 1 м2.
Для каждой ПП было определено время, которое прошло с момента последнего пожара.
Таблица. Показатели древостоя и подроста на ПП.
Показатели Ассоциация и послепожарная стадия
CL1 CL2 HC FH Квартал 94 94 95 96 96 96 95 96 95 94 93 93 93 Пикет 1050 95 1800 400 600 1000 200 800 96 400 200 1000 400 Год пожара 1927 1927 1927 187? 187? 187? 187? 187? 187? 179? 171? 171? 171? Древостой Класс бонитета 5,3 4,9 4,8 5,0 4,7 5,4 5,2 4,5 5,2 5,2 5,4 6,0 5,3 Сумма G, м2/га 12,9 4,3 6,3 7,9 11,9 12,0 15,1 12,0 18,5 5,0 6,4 5,7 8,7 Сосна I: A, лет 240 - - 260 260 240 260 185 240 210 260 260 240 Сосна I: G, м2/га 9,3 - - 3,6 3,3 3,7 5,2 5,3 2,3 3,0 6,0 4,0 6,7 Сосна I: H, м 18,5 - - 18,0 19,7 17,5 17,0 19,5 16,7 16,0 15,0 13,0 16,4 Сосна I: D, см 38,0 - - 44,0 45,0 50,0 47,0 44,0 42,0 31,0 42,0 37,0 37,0 Сосна II: A, лет 80 75 75 130 105 180 70 160 160 55 160 60 160 Сосна II: G, м2/га 3,3 4,3 6,3 3,5 8,3 8,3 9,8 5,3 16,0 1,0 0,3 0,3 0,3 Сосна II: H, м 9,0 10,9 11,3 14,9 14,5 15,2 11,6 14,5 15,4 7,0 14,0 7,0 15,0 Сосна II: D, см 17,0 20,0 20,0 26,0 25,0 27,0 15,0 23,0 21,0 8,0 18,0 9,0 18,0 Берёза: G, м2/га 0,3 0,0 0,0 0,3 - - 0,1 0,1 0,1 1,0 0,1 0,7 1,0 Берёза: H, м - - - 5,0 - - 9,0 16,0 13,0 6,0 6,0 5,0 5,0 Берёза: D, см - - - 10,0 - - 14,0 21,0 24,0 8,0 7,0 6,0 6,0 Ель: G, м2/га - - - 0,5 0,3 + - 1,3 0,1 - + 0,7 0,7 Ель: H, м - - - 12,5 12,0 3,0 - 13,0 7,3 - 15,0 10,0 10,0 Ель: D, см - - - 14,0 13,0 4,0 - 18,0 10,0 - 14,0 13,0 12,0
(Продолжение таблицы на следующей странице)
29
Продолжение таблицы.
Показатели Ассоциация и послепожарная стадия
CL1 CL2 HC FH Квартал 94 94 95 96 96 96 95 96 95 94 93 93 93 Пикет 1050 95 1800 400 600 1000 200 800 96 400 200 1000 400 Год пожара 1927 1927 1927 187? 187? 187? 187? 187? 187? 179? 171? 171? 171? Подрост Сосна: N, тыс./га 8,4 5,9 9,4 5,9 2,4 5,0 5,8 5,5 4,2 0,3 5,0 2,4 3,5 Сосна: Pn,% 2,2 2,2 1,4 2,3 2,3 1,6 2,2 2,1 2.0 7,1 2,1 2,4 1,6 Сосна: Н ср., м 0,4 0,4 0,2 0,4 0,6 0,3 0,4 0,3 0,4 0,8 0,5 0,7 0,5 Сосна: Ph,% 25 25 20 25 33 33 25 20 25 88 30 29 20 Ель: N, тыс./га - - 0,1 0,3 1,3 0,2 1,3 0,3 0,8 0,7 - 5,7 1,8 Ель: Pn,% - - 0,0 7 4 7 4 7 4 5 - 3 6 Ель: H, м - - 0,4 0,2 0,5 0,2 0,9 0,6 1,2 0,4 - 0,3 0,2 Ель: Ph,% - - 0 100 40 100 44 83 50 50 - 0 0 Берёза: N, тыс./га 4,6 0,3 0,2 1,0 0,1 - 1,4 - 0,1 1,1 0,1 1,1 1,0
Береза: Pn,% 4 10 7 3 0,0 - 3 - 0,0 4 3 5 5 Берёза: H, м 1,4 1,5 1,1 1,3 1,5 - 1,4 - 0,8 2,2 1,2 1,2 2,3 Береза: Ph,% 14 73 109 46 0,0 - 29 - 0 36 25 42 35 Осина: N, тыс./га - - - 1,0 1,7 0,4 - - - - - - - Осина: Pn,% - - - 6 4 7 - - - - - - - Осина: H, м - - - 0,3 0,4 0,2 - - - - - - - Осина: Ph,% - - - 33 25 50 - - - - - - - Примечание: Pn, Ph – относительные погрешности среднего количества деревьев и высоты.
Его определяли путем подсчета годичных колец, перекрывающих огневые повреждения древесины, или по архивным материалам заповедника. Для насаждений, появившихся после пожара, прошедшее после него время (давность пожара) принимали равным возрасту старшего поколения деревьев без огневых повреждений.
В 2006 г. на 13 ПП выполнены повторные описания по той же методике, результаты которых представлены в таблице. Лесная растительность на ПП отнесена к трем ассоциациям сосновых лесов, приуроченным к нормально дренированным пескам (Нешатаев, Нешатаева, 2002): сосняк лишайниковый – Pinetum cladinosum (CL), зеленомошно-лишайниковый - Pinetum hylocomioso-cladinosum (HC) и кустарничково-зеленомошный - Pinetum fruticuloso-
hylocomiosum (FH). CL на ПП был представлен двумя послепожарными стадиями: 1) Cladina arbuscula (mitis) - rangiferina, 2) Cladina stellaris.
Общее количество подроста варьирует от 2 до 13 тыс. экз./га. В CL преобладает подрост сосны, в FH – ели. На некоторых ПП представлена также береза. Интересно также наличие подроста осины в CL , при полном отсутствии взрослых деревьев на расстоянии в несколько километров от ПП. С увеличением давности пожара количество подроста сосны и березы снижается, при этом увеличивается количество подроста ели и ее высота. Это подтверждает
30
концепцию импульсной стабильности сосновых лесов С.Н.Санникова (1992), связывающего возобновление сосны с пожарами.
Полученные данные свидетельствуют также о возможном направлении послепожарной сукцессии от лишайниковых сосняков к зеленомошным ельникам.
В 2006 г. работа выполнена по проекту Интеррег-Taсис “Northern Coniferous Forests – Tools through research for the sustainable use of forests in the Barents Region”. Публикация подготовлена по проекту РПН.2.2.3.2.8296 целевой программы Минобрнауки РФ в 2006г.
Литература: 1. Нешатаев В.Ю., Нешатаева В.Ю. Синтаксономическое разнообразие
сосновых лесов Лапландского заповедника. // Бот. журн., 2002, т. 87, № 1, с. 99-106.
2. Санников С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной. М., 1992. 263 с.
* * *
THE INFLUENCE OF FOREST FIRES ON THE COMPOSITION AND THE STRUCTURE OF THE YOUNG TREE GENERATION IN THE PINE FORESTS OF
THE LAPLAND RESERVE Neshatayev M.V., Neshatayev V.Yu.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Results of the study of tree stands and forest fire history on 13 permanent sample plots were presented. The total number of young spruces, pines, birches and aspens varied from 2000 to 13000 specimens per ha. The number of the young spruce and its height increased with the increase of the remoteness of the last fire, the number of young pine trees decreased. The data also confirmed the possibility of the changes of lichen-rich pine forests by spruce moss-rich forests on sands.
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ГУСТОТЫ И РАЗМЕЩЕНИЯ
Петров Д.С.
Ключевые слова: лесные культуры, размещение, густота
Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) – одна из главных лесообразующих пород Северо-Запада России. Ее древесина представляет огромный интерес для деревообрабатывающей промышленности. Добываемая в процессе подсочки живица служит ценным сырьем для получения канифоли, скипидара и других химических продуктов, без которых не могут обойтись бумажная, лакокрасочная, медицинская, парфюмерная и многие другие отрасли промышленности. Имея широкую экологическую амплитуду, эта порода занимает огромный ареал, что позволяет использовать сосну при создании
31
высокопродуктивных искусственных древостоев, в полезащитном разведении, при укреплении песков в различных регионах нашей страны. Сосна способна произрастать в различных типах леса, поэтому общих правил по созданию искусственных древостоев с использованием этой породы не достаточно.
Несмотря на хорошо известные данные о том, что при размещении посадок в углах квадрата (индекс равномерности Ир – 1), благодаря равномерному использованию всех экологических факторов наблюдается оптимальный рост культур (А.И. Писаренко, М.Д. Мерзленко, 1978). Однако применение современной техники при посадке и уходах за культурами требует внесения коррективов в это правило. Цель данного исследования – найти компромиссное решение, обеспечивающее интенсивный рост сосны и возможность прохода техники в междурядьях культур.
Исследование проводилось в Свирском лесничестве Лодейнопольского лесхоза Ленинградской области (подзона средней тайги).
Таблица Параметры культур сосны на гарях сосняка верескового и черничного при
разной густоте и размещении (данные 2006 года)
№ ПП
Возраст культур, лет
Размещение, м исходная густота, шт./га
Текущая густота, шт./га
D1,3, см
H, м
Средняя проекция кроны, м2
Запас, м3/га
Объем ствола, м3
Тип леса – сосняк вересковый
1 32 0,5×6,0 3000
2601 9,7 ±0,40
9,4 3,9 128 0,0492
2 33 1,0×2,1 4700
3274 10,0 ±0,40
10,3 4,3 175 0,0535
3 27 0,9×5,0 2200
1818 7,7 ±0,35
6,2 2,9 45 0,0248
Тип леса – сосняк черничный
4 25 0,8×2,1 6000
4000 8,4 ±0,34
7,7 2,5 120 0,0300
5 25 1,0×1,5 6700
5545 7,2 ±0,33
5,9 3,0 102 0,0184
6 24 1,2×2,0 4100
2427 11,8 ±0,38
12,4 2,1 188 0,0775
Как видно из таблицы, в культурах сосны верескового типа леса наилучшие
показатели наблюдаются в варианте с размещением 1,0×2,1 м при исходной густоте 4700 шт./га (Ир – 0,5) и в варианте с размещением 0,5×6,0 м с исходной густотой 3000 шт./га (Ир – 0,1). Расхождения по всем показателям находятся в пределах ошибки измерения. Из данных исходной и текущей густоты следует, что увеличивать густоту необходимо крайне осторожно, так как при большей густоте наблюдается и больший отпад, в первом варианте – 13%, во втором – 30%.
32
В черничном типе леса наилучшие показатели культур сосны наблюдаются в варианте с размещением 1,2×2,0 м при исходной густоте 4100 шт./га (Ир – 0,6), остальные два варианта уступают данному по всем показателям, в частности, по запасу на 36 – 46%, по объему ствола на 61 – 76%.
Следовательно, увеличение исходной густоты культур сосны выше 4000 шт./га вряд ли целесообразно, т. к ведет либо к уменьшению ширины междурядий, что исключает использование техники, либо ведет к снижению продуктивности культур. Необходимо продолжение и расширения объема наблюдений.
Литература: Писаренко А.И., Мерзленко М.Д. Густота культур и индекс равномерности
// Лесное хозяйство, 1978. – №1. – с. 58 – 59.
* * * PRODUCTIVE OF FOREST CULTURES OF PINE IN DEPENDENCE FROM
DENSITY AND ALLOCATION Petrov D.S.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Pinus sylvestris is main breed on North – West of Russia. Its wood represents huge interest for wood using to the industry. Problem of the research was to find the conciliatory decision which intensive growth of a pine and pass of technics in rows cultures will provide. The work is established, that increase in density of cultures of a pine is higher 4500 – 5000 pieces / hectare is not expediently as it conducts or to reduction of width rows or it conducts to decrease in efficiency of cultures.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТРОДУКЦИИ ШИПОВНИКОВ В БОТАНИЧЕСКОМ
САДУ БИН РАН. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ОЗЕЛЕНЕНИИ
Славко Э.В.*, Капелян А.И.**
* Санкт–Петербургская государственная лесотехническая академия, Санкт–Петербург ** Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт–Петербург
Род Rosa L. Шиповник во флоре бывшего СССР насчитывает около 400
видов, из них вне России произрастает около 50 видов. Представители рода – высокодекоративные кустарники, имеющие и хозяйственное значение как эфирномасличные и лекарственные растения, а также некоторые из них служат подвоем для садовых роз. Итоги их интродукции подведены на основании инвентаризаций разных годов (Каталог…, 1989; Путеводитель …, 2001). Степень зимостойкости для видов шиповников начали отмечать только с 1981 года. О зимостойкости ряда видов, существующих в коллекции более 20 лет, можно
33
говорить совершенно определённо, поскольку в этот период отмечали аномально суровые зимы 1986-87 и 2005-06 годов, когда среднесуточная температура воздуха держалась ниже – 20 0С (до –24 в ноябре 86-87, и до –31 в январе 2005-2006 гг.)
В Санкт-Петербурге первые садовые розы появились в петровские времена. Это были холодостойкие западноевропейские формы, известные теперь как «парковые розы» (сорта и формы от R. gallica L.). Они хорошо переносили морозные зимы России.
На Аптекарском огороде в 1749 г. произрастало 3 вида роз, а в 1793 году – уже 9 видов. В Ботаническом саду Академии Наук до 1950 года в посадках парка было 15 видов дикорастущих и 18 сортов садовых роз. Розы групп чайно-гибридные и флорибунда выращивали как горшечную культуру только в оранжереях (Растения …, 2002).
В последние несколько десятилетий ХХ века ведется целенаправленный поиск среди представленных в коллекции дикорастущих видов шиповников, перспективных для использования в озеленении. По настоящее время испытание проходят 38 видов шиповников и их 15 сортов. За это время из коллекция Сада сократилась на 7 видов: R. acicularis Lindl., R. altaica Willd., R. baicalensis Turor., R. marretii Lev., R. maximowicziana Regel., R. rubiginosa L., R. tomentosa Smith.
По срокам отдельные перспективные виды роз в условиях Санкт-Петербурга зацветают: с начала первой декады июня R. davurica Pall., R. canina L.; с середины июня начинают цвести: R. myriacantha DC, R. spinosissima L., R. rugosa Thunb., R. glauca Pourr.; с конца июня начала июля цветут: R. gallica, R. alba “Maiden’s Blash”. Цветение продолжается в среднем 15 дней, а у R. rugosa иногда наблюдается ремонтантное цветение с августа по октябрь.
Оценка выращиваемых видов шиповников позволила распределить их по степени зимостойкости: V степень - (обмерзание до уровня снега) в отдельные годы наблюдалась у R. multiflora Thumb. и сортов R. alba “Maiden’s Blash” и R. canina “Kiese”; IV степень - (обмерзание двухгодичных побегов и старше) наблюдается у R. sweginzowii Koehne., R. trachyphylla Ran., R. foetida Herrm.; II-III степень - (обмерзание годичных побегов) наблюдается у R. canina, R. davurica, R. Glauca (растения видов этих групп зимостойкости, высаженные в затенении, обмерзают больше, чем таковые на открытых местах); I степень (отсутствие обмерзания) наблюдается у R. amblyotis C. A. Mey. и R. cinnamomea L., а также у R. rugosa и, R. spinosissima L. и у всех их форм.
Одной из оценок успешной интродукции является показатель репродуктивной способности интродуцентов. Не обмерзающие виды из коллекции шиповников Сада, растущие на открытых местах, ежегодно обильно цветут. Слабее цветут растения, высаженные в условии затенения. Плодоношение отмечается не у всех видов и не на всех экземплярах шиповников в коллекции Сада. Отсутствует плодоношение у R. alba “Maiden’s Blash”, R. amblyotis, R. foetida, R. trachyphylla. Причинами этого могут быть: недоразвитость генеративных органов, обильные осадки в период цветения, отсутствие опылителей и др.
34
R. multiflora несмотря на обмерзание побегов в отдельные годы до уровня снега, имея мощную корневую систему, быстро восстанавливается за вегетационный период следующего года. В условиях Ленинградской области однолетний прирост годичных побегов многолетних кустов после зимнего обмерзания составляет от 180 до 210 см, даже несмотря на то, что эти растения не получали достаточного агротехнического ухода. Восстанавливающиеся растения имеют ухоженный эстетичный вид сразу же в первый год после обмерзания. Основываясь на этом, мы считаем, что R. multiflora вполне может быть рекомендована для использования в озеленении города. Она активно цветет и плодоносит (исключая сезоны после аномально суровых зим, т. к. цветение происходит на побегах второго и последующих годов). Семена этого вида всходят на первый год. Это позволяет размножать ее семенным путем.
Заслуживает внимание для озеленения городских ландшафтов следующие виды: R. davurica, R. glauca и R. gallica. Эти шиповники устойчивы в культуре, они зимостойкости в значительной степени и декоративны. Хорошо отличаются по своим декоративным признакам: по форме и цвету листьев и цветков, по габитусу кустов. Легко размножаются семенами. Для условий затенения и легкой тени можно рекомендовать такие виды как: R. myriacantha и R. amblyotis, которые обильно цветут даже в тени.
С 70-80 годов ХХ века наиболее широкое распространение в озеленении г. Санкт–Петербурга получили R. rugosa и ее формы с цветками разной окраски, а так же R. spinosissima ff. alba plena. Эти шиповники характеризуются высокой степенью зимостойкости, они высоко декоративны как в период цветения, так и в период плодоношения. Известно, что R. rugosa устойчива к загрязнению воздуха и засолению почвы, и поэтому широко используется для озеленения транспортных магистралей.
Подведенные итоги интродукции шиповников в условиях Санкт–Петербурга показали, что неперспективными для озеленения являются: R. alba “Maiden’s Blash”, которая сильно обмерзает и медленно восстанавливается; R. sweginzowii, которая в условиях С-З РФ обладает низкой декоративностью. Перспективными же являются следующие виды: R. glauca, R. gallica, R. myriacantha, R. amblyotis и R. multiflora. Внедряя эти виды в ассортимент красивоцветущих кустарниковых растений, используемых для озеленения населенных пунктов, инженеры зеленого строительства наиболее полно будут использовать шиповники в оформления города.
Литература: 1. Каталог коллекций живых растений Ботанического сада БИН АН СССР. Л.,
1989.144 с. 2. Путеводитель по парку Ботанического сада БИН им. В.Л. Комарова, СПб,
Росток, 2001 3. Растения открытого грунта Ботанического сада БИН им. В.Л. Комарова, /отв.
Ред. Р. В. Камелин, СПб, Росток, 2002. 256 с.
* * *
35
RESULTS OF INTRODUCTION ROSA L. GENUS AT THE BOTANICAL GARDEN OF KOMAROV BOTANICAL INSTITUTE. PERSPECTIVES IN THE
LANDSCAPE Slavko E.V. *, Kapeljan A.I. **
* Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg ** Komarov Botanical Institute of RAS, Saint-Petersburg
Flora former USSR include approximately 400 species Rosa genus. Only from 1950 in open air collection some species of Rosa chinensis were grown in North-West region of Russia. We make evaluation of introduction some wild species from Rosa genus. We shown that more perspective for St. Petersburg region can using next species and its varieties: R. davurica Pall., R. canina L., R. myriacantha DC, R. spinosissima L., R. rugosa Thunb., R. glauca Pourr.; R. gallica, R. alba “Maiden’s Blash”. As instability species in our region can be next species: R. acicularis Lindl., R. altaica Willd., R. baicalensis Turor., R. marretii Lev., R. maximowicziana Regel., R. rubiginosa L., R. tomentosa Smith. Not fixed fruitage for R. alba “Maiden’s Blash”, R. amblyotis, R. foetida, R. trachyphylla. For landscapes with shading we recommend two species: R. myriacantha and R. amblyotis.
ЛЕСОНАРУШЕНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РУБОК
Фам Тхи Ким Тхоа
Рациональное пользование лесными ресурсами неизбежно должно
сочетаться с комплексом охранных и воспроизводственных мер. Важнейшей задачей государственной лесной охраны является предупреждение и пресечение нарушений норм и правил пользования лесным фондом, незаконных рубок, уничтожения или повреждения лесной растительности, лесных почв, ландшафтов, лесных животных и среды их обитания.
В этих целях работники государственной лесной охраны РФ имеют право: беспрепятственно посещать лесозаготовителей в целях контроля за соблюдением привил и норм лесопользования с их стороны; получить от лесозаготовителей необходимые для осуществления этого контроля материалы; составлять протоколы о выявленных лесонарушениях с передачей их в суды, органы внутренних дел, прокуратуру для привлечения виновных к ответственности, а также в суд или арбитражный суд в целях возмещения причиняемому лесному хозяйству ущерба.
Освидетельствование мест рубок – важнейший элемент контроля за деятельностью лесопользователей и эффективного использования лесного фонда. На статистике лесонарушений, выявленных в процессе освидетельствования лесосек, следует остановиться и осветить эту проблему несколько подробнее. Эта статистика является результатом анализа актов освидетельствования лесосек и основывается на отчетах по контролю за арендаторами за последние 5 лет. По разным лесхозам показатели варьируют, тем не менее, общие тенденции выявляются и показывают следующее.
36
Наиболее часто выявляемыми лесонарушениями на рубках главного пользования являются:
1. оставление на лесосеке не вывезенной древесины; 2. рубка за пределами лесосеки; 3. неудовлетворительная очистка лесосек; 4. недорубы куртин и отдельных деревьев; 5. комплексные недорубы; 6. оставление завышенных пней; 7. повреждение семенных деревьев.
По разным арендным лесозаготовительным предприятиям перечень
лесонарушений сильно варьирует. И, тем не менее, общим является следующее: на неудовлетворительную очистку лесосек приходятся порядка 45-50% случаев выявленных лесонарушений, на оставление недоруба – около 25%, на брошенную древесину – 20-22%.
Для лесного хозяйства весьма важны и такие результаты неудовлетворительной работы лесозаготовителей, как повреждение деревьев и подроста, их уничтожение, повреждение почвы, рубки в запрещенное время, уничтожение или повреждение квартальных столбов. Последнее связано с нарушениями элементов инфраструктуры и устройства территории лесхоза и также является следствием бесхозяйственности и некорректности со стороны лесозаготовителя.
Выявляя принцип лесонарушений, помимо субъективного фактора, связанного с квалификацией исполнителя и культурой его производства, следует отметить и ряд объективных моментов.
Частой причиной недорубов является отсутствие сбыта осины и мелкотоварной древесины. Такая древесина остается в недорубе или спиливается и бросается на делянке. Попенная плата за осину мала (в среднем 14,70 руб. за 1 м3), соответственно малы и штрафные санкции: двукратная стоимость за компактный недоруб и четырехкратная – за расстроенный рубкой недоруб. Вместе с тем, оставление осиновых недорубов не избавляет лесосеку от осиновой поросли, нарушает структуру формируемых насаждений, затрудняет культивирование лесосек и проведение мер содействия естественному лесовозобновлению.
Брошенная древесина остается на делянках по тем же причинам, что и недорубы. Она затрудняет проведение дальнейших лесохозяйственных работ и является источником появления очагов стволовых насекомых – вредителей леса. Помимо этого, ухудшается противопожарная обстановка в лесу.
Неудовлетворительная очистка лесосек – самое распространенное лесонарушение, несмотря на значительные штрафные санкции. Лесозаготовитель зачастую стремиться к механизированной очистке со сбором порубочных остатков в валы, но именно этот способ очистки приводит практически к 100-процентному уничтожению подроста со всеми вытекающими из этого последствиями. Даже при условии удовлетворительного
37
закультивирования лесосеки, площади под валами долгие годы не возобновляются лесом, а сами валы представляют серьезную лесопатологическую и пожарную угрозу. Почвы при таком способе лесосеки повреждаются механизмами.
Плохая очистка лесосек препятствует проведению лесокультурных работ и мерам содействия естественному лесовоозобновлению и значит не должна иметь места в современном лесном хозяйстве.
Какие видятся выходы из сложившейся ситуации. Помимо мер по усилению надзора и контроля за лесозаготовителями,
следует создать ему условия, при которых лесонарушения стали бы ему невыгодны и соответственно невозможны.
1. Необходимо совершенствовать правила, устанавливающие размеры неустоек и штрафов;
2. совершенствование форм и методов контроля за отводом лесосек, заготовкой и складированием лесной продукции, ее вывозом;
3. совершенствование технологий предприятий – лесозаготовителей; 4. создание и совершенствование систем лесопереработки, включая
мелкотоварную и осиновую древесину, порубочных остатков, отходов от лесопиления;
5. совершенствование комплекса мер содействия естественному лесовозобновлению (например, подсушка перестойной осины в условиях невозможности ее реализации и переработки).
В связи с реформой в сфере лесного комплекса и перехода контролирующей функции в Росприроднадзор, лесхоз теряет эту функцию и не может приостанавливать право пользования на делянках. В связи с этим, многие вопросы контроля за лесопользователем остаются открытыми и требуют возможно скорейшего решения.
* * * В статье делается анализ основных лесонарушенний при проведении рубок главного пользования. В этих целях используются отчетные материалы отдельных лесхозов Ленинградской области. Выявляются причины лесонарушений и даются рекомендации по их профилактике и предотвращению.
* * * BREACHES OF ORDER AT FOREST FELLING
Pham Thi Kim Thoa. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
In the article is done the analysis of basic breaches of order at main forest felling. For these purposes the current materials of separate forest managements of Leningrad region are used. Reasons of breaches are revealed and they are proposed to recommendation regarding their preventive maintenance and averting.
38
ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ГОРИМОСТИ ЛЕСОВ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ.
Фам Тхи Ким Тхоа, Нгуен Нган Ха
В целях оценки динамики горимости лесов области нами анализировалась статистика лесных пожаров в Сосновском, Ломоносовском и Ефимовском лесхозах за последнее десятилетие. Выбор лесхозов основан на их типичности для разных районов области, разнохарактерности природно-экономических и социально-хозяйственных условий в пределах Ленинградской области. Сосновский лесхоз находится на Карельском перешейке, Ломоносовский на западе области, Ефимовский – на ее востоке. Хотя лесхозы располагаются в пределах одной лесорастительной и административной зоны, специфика природных и экономических условий накладывает свой отпечаток на динамику горимости лесов данных лесхозов. Для всех трех лесхозов характерны сходные показатели динамики лесных пожаров, хотя заметны и некоторые отличия, которые требуют серьезного анализа.
Таблица 1 Распределение количества пожаров по годам в Ломоносовском, Сосновском
и Ефимовском лесхозах за период (1995-2005 гг.) Год Количecтво пожаров, шт. % по годам Ломоносовский Сосновский Ефимовский Ломоносовcкий Сосновский Ефимовский 1995 10 65 3 14 1996 26 15 12 8 3 13 1997 36 78 6 11 17 7 1998 3 28 6 1 6 7 1999 53 131 12 16 29 13 2000 23 27 6 7 6 7 2001 33 16 7 10 3,5 8 2002 111 78 24 33 17 27 2003 19 11 7 6 2,5 8 2004 17 9 3 5 2 3 2005 7 8 Итого 331 458 90 100% 100% 100%
По результатам анализа распределения количества пожаров по годам в трех лесхозах выявлено следующее сходство: за период 1995-2004 гг. зарегистрированы два больших “пика” лесных пожаров – в 1999 и 2002 гг. и один слабовыраженный “пик” в 1997 г. (рис.1). Основной причиной высокой горимости лесов в эти годы были летние засухи, когда максимум возникших пожаров приходился, как правило, на вторую половину лета.
39
3
8
11
1
16
7
10
33
65
14
3
17
6
29
6
3.5
17
2.5 2
13
7 7
13
78
27
8
3
8
0
5
10
15
20
25
30
35
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Рис.1. Распределение количества пожаров по годам
% пожаров
в Ломоносовском лесхозе в Сосновском лесхозе
в Ефимовском лесхозе
Различия в динамике лесных пожаров заключаются в следующем:
наибольшие количество лесных пожаров в Ломоносовском и Ефимовском лесхозах произошло в 2002г.(33 и 27% от количества всех пожаров в период 1995-2004 гг.), в Сосновском лесхозе – в 1999 г (29%). Такое положение, связано с более активной и успешной профилактикой лесных пожаров в Сосновском лесхозе в 2002 г. после весьма неудачного для лесхоза 1999г. Наименьшее количество пожаров зафиксировано в Ломоносовском лесхозе в 1995г.(3%), в Сосновском и Ефимовском лесхозах в 2004 г.(2 и 3% соответственно).
Анализируя сезонную динамику лесных пожаров, можно отметить ее значительное сходство по всем лесхозам: наибольшее количество пожаров наблюдается в июле-августе, когда в Ломоносовском лесхозе возникает максимум пожаров-34% (август), в Сосновском лесхозе – 31и 28,1% (июль и август) и в Ефимовском-28% (август), (табл.2, рис.2). Эта волна пожаров связана с летними засухами, а также с грибным и ягодным сезоном, когда численность населения в лесу резко возрастает. Заметно, что в более посещаемых населением лесах Сосновского лесхоза максимум горимости начинается раньше. Этому способствует также лесотипологическая структура лесов Сосновского лесхоза, в которой в значительной мере представлены высокопожароопасные сухие и свежие боры.
40
Таблица 2 Зависимость количества пожаров в % от времени года по мецяцам в
Сосновском, Ломоносовском и Ефимовском лесхозах. Месяца % лесных пожаров по месяцам. Ломоносовский Сосновский Ефимовский Май 16 14,7 10 Июнь 10 22,8 10 Июль 17 31 18 Август 34 28,1 28 Сентябрь 23 Итого 100% 100%
16
10
17
34
23
14.7
22.8
31
28.1
10 10
18
28
0
5
10
15
20
25
30
35
40
май июнь июль август сентябрь
Рис.2. Распрделение лесных пожаров по
количеству в летние месяцы.
% число пожаров.
в Ломоносовском лесхозе в Сосновском лесхозе
в Ефмовском лесхозе
Наименьшее число лесных пожаров в Ефимовском и Сосновском лесхозах наблюдается в мае – соответственно 10 и 14,7%, в Ломоносовском лесхозе – в июне (10%). Таким образом, весенний “пик” лесных пожаров в данных лесхозах, за исключением Ломоносовского лесхоза, не выражен. Как правило, весенние пожары связаны с воспламенением сухой прошлогодней травы и они носят беглый характер. Основной причиной всех лесных пожаров является неосторожное обращение человека с огнем.
Леса Ленинградской области имеют исключительно важное социальное и экономическое значение. Проблема охраны лесов от пожаров актуальна для всех регионов не только России, но и всего мира. Следует возможно активнее и шире использовать опыт изучения природы лесных пожаров, их профилактики и борьбы с ними в мировой практике ведения лесного хозяйства.
* * * Исследуется погодичная и сезонная динамика горимости лесов Ленинградской области. Выявляется основные причины возникновения лесных пожаров.Полученная информация может использоваться
41
для прогнозирования пожарной опасности в лесах и принятся своевременных мер по профилактике лесных пожаров и борьбы с ними.
* * * SPECIAL FEATURES OF THE DYNAMICS OF FORESTS FIRES IN
LENINGRAD REGION. Pham Thi Kim Thoa, Nguyen Thi Ngan Ha
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Investigated the annual and seasonal dynamics of forests fires in Leningrad region. Basic reasons for the appearance of forest fires are revealed. Retrieved information can be used for predicting the fire hazard in the forest and it accepted timely measures for the preventive maintenance of forest fires and fight with them.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННОГО КОМПЛЕКСА ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ В ПЕНОВСКОМ ЛЕСХОЗЕ
ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ.
Худяков Б.В.
Приводится перечень применяемых в лесхозе почвообрабатывающих орудий, выделяются их преимущества и недостатки, подчеркивается важность поиска наилучшего способа обработки на основе агрофизического состояния почв и оптимальных условий роста, предлагается перспективное почвообрабатывающее орудие.
Подготовка почвы и последующие уходы за искусственными насаждениями в Пеновском лесхозе осуществляется следующими механизмами:
1. Плуг культиваторный лесной ПКЛ-70*; 2. Каток-осветитель культур КОК*; 3. Плуг лесной ПЛ-1.1 агрегатируется с тракторами ЛХТ- 55, ЛХТ-
100. 4.Ручной моторизованный агрегат ”Секор - 3”;
Преимуществами плуга ПКЛ-70, являются его высокая маневренность и легкость. В тоже время, создание прерывистых гряд, особенно на холмистой поверхности, является его недостатком. Несомненно, пласты, созданные плугом ПЛ-1,1, имеют значительно лучшие характеристики ввиду его высокой массы и наличия прижимных устройств, которые ликвидируют воздушную прослойку между пластом и подстилкой. Это способствуют увеличению приживаемости растений, особенно на суглинистых почвах.
Требуется дифференцированная регулировка плужных механизмов в разных типах лесорастительных условий. Ее отсутствие сказывается крайне отрицательно на росте саженцев. Так, во влажных лесорастительных условиях
* Механизмы агрегатируются с трактором ТДТ-75
42
глубина борозды зачастую недостаточна (15-18 см), что приводит к вымоканию растений ввиду близкого расположения водного горизонта. В более сухих условиях (типы леса кисличники, черничники свежие) глубину борозды необходимо уменьшить для недопущения иссушения почвы и сокращения затрат на обработку почвы.
Применение тяжелого плуга ПЛ-1,1 на нераскорчеванных вырубках, приводит не только к поломке оборудования, дополнительным затратам топлива, но и к некачественной обработке почвы, что снижает приживаемость посадок.
Таким образом, применение почвообрабатывающих орудий должно осуществляться в неразрывной связи с оптимальными физиологическими потребностями растений. Необходима регулировка агрегатов на основании требований к обработке почвы.
Весьма перспективными являются следующие варианты обработки почвы на вырубках:
1. На почвах свежих наиболее применимо роторное орудие для подготовки холмиков (микроповышений) ОРМ 1,5. Данное орудие формирует рядами микроповышения на нераскорчеванных вырубках. Расстояние между микроповышениями 1,5 м. Высота холмиков 0,2-0,25 м. Преимуществом данного орудия по отношению к плугу ПКЛ-70, является оптимальное планирование площади для посадки на вырубке, что достигается равномерным распределением посадочных мест. Такое их распределение увеличивает качество посадки и ветроустойчивость будущего лесонасаждения. Роль микроповышений особенно важна в первые два месяца вегетационного периода, когда при хорошем прогревании почвы ель и сосна растут весьма интенсивно.
2. Альтернативой плужной обработки для песчаных почв (например, в сосняках лишайниковых), является увеличение глубины посадки растений без предварительной обработки почвы. Это позволяет не только уменьшить текущие расходы на машино- и человеко-дни, но и увеличить приживаемость посадочного материала. Удаление подстилки при минимальном перемешивании ее с минеральными горизонтами также является оптимальным вариантом при посеве.
Литература: 1. Справочник лесохозяйственных машин, оборудования и приборов,
разработанных ВНИИЛМ, ЦОКБлесхозмаш, С.-П.НИИЛХ, Вырицким ОМЗ, ВНИИПОМлесхоз и рекомендованных в воспроизводство. Пушкино: ВНИИЛМ, 2001. - 133 с.
2. И.А. Маркова, Т.А. Шестакова, Н.В. Большакова, О.Ю. Бутенко Обобщение 30- летнего опыта плантационного лесовыращивания в таежной зоне России.// Труды Санкт- Петербургского НИИ лесного хозяйства.- СПб; 2004. – С.58-67. 3. Сельскохозяйственная техника: каталог / Отв. ред. академик ВАСХНИЛ В.И. Черноиванов. - М.: Том II. Издание шестое, переработанное и дополненное, 1991.- 65 с.
43
* * * THE PROSPECTS FOR USING A MODERN COMPLEX OF TILLERS ON THE
TERRITORY OF THE PENO FORESTRY IN THE TVER REGION. Khudiakov B.V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Various tillage implements used in the Peno Forestry are discussed. Their advantages and disadvantages are considered. The importance of search for optimal methods of soil treatment based on the agrophysical condition of soil is emphasized. Promising implements for tillage are suggested.
44
Секция 1б. «Биология и естествознание: микробиология, экология, ландшафтоведение, энтомология,
древесиноведение, фитопатология и почвоведение»
Section 1b. “Biology and natural sciences: microbiology, ecology, landscape science, enthomology, wood science, phytopathology
and soil science”
45
САНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ДРЕВОСТОЕВ ЛИСИНСКОГО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА.
Арковенко Е.А.
Санитарное состояние Лисинского учебно-опытного лесхоз изучалось
начиная с восемнадцатого века, когда было проведено первое лесоустройство. Документы того времени свидетельствуют о сильной ветровальности и захламленности мертвым лесом, повсеместным пожарам. Все это создавало благоприятную среду для стволовых насекомых, в первую очередь короедов и усачей /Катаев,1956/.
Начиная с 1948 года кафедрой зоологии и охотоведения ведут наблюдения за состоянием ельников и популяций короедов в 90 кв Лисинского лесничества.
Систематических, детальных обследований хвойных насаждений лесхоза кафедрой не проводилось.
Целью данной работы было проведение лесопатологических обследований хвойных насаждений лесхоза, выявление насаждений с нарушенной энтомоустойчивостью и наличием инфекционных болезней, очагов массовых размножений и грибных заболеваний.
Методика обследований было общепринятой /Мозолевская 1984, Катаев 2000/. Основное внимание было уделено кварталам с преобладанием спелых и перестойных древостоев хвойных пород, где закладывались постоянные пробные площади, размером 50*50м. Всего было заложено 7 постоянных пробных площадей. Краткая таксационная характеристика представлена в таблице 1.
Таблица1 Краткая таксационная характеристика насаждений на постоянных пробных
площадях. Квартал, выдел
Состав Возраст преобла-дающей породы
Ср. высота
Ср. диаметр
Полнота Тип леса
Запас на га
Лисинское лесничество 90-14 7Е2Б1Ос+С 130 22 26 0,5 ЧС 220 204-24 8С1Е1Б+П 43 17 18 0,8 КС 200 90-22 4Е2Е1С2Ос1Б 135 25 20 0,7 ЧС 330
Кастенское лесничество 181-8 3Е2Е3Б2Ос 130 24 24 0,6 КС 290 183-31 4С4Е2Б 90 23 28 0,7 КС 280
Перинское лесничество 74-53 5С3С2Е 90 19 24 0,6 Дл 180 52-9 9С1Б 100 20 20 0,6 Дл 150
На пробных площадях проводился сплошной перечет деревьев, с определением диаметра и категорий состояния.
46
В результате проведенных в 2006 году обследований установлен средний балл состояния.
Таблица 2 Средние баллы состояния деревьев на пробных площадях в 2006 году.
Квартал, выдел постоянной пробной площади Лисинское лесничество Кастенское лесничество Перинское лесничество 90-14 204-24 90-22 181-8 183-31 74-53 52-
Ср.балл 3,09 2,01 3,38 2,37 1,7 3,03 5,2
Наше обследование показало, что ельники сильнее ослаблены, чем сосняки. Это может быть обусловлено тем, что в них скопились большие запасы мертвого леса (ель, обладая поверхностной корневой системой, сильно подвержена ветровалу).
Учитывались различные повреждения: сухобочины, морозобойные трещины, наличие плодовых тел дереворазрушающих грибов, а также деятельность различных видов насекомых. Для определения видового состава стволовых вредителей, выявление значимых видов был проведен анализ модельных деревьев (см. таблицу 3), которые брались на всех пробных площадях, где были обнаружены заселенные в текущем году деревья.
Таблица 3 Виды короедов встречающихся в районе исследований.
Вид Квартал, выдел постоянной пробной площади Лисинское
лесничество Кастенское
лесничество Перенское
лесничество
Polygraphus chalcographus L. +++ - -
Polygraphus poligraphus L. +++ + - Polygraphus subopacus Thom. - +++ - Xylechinus pilosus R. + - - Crypturgus hispidulus Thom. +++ - ++++ Crypturgus pusillus Gyll. +++ - ++++ Pityophthorus micrographus L. ++ +++++ +++++ Pissodes harcyniae H. + - +++++ Buprestidae + + - Cerambycidae +++ +++++ - Cryphalus asperatus G. - + -
Встречаемость видов: +++++ - в массе; ++++ - часто; +++ - спорадически; ++ - редко; +-очень редко; «-»-отсутствие вида.
Наиболее часто встречаются: Окаймленный трутовик(Fomitopsis pinicola (Sw. et Fr.) Karst), ложный осиновый трутовик (Phellinus tremulae Bond. Et Boriss), опенок (Armillariella), корневая губка (Heterobasidion annosum),чага,
47
образованная скошенным трутовиком (Inonotus obliquus), а также установлены следующие виды заболеваний: Рак-серянка сосны(смоляной рак), вызываемый ржавчинными грибами cronartium flaccidum(Alb.et Schw.)Wint.и Peridermium pini Kleb. C.fllaccodium, раневая гниль ели (Stertum sanguinolentum).
Анализ ветровала прошлого года показал наличие малого и большого соснового лубоеда, рагия на сосне, а также и типогрофа на ели. Обследование обнаруженного ранее (80-е годы прошлого века) очага поселения дендроктона показало, что очаг перешел в затухающую стадию. В целом не обнаружено вспышек очагов стволовых вредителей и грибных болезней.
Хозяйственное значение короедов как стволовых вредителей не характеризует исходную роль этой группы в биосфере. Короеды являются утилизаторами трудно разлагающейся целлюлозы ксилемы древесных пород деревьев и способствуют круговороту органического вещества в биосфере. Убытки, вызываемые короедами, возрастают в областях с нерациональным лесопользованием.
Меры борьбы, которые могут быть предложены – это в первую очередь уборка ветровальных деревьев, деревьев подвергшихся бурелому (Наличие таких категорий обнаружилось на всех заложенных постоянных пробных площадях), выкладка ловчих деревьев, соблюдение санитарных правил, направленных на предупреждение очагов массового размножения вредителей и грибных болезней леса. Осуществляется это путем санитарных рубок, рубок ухода, своевременной очистки лесосек от порубочных остатков и уборки мертвого леса. Также следует использовать химические методы борьбы, применяемые против типографа: феромонные ловушки расставляются по периметру вырубок через 20-25 метров.
Литература:
1. Мозолевская Е.Г. Методы лесопатологического обследования очагов стволовых вредителей и болезней леса/Е.Г. Мозолевская, О.А. Катаев, Э.С.Соколова.-М.: Лесная промышленность, 1984-152 с. : табл., рис.-Библиогр.: с.152.-
2. Катаев О.А.Лесопатологические обследования для изучения насекомых в хвойных древостоях: учебное пособие по выполнению курсовых, аттестационных, дипломных работ и магистерских диссертаций по лесной энтомологии и защите леса/ О.А.Катаев, Б.Г.Поповичев; отв. ред. А.В.Селиховкин, Рец.Г.С.Медведев, Рец. И.В.Шустов; СПбЛТА. - СПб.:2001.-72с.: ил.-Библиогр.:с.63-64
3. Ролл-Хансен, Финн. Болезни лесных деревьев /Ф.Ролл-ХансенФ, Х.Ролл-Хансен; Ред.В.А.Соловьева. - СПб.: 1998.-120с.ил.89
4. Катаев О.А.Обзор санитарного состояния Лисинского лесного массива за 1787-1955 годы/О.А.Катаев//Труды ленинградского ордена ЛТА-Л.,1956.- №73-с.49-58.
* * *
48
THE SANITARY CONDITION OF CONIFEROUS TIMBERS IN LISINO’S WOOD FARM
Arkovenko E.A. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Author examines the sanitary state of coniferous timbers, of groves in Lisino farm. The purpose in the establishment of types of bark-beetles, barbels, plant diseases, as well as interrelation between the types of insects and types of forest grow condition.
НОВЫЕ НАХОДКИ ДРЕВЕСНЫХ НЕМАТОД РОДОВ BURSAPHELENCHUS И APHELENCHOIDES В КОММЕРЧЕСКИХ ХВОЙНЫХ ПОРОДАХ РОССИИ.
Ахматович Н.А. (1), Котлярская О.Б.(1), Рысс А.Ю. (2).
1) Лесотехническая академия, Институтский пер., 5, 194021, Санкт-Петербург 2) Зоологический институт РАН, Университетская наб., 1, 199034, Санкт-Петербург
В результате маршрутного обследования лесных массивов Европейской и Азиатской части РФ, а также исследований лесоматериалов, поступающих в Северо-Западный регион, обнаружены несколько новых популяций нематод, относящихся к фитопатогенным родам Bursaphelenchus и Aphelenchoides, обитающим в древесине и имеющим возможное экономическое значение как патогенны-разрушители древесных материалов. Нематоды указанных родов часто образуют фитопатогенные комплексы в сочетании с паразитическими грибами растений и насекомыми-переносчиками, к которым относятся жуки различных семейств, преимущественно Cerambycidae и Scolytidae. Из обследованных древесных материалов выделено 15 источников нематод указанных родов, эти источники поставлены в лабораторные культуры на грибе Botrytis cinerea в виде живой коллекции. Нематоды обнаружены в древесных материалах из следующих регионов: Красноярский край, Иркутская область, Кабардино-Балкария, Липецкая область, Ленинградская область, из материалов следующих видов древесных пород: сосна Pinus sylvestris, лиственница Larix sibirica, ель Picea excelsa, береза Betula pubescens. Все древесные материалы, где были обнаружены нематоды, содержали ходы личинок жуков сем. Cerambycidae: Monochamus galloprovincialis и M. urussovi, а также короедов сем. Scolytidae (роды Ips и Polygraphus). Для древесных материалах с нематодами типичным было также наличие синих древесных грибов (предположительно родов Ophiostoma и Ceratocystis). Коллекции живых культур и микроскопических препаратов хранятся в коллекционных фондах Зоологического института РАН и Лесотехнической академии. Проводятся дальнейшие исследования по видовому составу древесных нематод, жизненным циклам, взаимоотношениям с циклом развития жуков-переносчиков, стадий покоя и инвазионных стадий круглых червей в зимний и весенний периоды.
49
* * * NEW RECORDS OF WOOD NEMATODES OF THE GENERA BURSAPHELENCHUS
AND APHELENCHOIDES IN COMMERCIAL CONIFERS IN RUSSIA Akhmatovich N.A. (1), Kotlyarskaya O.B.(1), Ryss A.Y. (2)
1) Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg 2) Zoological Institute RAS, Universitetskaya nab., 1, 199034, St. Petersburg
As the result of survey of the forest-producing areas of European and Asiatic parts of the Russian Federation, as well as the study of the intercepted wood materials arriving to the Russian NW from different RF regions, the new nematode populations of the plant pathogenic genera Bursaphelenchus и Aphelenchoides were recorded, which inhabit wood and may have economic significance as the pests destroying commercial wood materials. Nematodes of these genera are often the parts of the phytopathogenic complexes with the wood-destroying fungi and insect vectors, mainly belonging to beetles of families Cerambycidae and Scolytidae. Fifteen nematode sources were extracted from the studied wood materials, all these sources were successfully introduced in the laboratory cultures on the fungus Botrytis cinerea, as the living collection. Roundworms were recorded from the wood materials of the following regions: Krasnoyarsk Territory, Irkutskaya Oblast, Kabardino-Balkarian Autonomous Republic, Leningradskaya Oblast, from wood of the following tree species: pine Pinus sylvestris, larch Larix sibirica, spruce Picea excelsa, birch Betula pubescens. All wood materials where the nematodes were detected contained galleries of the beetles belonging to fam. Cerambycidae: Monochamus galloprovincialis and M. urussovi, as well as bark-beetles of the fam. Scolytidae (the genera Ips and Polygraphus). For the wood materials with nematodes, the presence of the blue-staining wood fungi (presumably belonging to the genera Ophiostoma and Ceratocystis) were typical. The collections of living cultures as well as microscopic slides are kept in the State Collection funds of the Zoological Institute of the Russian Academy of Sciences and the Forestry Academy, St. Petersburg. Further experimental study is curried out on the species composition of the wood-inhabiting nematodes, nematode species life-history, interrelations of the latter with the life-cycles of the beetle vectors, on dormant stages (dauerlarvae) and invasive (transmission) stages of the roundworms in winter and spring seasons.
БАЗИСНАЯ ПЛОТНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ МЯГКОЛИСТВЕННЫХ ПОРОД ВОЛХОВСКОГО ЛАНДШАФТА НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Бурцев Д.С.
Показатели базисной плотности позволяют учитывать древесное сырьё, определять содержание в нём сухого вещества, углерода в фитомассе древостоев и выхода продуктов переработки. Расчеты продуктивности насаждений дают более точные результаты при применении весовой таксации, использующей значения плотности древесины, по сравнению с расчетами на основе традиционных («объёмных») методов оценки продуктивности [1].
Исследования были выполнены на территории Новгородского, Ермолинского, Батецкого и Чудовского лесхозов Новгородской области. По существующей классификации объекты исследований приурочены к Волховскому ландшафту Ильмень-Волховского ландшафтного округа Новгородской области [2]. Закладка пробных площадей и отбор модельных деревьев проводились согласно ГОСТ 16483.6 - 80. Таксационное описание пробных площадей проводили по общепринятым методикам (табл. 1). Отбор
50
образцов и их исследование для определения плотности древесины осуществлялся в соответствии с ГОСТ 16483.1–84.
Таблица 1 Характеристика объектов исследования
№ПП Состав древостоя Средний возраст, лет Тип условий
местопроизрастания Класс
бонитета 1 8Б1Ос1ОлС 60 Кисличный II 2 6Б2Ос2ОлС 55 Кисличный II 3 7Б2Ос1ОлС 55 Кисличный II 4 4Б3Ос3ОлС 70 Кисличный II 5 5Б4Ос1ОлС 70 Травяно-таволговый II 6 7Б2Ос1ОлС 65 Травяно-таволговый II 7 5Б4ОлС1Ос 65 Травяно-таволговый II 8 4Б3Ос3ОлС 50 Травяно-таволговый II
Полученные результаты обрабатывались статистически с использованием программы компьютерного обеспечения MS Excel на основе рекомендаций А.В. Жигунова [3]. При этом были определены основные статистические показатели (среднее значение, стандартное отклонение, коэффициент вариации, ошибка среднего). для оценки существенности различия был произведен двухфакторный дисперсионный анализ, а для построения математической модели использовались результаты регрессионного анализа.
Из всех исследованных пород максимальную базисную плотность древесины имеет береза (табл. 2), что подтверждает результаты ранее произведенных исследований [4]. Различия между плотностью древесины осины и ольхи незначительны.
Таблица 2 Базисная плотность древесины основных лесообразующих пород Новгородской
области, кг/м3 Порода србазисная m±ρ CV,%
Мягколиственные (оригинальные данные)
Береза 506±5,7 7,5 Осина 394±4,5 8,7
Ольха серая 385±7,4 9,2 Хвойные (по О.И. Полубояринову)
Сосна 394±11,0 – Ель 390±9,0 –
Влияние условий местопроизрастания на базисную плотность древесины
отмечено нами только для березы. Базисная плотность древесины этой породы в условиях кисличных типов леса выше (516 кг/м3), чем в условиях травяно-таволговых типов (497 кг/м3). В последних из-за неблагоприятного гидрологического режима, ведущего к нарушению аэрации, корневая система березы не так интенсивно снабжает надземную часть дерева элементами
51
минерального питания, что ведет к уменьшению продуктивности фотосинтеза и как следствие к меньшему накоплению сухого вещества, т.е. уменьшению базисной плотности древесины. У осины и ольхи серой изменение базисной плотности под воздействием изменения условий произрастания оказались несущественными.
В ходе работы также был исследован характер изменения базисной плотности древесины по длине ствола (табл. 3).
Таблица 3 Изменение базисной плотности древесины лиственных пород по длине ствола,
кг/м3
Порода Характер
расположения в стволе
србазисная m±ρ CV,%
Береза комель 515±7,1 9,1
середина 496±5,3 7,1 вершина 487±4,4 6,0
Осина комель 405±5,0 9,4
середина 383±5,2 10,4 вершина 388±5,6 11,0
Ольха серая комель 377±7,6 9,7
середина 392±8,2 10,0 вершина 412±7,2 8,3
Максимальная плотность древесины обнаружена у березы в комлевой части ствола, которая уменьшается при продвижении к вершине. Осина характеризуется минимальной плотностью древесины в середине ствола, а максимальной у комля. Плотность древесины ольхи серой увеличивается от комля и достигает максимума к вершине. Эти результаты подтверждают ранее опубликованные данные по плотности осины и березы [5].
На основе данных регрессионного анализа были построены математические модели определения средней базисной плотности древесины ствола, по известной плотности древесины у комля для каждой из исследованных пород (табл. 4).
Таблица 4 Зависимость средней базисной плотности древесины ствола от базисной
плотности древесины у комля Порода Регрессионное уравнение Коэффициент детерминации R2
Береза 96,11376,0 += комлясреднее ρρ 0,89
Осина 40,7678,0 += комлясреднее ρρ 0,76
Ольха серая 43,3892,0 += комлясреднее ρρ 0,88
52
Таким образом, по результатам работы можно сделать следующие выводы: − содержание сухого вещества в древесине березы как минимум на 25%
выше, чем у остальных лесообразующих пород (табл.2) Новгородской области;
− плотность древесины березы повышается, с улучшением условий местопроизрастания;
− изменение плотности древесины по длине ствола значительно, и подчиняется определенным закономерностям, которые связаны с биологическими особенностями изученных пород. На основе предложенной нами модели можно достаточно легко и с высокой
точностью определять среднюю базисную плотность древесины лиственных пород методом отбора кернов из комлевой части ствола без рубки модельных деревьев.
Возможность быстрого определения плотности древесины будет способствовать широкому применению весовой таксации, что позволит более объективно контролировать качество выращиваемой древесины и оценивать эффективность проведения лесохозяйственных мероприятий.
Литература:
1) Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: Учебник для лесотехнических вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.:МГУЛ, 2001. – 340 с.
2) Никонов М.В. Устойчивость лесов к воздействию природных и антропогенных факторов (на примере Новгородской области). – НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2003 – 296с.: ил.
3) Жигунов А.В., Маркова И.А., Бондаренко А.С. Статистическая обработка материалов лесокультурных исследований: Учебное пособие. – СПб.: ЛТА, 2002. – 87 с.
4) Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: «Лесная промышленность», 1976, 160с.
5) Полубояринов О.И. Лесохозяйственное значение плотности выращиваемой древесины. // Лесное хозяйство, 1980, №12, С. 20-22
* * * BASIC WOOD DENSITY OF DECIDUOUS SPECIES IN CONDITION OF THE
VOLKHOV LANDSCAPE NOVGOROD’S AREA Burtsev D.S.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg Researches have been executed on territory of the Volkhov landscape in the Novgorod area. Basic wood density has been determinated in according with GOST 16483.1-84. By results of study we draw following conclusions: The maintenance of dry substance in wood of a birch at least on 25% above, than it is in wood of others tree species in the Novgorod area; The density of wood of a birch increased, when stand conditions improved; Change wood density along of a trunk is considerably and connected with biological properties of the studied tree species. Mathematical model of dependence among average basic wood density and density of wood in butt of trunk has been made up for each of the investigated tree species.
53
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ПОБЕГОВ ВИДОВ РОДА PICEA В ГОРОДСКИХ УСЛОВИЯХ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА.
Ефремова Е.П., Зернова С.В., Егорова Т.М.
Наши исследования посвящены изучению особенностей развития
вегетативных побегов видов рода Picea в городских условиях Санкт-Петербурга. Наблюдения проводили в Ботаническом саду Лесотехнической академии. В качестве объектов исследования были отобраны деревья следующих пород:
Picea abies В дендрарии - 4 образца, 7 экз.: 2 экз. Происхождение – неизвестно. Возраст – 41 год. Средняя высота – 9.0 м. Средний диаметр ствола – 13 см.
P. obovata В дендрарии 4 образца, 24 экз.: 5 экз. Происхождение – г.Омск. Возраст - 46 лет. Средняя высота – 9.8. Средний диаметр ствола – 14.5 см.
P. ajanensis В дендрарии 2 образца, 14 экз.: 4 экз. Происхождение – Сахалин. Возраст - 50 лет. Средняя высота – 5.0. Средний диаметр ствола – 10.0 см.
P. glauca В дендрарии 6 образцов, 29 экз.: 1 экз. Происхождение – г.Оттава (Канада). Возраст - 45 лет. Средняя высота – 16.0. Средний диаметр ствола – 34.7 см.
P. pungens В дендрарии 15 образцов, 39 экз.: 1 экз. Происхождение – неизвестно. Возраст - 52 года. Средняя высота – 12.8. Средний диаметр ствола – 22.0 см.
P. mariana В дендрарии 1 образец, 20 экз.: 6 экз. Происхождение – г.Яссы (Румыния). Возраст - 43 лет. Средняя высота – 7.5. Средний диаметр ствола – 11.6 см.
На каждом модельном дереве, в нижней части кроны отбиралось по 5 модельных ветвей, на которых производили измерения погодичных приростов боковых побегов 1 порядка ветвления с 1990 по 2006 гг. В процессе обработки данных, был установлен характер взаимосвязи между линейным приростом вегетативных побегов и основными метеорологическими параметрами: суммой положительных (выше 0°С, выше 5°С) и активных (выше 10°С) температур отдельно по месяцам, за вегетационный сезон в целом текущего года и за вегетационный сезон предыдущего года, а также суммой осадков в выше указанные периоды.
По результатам обработки данных, выявлено: среднеежегодный прирост побегов за 16 лет у Ели европейской достигает 9.8 см. (Х ± 2m = 9.8 ± 1.76 см., где X – средняя арифметическая, m – стандартная ошибка), максимальный – у Ели канадской (Х ± 2m = 15.8 ± 1.77 см.), минимальный – у Ели сибирской (Х ± 2m = 9.29 ± 0.74 см.)
Представители исследуемых видов достаточно четко коррелирует между собой по величине линейного прироста. Наиболее высокая корреляция у Ели черной: значения коэффициентов корреляции ее ряда достоверны по отношению к 4 породам: Е.европейская, Е.аянская, Е.канадская, Е.сибирская. Недостоверной
54
корреляция оказалась у Ели колючей: значения коэффициентов корреляции ее ряда недостоверны по отношению ко всем анализируемым породам.
По результатам изучения взаимосвязи между динамикой прироста побегов и метеорологическими показателями выявлено: интродуцированные виды, по сравнению с аборигенными, более чувствительные к изменениям факторов среды. Наиболее высокие значения коэффициентов корреляции у Ели канадской: значение коэффициента корреляции между приростом и суммой температур за период перехода среднесуточной температуры через 5°С до конца июля достигает r = – 0.79, p = 0.004 между приростом и суммой осадков за период перехода среднесуточной температуры через 0°С до конца мая r = 0.60, p = 0,05.
Приводятся результаты изучения особенностей развития вегетативных побегов видов рода Picea в городских условиях Санкт-Петербурга. Выявленные результаты свидетельствуют о том, что представители видов рода Picea достаточно четко коррелируют между собой по величине линейного прироста. Интродуцированные виды, по сравнению с аборигенными, более чувствительны к изменениям факторов среды.
* * * GROWTH FEATURES OF VEGETATIVE SHOOTS OF GENERA PICEA SPECIES
IN URBAN ENVIRONMENT OF SAINT-PETERSBURG Efremova E.P., Zernova S.V., Egorova T.M.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg Inventory results concerning peculiarities of innovation shoot development in species of genus Picea in Saint Petersburg′s urban conditions are presented. Obtained results have shown sufficient coefficients of correlation between species of genus Picea by linear growth. Introductive (foreign) species in comparison with local ones have reacted more sensitive to weather conditions.
СКОРОСТЬ РАЗЛОЖЕНИЯ И ФРАГМЕНТАЦИИ ПНЕЙ ПОСЛЕ СПЛОШНЫХ РУБОК В ЕЛЬНИКАХ ЧЕРНИЧНЫХ ЕВРОПЕЙСКОЙ
ЧАСТИ ЮЖНОЙ ТАЙГИ
Капица Е.А., Шорохова Е.В.
(Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия)
Ванха-Майамаа И., профессор
(Лесной исследовательский институт Финляндии)
Крупные древесные остатки (КДО) влияют на биологическое разнообразие [7], являются одним из основных из наиболее значимых, и в то же время недостаточно изученных компонентов углеродного цикла лесных экосистем [1]. До сих пор количественно не определен пул углерода для КДО, остающихся на вырубках; не изучено влияние на скорость фрагментации и разложения коры и древесины различных факторов, в т.ч. регулируемого пала.
55
В данной работе были поставлены следующие задачи: 1. разработать модели разложения и фрагментации коры и древесины пней; 2. оценить влияние регулируемого пала на процессы разложения и
фрагментации; 3. определить параметры фрагментации и разложения: начальные плотность
и массу, удельную скорость, время, соответствующее 30, 50 и 70%-ной потере массы и максимальную потерю массы.
Материал и методика
С целью исследования процесса ксилолиза и разложения коры временной ряд был заменен пространственным путем подбора объектов различной давности отмирания. Экспериментальные данные собраны в южной Финляндии на пробных площадях с давностью рубки 0, 5, 10, 20, 30 и 40 лет. Пробные площади закладывали на вырубках, как подвергшихся воздействию регулируемого пала, так и без него. Во всех случаях сплошная рубка была проведена на месте ельника черничника, возраст древостоя на момент рубки составлял 100-120 лет. Образцы древесины и коры были отобраны с пней ели, сосны и березы. Всего было обследовано 582 пня.
С каждого участка пня, отличающегося по степени разложения, отбирали образцы правильной геометрической формы: объем рассчитывали по результатам измерений в полевых условиях. Процентное соотношение древесины различной степени разложения определяли визуально. Образцы высушивали при температуре 103 0C до абсолютно-сухого состояния с последующим взвешиванием. Базисную плотность (ρ) рассчитывали по формуле:
%100*/VM=ρ (1) где: М- масса в абсолютно-сухом состоянии, V- объем образца, см3. Для определения потери массы коры отбирали образцы правильной
геометрической формы с северной и южной сторон пня. Образцы высушивали до абсолютно-сухого состояния, взвешивали и рассчитывали удельную массу коры:
SmM /= (2) где: М - удельная масса коры, m - масса образца, S - площадь образца, см2. Базисную плотность использовали как основную переменную,
характеризующую скорость микогенного ксилолиза [3], т.е. потерю массы каждого образца рассчитывали по уравнению:
%100%1000
0
0
0
P
PP
m
mm −=
−=δ
(3) где: δ – потеря массы, %, m0 – начальная масса древесины, m – масса древесины,
соответствующая данному времени, прошедшему с момента отмирания дерева, P0 - начальная плотность древесины, P – плотность, соответствующая времени, прошедшему с момента отмирания дерева.
Для коры рассчитывали потерю массы на единицу площади (δ)
%1000
0
M
MM −=δ
(4)
56
Подбор кривых для описания процессов разложения древесины и коры осуществлялся с использованием программы Curve Expert. Для расчета максимальной потери массы, а также времени, соответствующего потере массы 30, 50 и 70%, как для древесины, так и для коры, использовали авторскую программу, написанную на языке Visual Basic. Все распределения проверялись на нормальность, при необходимости приводились к нормальному путем логарифмирования или извлечения квадратного корня, с дальнейшим использованием ковариационного анализа (ANCOVA, ППП Statistica).
Результаты и их обсуждение
Древесина Динамика ксилолиза обожженной и необожженной древесины описывается
экспоненциальными уравнениями: exp(-ct))-a(b=ρ (5)
(bt)ae^=ρ (6) Уравнение (5) описывает ксилолиз обожженной древесины ели (a=-0,419;
b=-0,101; c=0,055; R2=0,953552), обожженной (a=-0,163; b=-2,259; c=0,363; R2=0,818663) и необожженной древесины сосны (a=0,376; b=-0,443; c=0,096; R2=0,895105).
Ксилолиз необожженных пней ели описывается уравнением (6) (a=0,424; b=0,045; R2=0,948286).
Для ели и сосны ксилолиз обожженных пней проходил медленнее, в сравнении с пнями необожженными (Рис. 1). Наибольшие различия в скорости ксилолиза обожженных и необожженных пней наблюдались у сосны. Ксилолиз обожженных и необожженных пней березы достоверно не отличался (Рис. 3). К сожалению, на данном этапе исследований не выявлены причины ускорения ксилолиза для обожженной древесины сосны и ели. Предположительно, изменение скорости разложения может быть вызвано изменением pH древесины и, как следствие, изменением видового состава дереворазрушающих грибов, обладающих большей дереворазрушающей активностью. Рис. 1. Изменение базисной плотности 1) сосны и 2) ели в зависимости от времени ксилолиза. На графике показаны средние значения плотности и
стандартная ошибка.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60
Время, лет
ρ
необожженные обожженные
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 20 40 60
Время, лет
ρ
необожженные обожженные
F=5,4732 p=0,0199
F=8,588 p=0,00389
57
Удельная скорость ксилолиза уменьшалась в ряду береза – ель – сосна. Это подтверждается исследованиями, проведенными нами в резервате «Вепсский лес» [2]. Согласно данным, полученным Е.В. Шороховой и М.Е. Гирфановым [4], потеря массы пней ели за 30-летний период превышает 80%, что весьма близко к полученным нами данным - потеря массы на 70% происходит за 27 лет. Скорость ксилолиза пней и стволов березы протекает по-разному. По данным О.Н. Кранкиной и М.Е. Хармона [6] потеря массы стволов березы за 25-тилетний период в результате ксилолиза составляет 67,5%, что значительно ниже скорости ксилолиза необожженных пней березы.
Потеря массы на 30, 50 и 70% для обожженной древесины сосны происходит за 28, 53 и 76 лет соответственно (Табл. 1). В то время как для необожженной древесины сосны, данные значения соответствуют 12, 23 и 39 годам. Ковариационный анализ показал достоверное влияние времени и регулируемого пала на ксилолиз сосны (F=8,588; p=0,00389) и ели (F=5,4732; p=0,0199).
Таблица 1 Основные параметры экспоненциальной модели, характеризующей
процесс ксилолиза Древесина К, год-1 p0/мод, кг/m
3 ρ0/эксп., кг/m3 ρmin, кг/m
3 t30*,лет t50,лет t70,лет δ max,%
Береза -0,081 0,499 0,528 0,001 5 9 15 99
Ель -0,044 0,424 0,525 0,015 8 16 27 96
Сосна -0,032 0,492 0,429 0,046 12 23 39 90
Ель обож. -0,046 0,457 0,525 0,015 8 16 27 97
Сосна обож. -0,013 0,479 0,429 0,179 28 53 76 63
*t30, t50, t70 – время, соответствующее потере массы 30, 50 и 70%, соответственно; δmax – максимальная потеря массы.
58
Кора
Динамика разложения обожженной и необожженной коры ели и сосны с учетом фрагментации описывается экспоненциальным уравнением:
(bt)ae^=Μ (8) Данное уравнение оказалось наиболее подходящим для описания процесса
разложения обожженной (a=246,2; b=-0,041; R2=0,419) и необожженной коры ели (a=421,86; b=-0,077; R2=0,967), а также обожженной (a=223,872; b=-0,061; R2=0,804) и необожженной коры сосны (a=419,324; b=-0,599; R2=0,979).
Для ели и сосны регулируемый пал снизил скорость разложения древесной коры (Рис. 2). Для березы влияние регулируемого пала на процесс разложения коры не установлено.
Рис. 2. Изменение удельной массы коры 1) сосны и 2) ели в процессе разложения. На
графике показаны средние значения плотности и стандартная ошибка. Потеря массы коры на 70% для обожженных пней сосны и ели несколько
ниже в сравнении с потерей массы для необожженных пней (Табл. 2). Замедление процесса разложения обожженной коры наиболее ощутимо первые пять лет после воздействия регулируемого пала. Это напрямую связано с активность дереворазрушающих грибов, участвующих в процессе разложения древесной коры.
Скорость разложения коры ели в лесах с активным лесопользованием южной Финляндии отличается от скорости разложения коры ели в лесах, южной (Центрально-Лесной Природный Биосферный Государственный заповедник, ЦЛПБГЗ) и средней (Природный парк «Вепсский лес») подзон тайги Российской Федерации, не затронутых хозяйственной деятельностью. Согласно нашим исследованиям, время, соответствующее 30, 50 и 70%-ой потере массы необожженной коры ели в ненарушенных хозяйственной деятельностью лесах, составляет в среднем 14, 22 и 35 лет, соответственно [5]. В то время, как в южной Финляндии скорость разложения необожженной коры ели значительно выше и соответствует: 5 годам- 30% потеря массы, 10 годам- 50% потеря массы и 16 годам- 70% потеря массы.
0
100
200
300
400
500
0 20 40 60Время, лет
M, г
необожженные обожженные
F=32,024 p=0,0000
0
100
200
300
400
500
600
0 20 40 60
Время, лет
M, г
необожженные обоженные
59
Таблица 2 Основные параметры, характеризующие процесс разложения древесной коры
Кора К, год-1 *t30, лет t50,лет t70,лет δ max,%
Береза -0,065 6 11 19 99 Ель -0,077 5 10 16 99
Сосна -0,059 6 12 21 98 Ель обож. -0,082 5 9 15 99
Сосна обож. -0,061 6 12 20 98 *t30, t50, t70 – время, соответствующее потере массы 30, 50 и 70%, соответственно;
δmax – максимальная потеря массы. Заключение
Процессы разложения и фрагментации древесины и коры описываются с помощью экспоненциальной кривой. Скорость разложения обгоревшей коры сосны оказалась ниже в сравнении с необгоревшей. Скорость разложения и фрагментации коры для обгоревших пней и пней, не подвергшихся воздействию огня, у других древесных пород достоверно не различается. Ксилолиз сосны и ели на вырубках, пройденных палом, протекает быстрее; для березы различий в скорости ксилолиза в зависимости от воздействия огня не выявлено. Ковариационный анализ (ANCOVA) показал, что влияние времени, породы и пала на процессы ксилолиза древесины и коры, является статистически достоверным.
Авторы искренне признательны проф. В.А. Соловьеву за ценные советы и замечания в течение всего периода исследований. Авторы благодарят Ю.Маконена и И.Тапонена за помощь в проведении полевых работ. Исследование выполнено при финансовой поддержке Финского Исследовательского Лесного института.
Список литературы
1. Карелин Д.В., Уткин А.И. Скорость разложения крупных древесных остатков в лесных экосистемах. // Лесоведение. 2006. № 2. С. 26-33.
2. Кузнецов А.А., Шорохова Е.В., Капица Е.А. Динамика углерода при разложении и фрагментации пней на вырубках в среднетаежных лесах. // Настоящий сборник.
3. Соловьев В.А. Микогенный ксилолиз, его экологическое и технологическое значение. // Научные основы устойчивости лесов к дереворазрушающим грибам. М. Наука. 1992.
4. Шорохова Е.В, Гирфанов М.И. Ксилолиз крупных древесных остатков в коренных среднетаежных ельниках. // Грибные сообщества лесных экосистем. Под ред. Стороженко В.Г. и Крутова В.И. Т.2. Карельский научный центр РАН. 2004. С. 255-271.
5. Шорохова Е.В., Капица Е.А. Фрагментация и разложение еловой коры в ельниках южной и средней тайги. // Лесоведение (в печати).
60
6. Krankina O.N., Harmon M.E. Dynamics of the dead wood carbon pool in northern-western Russian boreal forests // Water, Air and Soil Pollution. 1995. V. 82. PP. 227-238.
7. Naesset E. Decomposition rate constants of Picea Abies logs in southeastern Norway // Canadian Journal of Forest Research. 1999. PP. 372-381.
* * *
FRAGMENTATION AND DECOMPOSITION OF STUMPS AFTER CLEAR CUTTING IN SOUTHERN EUROPEAN BOREAL SPRUCE FORESTS OF
MYRTILLUS TYPE 1) The Saint-Petersburg State Forestry Technical Academy, Saint-Petersburg 2) Forest Research Institute of Finland.
Kapitsa E.A.(1), Shorohova E.V.(1), Vanha-Majamaa I.(2)
The empirical data was collected in southern Finland on the 0, 5, 10, 20, 30, and 40-years old clear cuts with and without prescribed burning. The dynamics of decomposition and fragmentation of wood and bark fitted to exponential curve. The decomposition and fragmentation of bark for burned and unburned areas did not differ significantly for spruce and birch and was slower for burned pine stumps. Decay process on burned areas for wood of pine and spruce was slower compared to that on unburned areas.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЙМЕННЫХ МЕСТООБИТАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ШКАЛ Л.Г. РАМЕНСКОГО В
СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ р. ЛУГА (ЛЕНИНГРАДСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Ковалёва О.В.
Каждый вид растений приспособлен к определённым условиям
местообитания и характеризуется своей экологической амплитудой (диапазоном экологических условий), включающей в себя зону оптимальных условий, зону средней жизненности, зону подавленной жизненности и зону смерти или скрытой жизни в виде семян, спор, спящих почек (Раменский и др., 1956).
Как конкретное растение, так и растительные сообщества наиболее часто и в большем обилии произрастают именно в тех экотопах, к которым они приспособлены. Из этого следует, что по экологическим особенностям растений можно составить представление об условиях их местообитания, т. е. растения и их сообщества могут служить индикаторами условий среды (Горышина и др., 1992).
Такой метод определения характеристик экотопа называют геоботанической индексацией, или фитоиндикацией. С помощью фитоиндикации можно оценить эдафические, климатические и геологические факторы, путём анализа признаков растительности. Эта информация чрезвычайно важна для сельского и лесного хозяйств, так как прямое измерение
61
экологических режимов местообитаний обычно очень сложно или невозможно (Горышина и др., 1992).
Целью данной работы является оценка режима увлажнения и богатства почвы местообитаний на экологическом профиле в пойме р. Луга методом фитоиндикации. В основу положены полевые геоботанические и почвенные описания. Сбор материала проводили в период с 10 по 18 июля 2006 г. в среднем течении р. Луга.
На участке с характерным морфологическим типом поймы и русловым процессом заложили экологический профиль по поперечнику поймы от уреза воды до надпойменной террасы. По ходу профиля делали нивелировку рельефа относительно уровня воды в реке, описывали растительность и почвы.
На основе полученных данных на экологическом профиле были выделены 11 растительных сообществ, последовательно сменяющих друг друга в соответствии с ландшафтной структурой поймы (по мере удаления от уреза воды). Далее с помощью сравнительных экологических таблиц Л. Г. Раменского были определены ступени увлажнения и богатства для местообитания каждого сообщества. Для установления ступеней факторов применялась табличная модификация метода ограничений (Раменский и др., 1956).
Если расставить экологические индексы по элементам рельефа на профиле в пунктах описания растительности, то можно обнаружить определённые закономерные связи элементов рельефа и экологических условий по тем или иным факторам. Ниже приведён схематичный профиль через пойму р. Луга (Рис. 1).
Как видно из рисунка, местообитания прирусловой зоны поймы характеризуются сыролуговым увлажнением и довольно высоким богатством почв. В половодье здесь откладывается большое количество руслового аллювия, поэтому почвенный профиль отличается от профиля почв зонального типа. Почвы примитивные аллювиальные слоистые с признаками оглеения, представляют собой песчаные отложения, перекрытые иловатым аллювием. Наличие илистых прослоек обуславливает избыточное увлажнение вследствие нарушения дренажа и высокое плодородие.
62
Рисунок 1 Экологический профиль в пойме р. Луга с оценками местообитаний по шкалам
увлажнения и богатства почвы на основе растительного покрова
Цифрами обозначены следующие растительные сообщества: 1 – канареечниково-остроосоковое, 2 – хвощёвое, 3 – полевицевое, 4 – ивняк кострово-канареечниковый, 5 – ивняк крупнотравно-канареечниковый, 6 – таволжно-канареечниковое, 7 – вязовник
черёмухово-крапивно-таволжный, 8 – ивняк канареечниково-остроосоковый, 9 - канареечниково-осоковое, 10 – дубняк разнотравно-крапивный.
Центральная зона поймы возвышена относительно уровня воды в реке и освобождается от вод половодья раньше, чем прирусловая и притеррасная. Сюда доходят осветлённые воды, которые несут в себе небольшое количество преимущественно илисто-глинистых частиц. Увлажнение здесь несколько меньшее по сравнению с соседними зонами. Почвы супесчаные, есть дернина, маломощный гумусовый горизонт светло-коричневого цвета, заметна слоистость. Ступень богатства – 10-12, что соответствует довольно-богатым почвам. Высокое богатство обусловлено ежегодным отложением плодородных илистых частиц.
Притеррасная зона в целом является наиболее увлажнённой и характеризуется довольно высоким богатством почв (ступень 10). Днище старицы сильно заилено, почвы слабо дренированные, аллювиальные торфяно-глеевые с железистыми затёками. Здесь наблюдается болотное увлажнение (ступени 94, 95), вода находится у самой поверхности почвы, только в сухие годы уровень грунтовых вод понижается. Этот участок в последнюю очередь освобождается от паводковых вод, заносится илистым аллювием и подпитывается водами с террасы, что и определяет полученную характеристику местообитания.
Наименьшее увлажнение (ступень 69) и плодородие (ступень 9) соответствует склону надпойменной террасы. Это можно объяснить тем, что он характеризуется низкими поёмностью и аллювиальностью, т. е. редко заливается водой и практически не заносится речными отложениями. Почвы здесь
63
аллювиальные светло-гумусовые супесчаные. По Раменскому эти ступени относятся к влажнолуговому увлажнению и среднему богатству (мезотрофные почвы).
Анализ растительности позволяет существенно дополнить характеристику режима увлажнения и богатства почв местообитаний. Таким образом, индикаторная роль растительности при оценке экологических условий чрезвычайно важна. Это существенно дополняет характеристику режима увлажнения и богатства почв местообитаний. Индикаторная роль растительности при оценке экологических условий чрезвычайно важна.
Литература:
Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. Москва, 1956. 472 с.
* * * THE CHARACTERISTIC OF FLOOD LAND HABITATS WITH USE OF
ECOLOGICAL SCALES L.G. RAMENSKI ON THE AVERAGE WATERCOURSE CURRENT r. LUGA (LENINGRAD REGION)
Kovalyova O.V. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
The analysis of vegetation allows to add essentially characteristic of a mode of humidifying and richness of soil habitats. The indicated role of vegetation at an estimation of ecological conditions is extremely important.
ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПОСТЕХНОГЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Константинов А.В.
Посттехногенные лесные экосистемы возникают и развиваются после снятия техногенного (антропогенного) воздействия на основе их устойчивости (в широком понимании). Изучение таких природных объектов даёт ценную информацию о природе и механизмах декомпенсации в экосистеме, пределах её эластичности, буферности, направлении тренда и других явлениях. Исследования в указанном направлении дают целостное понимание экологической безопасности того или иного антропогенного воздействия на лесные фитоценозы различного ранга.
Целью работы явилось изучение лесных фитоценозов находящихся в состоянии «посттехногенности». Сбор эмпирического материала проведён в санитарно-защитной зоне ОАО «Акрон» - крупнейшего производителя минеральных удобрений на Северо-Западе. Объекты исследования представлены спелыми и перестойными низкополнотными (0,2-0,66) насаждениями мелколиственных (осина, берёза) пород с участием хвойных (сосна, ель),
64
преимущественно травяно-таволжной группы типов леса. Географически объекты расположены на северо-западном следе выбросов предприятия. В ходе работы проведено стандартное таксационное описание насаждений; отобраны образцы снеговой воды; изучен возобновительный процесс и статус подлесочного полога; исследован живой напочвенной покров. Все методы исследования являются общепринятыми.
Анализ погодичной динамики концентраций анионно-катионного состава в снеговой воде за 22 года позволяет констатировать, что общий уровень техногенной нагрузки на лесные экосистемы санитарно-защитной зоны ОАО «Акрон» радикально снижен и достигает фоновых колебаний концентраций элементов-поллютантов (вплоть до их отсутствия). В данных условиях синузии основных видов-эдификаторов представлены как деградационным, так и демутационным характером динамики жизненного состояния. Наименее устойчивыми и более чутко реагирующими на промышленное загрязнение и его радикальное снижение оказались древостои ели европейской и осины. Берёза и сосна показали в большинстве случаев прогрессивный характер динамики. Исследованиями не выявлено чёткой зависимости жизненного состояния древостоев от удалённости источника эмиссии и повреждённая растительность носит мозаичный характер распределения по площади санитарно-защитной зоны.
Полог подроста и ярус подлесочных пород представлен во всех исследованных насаждениях, со своими специфическими особенностями, касающимися состояния и типа динамики эдифицирующих синузий. С удалением от источника эмиссии количество подроста увеличивается. Возобновление в последние годы идёт в основном лиственными породами. Из хвойных пород на пробных площадях присутствует только подрост ели. Возобновление сосны не отмечено. Возобновление лиственных представлено: ольхой серой, берёзой повислой и липой мелколистной. Численность подроста варьирует от 680 до 7060 шт/га. Встречаемость от 44 до 94%. Происхождение в основном вегетативное. Коэффициенты гомогенности почти для всех насаждений выше единицы, что свидетельствует о высокой степени контагиозности и групповом размещении растений. Такая возобновительная динамика связана со значительной долей «окон» в пологе разрущающихся материнских древостоев и сильно выраженным микрорельефом на пробных площадях. На процесс возобновления в значительной мере оказывает влияние и ярус подлеска, который в исследованных насаждениях достигает высокой численности (от 4600 до 14028,6 шт./га) и встречаемости (от 83,3 до 100%).
Двадцатилетний период наблюдений за живым напочвенным покровом на ППП выявил следующие основные тенденции:
1. на всех площадях отмечается резкое увеличение пестроты сложения подпологовых фитоценотических горизонтов (ППП1 с 34,75 до 98%; ППП2 с 29,6 до 106%; ППП3 с 17,6 до 53%);
2. общее проективное покрытие (ОПП) травяно-кустарничкового яруса снижается, а мохово-лишайникового возрастает;
65
3. в динамике, флористическое сходство на ППП по годам исследований имеет тенденцию к снижению, что говорит о прогрессивном сукцессионном процессе, с заменой аутохтонных элементов флоры на адвентивные.
Данные изменения связаны в первую очередь с деградацией синузий лесообразователей, снижением их жизненности, полноты, увеличением доли «окон» в пологе разрушающихся материнских древостоев.
В функциональном отношении в живом напочвенном покрове на исследуемых пробных площадях доминируют: опушечная, нитрофильная и водно-болотная эколого-ценотические группы растений. Бореальные и неморальные элементы флоры за двадцатилетний период снизили своё участие в сложении нижних фитоценотических горизонтов и заняли второстепенные позиции. Варианты доминирования в живом напочвенном покрове по годам наблюдений на ППП представлены в таблице1.
Таблица 1 Варианты доминирования в живом напочвенном покрове на ППП
№ ППП
Годы исследований
Травяно-кустарничковый ярус Мохово-лишайниковый
ярус доминант содоминант доминант содоминант
1
1985 Equisetum
sylvaticum L. Impatiens
noli-tangere L. Mnium spp. нет
2006 Equisetum
sylvaticum L. Stellaria
holostea L. Mnium spp.
Pleurozium schreberi
(Brid.) Mitt.
2
1986 Filipendula ulmaria
(L.) Maxim. Urtica dioica
L. Mnium spp. нет
2006 Geum rivale L. Athyrium
filix-femina (l.) Roth
Mnium spp. Marchantia polymorpha
L.
5
1986 Dryopteris filix-mas (L.) Schott
Rubus idaeus L.
Sphagnum spp.
Polytrichum commune Hedw.
2006 Athyrium filix-femina (l.) Roth
Vaccinium myrtillus L.
Sphagnum girgensohnii
Russ.
Dicranum scoparium
Hedw.
Высокая пестрота сложения, рассеянность видов и наметившийся сукцессионный процесс связаны в нашем случае с высокой техногенной нагрузкой, вследствие чего происходит активное заселение освобождающихся экологических ниш видами, не свойственными данным типам лесных фитоценозов.
* * * STUDYING OF STABILITY OF POSTTECHNOGENIUS FOREST ECOSYSTEMS
Konstantinov A.V. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The data about a condition forest ecosystems exposed long air pollution is presented above.
66
ПЛАНИРУЕМОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ДРЕВЕСНОЙ СТВОЛОВОЙ НЕМАТОДЫ BURSAPHELENCHUS MUCRONATUS
(NEMATODA: APHELENCHIDA), А ТАКЖЕ ЕЕ ЖУКОВ ПЕРЕНОСЧИКОВ MONOCHAMUS SPP. (COLEOPTERA: CERAMBYCIDAE), В ЛАБОРАТОРНЫХ
УСЛОВИЯХ.
Котлярская О.Б. *, Ахматович Н.А.*, Рысс А.Ю.**
*Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия, Санкт-Петербург
**Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург
Болезни и стволовые вредители – одна из распространенных причин ослабления и усыхания леса (Мозолевская и др., 1984).
Болезнь усыхание сосны – это результат комплексных взаимодействий и взаимоотношений. Нематоды рода Bursaphelenchus играют роль причины заболевания, насекомые (жуки усачи рода Monochamus) действуют как переносчики нематод, грибы (Ophiostoma, Trichoderma, и др.) служат нематодам альтернативным источником пищи и помогают червям преодолеть покровы и иммунные барьеры растения, а виды хвойных (Pinus spp., Larix spp., Picea spp.) различаются по своим свойствам и восприимчивости хозяина к нематоде. (Вайшер, Браун, 2001).
Сосновые стволовые нематоды относятся к группе видов xylophilus в роде Bursaphelenchus, отряд Aphelenchida: сем. Parasitaphelenchidae. Именно виды этой группы вызывают экономические важное заболевание - вилт (усыхание) сосны и других коммерческих хвойных деревьев, поэтому виды данной группы получили также название комплекса видов древесных стволовых нематод (PWNSC). Самые широкораспространенные виды комплекса PWNSC - близкие по морфологии Bursaphelenchus xylophilus и B. mucronatus. Они являются паразитами для многих видов хвойных. Первый из них был причиной опустошительных эпифитотий сосны Pinus sylvestris в Японии и в Южном Китае, а также отдельных вспышек на Тайване и в Корее. (Mamiya, 1987;.Ахматович, 2005), вредоносность второго показана лишь в экспериментах. Биология и экология Bursaphelenchus mucronatus, изучена мало, однако из-за большой близости с карантинным видом Bursaphelenchus xylophilus, именно изучение биологии Bursaphelenchus mucronatus может дать сведения для оценки потенциальной угрозы вспышки численности Bursaphelenchus xylophilus и других видов комплекса PWNSC на территории РФ.
В лесном хозяйстве России осуществляется карантин стволовых нематод, однако их биология в связи с особенностями регионов и климата практически не изучена, а меры борьбы с заболеванием в РФ не разработаны. Для РФ экономически важно вырастить здоровые растения, соответствующие международным стандартам и нормам качества лесохозяйственной продукции, изложенным в директиве Евросоюза (EU directive 77/93, в дополненной редакции 2000/29/EC).
67
В странах Европы (за исключением Португалии, см. Mota et al., 1999), в том числе и в России нематода B. xylophilus пока не обнаружена. Но в связи с высокой патогенностью этого вида и ограниченным его распространением в мире B. xylophilus введен в объект растительного карантина, что приносит большие убытки лесообрабатывающей промышленности из-за ограничений при экспорте материалов (Ахматович, 2005).
В настоящее время ведутся исследования: сбор древесины (с ходами личинок усачей, летными отверстиями жука, с синевой - поражение древесины деревоокрашивающими грибами Ophiostoma), постановка проб на выявление нематод, выращивание гриба Botrytis cinerea на питательных средах – картофельном агаре и на овсе, с последующим размножением на нем нематод для дальнейшего их изучения в лабораторных условиях. А также ведется подготовка древесины и личинок для заражения жуков усачей при постановке цикла сосновой стволовой нематоды Bursaphelenchus mucronatus и жука переносчика Monochamus spp.
В цикле своего развития нематода заражает деревья двумя путями: 1) при питании созревания жука переносчика и 2) при яйцекладке самки жука.
Личинки жуков питаются под корой дерева и в древесине, а в конце своего развития делают колыбельку, в которой окукливаются. Заражение насекомых происходит перед выходом имаго из куколки. Нематоды заселяют как наружные, так и внутренние органы насекомого, концентрируясь, главным образом, в дыхальцах жуков, а также под надкрыльями.
В запланированном опыте личинка будет питаться в блоках древесины с отверстиями, имитирующими куколочные камеры, прикрытые стеклом (метод имитационных камер предложен в работе Maehara, Futai, 2001). В нестерильном опыте в куколочную камеру вносим сначала фрагмент культуры гриба Botrytis cinerea, затем суспензию нематод. При стерильном опыте, каждый блок древесины в банке предварительно автоклавируем (при 3 атм. и температуре около 121 ºС в течение 30 мин.) и затем вносим сначала гриб, затем нематод. Затем помещаем туда личинку жука усача Monochamus spp., где она питается, окукливается, и возможно, заражаем таким образом жука. Жука затем можно проверить на наличие нематод методом Бермана или прямым полным вскрытием.
Молодые имаго усача при заражении несут специализированных личинок нематод 4-го возраста (трансмиссионные личинки LIV). Выходя из древесины погибшего дерева, такие жуки проходят дополнительное питание и заражают нематодами здоровые деревья. В опыте планируется провести дополнительное питание зараженного жука на сеянцах сосны.
В период питания созревания жуков (англ.: maturation feeding) в кронах и на молодых веточках происходит выход трансмиссионных личинок нематод из насекомого. Через раны, нанесенные жуками, нематоды проникают в древесину здорового дерева. Питаясь на клетках флоэмы, нематоды быстро размножаются и расселяются по всему дереву. Питание нематод (личинок и половозрелых стадий) происходит также на присутствующих в древесине фитопатогенных
68
грибах, внедряющихся через ходы-галереи жуков. Таким образом, фитопатогенные грибы и сосновая древесная нематода совместно участвуют в фитопатологическом процессе, ведущем к гибели зараженного дерева. Пораженные нематодами ветки усыхают.
После питания созревания жуков происходит их копуляция, затем самки откладывают яйца в сделанные ими насечки или трещины коры на ослабленные и погибшие деревья, в среднюю и нижнюю части ствола. Здесь тоже происходит выход нематод из жуков при яйцекладке. Отродившиеся из яиц личинки жуков проникают под кору дерева и в древесину, где питаются и окукливаются. Нематоды распространяются как по стволу дерева (флоэма, затем ксилема), так и внутри хода личинки, до камеры окукливания. К моменту окукливания большое количество личинок нематод оказывается на поверхности тела куколки, вероятно, привлеченные выделениями насекомого во время окукливания. При превращении куколки в имаго, когда формируются отверстия дыхалец и кутикула еще мягкая, не отвердевшая, а насекомое неподвижно, массы нематод проникают под мягкие зачатки формирующихся надкрыльев и крыльев, и через дыхальца в трахеи имаго жука. Одновременно после проникновения дисперсионная личинка LIII (дауерларва) линяет и превращается в трансмиссионную личинку LIV. Далее цикл развития нематоды и жука повторяется (см. выше).
Литература:
1. Ахматович, Н.А. Особенности биологии Bursaphelenchus mucronatus и влияние на состояние древостоев сосны обыкновенной в лесах Ленинградской области. Сб. тезисов, ЛТА, СПб, 2005. 29-30 с.
2. Вайшер, Б.и Браун, Д.Д.Ф.. Знакомство с нематодами: общая нематодология. Учебник для студентов. София-Москва, 2001. 206 с.
3. Мозолевская, Е.Г., Катаев, О.А., Соколова, Э.С. Методы лесопатологического обследования очагов стволовых вредителей и болезней леса, М., Лесная промышленность, 1984. 152 с.
4. Кулинич, О.А. Рысс, А.Ю. Древесные нематоды рода Bursaphelenchus на территории России. В кн.: Зиновьева, С.В., Чижов В.Н. (ред.). Прикладная нематология. - М., Наука, 2006. с.168-185.
5. Ryss, A. Vieira, P. Mota, M. Kulinich, O. A synopsis of the genus Bursaphelenchus Fuchs, 1937 (Aphelenchida: Parasitaphelenchidae) with keys to species. Nematology, 2005, Vol. 7(3), p. 393-458.
6. Mota, M.M., Braasch, H., Bravo, M.A., Penas, A.C., Burgermeister, W., Metge, K., Sousa, E. First report of Bursaphelenchus xylophilus in Portugal and in Europe. Nematology 1999, Vol. 1, 727-734.
7. Maehara, N., Futai, K. Presence of the cerambycid beetles Psacothea hilaris and Monochamus alternatus affecting the life cycle strategy of Bursaphelenchus xylophilus. Nematology, 2001, Vol. 3(5), p. 455-461.
69
* * * THE PLANNED STUDY OF LIFE HISTORY OF THE NEMATODE
BURSAPHELENCHUS MUCRONATUS (NEMATODA: APHELENCHIDA), SPECIES BELONGING TO THE PINE WOOD NEMATODE SPECIES COMPLEX AND ITS
BEETLE VECTORS MONOCHAMUS SPP. (COLEOPTERA: CERAMBYCIDAE) IN LABORATORY CONDITIONS
Kotlyarskaya O.B.*, Akhmatovich N.A.*, Ryss, A.Y.** *Saint-Petersburg state forest technical academy, St. Petersburg
**Zoological Institute RAS, St. Petersburg
Pine wood nematodes belong to the xylophilus species group within the genus Bursaphelenchus, order Aphelenchida: family Parasitaphelenchidae. These nematodes cause the plant disease of economical importance, namely wilt of commercial conifers. Because of these the species of the xylophilus group are named also the pine wood nematode species complex (PWNSC). In the forestry of the Russian Federation the plant quarantine measures are used, but the PWN biology with the focus on the geographical and climate peculiarities in Russian regions are not studied, and the PWN control and management measures are not developed for the Russian Federation. Because of this here is planned the experimental study of the biology, ecology, and the laboratory modeling of the life cycle of B. mucronatus, belonging to PWNSC, as well as its beetle vectors Monochamus spp. (отряд Coleoptera: сем. Cerambycidae).
* * * Сосновые стволовые нематоды относятся к группе видов xylophilus в роде Bursaphelenchus, отряд Aphelenchida: сем. Parasitaphelenchidae. Они вызывают экономические важное заболевание - вилт (усыхание) сосны и других коммерческих хвойных деревьев, поэтому виды данной группы получили также название комплекса видов древесных стволовых нематод (PWNSC). В лесном хозяйстве России осуществляется карантин стволовых нематод, однако их биология в связи с особенностями регионов и климата практически не изучена, а меры борьбы с заболеванием в РФ не разработаны. Поэтому запланировано изучение в лабораторных условиях биологии и экологии и постановка жизненного цикла сосновой стволовой нематоды вида B. mucronatus, относящегося к группе видов xylophilus, и его переносчиков - жуков рода Monochamus spp. (отряд Coleoptera: сем. Cerambycidae).
КОКЦИДЫ ГОРОДСКИХ НАСАЖДЕНИЙГОРОДА САНКТ-ПЕТЕРБУРГ.
Мясникова А.В.
Городская экологическая обстановка значительно отличается от природных условий. Большая задымленность и запыленность городского воздуха, неестественные условия освещенности, своеобразие городских почв, интенсивная антропогенная нагрузка приводят к сильному ослаблению насаждений. Для некоторых видов насекомых городские условия являются наиболее подходящими для жизни, чем условия близлежащего леса. Другие виды насекомых попадают в город из других областей или стран с посадочным материалом. Все виды имеют различные приспособления для того, чтобы оставаться наиболее неуязвимыми в городской среде. В антропогенной экосистеме, где формируется вредная фауна зеленых насаждений, на
70
численность вредителей влияют окружающие условия среды и химические загрязнители. Наиболее приспособленным является подотряд кокциды.
Кокциды городских зеленых насаждений повреждают хвойные и лиственные деревья и кустарники в парках, скверах, уличных и дворовых посадках, и в ботанических садах. Щитовки, ложнощитовки и червецы, или подотряд кокциды, чрезвычайно разнообразны по среде обитания, приспособившись к жизни в почве, на корнях растений, на стволах, ветках, побегах, листьях, плодах деревьев и кустарников.
Самки кокцид всегда бескрылы, самки и личинки старших возрастов сидят неподвижно на одном месте значительную часть жизни. Способностью передвигаться обладают только личинки первого возраста или «бродяжки». Данная фаза развития (личинка первого возраста или «бродяжка») служит для расселения. Тело самок покрыто различными защитными покровами: щитками, восковыми выделениями в виде порошка, нитей, пластинок или верхняя сторона тела сильно склеротизирована. Щитовки, ложнощитовки и червецы живут на большинстве древесных и кустарниковых растениях, специализированы на питании не только в отношении конкретных видов растений, но и определенных органов и частей растений.
Большинство видов кокцид мало заметны при осмотре в силу малых размеров тела, неподвижности, защитных покровов тела в виде неровностей, бугорков, наростов и обитанием в трещинах коры. Вредоносность кокцид проявляется при массовом размножении, когда их колонии покрывают орган растения на большой площади. В результате питания уменьшается годовой прирост, размер листовых пластинок и число листьев, отмирает кора, усыхают отдельные ветви или все растение.
Наблюдение за данной группой насекомых проводилось в различных экологических категориях городских насаждений.
По данным Е.М. Данциг (1980) на территории Ленинградской области было обнаружено 64 видов кокцид, из них 20 видов обитало на древесно-кустарниковой растительности.
При обследовании были выявлены следующие виды: − Яблоневая запятовидная щитовка Lepidosaphes ulmi L. − Березовая подушечница Pulvinaria betulae L. − Ивовая щитовка Chionaspis salicis L. − Акациевая ложнощитовка Parthenolecanium corni Bouch. − Кленовый мучнистый червец Phenacoccus aceris Sign. − Северный кермес Kermes quercus L. − Розанная щитовка Aulacaspis rosae Bouche.
Яблоневая запятовидная щитовка Lepidosaphes ulmi L. является широким
полифагом (боярышник, вяз, дуб, ива, кизильник, тополь, рябина, яблоня и т.д.), формируя достаточно большие колонии на стволах и ветках. Это один из
71
постоянных вредителей в парках и уличных насаждениях города Санкт-Петербург. В 2006 году встречалась во всех районах города и имела большую численность на кизильнике и боярышнике (на 1 см2 до 27 шт. и 16 шт. соответственно).
Березовая подушечница Pulvinaria betulae L.- широкий полифаг. Живет в трещинах коры и углублениях стволов и веток в различных декоративных насаждениях города. В 2006 году встречалась в различных типах посадок, но кормовой породой являлась только береза. Численность достигала 7-9 особей на укрытие. Для этого вида отмечен высокий уровень паразитизма, который составлял от 50% до 85%.
Ивовая щитовка Chionaspis salicis L. по литературным данным отмечена на ивах, тополях, кленах, липе, ясене, кизильнике и других деревьях и кустарниках (Козаржевская, 1992). Также как и яблоневая запятовидная щитовка, способна покрывать сплошным слоем стволы, ветви и побеги, что приводит к угнетению растения и усыханию ветвей. По данным 2006 года колонии данного вида встречаются редко.
Акациевая ложнощитовка Parthenolecanium corni Bouch. повреждает акацию, дуб, лещину, вяз, шиповник, является обычным видом в парках Санкт-Петербурга и есть данные, что она может достигать большой численности (Данциг, 1959). Численность данного вида в 2006 достигала до 24 шт. на 10 см, но при этом наблюдался высокий уровень паразитизма (до 90% особей паразитированы).
Кленовый мучнистый червец Phenacoccus aceris Sign. является широком полифагом. Есть данные, что в условиях Санкт-Петербурга он может достигать высокой численности (Данциг, 1959), но в 2006 году были отмечены единичные особи на липе в Московском парке Победы.
Северный кермес Kermes quercus L. живет в трещинах коры стволов и толстых веток дуба, может вызывать усыхание ветвей. В Санкт-Петербурге северный кермес отмечен в парках и уличных посадках на старых дубах. В зеленых насаждениях Санкт-Петербурга иногда достигает высокой численности и вызывает усыхание ветвей (Данциг, 1959).
Розанная щитовка Aulacaspis rosae Bouche. относится к олигофагам, в Санкт-Петербурге встречается на шиповнике и розе. В 2006 году колонии данного вида встречались редко.
Matsucoccus matsumurae Kuwana - (Matsucoccus insignis Borchs)- сосновый стволовый червец в 1963 году был впервые выявлен Н.С. Борхсениусом на территории Лесотехнической академии им. С.М. Кирова. Считался видом неизвестным за пределами Ленинградской области. По пятилетним наблюдениям с 2001 года обнаружен не был.
Выводы: 1.В результате обследовании были обнаружены следующие виды:
Lepidosaphes ulmi L., Pulvinaria betulae L., Chionaspis salicis L., Parthenolecanium corni Bouch., Phenacoccus aceris Sign., Kermes quercus L., Aulacaspis rosae Bouche.
72
2.Количество обнаруженных видов оказалось меньше ожидаемого результата.
3.Видовой состав кокцид городских насаждений требует дальнейших исследований.
Литература:
1. Данциг Е.М. К номенклатуре и синомистике некоторых видов кокцид и алейродид (Homoptera: Coccoidea, Aleyrodoidea) Энтомол.обозрение, 1980, т.59 вып.3 с.594-596.
2. Данциг Е.М. Дополнение к фауне кокцид (Homoptera, Coccoidea) Ленинградской области. Труды Зоол.ин-та (Акад.наук СССР) 1962, т.31 с.22-24.
3. Голосова М.А. Энтомология. Сосущие вредители декоративных растений: учебное пособие.- М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2006.-114с.
* * *
COCCIDAES SPECIES OF URBAN GREEN AREAS IN SAINT PETERSBURG Myasnikova A.V.
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Coccidae is a dangerous group of scale insects, which damage different plants. Species of Coccidae occurred in 2006 in St-Petersburg is described. A distribution of dominated species in city territories is presented.
БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИМАГО УСАЧА MONOCHAMUS URUSSOVI (FISCH.)
Павлов В.С.
Усачи рода Monochamus имеют важное значение для лесного хозяйства Северно-западного региона. Для расширения знаний по биологии данного рода автором была проведена работа по изучению некоторых биометрических показателей этих насекомых.
В течение жизни жука его вес может изменяться. Масса насекомого, в целом, зависит от массы корма, поглощенного им при дополнительном питании, от энергетических затрат на локомоцию, массы половых продуктов, интенсивности питания его в личиночном возрасте и других факторов.
В результате работы было поймано и измерено 80 имаго, прошедших дополнительное питание, из них 30 самок и 50 самцов. Производились измерения длины, ширины груди с точностью до 0,1 мм и масса тела имаго с точностью до 0,001 г, причем по каждому полу расчеты велись отдельно.
В работе применялся корреляционный анализ для оценки тесноты связи массы тела и размеров имаго Monochamus urussovi.
Сначала приводятся расчеты по самкам Monochamus urussovi.
73
Коэффициенты корреляции между шириной и массой 122.076.0 ±=−мшr и длиной и массой 075.092.0 ±=−мдr свидетельствуют о том, что зависимость между шириной и массой мало достоверна, а между длиной и массой высоко достоверна.
По результатам регрессионного анализа коэффициент детерминации, составляет для зависимости масса-ширина 0.57, что свидетельствует о том, что варьирование массы описывается регрессионной линией только в 57% случаев (значение данного показателя является низким), значение коэффициента детерминации для зависимости длина-масса составляет 0,84 и является достаточно высоким (в 84% случаев варьирование массы описывается регрессионной линией).
По результатам анализа простой линейной регрессии получены следующие уравнения зависимости биометрических показателей:
Уравнение для зависимости масса(Y)-ширина (X): 04.70247.186 −= XY
Уравнение для зависимости масса (Y) –длина (X): 6.130023.77 −= XY
Коэффициент корреляции для самцов между шириной и массой 053.093.0 ±=−мшr и длиной и массой 045.095.0 ±=−мдr свидетельствуют о
высокой достоверности связи между этими признаками. По результатам регрессионного анализа значение коэффициентов
детерминации, составляющего для зависимости масса-ширина 0,87, для зависимости масса-длина 0,90 свидетельствуют о том, что зависимости высоко достоверны.
По результатам анализа простой линейной регрессии получены следующие уравнения зависимости биометрических показателей:
Уравнение для зависимости масса (Y)-ширина (X): 75.94699.211 −= XY
Уравнение для зависимости масса (Y)-длина (X): 4.103476.64 −= XY
Уровни значимости t-статистик для коэффициентов a и b во всех уравнениях свидетельствуют о том, что они являются достоверными на 5% уровне значимости.
Уровни значимости F-критерия дисперсионного анализа во всех случаях показывают, что уравнения в целом хорошо описывает зависимость.
Анализ биометрических показателей имаго усачей позволяет сделать следующие выводы:
1. Выявлена тесная зависимость между длиной и массой, шириной и массой имаго. Для самок связь между шириной и массой менее тесная (0,57), что можно объяснить малой величиной выборки.
2. По полученным уравнениям регрессии, исходя из значений длины или ширины тела насекомого, можно определить массу, непосредственно не измеряя её, что может быть полезным в полевых условиях.
3. Полученные в ходе исследований результаты могут быть использованы
74
в экологии популяций при изучении цепей питания, а также в других биологических направлениях.
Литература. 1. Лакин Г.Ф. Биометрия. Четвёртое издание. – М. Высшая школа. 1990 г. 2. Жигунов А.В., Маркова А.И., Бондаренко А.С. Статистическая
обработка материалов лесокультурных исследований: Учебное пособие.– СПб.: ЛТА. 2002 г.
* * *
BIOMETRICAL CHARACTERISTIC OF IMAGO MONOCHAMUS URUSSOVI (FISCH.). Pavlov V.S.
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
This is research is investigate biometrical characteristic of imago Monochamus urussovi (mass, body long and thorax width). I discover relationship between mass and body long, mass and thorax width.
ВИДОВОЙ СОСТАВ ЛИСТОЯДНЫХ МИКРОЧЕШУЕКРЫЛЫХ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАТЕГОРИЯХ ГОРОДСКИХ
НАСАЖДЕНИЙ.
Подоляцкая Ю.С.
Изучение фауны чешуекрылых г. Санкт-Петербурга и его окрестностей
продолжается более столетия. Зеленые насаждения играют большую роль в жизни человека, поэтому повреждение их насекомыми всегда приносит большой урон садово-парковому хозяйству. Изучение видового состава, биологии и экологии чешуекрылых, как важнейшего элемента комплекса листогрызущих насекомых, необходимо для правильной оценки интенсивности повреждения зеленых насаждений и для разработки эффективных защитных мероприятий.
Возникновение крупных промышленных зон и резкое ухудшение в них состояния среды, а также развитие крупных промышленных центров влечет резкое сокращение площадей зеленых насаждений в урбанизированных экосистемах.
И в настоящее время насаждения ни одного парка г. Санкт-Петербурга и его пригорода нельзя назвать здоровыми. Большей частью это ослабленные или сильно ослабленные насаждения. С каждым годом состояние насаждений ухудшается. Многие деревья усыхают. Причины усыхания насаждений различны: это естественные факторы (климатические и погодные явления), почвенно-гидрологические условия (непригодность городских почв к закладке на них парков или посадке уличных насаждений), антропогенные факторы (рекреационная нагрузка, воздействие выбросов различных промышленных предприятий), насекомые, различные заболевания.
75
В ослабленных городских насаждениях возникают очаги массового размножения филлофагов, которые способствуют появлению ксилофагов, что ускоряет процесс отмирания насаждений. Чешуекрылые насекомые являются наиболее удобной модельной группой при исследованиях по программе мониторинга экосистем, что объясняется сравнительной доступностью наблюдений за ними, в отличие от многих других групп беспозвоночных.
По экологическим условиям, создающимся внутри различных типов городских насаждений, их разделяют на следующие категории (Мозолевская, Куликова, 2000):
1. насаждения в лесопарках, лесных дачах, на территории ботанических садов с сохранившимися элементами лесов;
2. насаждения парков, дендрариев, на территориях крупных спортивно-оздоровительных и культурно-исторических комплексов;
3. насаждения на территориях небольших объектов специального назначения и во дворах;
4. насаждения на бульварах, в скверах, на пешеходных зонах, сложные уличные посадки;
5. простые уличные посадки с их подразделением на существующие в условиях: низкой интенсивности движения и при высокой интенсивности транспортных потоков.
Основной целью исследования 2006 года являлось определение видового
состава чешуекрылых, распространенных в парках в черте города. Для обследования выбраны парки (Московский парк Победы, Южно-Приморский парк, Таврический сад, парк Сосновка, лесопарк Александрино, парк ЛТА), сходные по следующим признакам: время строительства (закладки), породный состав, посещаемость объекта. Постоянные пробные площади заложены с учетом экологических условий городских насаждений, т.е. насаждения в лесопарках, в парках и насаждения культурно-исторических комплексов.
Наиболее массово встречаются следующие виды чешуекрылых: 1).Тortrix viridana L. Дубовая зеленая листовертка семейство TORTRICIDAE- Листовертки. 2).Pandemis heperana Schiff. Ивовая кривоусая листовертка семейство TORTRICIDAE- Листовертки. 3).Pandemis cerasana Hb. Cмородиновая кривоусая листовертка семейство TORTRICIDAE- Листовертки. 4).Yponomeuta evonymellus L. Моль горностаевая черемуховая семейство YPONOMEUTIDAE- Горностаевые моли В Южно-Приморском парке, Московском парке Победы были отмечены в
массовом количестве Yponomeuta evonymellus L., Pandemis cerasana Hb.; в Таврическом саду, парке ЛТА, парке Сосновка – Тortrix viridana L., но в парке
76
Сосновка численность данного вида имела меньшую численность, в лесопарке Александрино- Pandemis heperana Schiff.
Предположительно 13 видов чешуекрылых находятся на определении в Зоологическом институте РАН.
Выводы: 1). Наибольшую численность имеют следующие виды микрочешуекрылых:
Тortrix viridana L., Pandemis heperana Schiff., Pandemis cerasana Hb., Yponomeuta evonymellus L.
2). Видовой состав энтомокомплексов чешуекрылых парков города требует дальнейших исследований.
Литература
1. Белов Д. А. Вспышки массового размножения листогрызущих насекомых и минеров и характеристика их очагов в Москве.// Лесной вестник, вып.6, 2000г., с. 124- 131;
2. Нгуен Ван Доай «Листогрызущие дендрофильные микрочешуекрылые (Mikrofrenata) окрестностей Ленинграда. Автореферат, Ленинград, 1975г.
3. Селиховкин А. В. Формирование комплексов микрочешуекрылых в условиях городского ландшафта.// Городское хозяйство и экология, вып. 2, 1996 г.
4. Щербакова Л. Н. Мониторинг состояния зеленых насаждений Санкт- Петербурга и его пригородов.// Лесной вестник, вып. 2, 1999 г.
* * *
SPECIES COMPOSITION OF LEAF-EATING LEPIDOPTERA IN VARIOUS ECOLOGICAL CATEGORIES OF CITY PLANTS
Podolyatskaya J.S. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Species of leaf-eating Micro Lepidoptera order in various ecological categories of city plants are presented. Dominated species are applied. Species composition of Micro Lepidoptera need to be counted in details.
АНАЛИЗ ФЛОРЫ ВЫСШИХ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ В ПОЙМЕ
Р. ЛУГА (В ВЕРХНЕМ И СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ).*
Токмань Е.А.
Растительность речных пойм является весьма интересным объектом для
флористических исследований. Основным фактором разнообразия и динамики растительного покрова является разнообразие экотопов и динамичность аллювиального субстрата. * Работа сделана с использованием материалов «Гербария им. И.П.Бородина» СПбГЛТА.
77
В условиях поймы на относительно небольшой площади сосредоточено большое разнообразие факторов среды и соответствующих им растительных сообществ. Кроме того, реки являются транзитным путем для переноса плодов и семян водным потоком с отдаленных территорий, особенно в период паводков. Так же в пойме рек присутствует своеобразный микроклимат.
Сбор материала проводили в августе 2005г. и в июле 2006г. в пойме на участке от станции Луга до Большого Сабска.
Изучение флоры проводилось при осуществлении геоботанических описаний в растительных сообществах на территории поймы. Кроме того, нами были обследованы сообщества на характерных элементах пойменного ландшафта в прирусловой, центральной, притеррасной частях поймы, по склонам надпойменных террас и на уступе первой надпойменной террасы.
На исследуемом участке реки за период исследований выявлено 405 видов, относящихся к 231 роду и 78 семействам. Наиболее крупными по числу видов являются следующие семейства:
Таблица 1. Ведущие семейства в пойме р. Луга.
Семейства Место Число видов % Злаковые 1 40 9,9 Сложноцветные 2 37 9,1 Розовые 3 30 7,4 Норичниковые 4 20 4,9 Осоковые 5 20 4,9 Лютиковые 6 18 4,4 Бобовые 7 16 3,9 Гвоздичные 8 15 3,7 Губоцветные 9 15 3,7 Гречишные 10 13 3,2 Итого: 224 55,3 Всего видов: 405 100
В сумме количество составляет 55,3% от общего числа видов. Такое расположение ведущих семейств в целом характерно для бореальных флор (Шмидт, Спасская, Вальме, 1973; Толмачев 1974.)
В основе анализа жизненных форм использован подход И.Г. Серебрякова (1964г.). В результате анализа жизненных форм флоры выявлено преобладание травянистых многолетников (таблица 2), среди которых основное количество составляют вегетативно подвижные виды.
Среди выявленных видов нами обнаружено 4 вида растения, которые занесены в «Красную книгу»: цмин песчаный, гвоздика песчаная, мерингия бокоцветковая, чемерица лобеля. (Красная книга природы Лен. Области, 2000)
78
Таблица 2. Жизненные формы в составе флоры поймы реки Луга.
Жизненная форма Количество видов % Деревья 26 6.4 Кустарники 24 5.9 Кустарнички 4 1 Травянистые многолетники
281 69.5
Травянистые однолетники 41 10 Травянистые двулетники 27 6.7 Многолетние лианы 2 0.5 Итого: 405 100
В составе флоры поймы реки Луга и ее притоков нами выделен ряд
основных фитоценотических групп видов по приуроченности к определённым типам местообитаний: песчаные, дренированные, свежие, влажные, сырые, болотистые, низинные болота, надпойменная терраса; типам растительности: лесные, луговые, болотные, водные, сорно-рудеральные, опушечные, прибрежные.
Эрозионно-аккумулятивные процессы в пойме р Луга приводят как к эрозии берегов, так и к формированию песчаных кос, т.е. участков берега, образованных аллювиальными отложениями – песком и илом. В этих условиях поселяется немногочисленная группа пионерных видов.
Литература: Флора СССР. М.; Л., т.т. I-XXX, 1934-1964. Редкие и исчезающие виды флоры СССР, нуждающиеся в охране. Л.: Наука, 1981. 263 с.
* * * ANALYSIS OF FLORA OF THE HIGHEST VASCULAR PLANTS IN FLOOD LAND r. LUGA (IN THE TOP AND AVERAGE WATERCOURSE CURRENT).
Tokman E.A. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The vegetation of flood plains is rather interesting object for floristic researches. A major factor of a variety and dynamics of a vegetative cover is a variety of the habitats and dynamism of an alluvial substratum.
79
ПРИМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТНОГО МЕТОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ И КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НЕДРЕВЕСНЫХ РЕСУРСОВ ЛЕСА (НА ПРИМЕРЕ ЛУЖСКО-ТОСНЕНСКОГО ЛАНДШАФТА ЗАПАДА РУССКОЙ РАВНИНЫ В ПРЕДЕЛАХ ЛИСИНСКОГО НАУЧНО-
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И УЧЕБНОГО ПОЛИГОНА)
Урычева Л. А.
Исследования проведены в южной части Лисинского учебно-опытного
лесхоза на территории Лисинского и Кастенского лесничеств. Полигон расположен в Лужско-Тосненском ландшафте, Волхов-Нарвском районе Ломать-Неманской области Русской дренированной равнины.
Четвертичные отложения ландшафта представлены морено-валунными суглинками, озёрно-ледниковыми ленточными глинами, торфяными отложениями болот и слоистыми аллювиальными отложениями днищ долин рек. В Лужско-Тосненском ландшафте распространены сообщества ели, производные сообщества ели, производные сообщества березы и осины, переувлажнённые насаждения сосны.
При изучении и картографировании ландшафта полигона оценивались: трофность, водность, затопляемость, дренированность лесных земель основных фаций ландшафта. Трофность и водность оценивались по четырёх и пятибальной шкале соответственно; затопляемость – по трём ступеням (отсутствие, среднее и сильное), дренаж – по трёхступенчатой шкале(0-отсутствие, 1-слабое, 2-оптимальное). В название фации включается произрастающая растительность и почвенно-грунтовые условия.
На местности А выделены урочища: а) дренированные низкие ледниковые равнины на валунных суглинках со свежими и влажными сураменями и раменями (классы фаций: свежие липовые сурамени вершин моренных холмов ТС1 В2 З0 Д2, свежие сурамени вершин моренных холмов ТС В2 З0 Д2, влажные сурамени наклонных моренных и приречных озёрно-ледниковых равнин ТС В3 З0-1 Д1-2, влажные липовые рамени приречных моренных равнин и склонов конечно-моренных гряд ТД В3 З0-1 Д1-2); подурочища оводнённых равнин с преобладанием суборей и боров (классы фаций: заболоченные боры болотных впадин ТА В5 З0-1 Д1, влажные еловые субори пологих склонов междуречий ТВ В3 З0 Д1-2, сырые еловые субори плоских равнин и болотных впадин ТВ В4 З0-1 Д1, заболоченные еловые субори болотных впадин ТВ В5 З0-1 Д1), подурочища оводнённых равнин с преобладанием сураменей (классы фаций: сырые сурамени ложбин стока и пойм ТС1 В4 З1-2 Д1-2, берёзово-еловые согры замкнутых впадин и окраин болот ТС В5 З1-2 Д0-1), подурочища ледниковых равнин с мелкозалежными водно-ледниковыми на моренных суглинках свежими и влажными сураменями и раменями (классы фаций: свежие сурамени вершин моренных холмов ТС В2 З0 Д2, влажные сурамени наклонных моренных и приречных озёрно-ледниковых равнин ТС В3 З0-1 Д1-2, влажные липовые рамени приречных моренных равнин и склонов конечно-моренных гряд
80
ТД В3 З0-1 Д1-2); б) болота: подурочища глубокозалежных олиготрофных грядово-мочажинных комплексов центральных частей урочищ; подурочище средне и мелкозалежных топяных мезотрофных комплексов; подурочище мелкозалежных, мезотрофных и олиготрофных лесных комплексов.
На местности Б выделены урочища: а) дренированные низкие и низменные плоские слабонаклонные водно-ледниковые равнины на ленточных глинах с влажными, реже сырыми сураменями (классы фаций: влажные сурамени наклонных моренных и приречных озёрно-ледниковых равнин ТС В3 З0-1 Д1-2 , влажные липовые сурамени приречных моренных равнин ТС1 В3 З0-1 Д1-2, сырые сурамени плоских моренных и озёрно-ледниковых равнин ТС В4 З0-1 Д1-2, сырые сурамени ложбин стока и пойм ТС1 В4 З1-2 Д1-2, реже сырые еловые субори плоских равнин и болотных впадин ТВ В4 З0-1 Д1 и заболоченные еловые субори болотных впадин ТВ В5 З0-1 Д1); подурочища оводнённых равнин с преобладанием сураменей (классы фаций те же); б) оводнённые низменные водноледниковые равнины на песках (оводнённые зандры) с влажными и сырыми борами и суборями (классы фаций: влажные боры пологих склонов и равнин ТА В3 З0 Д1-2, сырые боры плоских равнин и впадин ТА В4 З0-1 Д1, влажные еловые субори пологих склонов междуречий ТВ В3 З0 Д1-2, сырые еловые субори плоских равнин и болотных впадин ТВВ5З0-1Д1, реже сырые сурамени ложбин стока и пойм ТС1В4З1-2 Д1-2; в) днища долин рек, ручьёв и ложбин стока с ивняками, тополёвниками, черноольшаниками, ельниками и лугами (классы фаций: сырые сурамени ложбин стока и пойм ТС1 В4 З1-2 Д1-2, берёзово-еловые согры замкнутых впадин и окраин болот ТС В5 З1-2Д0-1, сырые липовые рамени подножий склонов и тыловых частей пойм ТД В4 З1-2 Д1-2, черноольшаники заболоченных проточных ложбин стока и окраин болот ТД В5 З1-2 Д1-2; г) болота: подурочища мелкозалежных, мезотрофных и олиготрофных лесных комплексов, подурочища глубоко-, средне- и мелкозалежных олиготрофных лесотопяных комплексов.
Целью работы является разработка ландшафтного метода картографирования некоторых недревесных ресурсов леса в пределах Лисинского НИУП. Объектом исследования являются липа мелколистная (Tilia cordata Mill), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia), калина обыкновенная (Viburnum opulus), клюква болотная (Oxycoccus palustris), брусника (Vaccinium vitis-idaea), вахта трёхлистная (Menyanthes trifoliata) и земляника лесная (Fragaria vesca) широко применяемые в медицине и имеющие огромное народно-хозяйственное значение. Исследования опираются на то, что каждый вид имеет свои экологические особенности, экологический ареал и приурочен к определённым формам рельефа.
Экологические ареалы и оптимумы изучаемых видов: Липа мелколистная: ареал ТВ,С,Д В1-4 З0,1 Д1,2; зона оптимума: ТС,Д В2
З0 Д2. Рябина обыкновенная: ареал: ТА,В,С,Д В1-5 З0-1 Д1,2, зона оптимума: ТС,Д В3,4 З0 Д2 в ацидифильных вариантах фаций. Калина обыкновенная: ареал: ТС,Д В2-5 З0 Д1-2, зона оптимума: ТД В2-3 З0 Д2. Клюква болотная: ареал: ТА,В,С В5 З0 Д0-1, зона оптимума: ТВ,С В5 З0 Д1. Земляника лесная:
81
ареал: ТВ,С,Д В1-4 З0 Д1-2, зона оптимума: ТВ,С В1-2 З0 Д2, характерна для вырубок и осветлённых лесов. Вахта трёхлистная, трифоль: ареал: ТВ,С,Д В5 З1,2 Д0,1, зона оптимума: ТС Д В5 З1 Д1. Брусника: ареал: ТАВС В2-5 З0-1 Д1-2. зона оптимума: ТА,В,С В2,3 З0 Д2, на повышениях микрорельефа.
Сбор видов целесообразно проводить в зоне экологического оптимума растения, так как здесь вид отличается наибольшей встречаемостью с наибольшим обилием, наилучшим вегетативным развитием и наибольшим количеством плодов. Оптимальные для сбора лекарственного сырья выделы могут быть легко оконтурены по ландшафтной карте с оценкой экологических режимов природно-территориальных комплексов.
В итоге составлена карта некоторых недревесных ресурсов леса, выполненная на ландшафтной основе в масштабе 1:25000, которая позволит выполнить основную работу камерально до выхода работников в лес, сократить полевые работы при поиске и сборе данных ресурсов, сделать деятельность сборщиков более быстрой и продуктивной.
Литература:
Киреев Д. М. Лесное ландшафтоведение: Текст лекций. СПб.: СПбЛТА, 2002. 240 с. Карты: топографическая карта масштаба 1:25000, топографическая карта масштаба
1:100000 из атласа Северо-запада Ленинградской области, геологическая карта четвертичных отложений масштаба 1:100000. Снимки: летние цветные спектрозональные АФС масштаба 1:15000, цветной многозональный космический снимок “Landsat” масштаба 1:100000.
Планы лесонасаждений лесхозов Ленинградской области.
* * * USING A LANDSCAPE METHOD FOR ESTIMATING AND MAPPING OF
UNARBORETUM FOREST RESOURCES. Uricheva L.A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
We carried out a mapping of unarboretum forest resources after the example of Luzhsco-Tosnensky landscape of north-west Russian plain of Lisinsky scientific-research and training ground. We revealed herb’s ecological habitats and their zones of optimum and carried mapping of them upon landscape base and drawing up a map of herbs.
ПЕРСПЕКТИВЫ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА
САНКТ-ПЕТЕРБУРГА.
Фролова Т. А., Шорохова Е. В.
Одним из важнейших компонентов и фактором формирования городской
среды является биота. С другой стороны, биота наиболее уязвима к различным
82
антропогенным воздействиям. Изучение лишайников ряда городов России показало, что их распределение на территории города носит закономерный характер и связано с экологическими характеристиками, в первую очередь, с атмосферным загрязнением, функциональной структурой, длительностью и интенсивностью использования городской территории (Малышева,2003).
В Санкт-Петербурге имеется большое число заповедных территорий, находящихся под охраной государства и ЮНЕСКО (исторические парки, некрополи и др.). Это делает мониторинг их экологического состояния с помощью лишайников особенно актуальным. По данным исследований современная городская лихенофлора Санкт-Петербурга представлена 153 видами лишайников, относящихся к 60 родам (Малышева,2003). Это довольно большое число видов для такого крупного города. Скорее всего, это связано со сравнительной молодостью города и с тем, что в процессе расширения территория города включала в себя естественные участки, преобразованные позднее в парки и лесопарки. По составу ведущих родов лихенофлора Санкт-Петербурга близка к таковой других городов европейской части России в пределах таежной зоны. Наиболее представлены по числу видов роды Cladonia (21 вид), Lecanora (13), Melanelia (7), Bryoria (7), Caloplaca (7), Physcia (5), Physconia (5) (Малышева,2003).
Наибольшее количество видов относится к группе наименее чувствительных к загрязнению воздуха накипных (43,8%), меньше листоватых (28,8%) и кустистых (27,4%) лишайников (Малышева,2003). У некоторых экземпляров наблюдается аномалия в развитии, изменения морфологических признаков и не естественно маленькие размеры (до 2-3 мм). Например, одним из видимых сигналов повреждения лишайников загрязнителями является обесцвечивание или изменение цвета слоевища, которое вызывается разрушением молекул хлорофилла (Бязров,2002). В лихеноиндикации используются следующие показатели и методы: антропогенные изменения лихенофлоры; физиолого-биохимические изменения у лишайников; морфологические изменения лишайников в районе загрязнения; лихеноиндикационное картирование, в том числе и на основе различных индексов; индикационные возможности отдельных видов; трансплантационные методы; аккумуляция химических веществ (тяжелых металлов, серы и др.); ультраструктурные изменения (Бязров,2002; Малышева,2003). Наиболее распространенным методом является лихеноиндикационное картирование с применением индекса чистоты атмосферы (IAP). На основе этого индекса выделяют 5 зон. I – зона сильного загрязнения, IAР = 0-5. Здесь обычны виды Lecanora hagenii, scoliciosporum chlorococcum, Phaeophyscia orbicularis. II – зона значительного загрязнения, IAР = 6-10. Произрастают Piyscia stellaris, P. tenella, P. dubia, Hypogymnia physodes, parmelia sulcata, xanthoria parietina, X. Polycarpa.
III – зона среднего загрязнения, IAР = 11-15. Здесь встречаются Vulpicida pinastri, Cetraria sepincola, Physconia distorta, Hypocenomyce scalaris, Lecanora
argentata, L. symmicta. IV – зона умеренного загрязнения, IAР = 16-20. Здесь встречаются Tuckermannopsis chlorophylla, Physcia adscendens, Cladonia
83
fimbriata, Lepraria incana. V – зона слабого загрязнения, IAР > 21. Эта зона приурочена к территориям крупных парков и окраинным лесопаркам города. Здесь обитают типично лесные виды лишайников, такие как Melanelia
exasperatula, Hypogymnia tubulosa, Ramalina Farinacea.
Учитывая способность лишайников реагировать на изменения в атмосфере и относительную простоту и экономичность сбора материала, целесообразно расширять применение методов лихеноиндикации в мониторинге воздушного бассейна города Санкт-Петербурга. Перспективно рассмотрение эпифитной лихенофлоры города Санкт-Петербурга в юго-западном направлении. Этот выбор обусловлен направлением преобладающего ветра. В качестве субстрата целесообразно использовать наиболее распространенные в городских насаждениях древесные породы: липу (Tilia sp.), вяз(Ulmus sp.), клен (Acer sp.). Учитывая зависимость лишайников от pH коры древесной породы, перспективным будет использование наиболее благоприятного субстрата – коры липы.
Основанием для закладки экспериментальных площадок служит картирование территории города по степени загрязнения атмосферного воздуха (карта города Санкт-Петербурга). Площадки необходимо закладывать в городских скверах, парках, лесопарках, а так же вдоль крупных магистралей города с минимальным количеством деревьев 10-15 шт. Покрытие лишайников оценивается с помощью палетки, ширина которой составляет 20 см с разбивкой на секции 2*2 см, по окружности ствола, на высоте 1,3 м. Полученные результаты должны характеризовать изменения лихенофлоры города по градиенту удаления от центра города таких характеристик как: лихенофлора, видовое разнообразие лишайников, соотношение жизненных форм и др.
Литература: 1. Бязров Л. Г. Лишайники в экологическом мониторинге. – М.: Научный мир,
2002. С. 83; 85. 2. Малышева Н. В. Лишайники Санкт-Петербурга – СПб.: Изд-во С.-Петерб.
ун-та, 2003. (Труды С.-Петерб. о-ва естествоиспытателей; Сер. 3; т. 79). С. 3-5; 80-84.
3. www.eisspb.narod.ru
* * * PROSPECTS OF USING LICHEN-INDICATION WITHIN THE TERRITORY OF
SAINT-PETERSBURG Frolova T. A., Shorohova E. V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Prospects of using lichens as indicators of degree of air pollution are considered. The territory of Saint-Petersburg is suggested as a case study. The dominant wind direction – south-western – determines the location of sample plots. Such characteristics as lichen flora, species diversity and ratio of life forms are analyzed.
84
О ДИАГНОСТИКЕ ЮВЕНИЛЬНЫХ СТАДИЙ ВИДОВ НЕМАТОД НАДСЕМЕЙСТВА APHELENCHOIDEA ИЗ РОССИИ.
Чернецкая А.Ю. (1), Рысс А.Ю. (2)
(1) Санкт-Петербургский Государственный Университет, Университетская наб., 5/7, 199034 Санкт-Петербург. (2) Зоологический институт РАН, Университетская наб., 1, 199034 Санкт-Петербург.
Исследованы популяции древесных нематод Bursaphelenchus mucronatus, Schistonchus sp. и Laimaphelenchus deconincki. Два первых виды были размножены в лабораторной культуре на грибе Botrytis cinerea, третий вид оказался неспособным использовать данный вид гриба в качестве источника питания и был изучен непосредственно экстракцией из образцов древесины, по модифицированному методу Бермана. С помощью методик прижизненного наблюдения, специфического окрашивания ядер клеток и морфологических структур, а также методик изготовления обзорных препаратов популяций нематод изучены разные стадии цикла индивидуального развития. Особое внимание обращено на строение и расположение полового зачатка. Показано, что по структуре полового зачатка и наличию или отсутствию зачатка клоаки можно определить стадию и пол личинки для амфимиктических видов Bursaphelenchus mucronatus и Schistonchus sp., и стадию (возраст) личинки для партеногенетического вида Laimaphelenchus deconincki. Обнаружено наличие 5 стадий цикла развития для каждого вида, разделенных 4 линьками, с первой линькой внутри яйцевой оболочки. Даны описания и иллюстрации стадий развития (включая пятую стадию, половозрелых особей) и линяющих экземпляров отдельно для каждой линьки. Составлен иллюстрированный ключ для определения стадий развития. Для Bursaphelenchus mucronatus подробно описана морфология особой покоящейся личинки (дауерларвы), играющей особую роль в перенесении неблагоприятных условий (зимовка) и в заражении насекомого-переносчика. Для Laimaphelenchus deconincki показано, что личинка четвертого возраста (J4) является зимующей стадией покоя на Северо-Западе России.
* * * ON THE JUVENILE STAGES DIAGNOSTICS OF NEMATODE SPECIES
BELONGING TO THE SUPERFAMILY APHELENCHOIDEA IN RUSSIA Chernetskaya, A.Y. (1), Ryss, A.Y. (2)
(1) St Petersburg State University, Universitetskaya nab. 5/7, 199034, Russia (2) Zoological Institute, Russian Academy of Sciences, Universitetskaya nab. 1, St. Petersburg, 199034, Russia
Populations of wood nematodes Bursaphelenchus mucronatus, Schistonchus sp. and Laimaphelenchus deconincki, were studied. The first two species were multiplied in laboratory cultures of the fungus Botrytis cinerea, the third species was not able to use the cultural fungus as the nutrition source; it was studied on
85
worms extracted directly from wood by the modification of the Baerman method. With the use of the vital study under the microscope, specific nuclear staining and the methods of preparation of the permanent overview population slides, the stages of the nematode life cycle were studied. Special attention was paid to the structure and the position of the genital primordium. It was demonstrated that using the structure of the genital primordium and presence or absence of cloacal primordium, it is possible to distinguish the stage and sex of the juvenile for the amphimictic species Bursaphelenchus mucronatus and Schistonchus sp., and the juvenile stage for the parthenogenetic species Laimaphelenchus deconincki. Five stages divided by four molts were recognized for each species studied, with the first molt within the egg shell. Descriptions and illustrations of all stages are given, including the final adult (5th) stage, and molting specimens separately for each molt. The illustrated keys for the juvenile stages of all three species are given. Morphology of the specific dormant juvenile stage in Bursaphelenchus mucronatus was described in detail. This juvenile plays the important role in survival at unfavorable conditions (hibernation) and in invasion of the beetle vector of the nematode. For Laimaphelenchus deconincki it was shown that the J4 stage is the winter hibernation stage in the NW of Russia.
ВРЕДИТЕЛИ ИНТРОДУЦЕНТОВ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ.
Чеснова С.Н.
В настоящее время в зеленых насаждениях города имеется довольно много
древесных интродуцентов, которые продолжают использоваться в озеленении. Систематических работ по изучению видового состава насекомых вредителей, анализу консортивных связей, выявлению наиболее опасных видов не проводилось.
Мероприятия по защите от вредителей требуют определенных знаний и своевременных мер. Без выявления степени и характера повреждений интродуцентов проведение защитных мероприятий невозможно. Проведение учета повреждений и их характера является одним из важных этапов мониторинга как за состоянием деревьев, так и за популяциями вредителей.
Специфические условия местообитания в мегаполисе, особенно в его центральных частях, приводят к тому, что в отдельных случаях могут преобладать не только стволовые, но и фитофаги ведущие скрытый образ жизни, такие как минеры и галлообразователи.
Вредители интродуцентов были разбиты на две большие группы: вредители лиственных пород и вредители хвойных пород (таблица 1,2).
86
Таблица 1 Наиболее часто встречающиеся вредители лиственных пород
Вид Повреждаемая порода Отряд Чешуекрылые (Lepidoptera) Семейство пяденицы (Geometridae)
Зимняя пяденица (Operoptera brumata L.) Ясень, клен сахаристый, клен полевой, боярышник сибирский, различные виды ильмовых, липа крупнолистная
Пяденица обдирало (Erranis defoliaria Cl.) Ясень, клен полевой, дуб красный, различные виды ильмовых, липа крупнолистная
Березовая пяденица (Biston betularius L.) Вяз шершавый Семейство совки (Noctuidae)
Пирамидальная совка (Amphipura pyramidea L.)
Липа крупнолистная, вязы
Семейство белянки (Pieridae) Боярышница (Aporia crataegi L.) Боярышник сибирский
Отряд жесткокрылые (Coleoptera) Семейство короеды (Scolytidae)
Березовый заболонник (Scolutus ratzeburgi Jans.)
Черемуха маака
Струйчатый заболонник (Scolytus multistriatus Marsh.)
Вязы
Большой ильмовый заболонник (Scolytus scolytus L.)
Вязы
Липовый крифал (Ernoporus tiliae Panz.) Липа крупнолистная
Таблица 2 Наиболее часто встречающиеся вредители хвойных пород
Вид Повреждаемая порода Отряд Чешуекрылые (Lepidoptera)
Семейство совки (Noctuidae) Сосновая совка (Panolis flammea Den.et Schift.)
Сосна кедровая сибирская, пихта
Семейство Лиственничная чехликовая моль (Coleophora laricella Hbn.)
Лиственница сибирская
Отряд жесткокрылые (Coleoptera) Семейство короеды (Scolytidae)
Большой еловый лубоед (Dendroctonus micans Kug.)
Ель колючая
Большой сосновый лубоед (Tomicus piniperda L.)
Сосна кедровая сибирская
Гравер (Pitiogenes chalcographus L.) Ель колючая, сосна кедровая сибирская Полосатый древесинник (Trypodendron lineatum Ol.)
Сосна кедровая сибирская
87
Выявленные нами виды макрочешуекрылых совпадают с приведенным списком для Ленинградской области (Державец, 1986).Это обстоятельство свидетельствует о значительной адаптивной способности аборигенных видов, вовсю использующих древесные интродуценты.
Приведенный список вредителей интродуцентов не является исчерпывающим, видовая принадлежность целого ряда видов чешуекрылых уточняется.
Помимо указанных видов было обнаружено много минеров и галлообразователей на лиственных интродуцентов видовая принадлежность которых уточняется.
Литература
1. Державец Ю.А., Иванов А.И., Миронов В.Г., Мищенко О.А., Просолов В.Н.,
Синев С.Ю. Список чешуекрылых (Macrolepidoptera) Ленинградской области.: Тр.ВЭО. Л.: Наука , 1986. С. 186-270.
* * * PESTS OF INTRODUCED PLANTS IN ST.PETERSBURG.
Chesnova S.N. The list of pests of introduced plants in St.Petersburg is composed.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ БИОСТОЙКОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ И КЛЕЁНЫХ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
Чубинская Л.Н., Шестов К.А.*
Увеличение объёмов производства деревянных домов заводского
изготовления требует роста изготовления пиломатериалов, клееных древесных материалов и, как следствие, объёма лесозаготовок.
Повышения долговечности материалов и изделий из древесины можно достичь путём применения в домостроении конструктивных элементов из древесины и клеёных материалов повышенной биостойкости, что, в свою очередь, позволит сберечь лесные ресурсы.
С целью обоснования выбора древесных материалов для строительства были проведены исследования биостойкости древесины лиственницы, сосны, фанеры повышенной водостойкости из соснового и берёзового шпона, древесностружечной плиты средней водостойкости, облицованной шпоном ясеня (лицевая сторона) и плёнкой на основе бумаг, пропитанных смолами
* Под научным руководством д.б.н., проф. Соловьёва В.А., к.б.н., доц. Чубинского М.А.
88
(оборотная сторона). Испытания проводили по стандартной методике. В качестве тест-организмов использовали базидиальные грибы Coniophora puteana (штамм 7-76)
Биостойкость оценивалась по потере массы образцов под воздействием грибов в течении 56 суток на вермикулитовой среде с добавкой смеси воды и сусла в соответствии 1:1
Результаты исследований представлены в таблице Выводы: Максимальной биостойкостью обладают пиломатериалы из лиственницы
сибирской Наличие в древесных материалах синтетических (феноло- и
карбамидоформальдегидных) клеёв снижает потерю их массы от воздействия тест-организмов.
Таблица Сравнительная биостойкость материалов из древесины
Наименование материала
Начальная влажность, %
Потеря массы, %
Среднее квадратическое отклонение потери массы, %
Коэффициент вариации, %
Пиломатериалы из лиственницы сибирской
1.18 21.63 2.98 13.80
Пиломатериалы из сосны
1.42 38.02 4.85 12.77
Фанера сосновая марки ФСФ, толщиной 9 мм
2.05 34.86 1.70 4.87
Фанера берёзовая, марки ФСФ, толщиной 9 мм (6 клеевых слоёв)
1.98 43.36 3.46 7.97
Фанера берёзовая, марки ФСФ, толщиной 4 мм (2 клеевых слоя)
1.92 62.82 4.04 6.43
ДСП толщиной 13 мм
2.03 37.55 3.37 8.97
* * *
COMPARING OF BIOSTABILITY OF WOOD AND GUMMED WOOD MATERIALS
Chubinskaya L.N., Shestov K.A. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
89
ШИРОКОЛИСТВЕННЫЕ ФОРМАЦИИ В ПОЙМЕ Р. ЛУГА (В ВЕРХНЕМ И СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ).
Шардакова С.А., Лин Е.Н.
Такие широколиственные породы как дуб черешчатый, липа мелколистная,
вяз шершавый на территории ленинградской области находятся на северной границе своего ареала и формируют растительные сообщества, не занимающие больших площадей и не играющих заметной роли в растительном покрове указанного региона. Они формируют свои сообщества, а также встречаются в примеси в древостоях коренных пород на склонах моренных холмов, по берегам озер и поймам рек, на возвышенностях с тяжелыми глинами озерно-ледникового периода (Василевич, Бибикова, 2001). В этих местах вегетация весной начинается позже и широколиственные породы не страдают от поздних весенних заморозков, а осенью микроклимат определяется отепляющим эффектом водных масс. Лимитирующим фактором распространения широколиственных пород дальше на север служит тепловой режим.
В полевой период (август 2005г. и июль 2006г.) нами обследованы широколиственные формации в пойме р. Луга на отрезке от г. Луги до п. Б. Сабск с целью исследования закономерностей распределения широколиственных формаций и ассоциаций на территории поймы и надпойменных террас. В ходе работы было сделано 53 геоботанических и почвенных описания. 1. Кислично-щитовниковая ассоциация. В формации дуба в древесном ярусе
к дубу примешиваются осина, ольха черная в 1-м ярусе. Во 2-м ольха серая и ель. Обилен подрост дуба и ольхи черной. В подлеске лещина, рябина и черемуха. В травяном ярусе доминирует щитовник подобный и кислица. В этой ассоциации присутствуют неморальные виды: звездчатка дубравная, будра плющевидная, пролесник многолетний.
2. Папоротниково-таволговая ассоциация. В липняковой формации. Состав древостоя 6Лп3Д1Яс, средний диаметр древостоя составляет 21м, а диаметр -20 см. Сомкнутость подроста-70%, из них липы 10%, дуба 10%, вяза 50%. В подлеске преобладает черемуха, реже встречается рябина и малина. Проективное покрытие ТКЯ-70%. Преобладает таволга вязолистная (15%), страусник (15%) и кочедыжник женский (10%). Кроме того, встречаются звездчатка дубравная (5), крапива двудомная (5), будра плющевидная (3), сныть (3).
3. Крапивно-таволговая ассоциация. В вязовых и дубовых формациях в центральной зоне поймы р. Луга. В древостое главные породы занимают по 10 единиц в составе. В подросте вязовых формаций преобладает вяз гладкий, а в формации дуба встречается подрост дуба черешчатого, вяза шершавого, осины и ольхи серой. В подлеске обильно произрастают черемуха, смородины черная и красная. В травяно-кустарничковом ярусе доминирует таволга и крапива. В дубняке преобладают такие виды как ландыш, хвощ
90
лесной и осока острая, а также присутствуют такие неморальные виды как: звездчатка дубравная, будра плющевидная, мятлик дубравный, купырь лесной, вороний глаз, купена лекарственная.
4. Крапивно-снытевая ассоциация. Наиболее распространенная и часто встречаемая ассоциация (В.И. Василевич, Т.В. Бибикова, 2002г.). Доминантными видами являются -сныть обыкновенная (15%) и крапива двудомная (10%). Общее проективное покрытие ТКЯ- 55%. Среднее количество видов-30. Почвы влажные, супесчаные или песчаные, мезоэфтрофные.
5. Разнотравно-крапивная ассоциация. Встречаются в вязовниках и дубняках поймы р. Луга на прирусловых и притеррасных зонах поймы, склонах южной, юго-восточной и юго-западной экспозиции. Основные породы вяз и дуб имеют по 10 единиц в составе. В подросте произрастают липа мелколиственная, ольха серая, дуб черешчатый, черемуха. В подлеске имеются жимолость, смородина красная, волчеягодник, роза майская, лещина. В ТКЯ преобладает крапива, хвощ луговой. Среднее количество видов в ассоциации 15-20. Из неморальных видов встречаются: ландыш майский, будра плющевидная, сныть обыкновенная, мятлик дубравный, купырь лесной, гравилат городской. Почвы влажные и богатые.
6. Разнотравно-орляковая ассоциация встречается в дубняках на исследованном отрезке поймы р. Луга. Состав древостоя 8Д2Олчер. В подросте преобладает дуб черешчатый, встречаются ясень и липа. Подлесок состоит из черемухи, калины, крушины и малины. Общее проективное покрытие ТКЯ-60%. Среднее количество видов-36. Доминантами являются папоротник орляк- до 10-15% и группа неморальных видов. Почвы влажные на слоистых аллювиальных песках.
7. Хвощовая ассоциация встречается в липняках и вязовниках прирусловой зоны поймы р. Луга на склонах юго-восточной и юго-заподной экспозиции. Состав подроста и подлеска сходен с разнотравно- орляковой ассоциацией. В ТКЯ преобладает хвощ зимующий, что довольно редко. В ассоциации группа неморальных видов представлена звездчаткой дубравной, ландышем майским, будрой плющевидной, снытью обыкновенной, чиной весенней, фиалкой ривиниуса, медуницей, ветреницей дубравной и копытнем лекарственным. Количество видов в ассоциациях колеблется от 20 до 29. Почвы влажные с проточным увлажнением.
8. Разнотравно-снытевая ассоциация в липняке центральной зоны поймы. В подросте основу составляют ясень и липа. В подлеске произрастают смородина альпийская, жимолость, черемуха, волчеягодник. Покрытие ТКЯ составило 40%. Из них 5% занимает сныть обыкновенная, 5%- ландыш майский, 5%- зеленчук желтый, 5%- медуница, 3%-купена лекарственная, 3%-золотарник, 2%-перловник поникающий, 2%-бор развесистый и другие виды с проективным покрытием один и менее процента.
9. Разнотравно-зеленчуковая ассоциация в липово-вязовой формации расположенной в притеррасной зоне поймы на склоне восточной экспозиции.
91
Состав древостоя 5Лп5Яс, средняя высота яруса-18 м., диаметр-20 см. под пологом обилен подрост липы и ясеня. В подлеске - смородина альпийская, жимолость, калина. Общее проективное покрытие ТКЯ- 25%. Доминантом является зеленчук желтый-10%. Также, со значительным проективным покрытием встречаются - крапива двудомная-4%, сныть обыкновенная-4%, печеночница благородная-4% и ландыш майский-3%. Количество видов в ассоциации составляет 15.
В настоящее время площади занятые широколиственными формациями резко сократились под воздействием вырубок, пострадали от пожаров, распашки, выпаса скота и т.д. Наши исследования помогут в сохранении этих формаций на территории Лен. области, т.к. поймы рек - это своеобразные рефугиумы, которые являются местом формирования и сохранения широколиственных формаций.
Литература: 1. Василевич В. И., Бибикова Т. В. Широколиственные леса Северо-Запада
европейской части России. II. Типы липовых, кленовых, ясеневых и ильмовых лесов// Бот. журн. 2002. СПб. Т. 87. №-2. С. 48-61.
2. Василевич В. И., Бибикова Т. В. Широколиственные леса северо-запада Европейской России. I. Типы дубовых лесов // Бот. журн. 2001. СПб.Т. 86. №7. С. 88—101.
NEMORAL FORESTS IN FLOODPLAIN R. LUGA (IN THE TOP AND
AVERAGE WATERCOURSE CURRENT). Shardakova S.A., Lin E. N.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The types of oak forests were discussed in the previous contribution. In this publication we describe plant associations with other nemoral tree species dominating in the tree layer. They occur all over the territory of the floodplain river Luga in the middle boreal zone in the Leningrad region, but never form a significant part of the vegetation cover. They occupy sites in floodplains, on slopes of moraine hills, on the lake beaches. Eight associations of these forests were distinguished separately for each dominant tree species.
92
Секция 1в. «Научные основы мониторинга лесов, информационных систем и технологий в лесном комплексе.
Чрезвычайные ситуации в природной среде»
Section 1c. “Information Systems and IT science in forest inventory and management. Emergency situations in nature
environment”
93
ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ЛЕСНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ.
Любимов Д. А.
На современном этапе развития лесного хозяйства одной из его
неотъемлемых частей становятся геоинформационные системы (ГИС). Они позволяют создавать электронные картографические материалы всех видов, постоянно повышать их точность, создавать неограниченные базы данных, что в свою очередь позволит отслеживать динамику многих процессов, более оперативно анализировать данные лесоустройства и т.д.
Особенность ГИС заключается в том, что электронные карты создаются на основе материалов аэрофотосъемки и топографических карт, привязанных к системе координат, а также с использованием уже созданных электронных карт, зарегистрированных в местной или национальной системе координат.
Геодезическая привязка лесных планов и карт служит основой для создания геометрически достоверной по местоположению и конфигурации лесных площадей основы. В Российской Федерации принята референциальная система координат СК-95, но она является переходной на период внедрения государственной геодезической сети, основанной на спутниковых технологиях ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система). Эта система состоит из трех базовых блоков:
- космического; - контроля и управления; - пользовательского.
ГЛОНАСС является аналогом американской системы GPS. Важным аспектом создания ГИС является точность исходных материалов.
В данной работе проводится оценка геометрической точности картографического произведения, на основе которого в последующем будет создаваться электронные лесные карты разных тематик.
Исходный материал – карта Лисинского учебно-опытного лесхоза, выполненная в масштабе 1:100,000. Карта ЛУОЛХ прошла растеризацию с помощью сканера формата А4 с разрешением в 300 пикселей. Данное разрешение было выбрано для того, чтобы растровое изображение имело достаточную точность и читалось при многократном увеличении.
Для оценки геометрической точности используется компьютерная программа MapInfo Professional 7.5. Цифровое изображение привязывается к уже существующей электронной карте с координатами Ленинградской области, содержащей информацию о ее границах, реках, озерах, дорогах, городах и поселках, по трем, шести и девяти точкам. В качестве точек привязки берутся хорошо видимые точечные и линейные объекты, такие как места пересечения дорог, впадения рек, ручьев в озера и т.д. Привязка велась со значением мантиссы координат в пять знаков после запятой. Примеры измеренных определенных при помощи GPS координат опорных точек приведены в таблице
94
1. При совмещении растра с электронной картой программа создает файл привязки с расширением mit и с именем, идентичным имени растра.
Таблица 1. Координаты точек привязки.
№ точки Координата х Координата у Место на карте 1 30,58520 59,45502 Перекресток ур. Косые Мосты 2 30,71583 59,43117 Перекресток на малиновку со
стороны Тосно 3 30,74508 59,33527 Перекресток на ж/д ст.Кастенская 4 30,61807 59,34983 Поворот Кузнецовского канала в
148 квартале 5 30,78772 59,35187 Место впадения руч.Негиля в
р.Тосна 6 30,74999 59,38534 Место впадения р.Сердце в
р.Лустовка 7 30,72422 59,36653 Пересечение р.Сердце кастенской
автодоргой 8 30,59440 59,32327 Место впадения кузнецовского
канала в Кузнецовское озеро 9 30,68057 59,28171 Место слияния Кудровской
канавы и руч.Суйца
Исследование геометрической точности проводилось путем измерения длин квартальных просек на растровом изображении при трех-, шести- и девяти - точечной привязке. Расстояния измерялись при помощи встроенной функции «Линейка» в программе Mapinfo Pro7.5, с точностью до 1 метра. Количество измерений составило 264 (66 кварталов) при каждом способе привязки.
Полученные данные сравниваются с истинными. В данной статье они не приводятся. За истинные принимаются значения, измеренные по карте-схеме Лисинского учебно-опытного лесхоза в масштабе 1:50,000 при помощи циркуля-измерителя и геодезического транспортира ТГ-А.
Сравнение и расчеты велись в программе Microsoft Excel XP. В ходе расчетов были найдены важнейшие показатели, такие как систематическая(σсист) и среднеквадратическая(σсркв) ошибки, а также процент систематической ошибки (σсист%).
Результаты измерений длин квартальных просек на эталонной карте-схеме ЛУОЛХ и на зарегистрированном, с разным количеством опорных точек, растровом изображении были использованы для оценки точности.
Оценка проводится путем сравнения величин систематических и среднеквадратических ошибок.
Систематические ошибки вычислялись по формуле:
σсист =Σ х/n, где Σх – сумма отклонений экспериментальных данных от истинных;
95
n – количество наблюдений. Среднеквадратические ошибки вычислялись по формуле:
σсредн= √Σх2/n-1, где Σх2 – сумма квадратов исправленных данных от истинных;
Результаты вычислений приведены в таблице№2.
Таблица2 Систематические и среднеквадратические ошибки.
Ошибки Количество опорных точек 3 6 9
Систем. (м) -13,95 -16,39 -14,81 Систем. (%) -1,31 -1,51 -1,44 Среднекв. (%) 2,96 2,91 2,98
Данные, приведенные в таблице№2 показывают, что при всех вариантах
регистрации растра наблюдается систематическое занижение длин квартальных просек, которое не превышает двух процентов. После исключения систематической ошибки среднеквадратические ошибки варьируют в очень узких пределах и составляют в среднем три процента.
Таким образом, ошибки привязки растра в любом варианте не превышают пределов действующей лесоустроительной инструкции и «Наставления по разработке и созданию лесных электронных карт».
Для объектов, площадь которых не превышает 30000 га лучшие показатели точности обеспечивает использование 3х опорных точек равномерно распределенных по территории лесхоза.
Большее количество опорных точек улучшает привязку отдельных частей растра, но вызывает неравно мерную деформацию изображения в целом.
Для обеспечения большей точности регистрации растра необходимо размещать опорные точки равномерно по всей площади изображения или ограничиваться тремя опорными точками, расположенными вдоль длинных сторон растра.
Данная работа должна быть продолжена для объектов разной величины, конфигурации и уровнем обеспечения хорошо заметными ориентирами – потенциальными точками привязки.
Литература:
1. Атрощенко О.А., Пушкин А.А. Технология создания автоматизированной системы лесного картографирования// Труды БГТУ. Сер.1. Лесное хозяйство. Минск, 2002, вып.Х. с. 63-67.
2. Атрощенко О.А., Нестеренок В.Ф. Геодезическое обеспечени ГИС «Лесные ресурсы». // Труды БГТУ. Сер.1. Лесное хозяйство. Минск, 2002, вып.Х. с.60-63
* * *
96
EVALUATION OF THE GEOMETRIC ACCURACY OF THE FORESTRY ELECTRONIC MAPS
Lubimov D.A. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
This paper is dealt with evaluation of the linear accuracy of forestry electronic maps. Forestry map (the map of Lisino research and experimental forest) was registered on the basic electronic map of Leningrad region with 3, 6 and 9 principal points. Levels of deformation in each case were measured and determinate. Systematic and mean squares errata were calculated and analyzed. It was fined out that 3 principal points made the map accurate enough for forestry purposes.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОНАВИГАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА GPS ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ НА МЕСТНОСТИ В
ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Нешатаев М.В.
При проведении полевых экспедиционных исследований участникам
маршрутных групп часто приходится ориентироваться на местности в условиях плохой видимости или при неблагоприятных погодных условиях: в туман, в дождь, в метель, в темное время суток. Утрата видимых ориентиров не позволяет определять положение на местности (привязываться к координатам) с помощью компаса и карты, что нередко создает опасную ситуацию для маршрутной группы и может привести к возникновению чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с риском для жизни и здоровья людей. По нашему опыту, для предотвращения подобных ЧС целесообразно использовать персональный электронный радионавигатор GPS, имеющий размеры мобильного телефона (масса - 150 г). При этом следует иметь в виду, что, вопреки распространенному мнению, GPS-навигатор не заменяет умение ориентироваться на местности с помощью карты и компаса, а лишь упрощает процесс определения географических координат.
Электронное радионавигационное устройство GPS применяют для привязки точек по маршруту исследований к географической координатной сетке, а также для определения абсолютной высоты местности, скорости и направления движения, отслеживая сигналы, посылаемые спутниками GPS. Каждый из 24 спутников дважды в день огибает Землю по точным орбитам и передает информацию о своем местоположении. Для точного определения местоположения необходима хорошая радиовидимость спутников, т.е. отсутствие препятствий на пути распространения сигнала от спутника до GPS-приемника. Сигналы не проходят через горы холмы, здания, людей, металл, сомкнутый лесной полог. Они также могут быть ослаблены радиопомехами
97
работающего рядом радиопередатчика. Обычно в любой точке Земли над горизонтом находятся от 4 до 8 спутников GPS. Для определения трехмерных координат (широты, долготы и высоты над уровнем моря) GPS-приемнику необходимо принять сигналы от 4 спутников. Для определения двухмерных координат (широты и долготы) ему достаточно уловить сигналы от 3 спутников. После того, как GPS-приемник найдет достаточное количество спутников, он определяет местоположение пользователя, направление и скорость его передвижения. На его экране отображаются местоположение пользователя в двух координатах (широта и долгота) или в трех координатах (широта, долгота и высота над уровнем моря). Помимо отображения местоположения (географических координат) прибор содержит встроенные одометр (измеритель пройденного пути), компас и часы. Зафиксированные путевые точки можно записывать в память прибора и использовать при прокладке курса на карте, введенной в запоминающее устройство GPS-приемника. Работая в режиме «Магистраль» (TRAIL), прибор с помощью графического изображения показывает направление на выбранную путевую точку, расстояние до нее, курс и скорость передвижения. Работая в режиме «Указатель» (POINTER), прибор с помощью графического отображения стрелки компаса показывает направление на выбранную точку прибытия, а с помощью вращающегося изображения шкалы компаса – направление движения. Имеется индикатор отклонения от курса, который фиксирует любые изменения в направлении передвижения. Однако необходимо помнить, что этот режим работает только во время движения по маршруту, а в неподвижном состоянии прибор не может определять стороны света. Поэтому кроме GPS-приемника необходимо всегда иметь с собой обычный магнитный компас.
Информация, необходимая для управления навигатором, содержится на четырех экранных страницах: «Спутники» (SATELITES) , «Карта» (MAP), «Указатель» (POINTER) и «Меню» (MENU). На странице «Спутники» показано получение сигналов от спутников. Чем короче столбики, тем слабее радиосигналы. Когда радиосигналы от спутников ослабевают, следует изменить местоположение для лучшего приема сигналов. На странице «Карта» показано местонахождение пользователя. Изображение движется, указывает направление движения пользователя и оставляет «след» в памяти (запись пути). Здесь также показаны названия точек и их символы. Для лучшего отображения местоположения пользователя в пространстве, навигатор автоматически поворачивает изображение на экране по мере движения.
Работает GPS-навигатор от двух элементов питания типа R-6 (АА). В нормальных условиях (в экономичном режиме) GPS-навигатор работает до 22-х часов от двух батареек. При использовании его на маршруте он способен непрерывно работать до 4-х часов, после чего излучаемый им радиосигнал ослабевает, и комплект батареек следует заменить. Исходя из нашего опыта, всегда необходимо иметь с собой запасной комплект батареек в герметичной упаковке. Рекомендуемое количество элементов питания на 1 месяц полевых работ – не менее 4-х комплектов (8 батареек). Желательно приобретать более
98
емкие и длительно работающие батарейки. При наличии доступа к источникам электроэнергии, возможно использование аккумуляторов. В набор приспособлений для GPS-навигатора входят: адаптер для присоединения к автомобильному “прикуривателю”, подключающий навигатор к автомобильной электросети, а также кабель передачи данных от компьютера к навигатору и кабель подключения GPS-навигатора к внешним устройствам.
Следует иметь в виду, что точность определения координат GPS-навигатором обычно составляет 15 м и в некоторых случаях точность навигатора может упасть до 100 м. Точность специально понижается владельцем GPS-системы - министерством обороны США, путем внесения случайной ошибку в сигналы спутников. При помощи опорных радиомаяков DGPS навигатор может повысить точность привязки к координатной сетке до 1-5 м.
Перед началом работ необходимо определить с помощью азимута на Полярную звезду или по карте магнитное склонение (отклонения направления на истинный полюс (TRUE NORTH) от направления на магнитный полюс MAGNETIC) и ввести в «Настройки интерфейса» GPS-навигатора значение склонения и выбрать то, каким азимутом вы будете пользоваться, магнитным или истинным. Это необходимо сделать для согласованного использования магнитного компаса и GPS-навигатора.
Перед выходом в маршрут следует определить с помощью GPS-навигатора координаты лагеря и записать их в память устройства и запомнить (лучше записать) номер точки или ее название, внесенное в память устройства. Необходимо взять с собой обычный магнитный компас, карту и запасные батарейки в герметичной упаковке. По мере движения по маршруту полезно определять координаты точек поворота дороги, тропы, места схода с тропы (дороги), опасных и труднопроходимых участков и др. точки, выход на которые или их обход которых обеспечат безопасное возвращение в лагерь. Для определения расстояния до нужной точки от точки стояния и направления на нее в «Меню» следует выбрать «Точки» (WAYPOINTS) и запустить режим «Перемещение» (GOTO).
Публикация подготовлена по проекту РПН.2.2.3.2.8296 целевой программы Минобрнауки РФ в 2006г.
* * * THE USE OF THE PERSONAL ELECTRONIC RADIO NAVIGATOR GPS FOR
THE GETTING ONE’S BEARINGS IN THE FIELD Neshatayev M.V.
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Methods of the GPS-navigator usage were studied and discussed. It was shown that the navigator allowed getting one’s bearings, coordinates (altitude, longitude, latitude), the distance to selected points, etc. Thus it is useful in field investigations for accident prevention ensuring the safety. Nevertheless, one should be always be prepared and capable of navigating without the GPS-navigator.
99
ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОПАТОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЗА
БОЛЬШИМ СОСНОВЫМ ЛУБОЕДОМ (TOMICUS PINIPERDA L.)
Поповичев П.Б.
Большой сосновый лубоед (Tomicus piniperda L.) является наиболее
агрессивным видом из короедов, заселяющих сосну обыкновенную в Ленинградской области. Жуки начинают летать в апреле, проходят дополнительное питание в кронах деревьев, и заселяют ослабленные деревья.
Осенью молодое поколение проходит дополнительное питание в кронах и только затем уходит на зимовку. Ущерб, наносимый лубоедом сосновым древостоям достаточно велик. С целью получения достоверной и оперативной информации о состоянии популяции большого соснового лубоеда и своевременного принятия решений по применению эффективных защитных мероприятий против данного вида в рамках лесопатологического мониторинга была организованна сеть постоянных пробных площадей в сосновых лесах Ленинградской области.
Основными задачами лесопатологического мониторинга являются: 1. слежение за состоянием лесных насаждений, изменением численности
и состояния популяций вредных насекомых; 2. систематическое обобщение и анализ результатов мониторинга; 3. составление прогнозов развития лесопатологической ситуации; 4. обоснование и принятие решений по защите лесов и предотвращению
ущерба с учетом экологической и экономической целесообразности. Лесопатологический мониторинг был организован на двух уровнях:
локальном и региональном. Локальный мониторинг был организован в сосновых лесах курортной и
лесопарковой зон Санкт-Петербурга. Было заложено 6 постоянных пробных площадей.
Региональный мониторинг организован на территории Ленинградской области, общее количество постоянных пробных площадей составило 14, с учетом локальной сети. Схема расположения пробных площадей представлена на рисунке 1.
Планируется заложить еще несколько постоянных пробных площадей в южной и восточной частях области.
Постоянные пробные площади закладывались размером 50х50м, площадью 0,25 га, в насаждениях с разными лесорастительными условиями и разного возраста. Все деревья на пробных площадях нумеровались масляной краской. На пробных площадях измерялся диаметр деревьев, определялось их состояние по 6-и бальной шкале (Мозолевская, 1984; Санитарные правила…, 1992). Местоположение площадей фиксировалось с помощью системы спутниковой навигации GPS.
100
Камеральная обработка собранных материалов предусматривала определение среднего балла состояния насаждения. Осенью деревья заселенные большим сосновым лубоедом использовались в качестве модельных. Короедные модели анализировались по одной палетке взятой посередине района поселения.
Определялись следующие популяционные характеристики: 1. плотность популяции (шт./га); 2. плотность поселения (количество маточных ходов шт./дм2 ); 3. плодовитость кол-во откладываемых самкой яиц (определяется по
количеству яйцевых камер); 4. энергия размножения; а также: 5. длина маточных ходов; 6. протяженность районов поселения; 7. интенсивность дополнительного питания; 8. характер расположения заселяемых деревьев (случайный, равномерный,
групповой). В результате исследований было установлено, что состояние насаждений на
большей части пробных площадей относится к категории «здоровые». Насаждения, испытывающие сильные рекреационные нагрузки (пробная площадь № 11) и страдающие от загрязнения окружающей среды (пробная площадь № 6) имеют признаки ослабления.
Анализ собранных материалов показал, что в дальнейшем количество пробных площадей следует увеличить. Однако для снижения трудоемкости работ и охвата большей территории планируется закладывать в основном временные пробные площади с использованием метода не провешенных ходовых линий.
После камеральной обработки материалов по анализу модельных деревьев будут сделать выводы о состоянии популяции большого соснового лубоеда и целесообразности проведения защитных мероприятий.
101
Рис.1 Схема расположения постоянных пробных площадей
Литература
1. Мозолевская Е.Г, Катаев О.А, Соколова Э.С. Методы лесопатологического обследования очагов стволовых вредителей и болезней леса. – М.: Лесная промышленность, 1984. – 152 с.
2. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. – М.: Экология, 1992. – 16 с.
* * * ORGANIZING OF FOREST PATHOLOGY MONITORING
FOR TOMICUS PINIPERDA L. Popovichev P.B.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
The local and regional net of permanent plots are established. First results are obtained.
102
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОПАСНОСТИ В ЛЕСАХ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ БОЛОВСКОГО РАЙОНА
Сваричевский В.А.*
Нахождение в лесу студентов при проведении учебных практик, населения,
при сборе грибов, ягод и т.п., и других категорий людей, они могут попасть в чрезвычайные ситуации. Одним из показателей, которые являются распознаванием такой ситуации, является знание факторов и опасностей.
Факторы, вызывающие опасности, строятся на системе показателей, объединенных в следующие группы (Научно-методическое …, 2006): 1. положение в системе комплексного природного районирования, 2. положение в ландшафте, признаки рельефа, 3. тип биогеоценоза (экосистемы), 4. метеорологические показатели, 5. наличие и степень развития техногенных объектов.
Таким образом, в системе комплексного природного районирования определяет общий характер климата территории, её геологическое и геоморфологическое строение, совокупность определенных типов природных биогеоценозов. В значительной степени влияет на определенные геологические, гидрологические, метеорологические опасные явления и процессы, биологические опасности и природные пожары.
Положение в ландшафте, признаки рельефа с учетом зонального и провинциального положения территории в системе природного районирования оказывают прямое влияние на возможность возникновения определенных геологических, гидрологических опасных явлений.
Было проанализировано наличие потенциальных опасностей в лесах Бологовского района Тверской области.
По природным условиям расположение Бологовского р-на относиться к зоне смешанных и хвойных лесов. Климат в районе расположения умеренно-континентальный, со значительными отклонениями в сторону смягчения или увлажнения за счет атмосферных влияний Атлантического океана и Балтийского моря.
Для Бологовского района ниже приведена краткая характеристика опасностей по видам.
Анализ наличия опасностей по ГОСТам и материалам отчета (Научно-методическое …, 2006) в районе показал, что из приведенных 15 метеорологических опасностей, 11 (73 %) может произойти.
К опасным метеорологическим явлениям относятся: сильный ветер и ураган; сильный дождь; ливень; продолжительные дожди; сильный снегопад; сильная метель (в полевой весеннее - осенний период); крупный град; сильный
* Работа была выполнена под руководством доцента А.А. Егорова.
103
гололед (сложное отложение); сильная жара; заморозки; сильный продолжительный туман.
Анализ наличия опасностей по ГОСТам и материалам отчета (Научно-методическое …, 2006) в районе показал, что из приведенных 9 геологических опасностей, 2 (22,2%) может произойти.
К опасным геологическим явлениям относятся: просадка в лессовых грунтах; переработка берегов, абразия.
Анализ наличия опасностей по ГОСТам и материалам отчета (Научно-методическое …, 2006) в районе показал, что из приведенных 11 гидрологических опасностей, 2 (18%) может произойти.
К опасным гидрологическим явлениям относятся: сильное волнение (ветер со скоростью более 10 м/с); тягун, ветер.
Анализ наличия опасностей по ГОСТам и материалам отчета (Научно-методическое …, 2006) в районе показал, показатели возникновения природных пожаров.
Природные пожары – это неконтролируемое горение растительности или торфа и других горючих ископаемых стихийно распространяющееся по территории. В это понятие входят лесные пожары, пожары степных и хлебных массивов, торфяные и подземные пожары горючих ископаемых. В зависимости от характера возгорания и состава леса пожары подразделяются на низовые, верховые, почвенные. Но все виды пожаров, могут возникнуть только по вине человека.
Анализ наличия опасностей по ГОСТам и материалам отчета (Научно-методическое …, 2006) в районе показал, что из приведенных 8 биологических опасностей, 6 (75%) может произойти.
Виды возникновения биологических опасностей: поражение клещевым энцефалитом или болезнью Лайма; укусы змей; нападение зверей (Волк – все зоны, преимущественно зимой и ранней весной. Одичавшие, безнадзорные собаки – все районы.); укусы пчел, ос, шершней; заражение трихенелезом; отравление растениями и грибами.
Анализ наличия опасностей по ГОСТам и материалам отчета (Научно-методическое …, 2006) в районе показал, что из приведенных 8 техногенных опасностей, 8 (100%) может произойти.
К техногенным опасностям относиться: 1. Промышленное воздушное загрязнение газами, пылью и тяжелыми
металлами. Воздушные промышленные выбросы в атмосферу в рабочем режиме предприятия, аварийные выбросы, аварии, передвижения в тропосфере воздушных масс, направление ветра, рельеф местности. Техногенные и урбанизированные территории, Крупные промышленные комбинаты, города с развитой промышленностью. Например: ЗАО завод «Строммашна», ОАО «Арматурный завод», ГУ АРЗ-75 МО.
2. Химическое загрязнение водоемов и подземных вод стоками. 3. Биологическое загрязнение водоемов и подземных вод стоками. Выбросы
животноводческих комплексов и ферм, мясоперерабатывающих и других
104
пищевых производств, аварии на них, направления течения в водоемах и подземных водах, рельеф местности. Территории животноводческих комплексов и ферм, мясоперерабатывающих и других пищевых производств. Водоемы расположенные вблизи предприятий пищевой промышленности и животноводства, расположение этих предприятий выше по течению реки. Цветение воды, запах и др. Например: ОАО «Бологовский молокозавод», ОАО «Бологовский мясокомбинат».
4. Разрывы трубопроводов. 5. Транспортные происшествия и аварии. 6. Происшествия и аварии, связанные со специальными лесными машинами. 7. Радиационное загрязнение. Остаточное радиационное загрязнение, аварии
на радиационно-опасных объектах. Во всех районах, где находятся радиационно-опасные объекты. Показатели дозиметра, превышающие нормативы. Например: Калининская АЭС.
8. Гидродинамические аварии. Плохое техническое состояние, обслуживание. Во всех районах, где находятся гидротехнические сооружения. Наличие гидротехнических сооружений, быстрое пребывание воды, взрыв. Например: Вишневолоцкое водохранилище.
Таким образом из всех приведенных выше анализов по ГОСТам и материалам (Научно-методическое …, 2006). Можно сделать следующий вывод, что из всех 51 опасностей может произойти всего лишь 29 (57%) опасностей.
Литература
Научно-методическое обеспечение профилактики чрезвычайных и кризисных ситуаций при проведении учебных практик на объектах вузов лесного профиля. Научный отчет за 1 полугодие 2006 г., рук. В.Т. Ярмишко. 2006. 135 с.
* * *
POTENTIAL DANGERS IN FORESTS OF BOLOGOVSKIY DISTRICT, TVER REGION
Svarichevskiy V.A. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
It made analyses existence of potential dangers in forest of Bologovskiy raion Tver region. It was determinate 23 dangers (53%) from 51 dangers.
105
Секция 2. Механическая технология переработки древесины
Section 2. Mechanical technology of wood processing
106
ОЦИЛИНДРОВКА БРЕВЕН НА ОСНОВЕ ТОЧЕНИЯ
Сергеевичев А.В.
Точение – процесс обработки древесины резанием, при котором из
заготовки получается тело вращения по заранее заданному профилю /1/. При точении срезается винтовая или спиральная непрерывная стружка.
В настоящее время, в основном, применяют следующие приемы точения: 1. Осевое точение, при котором вершина режущего лезвия резца находится на уровне зажимов, а резец во время точения перемещается вдоль оси вращения детали. Принципиальная схема осевого точения древесины с указанием основных геометрических параметров и описанная в работе /2/ представлена на рис. 1. 2. Тангенциальное точение с продольной подачей резца, когда часть режущего лезвия, формирующая поверхность обработки, перемещается параллельно оси вращения детали в плоскости, касательной к контуру окружности детали; с поперечной подачей, при которой режущее лезвие расположено параллельно или под углом к оси вращения детали и перемещается в направлении, перпендикулярном оси вращения детали в плоскости, касательной к контуру окружности детали. 3. Радиальное точение, при котором режущее лезвие резца находится на уровне оси зажимов, и резец перемещается по радиальному направлению.
Рис. 1. Принципиальная схема осевого точения древесины.
107
В процессе точения древесины обрабатываемое изделие и режущий
инструмент перемещаются друг относительно друга, причем резец срезает часть древесины (стружку) определенного размера и формы.
Для того чтобы удалить с поверхности изделия слой древесины, необходимы одновременно два движения: вращение изделия вокруг своей оси и непрерывное поступательное движение резца – вдоль оси изделия в случае продольного точения и перпендикулярно оси в случае радиального и тангенциального точения с поперечной подачей.
При точении на обрабатываемой заготовке имеются поверхности: обрабатываемая поверхность, поверхность резания и обработанная поверхность. Поверхность, с которой снимается слой древесины (припуск), называется обрабатываемой. Поверхность, полученная после снятия припуска, называется обработанной. Поверхность, образуемая непосредственно режущим лезвием резца на обрабатываемой заготовке, называется поверхностью резания. Часть поверхности резания, примыкающая к обработанной поверхности, остается на обрабатываемой детали в виде гребешков (резьбы) и является частью обработанной поверхности. Другая же, большая часть поверхности резания срезается за последующий оборот резания вместе со стружкой. Таким образом, поверхность резания при точении древесины является промежуточной поверхностью, и шероховатость ее еще не характеризует, в какой бы то ни было степени, качество обработанной детали.
Геометрически, толщина стружки при точении равна линейному расстоя-нию между последовательными положениями следов пересечения винтовой по-верхности резания плоскостью, проходящей через ось вращения обрабатываемой поверхности.
Выводы: 1. Анализ существующего оборудования для оцилиндровки бревен показывает, что, несмотря на разнообразие типов станков, эффективность оцилиндровки не соответствует современным требованиям и зависит от многих факторов. Необходимо дальнейшее совершенствование оцилиндровки бревен, конструкций и параметров режущего инструмента. 2. Исследования кинематики движения бревен и режущего инструмента, а также используемых типов резания показывает, что с точки зрения уровня энергозатрат при оцилиндровке предпочтительнее использовать точение.
Литература: 1. Пижурин А.А. Основы процесса точения древесины. М.: ГБЛИ, 1963. 117с. 2. Пигильдин Н.Ф. Окорка лесоматериалов. М.: Лесная пром-ть, 1982. 192с.
* * *
FANCING BASED ON ROLLING Sergeevichev A.V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
108
The comparative characteristic of productivity and accuracy of processing of machine tools of a through passage and item type is given. Perspective directions of improvement of operational properties item rotor machine tools for fancying are given.
СОСТОЯНИЕ И ПУТИ РАЗВИТИЯ ДОМОСТРОЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОЦИЛИНДРОВАННЫХ БРЕВЕН
Сергеевичев А.В., Черных П.П.
В настоящее время, в отечественном и зарубежном деревообрабатывающем
производстве быстрыми темпами развивается домостроение с использованием различных материалов, включая древесину. В основном это коттеджи, одноэтажные жилые дома, фермерские постройки, дачи, садовые домики и др. Для их изготовления используются: панели на основе портландцемента, песка и отходов деревообработки; кирпичи; цементно-волокнистые плиты; древесностружечные плиты; теплоизоляционные материалы и антипирены. Применение в деревянном домостроении большого набора плитных материалов требует решения ряда экологических вопросов, связанных с безопасностью для жизни и здоровья человека. Кроме того, изготовление и сборка таких построек – дорогостоящие и трудоемкие процессы, которые трудно поддаются механизации и автоматизации.
Бревна, это традиционный строительный материал для изготовления жилых домов и других сооружений. Особенно эффективно используются бревна, как экологически чистый материал, в странах богатых лесами (Финляндии, Швеции, Канады, России и др.). Население же многих регионов, особенно северных, желает жить в бревенчатых домах, удобных, теплых и экологически чистых, несмотря на их более высокую стоимость (5-20%). Бревна, особенно хвойных пород, традиционный природный строительный материал, который благодаря своим форме и физико-механическим свойствам позволяет автоматизировать процессы изготовления и сборки деревянных изделий в домостроении.
В ведущих, в данной области, странах (Финляндия, Швеция, Канада, Германия, США, Россия) с целью механизации и автоматизации изготовления бревенчатых домов разработано и применяется различного рода оборудование для оцилиндровки бревен, фрезерования продольного желоба, получения поперечных чаш, сверления отверстий под шконты, выпиливания компенсационных прорезей и пазов и выполнения других необходимых технологических операций для получения требуемых, формы и профиля детали. При сборке дома или другого изделия из оцилиндрованных бревен не требуются операции пригонки и доводки, что значительно снижает трудоемкость и себестоимость готового изделия, при этом существенно повышается
109
производительность процесса. Это обуславливается использованием принципов унификации и стандартизации строительных заготовок из древесины /1/.
В сравнении с другими технологическими операциями оцилиндровка бревен самая ответственная, трудоемкая и энергоемкая технологическая операция, определяющая внешний вид готового изделия и его качество. Поэтому в настоящее время в ведущих в этой области домостроения странах постоянно совершенствуются процессы оцилиндровки бревен, режимы обработки и режущие инструменты. Свидетельством этого является появление на рынке нового, более совершенного оборудования и режущего инструмента для оцилиндровки бревен, а также наличие большого количества патентов на устройство оцилиндровочных станков, их механизмов и агрегатов, а также способов оцилиндровки.
Все оцилиндровочные станки имеют различные конструкции, принцип обработки, режущий инструмент, технологические возможности. Вместе с тем в каждом из них наиболее слабым звеном является процесс оцилиндровки бревен из-за анизотропности древесины, разброса ее физико-механических свойств и других показателей. Поэтому дальнейшее совершенствование конструкции оцилиндровочных станков, узлов резания, режимов обработки и режущего инструмента является актуальным перспективным направлением в научных исследованиях. Это обуславливается все возрастающим спросом на изделия бревенчатого домостроения /2,3/.
Целью работы являлось выявление перспектив развития бревенчатого домостроения из оцилиндрованных бревен; варианты использования оцилиндрованных бревен в домостроении; недостатки существующего оборудования.
В результате проведенных нами патентно-информационных исследований были установлены основные конструктивные варианты использования оцилиндрованных бревен в домостроении.
Характерными из них являются: 1. Оцилиндрованные бревна круглого сечения с конструктивными и
технологическими элементами сборки: желоба, поперечные чаши, отверстия под шконты, компенсационные прорези и пазы;
2. Оцилиндрованные бревна круглого сечения с наличием декоративных конструктивных и технологических элементов;
3. Части оцилиндрованных бревен, полученные путем продольной распиловки, включающие технологические и декоративные элементы.
Варианты 1 и 2 обычно используются в строительстве коттеджей, жилых домов, фермерских построек.
Вариант 3 применяется при производстве легких дешевых построек (садовые домики, ангары, гаражи, складские помещения) /4/.
Поэтому исследование процесса оцилиндровки бревен, оптимизация его технологических параметров, обоснования рациональной геометрии режущего инструмента, надежного способа базирования при обработке бревен является актуальной научно-технической задачей для отрасли. Несмотря на большую
110
гамму используемого оборудования, технологические операции оцилиндровки бревен несовершенны. При оцилиндровке бревен имеет место нестабильное качество обработки, т.е. шероховатость обработанной поверхности. На наружной поверхности оцилиндрованных бревен обнаруживается наличие прижегов, ворсистости, вырывов, сколов и других дефектов. Обоснование эффективного способа оцилиндровки бревен, оптимизация технологических параметров процесса оцилиндровки бревен, создание на ее основе совершенного оборудования и режущего инструмента является актуальной современной научно-технической задачей в домостроении из бревен.
Литература: 1. Сергеевичев А.В. Совершенствование процесса оцилиндровки круглого
сортимента. Сборник докладов молодых ученых на ежегодной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии. СПб.: СПбГЛТА, 2000. Вып.3. С.15-16.
2. Краснов Г.Н. Новые модели оцилиндровочных станков. Деревообработка в России. СПб: 1998. Вып.4. С.32-35.
3. Змушко М.К., Жарков Н.И. Оцилиндровочный деревообрабатывающий станок СОУ-1. Труды БГТУ. Минск: 1994. Вып.2. С.128-131.
4. Деревянные жилые дома и садовые домики на международной выставке «Лесдревмаш-89». Обзорная информация, деревообработка. ВНИПИЭИ. М.: Леспром, 1990. Вып.4. С.32-35.
* * *
CONDITION AND WAYS OF WOODEN BUILDING DEVELOPMENT ON A BASIS OF CYLINDRICAL LOGS Sergeevichev A.V., Chernykh P.P.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Basic results of information researches on an establishment of basic constructive variants of use cylindrical logs in wooden construction are given. Basic lacks of the existing equipment for making cylindrical logs are submitted.
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ
СМАЧИВАТЬСЯ ВОДНОДИСПЕРСИОННЫМИ КЛЕЯМИ.
Тимохов А.С.*
Известно, что способность древесины смачиваться клеями характеризует возможность получения качественного клеевого соединения. В последние годы широкое распространение находят клеи на основе поливанилацетатных дисперсий. Учитывая специфические свойства древесины лиственницы, в первую очередь, большое содержание натуральных смол, проведены
* Научный руководитель д.т.н., проф. Чубинский А.Н.
111
исследования по выбору связующего для изготовления клеёных балок. В качестве основного критерия выбора принята способность древесины смачиваться, оцениваемая углом смачивания µ, определяемая по известной методике с помощью микроскопа МИС-11. Результаты исследований представлены в таблице
Таблица Краевой угол смачивания
Марка клея Структурное направление Угол смачивания, град. Pufas d3
Titeboud
Клейбит 303
Радиальное Тангенциальное
Радиальное Тангенциальное
Радиальное Тангенциальное
62.29 59.09 64.79 61.28 58.96 54.14
Контрольные испытания прочности клеёвого соединения при скаливании по клеевому слою потвердили правильность выбора клея Клейбит 303 для склеивания древесины лиственницы.
* * *
RESEARCH OF DAMPING ABILITY OF WOOD BY WATER-DISPERSIBLE GLUES.
Timokhov A.S. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИЗНОСА ДЕРЕВОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ ОЦИЛИНДРОВКЕ БРЕВЕН
Фурин А.И., Сергеевичев А.В.
Режущий инструмент, осуществляя срезание стружек при резании, и сам подвергается износу под воздействием обрабатываемого материала. Износ, кроме прочих факторов, является результатом трения рабочих граней о стружку и обрабатываемую поверхность и сопровождается удалением части металла, уменьшением его массы и ухудшением режущей способности. Потеря массы инструмента в результате износа к моменту снятия его со станка из-за потери режущей способности очень мала. Но именно вследствие износа этого малого объема металла и происходит в основном затупление инструмента. Это связано с тем, что активная часть режущего инструмента сосредоточена на очень малом участке (лезвии), находящемся в контакте со стружкой и поверхностью обработки изделия. Износ режущего инструмента всегда сопровождается потерей массы и изменением микрогеометрии режущей части (затуплением). Износ и затупление режущего инструмента сложный многофакторный процесс. На степень износа и характер затупления инструментов влияют: физико-механические свойства и структура материала режущих элементов;
112
геометрические и угловые параметры режущих элементов; физико-механические свойства обрабатываемой древесины (порода, влажность, обрабатываемость и др.); условия и режим резания (вид резания, глубина резания, и толщина стружки, скорость резания и подачи); условия и режим работы инструмента (точность, жесткость и колебания инструмента, состояние станка, продолжительность работы инструмента и др.); качество подготовки инструмента к работе (заточка и доводка режущих элементов) /1/.
Для уменьшения износа и затупления необходимо упрочнять режущую часть инструмента. В настоящее время повышение стойкости инструментов осуществляется различными методами: • Совершенствуются инструментальной материалы; • Улучшается конструкция инструментов; • Улучшаются подготовка к работе и режимы эксплуатации инструментов; • Совершенствуются угловые параметры и форма инструментов; • Режущая часть инструментов оснащается твердым сплавом; • Осуществляется местное упрочнение лезвия инструментов.
Методы упрочнения инструментов (с повышением твердости и износостойкости поверхностей при сохранении прочности) различаются между собой физической природой воздействия на инструмент, достигаемыми результатами и эффективностью. В настоящее время существуют следующие методы упрочнения режущих инструментов /2/: • Нанесение на рабочие поверхности износостойких покрытий; • Нанесение на рабочие поверхности антифрикционных покрытий; • Химико-термическое насыщение контактных поверхностей химическими
элементами и соединениями; • Нанесение на поверхности гальванических покрытий; • Воздействие на поверхностный слой инструментов магнитным полем, лучом
лазера, электрической искрой (дугой), холодом и др. для повышения твердости и износостойкости;
• Электроконтактная закалка режущей части; • Электроискровое упрочнение и легирование рабочей поверхности; • Лазерное термоупрочнение режущей части; • Алмазное выглаживание рабочих поверхностей; • Ультразвуковой наклеп поверхности мелкими стальными шариками; • Фрикционно-упрочняющая обработка рабочей поверхности.
Применительно к инструментам (ножам) оцилиндровочных станков эффективными методами повышения стойкости можно считать: 1. Совершенствование инструментального материала; 2. Оснащение режущей части инструментов твердыми металлокерамическим
сплавом; 3. Наплавка на режущую часть инструментов литого твердого сплава ВЗК; 4. Оптимизация геометрии, конструкции и угловых параметров инструментов;
113
Для ножей оцилиндровочных станков рекомендуется применять быстрорежущую сталь Р18. ножи могут быть цельными из стали Р18 и оснащенными пластинами из стали Р18. пластины должны крепиться со стороны передней поверхности (грани) методом пайки. Применение пластинок из быстрорежущей стали Р18 и корпуса ножей из конструкционной легированной стали 40Х (ГОСТ 4543-71) повышает эффективность использования ножей. В условиях оцилиндровки бревен целесообразно также использовать ножи с пластинами твердого сплава. Материал режущей части таких ножей – металлокерамический твердый сплав марки ВК15 (ГОСТ 3882 -74). Материал корпуса ножей с твердым сплавом – конструкционная легированная сталь 40Х (ГОСТ 4543-71). Наплавка литого твердого сплава ВЗК на переднюю поверхность режущей части ножей может производиться многими способами. Различают дуговую, газовую, электрошлаковую, плазменную и индукционную наплавку. Широко применяется наплавка посредством ацетиленокислородного пламени. При газовой наплавке рекомендуется применять газовую горелку с наконечником №1и №2. давление кислорода устанавливается около 4 атм, а давление ацетилена – около 0,4 атм. Наплавку целесообразно производить в предварительно подготовленный паз на передней поверхности ножей в зоне лезвия. Литой твердый сплав поставляется в виде прутков диаметром 6-8мм. После наплавки ножи в режущей зоне подвергают отпуску с охлаждением воздухом. Наплавленный слой должен быть ровным и плотным без пор и раковин. Направленные ножи поступают на заточку и доводку поверхностей оселком или другим станочным способом. Так как наплавка на ножи износостойких материалов (литых твердых сплавов и др.) является сравнительно трудоемким процессом, то применение этого способа оправдывается в том случае, если нельзя применять припаивание пластинок твердого сплавов. Заточка ножей оснащенных пластинками твердого сплава (ВК-15) производится алмазным кругом, а наплавленных сплавом (ВЗК) – обычными корундовыми или электрокорундовыми кругами. Для заточки и доводки ножей из быстрорежущей (легированной) стали эффективным является применение абразивных (шлифовальных) кругов из синтетического абразивного материала – боразона или эльбора. При использовании таких кругов повышается износостойкость ножей в 1,3-1,8 раз по сравнению с кругами из электрокорунда /3/.
На основе рассмотренных общих и частных вопросов износа и затупления ножей, способов увеличения их стойкости, с учетом особенностей режущих элементов – роторных позиционных оцилиндровочных станков, можно сделать следующие выводы и рекомендации: 1. Износ ножей выражается не только в истирании и удалении частиц
поверхностного слоя контактных площадок. Он проявляется в результате трения, пластического деформирования и выкрашивания.
2. Для изготовления ножей для роторных оцилиндровочных станков позиционного типа рекомендуется использовать быстрорежущую сталь Р18 в двух вариантах:
• Ножи цельные из быстрорежущей стали Р18;
114
• Ножи из легированной стали 40Х, оснащенные пластинами из быстрорежущей стали Р18. пластинки крепятся к корпусу ножей методом пайки.
3. С целью повышения стойкости ножей рекомендуется использовать так же ножи из легированной стали 40Х оснащенные металлокерамическими пластинами твердого сплава ВК-15, а так же ножи из легированной стали 40Х наплавленные литым твердым сплавом.
4. Для уменьшения периода приработочного износа ножей необходимо улучшить их качество заточки и доводки. Целесообразно при заточке режущим элементам (лезвию) ножей придавать форму естественного износа, т.е. устойчивую форму, конкретную для условий резания при оцилиндровке бревен.
Литература: 1. Орликов М.А. Динамика станков. Киев: Высшая школа, 1980. 256 с. 2. Маковский Н.В. и др. Теория и конструкция деревообрабатывающих машин.
М.: Лесная промышленность, 1990. 605 с. 3. Сергеевичев А.В. Повышение эффективности оцилиндровки бревен путем
совершенствования механизма резания. Автореферат диссертации к.т.н. СПб.: ГЛТА, 2002 ,19 с.
* * *
MODERN METHODS OF INCREASING RESISTANCE WOODWORKING TOOLS FOR MAKING CYLINDRICAL LOGS.
Sergeevichev A.V., Furin A.I. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Various methods of increase of resistance and hardening of cutting tools are given. Ways of increase antiwearation of knifes for making cylindrical logs of machine tools are designated. Recommendations for tool materials for manufacturing knifes in conditions modern of machine tools, and on their sharpening are submitted.
АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ФАНЕРНОЙ ТРУБЫ
Хуако Х.А.
При изготовлении фанерных труб методом рулонной навивки шпона одним из определяющих параметов процесса пьзотермообработки является передача и распределение теплового поля в стенке многослойной трубы.
При расчете процессов тепловой обработки древесины большое значение имеет ее температуропроводность. В отличие от коэффициента теплопро-водности, характеризующего теплопроводящую способность древесины, коэффициент температуропроводности характеризует теплоинерционные ее свойства и является мерой скорости, с которой древесина меняет свою температуру при тех или иных внешних воздействиях. Температуропроводность
115
древесины, как и ее теплопроводность, зависит от породы, направления волокон, влажности и температуры. Наиболее важными факторами, оказывающими влияние на температуропроводность, являются влажность древесины и направление волокон. С увеличением влажности древесины коэффициент температуропроводности уменьшается, поэтому время термообработки древесины увеличивается.
По данным, приведенным в работе [1], коэффициент температуро-проводности для слоистой древесины (фанеры) при повышении температуры пакета шпона уменьшается. Это объясняется тем, что в процессе прессования теплопроводность возрастает значительно медленнее удельной теплоемкости, которая при уплотнении древесины значительно повышается.
При проведении пьезотермообработки древесных материалов в прессах непрерывного действия тепло передается с двух сторон и только в одном направлении, перпендикулярно плоскости прессуемого материала (или в радиальном направлении для каландровых прессов). Так как в процессе пьезотермообработки происходит постоянное изменение температуры обрабатываемого материала в зависимости от времени, то мы имеем типичный случай задачи одномерного нестационарного теплового потока.
При повышении температуры прессующих органов время прогрева уменьшается, причем более интенсивно, чем повышение температуры. При увеличении влажности древесного материала уменьшается его температуропроводность и увеличивается время тепловой обработки. Поэтому более сухой слоистый древесный материал при прочих равных условиях прогреется быстрее, чем влажный, т.к. клетки сухой древесины заполнены воздухом, а коэффициент температуропроводности воздуха значительно превышает коэффициент температуропроводности воды. Отсюда следует важный для технологии деревообработки вывод: чем меньше влажность древесины, тем выше ее температуропроводность. Но следует иметь в виду, что процесс пьезотермообработки древесины связан с изменением физических свойств (упрессовка, изменение плотности и т.д.), поэтому в процессе пьезотермообработки изменяется и коэффициент температуропроводности в связи с изменением не только влажности, но и вследствие упрессовки и увеличения плотности древесного материала.
В общем случае нестационарного теплового обмена задача расчета температурного поля от времени является весьма сложной. Однако, при учете скоростей данного технологического процесса можно ввести допущения о стационарности процесса .
С учетом принятых допущений можно считать, что поле температур является стационарным и одинаковым, описываемым уравнением
t = f(r), (1) где r – текущая координата цилиндрической системы. В соответствии с законом Фурье количество тепла, проходящего через
цилиндрическую поверхность радиуса r, равно количеству тепла, отнесенного по всему объему.
116
rldr
dtQ πλ 2−= , (2)
где l – длина рассматриваемого участка. Разделяя переменные уравнения (2), имеем:
r
dr
l
Qdt
πλ2−= . (3)
Интегрируя дифференциальное уравнение (3), получим выражение для температуры:
,Crlnl
Qt +−=
πλ2 (4)
где С – постоянная интегрирования. Из уравнения (4) видно, что температура в стенке трубы меняется по
логарифмической зависимости, а граничные условия для данного технологического процесса (граничные условия 1-го рода) связаны с измерением температуры на поверхности слоя, т.е. полагая, что при:
r = r1; 1wtt = ;r = r2; 2w
tt = ,
(5) где
1wt ,
2wt – соответственно, температура на поверхности слоя.
Согласно уравнению (4) будем иметь:
Crlnl
Qtw +−= 121 πλ
, Crlnl
Qtw +−= 222 πλ
. (6)
Система уравнений (6) решается относительно двух неизвестных Q и С и имеет вид:
.
r
rln
tt
l
Q ww
1
2
21
2
−=
πλ (7)
В свою очередь, С определится:
.
r
rln
rlntrlntC
ww
1
2
12 21−
= (8)
Для технологических расчетов иногда удобнее использовать значение удельного теплового потока, т.е. количества тепла, отнесенного к единице длины трубы
).tt(
d
dln
l
Qq ww 21
1
21
2−==
πλ (9)
Рассмотрим теперь теплопроводность цилиндрической многослойной трубы (рис.1), имеющей n слоев. При допущении о стационарности теплового потока удельный тепловой поток не изменяется при прохождении через слои
117
стенки трубы, т.е. тепловым сопротивлением между слоями можно пренебречь, т.к. при навивке слои плотно прилегают друг к другу.
Тогда уравнения для каждого слоя будут иметь вид:
),tt(
d
dln
qii ww
i
i
ii 1
1
2+
−=+
πλ (10)
где i − номер слоя (1, 2…n).
Рис.1. Цилиндрическая многослойная труба
С другой стороны, пользуясь выражением (10), можно получить уравнение для определения температуры
1+iwt на границе между i –м и (i+1) слоями:
.d
dln...
d
dln
d
dln
qtt
i
i
i
wwi
+++−= +
+
1
2
3
21
2
1
1 111
211 λλλπ (11)
Выражение дает полную картину температурного поля фанерной трубы в процессе ее навивки.
Выводы: 1. При изготовлении древесных изделий в валковых прессах непрерывного
действия имеет место пульсирующий характер давления, что накладывает особые, малоизученные условия передачи и распространения температурного поля и, соответственно, тепловой обработки древесного материала.
2. Для решения этой задачи необходимо экспериментальное определение коэффициентов теплопроводности (λi), относящихся к каждому слою фанерной трубы.
Литература: 1. Сергеевичев В.В. Формирование клееных древесных материалов в прессах
непрерывного действия: Автореф. дис. д.т.н. СПб.: СПбГЛТА, 2002, 40с. * * *
TO THE QUESTION OF THE MODELING OF WOOD MATERIALS ROLLING PROCESS. Huako H. A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The math model of the wood materials rolling in shaft presses of constant action allows to define the basic power points and to execute the analysis of wood material tense condition.
118
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА РАДИАЛЬНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ
СЕРДЦЕВИНЫ В ДРЕВЕСНОМ СТВОЛЕ
Черных П.П., Сергеевичев А.В.
Несмотря на широкое применение отдельных способов получения радиальных пиломатериалов, не имеет четкой аргументации до сих пор как правильно учитывать смещение сердцевины при составлении, так как недостаточно изучено ее расположение внутри ствола дерева.
При составлении поставов с высоким выходом радиальных пиломатериалов условно принимается, что центр годичных колец совпадает с геометрической осью хлыста, либо если имеется эксцентричность сердцевины, то смещение располагается равномерно вдоль оси хлыста на одну сторону. В связи с этим, при расчетах планируют выпиливать относительно сердцевины на вершинном срезе бревна центральные, либо сердцевинные доски с общей шириной до 30 мм. А из оставшихся сегментов получать требуемые доски.
Несмотря на все это в результате все равно получается, что в спецификационных досках расположенных близко к центру бревна появляется сердцевина, что по определению делает эти пиломатериалы нерадиальными. Это свидетельствует о том, что должны быть разработаны научные основы, отражающие качественные стороны процесса получения радиальных пиломатериалов, построенные на объективном понимании свойств исходных материалов.
Выход радиальных пиломатериалов зависит от заполнения поставом области получения радиальных пиломатериалов, которая базируется относительно центра годичных колец – сердцевины. В природе очень редко встречаются случаи, когда сердцевина совпадает с геометрической осевой линией бревна. По всей длине хлыста расхождение уменьшается ближе к вершине. Однако для выработки пиломатериалов используется как раз комлевая и срединная часть ствола, где расхождение максимально. Изменение местоположения сердцевины влечет за собой изменение размеров зон получения радиальных пиломатериалов.
На основании теоретического анализа было установлено предположение о сложном характере расположения сердцевины внутри ствола дерева от комля к вершине. Поэтому было предложено установить зависимость смещения сердцевины относительно геометрической оси хлыста от основных параметров древесного ствола: диаметром, коэффициентом овальности, расстоянием от комлевого среза исходного хлыста. Применение этих показателей легко осуществимо в производстве.
Из-за сложности описания структуры более целесообразно выделять центральную зону бревна, содержащую сердцевину и окружающую ее ювенальную древесину, нежели определять местоположение центра годичных колец для каждого отдельного ствола древесного ствола. Границы этой зоны
119
должна определяться в виде окружности относительно геометрического центра на поперечном срезе бревна, что следует принимать во внимание при составлении поставов для раскроя круглых сортиментов на радиальные пиломатериалы.
Для проведения исследований была выбрана порода – сосна, произрастающая в Приангарье, т.к. широко применяется в качестве сырья для получения пиломатериалов и имеет большое распространение на территории Восточной Сибири. Выбор данной породы также обусловлен особенностью ее строения. На поперечном срезе древесного ствола легко определяется сердцевина.
В исследованиях использовались следующие сортименты: хлысты, пиловочник. Стандартные требования к хлыстам по ТУ 13-0273685-408-92. Стандартные требования к пиловочнику по ГОСТ 9463-88. Измерение диаметров поперечных срезов хлыстов и пиловочных сортиментов осуществлялось по ГОСТ 2292-88 «Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, методы измерений и приемка». Величина смещения сердцевины определялось согласно ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения».
Рис. 1. Сердцевина в древесном стволе спроецированная на перпендикулярные между собой плоскости
а) – в хлысте (длина 25м); б) – в пиловочном бревне (длина 3,6м). Исходя из полученных результатов, можно утверждать, что сердцевина есть
сложная пространственная кривая (рис.1), образующаяся под воздействием большого количества внешних и внутренних факторов, влияющих на рост дерева, взаимосвязанная с другими пороками строения древесины и сучками.
120
На основании полученных данных была построена математическая модель, при помощи которой можно правильно прогнозировать расположение сердцевины в стволе и исключать ее попадание в спецификационную пилопродукцию в процессе производства пиломатериалов.
Литература: 1. Черных А.Г., Черных П.П. Изучение технологического процесса
лесопиления на базе лесопильных рам фирмы «Линк». – Братск: БрИИ, - 1995 – 29 с.
2. Черных П.П. Особенности работы на минилесопильных рамах «Логосоль»: (Депонированная рукопись № 2943 – лб. 98). – М.: ВНИИПИлеспром , - 1997. – 5с.
3. Черных А.Г., Черных П.П. Теоретические исследования длины укорачиваемых досок с заданным наклоном волокон, получаемых из сбеговой зоны бревна/ Труды Братского государственного технического университета. – Братск: БрГТУ, 2000. – 204 с.
* * *
RESEARCH OF RADIAL LUMBERS PRODUCING CONSIDERING SPECIAL PLACEMENT OF CORE INSIDE LOG
Chernykh P.P., Sergeevichev A.V. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
In spite of wide using of different ways of radial lumbers’ producing there are no exact arguments how to take into consideration the displacement of core in the process of saw task work out because the placement of core inside log is not studied finally yet. The article contains the results of core placement research and using of them in radial lumbers’ producing.
121
Секция 3. Химическая технология переработки древесины
Section 3. Chemical engineering in wood processing
122
ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ХВОЙНЫХ.
Анашенков С.Ю.
В 50-е годы прошлого века Солодским и другими учеными была предложена технологическая схема переработки древесной зелени хвойных основанная на водно-бензиновой экстракции сырья. Данная схема предполагала водно-бензиновую экстракцию сырья в оросительно-дефлегмационных аппаратах, с последующей переработкой экстрактов и получением таких продуктов, как экстракт хвойный натуральный из водного раствора, а также ряд продуктов непосредственно из бензинового экстракта, таких как хлорофилло-каротиновая паста, воски, эфирные масла, провитаминный концентрат. Основными недостатками этой технологии были низкая степень извлечения суммарных экстрактивных веществ, так как водно-бензиновая экстракция предполагала получение продукции на основе липидной части экстрактивных веществ, составляющей около 25% от суммы экстрактивных веществ, а более полярные соединения не затрагивались и шли в отвал с отработанной древесной зеленью. Также можно отметить то, что конечными продуктами рассматриваемой схемы были смеси различных веществ, объединенных по своим физико-химическим свойствам, что отрицательно сказывалось на качестве получаемой продукции, а как следствие и на экономической эффективности производства[1].
К началу 90-х годов прошлого столетия, благодаря накопленному экспериметально-теоретическому материалу, зарекомендовавшая себя технология была модернизирована. Основной упор был сделан учеными на решение проблемы недостаточного качества и ассортимента получаемой продукции. Наиболее перспективным для этих целей из всех рассматриваемых продуктов оказался провитаминный концентрат. Именно он стал сырьем для получения новых видов продукции, таких как силбиол, концентрат полипренолов и других, что хоть и потребовало введения наукоемких методов, позволило существенно увеличить экономическую эффективность производства. Но несмотря на существенный прогресс в эволюции данного вида переработки древесной зелени хвойных, по сей день остается открытым вопрос о совершенствовании производства. Этому способствуют как рост цен на сырье, то есть на древесную зелень, так и общемировой рост цен на энергоносители.
В связи с этим основными путями совершенствования данного вида производства является разработка технологий комплексной переработки древесной зелени со снижением энергозатрат и получением новых видов продукции[2].
Целью моего исследования является разработка принципиальной технологической схемы глубокой переработки древесной зелени, со снижением энергозатрат и получением новых продуктов. Для достижения поставленных целей было необходимо определить основные стадии технологической схемы
123
глубокой экстракционной переработки древесной зелени и отработать технологические режимы основных стадий намеченной схемы.
В результате проведенной работы, на основании полученных на кафедре данных по химическому составу экстрактивных веществ, была разработана технологическая схема комплексной переработки отработанной, по известной технологии, древесной зелени сосны обыкновенной, включающая ряд стадий, таких как щелочная обработка, экстракции различными растворителями, а также промывку, сушку и размол проэкстрагированной древесной зелени с получением новых продуктов (рис.1).
Таблица 1.
Влияние расхода щелочи (г/100г абс. сух. сырья) на выход экстрактивных веществ и остатка, % от массы.
№п/п Выход, %
от абс.сух.сырью
Расход щелочи, г/100г абс. сух. сырья
2 3 4 5 6
1 Экстрактивных веществ 12,84 12,93 13 13,09 13,26
2 Остаток 78,45 61,17 60,05 53,34 55,07 В данном сообщении представлены материалы исследований по изучению
влияния реагента на древесную зелень с получением экстрактивных веществ, влияние массы используемого реагента на рН получаемого раствора и выход одного из продуктов – сорбента таб.1.
Исследования показали, что увеличение в три раза расхода реагента на единицу древесной зелени – от 2 до 6 г/100г абс. сух. сырья приводит к увеличению выхода экстрактивных веществ примерно на 3-4% с одновременным увеличением рН раствора от слабощелочного рН=7,6 до рН=11.
Проанализировав полученные зависимости, характеризующие влияние расхода реагента на концентрацию органической части сухих веществ, рН получаемых растворов и выход препарата, был выбран оптимальный расход реагента, равный 3г/100г абс. сух. сырья. В пользу данного расхода было то, что в этих условиях рН получаемых растворов равен около 8,8, что является наиболее приемлемым значением, то есть дает возможность промыть отработанную древесную зелень в 2-3 ступени. Также в пользу данных условий свидетельствует и то, что выход сорбента из отработанной древесной зелени и его качество (сорбционная емкость, пористость) при этом расходе находятся на высоком уровне.
124
Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема глубокой переработки древесной зелени со снижением энергозатрат.
На основании полученного уравнения регресии (Y = 1,565 – 0,037Х1 – 0,002Х2) составленной математической модели было установлено, что максимальный выход органической части сухих веществ достигается при следующих параметрах процесса экстракции: расход реагента – 3г/100г абс. сух. сырья, гидромодуль – 20, продолжительность обработки – 10 мин. В этих условиях был получен раствор с концентрацией органической части сухих веществ = 0,8-0,9% и выходом экстрактивных веществ около13%.
Древесная зелень
Измельчение, экстракция бензином
Проэкстрагированная древесная зелень
Экстракция полярным растворителем в РПА
Отработанная древесная зелень
Раствор экстрактивных веществ
Экстракция петролейным эфиром
Промывка
водой
Высушивание и измельчение
Препарат Экстракция
Полярными растворителями
Продукты: ХКП, ПК, БП, Воск и т.д.
Водный раствор экстрактивных
веществ
Петролейно-растворимый экстракт
Полярный экстракт
Водный остаток
125
Таблица 2.
Влияние полярности экстрагента и количества ступеней экстракции на выход экстрактивных веществ, % от абс. сух. сырья.
Вид экстрагента
Выход экстрактивных веществ, % от абс. сух. сырья
Ступени экстракции
1 2 3 4 5
Смесь№1 0,06 0,14 0,2 0,26 0,31
Смесь№2 0,12 0,2 0,26 0,31 0,33
Смесь№3 0,16 0,24 0,35 0,4 0,46
Смесь№4 0,38 0,59 0,82 0,95 1,05 В таб.2 представлены данные по поиску оптимальных условий экстракции
водно-щелочных растворов комбинированными растворителями с различным содержанием полярной части, от 10% до 40% с интервалом 10%.
По таб.2 видно, что при использовании смесей №1 и №2, содержащих соответственно 10 и 20% полярного компонента, они дают практически одинаковый выход веществ – 0,31% и 0,33% соответственно.
Исходя из полученных данных, можно сказать, что наиболее эффективной, с точки зрения извлечения веществ, является смесь №4, содержащая 40% полярного компонента, которая удаляет более чем в два раза больше веществ – 1,05 %, чем остальные.
Таблица 3. Влияние фракционного состава сорбента на сорбцию метиленовой сини (МС)
мг/г а.с.сорбента. Наименование показателя
Сорбент из сосны Фракция
<0,125мм 0,125-0,25мм 0,25-0,50мм 0,50-1,00мм Количество сорбированной МС мг/г а.с.с.
102,56
93,05
86,20
78,46
В табл.3 показаны данные по изучению влияния фракционного состава на
сорбционные свойства получаемого сорбента. Из полученных данных можно сделать вывод, что при увеличении среднего размера частиц сорбента его сорбционные свойства падают. Также можно отметить, что сорбционная способность сорбента, полученного из древесной зелени сосны, значительно выше, чем у Полифепана, для которого она составляет 48-77,7 мг/г а.с.с.
На основании результатов проведенных исследований можно сделать
следующие выводы:
126
1. Изучено влияние рН экстрагента на степень извлечения полярных экстрактивных веществ из древесной зелени – отхода ее переработки по существующей технологии в изготовленном специальном аппарате.
2. Подобран экстрагент и режим получения полярных экстрактивных веществ и сорбента.
Список используемой литературы: 1. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени – Л.
– 1981. 2. Анашенков С.Ю., Рощин В.И. Интенсификация процесса излечения
экстрактивных веществ из древесной зелени. – Химия и технология растительных веществ – IV Всероссийская научная конференция - Сыктывкар 2006.
* * * DEEP REPROCESSING OF THE SPRUCE GREEN BIOMASS.
Anashenkov S.Yu. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ. СЫКТЫВКАРСКИЙ
ГИДРОЛИЗНЫЙ ЛИГНИН.
Загурский С.О.
В связи с сокращением запасов ископаемого сырья в последние годы во всем мире уделяется серьезное внимание вопросам химической переработке биомассы растительного сырья (в частности древесины). Одной из крупномасштабных химических отраслей переработке древесины является гидролизная промышленность. Одной из проблем сдерживающих дальнейшее развитие отрасли – является крупнотоннажный отход – технический гидролизный лигнин. Утилизация гидролизного лигнина является актуальной темой для развития гидролизной промышленности. Перспективы направления в утилизации связаны с заменой фенола модифицированным технических лигнинов в синтезе пластмасс и других производств использующих фенол.
Исследование лигнина проводим с выделением из него экстрактивных веществ, лигнина Классона, сопутствующих углеводородов и неорганической части. Далее все компоненты лигнина подвергаются анализу раздельно с целью изучения их свойств, а на основе их свойств найти применение этих веществ.
* * * RENEWABLE RAW SOURCES. SIKTIVKARSKY HYDROLYSIS LIGNIN.
Zagurskiy S.O. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Technical hydrolysis lignin is abundant waste of Hydrolytic Industry (30 -40% of starting materials).
127
Extractives of technical hydrolytic lignin is its significant part. It was elaborated new scheme of separation into fractions by means of solvents with different polarity: petroleum benzene, chloroform, acetone, methanol, water. Isolated fractions were analyzed by FTIR, also elemental analysis were carried out.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ И УСЛОВИЙ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ОСВЕТЛЕНИЕ ГИДРОЛИЗАТА ПРИ
ЕГО ПОДГОТОВКЕ К ГИДРИРОВАНИЮ В КСИЛИТ
Кинд А.В., Выглазов В.В., Елкин В.А.
В настоящее время для России актуальна задача организации производства
ксилита из березовой древесины. Технологическая схема получения пищевого ксилита должна обеспечивать
глубокую очистку полупродуктов производства, в частности, нейтрализованного гидролизата березовой древесины, с целью получения высококачественной товарной продукции [1].
Целью данной работы являлось исследование влияния различных флокулянтов и условий их применения на осветление нейтрализата при его подготовке к гидрированию. Разработка этого метода весьма актуальна в настоящее время, т.к. применение флокулянтов снижает расход высококачественных активированных углей на осветление пентозных гидролизатов, что является важнейшей задачей в технологии ксилита, т.к. затраты на сорбционную очистку достигают в себестоимости сахарозаменителя 30-40%.
Исследовалось применение флокулянтов, для очистки гидролизатов от веществ коллоидной дисперсности. В качестве флокулянтов применяли катионные полиэлектролиты [2] марки Суперфлок (CYTEK, США) обладающие высокой молекулярной массой, которые могут иметь большой относительный заряд.
Для проведения флокуляционной очистки использовали пентозный гидролизат окоренной березовой древесины, полученный на стендовой установке СПб ГЛТА по следующему оптимальному режиму гидролиза: температура - 140°С, гидромодуль - 4, концентрация H2SO4 - 1,0% , продолжительность процесса - 120 минут. Характеристика гидролизата рН 1,0 , концентрация редуцирующих веществ - 4,0% , концентрация сухих веществ - 6%.
Исходный гидролизат нейтрализовали известковым молоком до рH 3,0. Полученный нейтрализат нагревали на водяной бане до 80оС и добавляли расчётное количество флокулянта при перемешивании. Обработку проводили в течении получаса. Образовавшийся в нейтрализате осадок отделяли фильтрацией на бумажном фильтре. После охлаждения в фильтрате измеряли оптическую плотность (D) на фотоэлектроколориметре Spektromom 410 [3].
128
По измеренной оптической плотности рассчитывали степень осветления по формуле:
α=(Dисх-Dосв/Dисх)*100,% где: Dисх-оптическая плотность исходного нейтрализата. Dосв-оптическая плотность осветлённого нейтрализата. Исследовали влияние относительного заряда полиэлектролита,
продолжительности обработки среды и расхода флокулянта на эффективность флокуляционной очистки.
В результате экспериментов выявлено, на примере образцов Суперфлока марки «С» с различной величиной относительного заряда полимера, что основной характеристикой, определяющей эффективность катионных флокулянтов являются величина их положительного заряда. Также на основе экспериментальных данных можно утверждать, что эффективность применения флокулянтов существенно зависит от расхода флокулянта. Оптимальный расход установленный экспериментальным путем составил 20 мг/л. Отклонение в расходе полимера в большую и в меньшую сторону приводят к резкому снижению эффективности флокуляции.
Таким образом, при очистке используемого в экспериментах гидролизата березовой древесины было уставлено, что наибольший эффект его осветления достигается при применении полиэлектролита Суперфлок «С 498» с расходом 20 мг/л нейтрализата.
Литература: 1. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесн. пром-
ность, 1989.496с. 2. Баран А. А., Тесленко А. Я. Флокулянты в биотехнологии. Л.: Химия,
1990, 144с. 3. Авдашкевич С.В., Выглазов В. В. Кинд В. Б., Холькин Ю.И. Очистка
древесных гидролизатов с применением композиции синтетических полимеров// Изв. Санкт Петербургской лесотехнической академии. Вып.8 (166). СПб.: ЛТА, 2000. С. 112-119.
* * *
INVESTIGATION OF INFLUENCE OF DIFFERENT FLOCCULANTS AND CONDITIONS OF THEIR USE ON CLARIFICATION OF HYDROLYSATE
DURING ITS PREPARING FOR HYDROGENATION TO XYLITOL Kind A.V., Viglazov V.V., Elkin V.A.
Saint-Petersburg state Forest technical academy, Saint-Petersburg
In conventional technology of xylitol the production cost of sorbtion method takes about 30%. Different flocculants were studied to reduce the color of pentose hydrolysate of birch wood for reduction of adsorbent consumption. It was established that the density of charge of polymer influence effectivity on decolorisation in a main part. The most effective flocculant is Superfloc C-498, optimal concentration is 20 mg per l.
129
К ВОПРОСУ ПРОИЗВОДСТВА КАЧЕСТВЕННЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ БМД МЕТОДОМ ГАЗИФИКАЦИИ
Колодяжный А.Н.*
Ежегодное количество образующейся возобновляемой биомассы (БМ) по
энергоемкости почти на порядок больше, чем потребляемые нефтепродукты. В настоящее время, в связи с Киотским протоколом, все промышленно развитые страны, в первую очередь ЕС, приняли решение сократить потребление минеральных топлив. Выброс парниковых газов (СО2) не должен нарушать баланс по повышению температуры окружающей среды и уменьшения вероятности кислотных дождей во всех регионах земного шара.
Одним из основных методов реализации таких программ по энергопотребностям (электро- и тепло-) является метод газификации органической массы возобновляемого сырья, который представлен на рисунке 1.
Биомасса дерева методы газогенерации
аллотермические автотермические биологические
характеристика слоя перерабатываемого сырья
плотный слой псевдокипящий слой
способы газификации
прямой обращенный перекрестный только сырьё+ процесс процесс процесс сырьё инерт.
характеристика дутья
воздушное; паро-воздушное; кислородное; паро-кислородное водяной пар; диоксид углерода; регенеративное
характеристика оборудования
стационарное; передвижное; транспортное
особенности: катализ, давление
Рисунок 1. Классификация методов газогенерации биомассы дерева. * Работа выполнена под руководством профессора д.т.н. Пиялкина В.Н.
130
Известно, что ряд стран, в первую очередь ЮАР, уже полностью отказались
от нефти и нефтепродуктов. В связи с промышленным внедрением производства синтез-газа с получением моторных топлив для бензиновых, дизельных и реактивных двигателей по технологии Фишера-Тропша.
Современные методы газификации возобновляемого сырья, их аппаратурное оформление представлено на плакате 2.
Наибольшее распространение получили способы циркулирующим кипящим слоем.
Промышленная технология газификации в основном использует парокислородное дутье. Для получения оптимального соотношения оксида углерода (СО) и водорода (Н2) для производства качественного дизельного топлива (SunDiesel) с выходом до 30% от органической массы перерабатываемого сырья. В Евросоюзе также строится предприятие по переработке отходов БМД на 1 000 000 т по сырью в год с выпуском 300 тыс т дизельного топлива с цитановым числом до 18 и отсутствием механических примесей.
131
Рисунок 2. Обзор современных типов газогенераторов.
Можно считать, что переработка возобновляемой БМ и в первую очередь
древесины наиболее целесообразна для производства качественных моторных топлив.
* * * TO THE QUESTION OF MANUFACTURE OF HIGH-QUALITY ENGINE FUELS
FROM WOOD BIOMASS BY GASIFICATION METHOD Kolodyazhny A.N.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Literature overview of present gasification methods of renewable biomass for manufacture of high-quality engine fuels was made. Use of this method realises Kyoto protocol program.
132
ОБРАЗОВАНИЕ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ И ИХ НЕБЛАГОПРИЯТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.
Кузьменко О.А.
Кислотный дождь (более точно кислотное осаждение) происходит, когда
SO2 и NOx выделяются в атмосферу, подвергаясь химическим преобразованиям и поглощаясь водными капельками, конденсируются в облаках, из которых они попадают на землю в виде осадков. В кислотных дождях находится 80% SO2 и SO3, 15% NOх, 5% соединений хлора.
Кислотный цикл дождя начинается, когда диоксид серы и окиси азота попадают в атмосферу нашей Земли. Это поступление может протекать по множествам путей. Самые распространенные вкладчики – индустриальные заводы, другие включают сжигание угля, нефти, и других видов ископаемого топлива.
Обычный дождь имеет значение 5.6, в то время как кислотный около 4.3, что оказывает вредное влияние на окружающую среду.
Источники антропогенного поступления SO2 и NOx подразделяются на постоянные источники (электростанции, предприятия с большим стоком дыма), местные источники (жилое оборудование нагревания, небольшие предприятия), а так же различные источники, связанные с ростом транспорта (дорожного - в основном, грузовики и автомобили, внедорожного - тракторы, теплоходы, самолеты).
Природные источники SO2 и NOx представляют собой вулканы, морские брызги, планктоны, гниющая растительность, а так же молния.
Кислотное осаждение подразделяется на два вида: влажное и сухое осаждение. Влажное осаждение, когда кислые газы и частицы транспортируются на землю в виде осадков и сухое, при котором кислые газы и частицы оседают к Земле (на статуях, листьях и т.д.). Основным является влажное осаждение от 40-80% , сухое – от 20-60%.
Рассмотрим химические и физические процессы образования кислотного дождя. Химические реакции начинаются когда энергия солнечного света, в форме фотонов, поражает молекулы озона О3, что бы сформировать свободный кислород О2, так же свободно-радикальные атомы кислорода О.Атомы кислорода реагируют с водными молекулами (H2O), образуя отрицательные гидроксильные радикалы (HO). Эти гидроксильные радикалы ответственны за окисление диоксида серы и диоксида азота, который производит серную и азотную кислоту. Рассмотрим процесс образования серной кислоты: большая часть диоксида серы в атмосфере конвертирована к трёхокиси серы
2 SO2 + O2 = · 2 SO3, откуда · SO3 + H2O = H2SO4 Рассмотрим процесс образования азотной кислоты: 2NO + O2 = · 2NO2 азот реагирует с водой в атмосфере и образует азотную кислоту
133
3NO2 + H2O = · 2HNO3 + NO Больше всего окисления происходит в облаках, особенно в тяжело
загрязненном воздухе, где другие составы типа аммиака и озона помогают катализировать реакцию, увеличивая количество диоксида серы, изменяющегося на серную кислоту. Не весь диоксид серы преобразован к серной кислоте, и это существенное количество, которое перемещается по атмосфере в различные области, и возвращается к земле как неконвертированный диоксид серы.
Есть и другие реакции окисления - это реакции разновидностей NxOy и окисления пероксид-радикалами. Но, каждая из этих реакций вносит незначительное влияние.
Пагубное воздействие кислотного дождя на окружающую среду очень велико. Он влияет:
� на леса и почвы � на озера и реки � на живые организмы � на здоровье людей � на ухудшение видимости � на строительные и лакокрасочные покрытия. Рассмотрим неблагоприятное влияние кислотного дождя на леса и почвы.
Кислые дожди вымывают из почв питательные вещества, убивают бактерии и микроорганизмы, участвующие в процессе разложения, высвобождают алюминий, который попадает в корни деревьев. Такие элементы, как кальций и магний исчезают из кислых почв, а от их нехватки растения погибают. Так же в почве накапливается сера и азот, поэтому даже умеренный дождь вызывает большое повышение кислотности. Диоксид серы прямо повреждает зелень - блокируя устьица на листьях и иголках, мешая фотосинтезу. Загрязнение атмосферы как бы поощряет вредную деятельность грибков и жуков – короедов, что приводит к гибели деревьев зимой.
Кислотные эффекты дождя на почву могут также причинить большие проблемы близлежащим рекам и озерам. Алюминий, вымытый из почвы, оказывает пагубное влияние на водную жизнь. Многие водные организмы имеют репродуктивные проблемы. Главными причинами смерти рыб являются: нерегулярная концентрация натрия и хлора в плазме крови и "кислотный удар", т.е. резкое уменьшение уровня рН в воде.
Разберем влияние кислотных дождей на человека. Эффекты кислотного дождя раздражают дыхательную систему человека, наносят вред через окисленную воду и почву, на которой выращиваются продукты питания. Так же людям наносится материальный ущерб, в связи с тем, что эффекты кислотного дождя отрицательно сказываются на строительных материалах и лакокрасочных покрытиях.
Кислотный дождь - одна из главных проблем окружающей среды, которая затрагивает каждого. Он причиняет окисление озерам и рекам, наносит вред деревьям, почвам. Так же, ускоряет распад строительных материалов и красок, включая незаменимые здания, статуи, и скульптуры, которые являются частью
134
национального культурного наследия. До падения к земле, диоксид серы (SO2) и окись азота (NOx)- газы, а так же их отдельные частицы-сульфаты и нитраты - ухудшают видимость и наносят вред здоровью. Из всего этого следует, что необходимо жестко контролировать поступление SO2 и NOx , способствовать их уменьшению, что бы сохранить экосистему, которой и так уже нанесен огромный вред. Снижение угрозы тотальной экологической катастрофы можно обеспечить человечеством во взаимосвязи экологии, экономики, нравственности и политики, включая даже самую элементарную деятельность человека и предприятий.
* * * EDUCATION OF ACID RAINS AND THEIR ADVERSE INFLUENCE ON AN
ENVIRONMENT. Kuz'menko O.A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Acid rain. Sulfur Dioxide and Nitrogen Oxide pollutants in the air form acidic compounds that can travel far distances before precipitating in the form of rain, snow, fog or dust particles. This process is what we commonly refer to as acid rain. When this acid is not neutralized, the effects on materials and the environment can be quite damaging. Effects include damage to soil, forests, wildlife, buildings, automotive coatings, and even human health. The complex process of acid rain is under constant scientific studies. These efforts to better understand the effects of acid rain are being made in an attempt to reduce the acid rain amount throughout. Research has also led to the development of new ideas solving this problem through increased government standards, alternate power sources, and education of acid rain effects.
СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ БЕРЕЗОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ
Куштысев А.В., Выглазов В. В.,Куницкая О. А.
В производстве ксилита из пентозансодержащего сырья большое значение
имеет содержание примесей в гемицеллюлозных гидролизатах: чем их меньше, тем эффективнее и легче вести последующую очистку ксилозных и ксилитных растворов перед гидрированием и кристаллизацией.
В ксилитном производстве из 1 т абс. сухого сырья образуется около 20 кг коллоидных окрашенных веществ лигногуминового происхождения [1]. Перед нейтрализацией, или одновременно с ней, пентозный гидролизат осветляют коллактивитом до остаточной цветности 18-20 ед. Штаммера [1,2].
Низкое качество исходного пентозансодержащего сырья и нарушения в режиме гидролиза увеличивают расход угля.
Целью данной работы являлось сравнение эффективности очистки пентозного гидролизата различными активированными углями: коллактивитом [1] и углем марки А, установление влияния рH и продолжительности обработки на эффективность сорбционной очистки.
135
Для исследования использовали полученный на стендовой установке СПб ГЛТА пентозный гидролизат с рН 1,0; концентрацией РВ- 4,0% и концентрацией сухих веществ-6%. Гидролизат имеющий рН 1,0 нейтрализовали известковым молоком до рН 3,0. Нейтрализат выдерживали при 80оС в течение получаса. Затем отделяли осадок на воронке Бюхнера с бумажным фильтром для удаления из нейтрализата, образовавшихся кристаллов бигидрата сульфата кальция. Полученный фильтрат, содержащий коллоидные примеси разделяли на 5 проб. Образцы нейтрализата нагревали на водяной бане до 80оС и добавляли расчётное количество активированного угля с учетом его влажности. Обработку вели в течение получаса. После охлаждения в нейтрализате измеряли оптическую плотность (D), рассчитывали степень его осветления (α) по формуле: α=(Dисх-Dосв/Dисх) · 100,%, где Dисх-оптическая плотность исходного нейтрализата. Dосв-оптическая плотность нейтрализата осветлённого углем.
В ходе эксперимента было установлено: что наиболее эффективно осветляет пентозный гидролизат – активированный уголь марки А при его расходе 20% к сухим веществам гидролизата и продолжительности обработки - 30 мин, α в этих условиях достигает 90 %, что обеспечивает цветность очищенного нейтрализата ниже 18 ед. Штаммера. С повышением pH гидролизата с 1 до 3 эффективность его очистки углём снижается незначительно – (на 4-6%). Это позволит применять флокулянты для очистки нейтрализованного до рН 3 гидролизата, т.е. перед его осветлением углём. Такая предварительная обработка нейтрализата даст возможность значительно сократить расход дорогостоящего сорбента на очистку гидролизных сред.
Литература:
1. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесн. пром-сть, 1989.496с. 2. Глазман Р.А., Наумова Л.И., Глазман Б.А., Куницин Е.Г., Филькина Т.Р., Хусаинова И.Н. Осветление пентозных гидролизатов ионитом ИА-1Ф// Гидролизн. и лесохим. пром-сть. 1971. №4. С. 5-6.
* * * THE SORPTION CLEANING OF THE HEMICELLULOSYS HYDROLYZATES
OF THE BIRCH WOOD Kustisev A. V., Viglazov V. V., Kunickaya O. A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
By the purpose of this work was the comparison of effectiveness in cleaning pentose hydrolyzate different activated carbon by collectivit and by coal of brand A, the establishment of the optimum expenditure of the sorbent and the duration of processing on the effectiveness of sorption cleaning. In the course of experiment it was established: what most effectively clarifies pentose hydrolyzate - the activated carbon of brand A with its expenditure of 20% to the dry matter of hydrolyzate and duration of working - 30 min.
136
СОСТАВ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ PICEA ABIES
Лямина П.А.
Современная лесоперерабатывающая промышленность предъявляет самые жесткие требования к любой используемой технологии, стремясь к максимальному экономическому эффекту. При этом производство должно быть экономически целесообразным и с минимальными загрязнениями окружающей среды.
Все более актуальным становится использование природного растительного сырья, для получения продукции лечебно-профилактического назначения. Известно, что древесная зелень содержит самые разнообразные биологически активные вещества.
В настоящее время древесная зелень ели европейской является одним из источников сырья для лесохимических производств, с целью ее дальнейшей переработки для получения различных биологически активных веществ.
По современным требованиям GMP (Good Medical Products) должен быть точно известен химический состав препаратов медицинского назначения и растительного сырья, из которого они получены.
Исходя из актуальности данной темы, целью моей работы являлось изучение состава индивидуальных соединений, извлекаемых петролейным эфиром из древесной зелени ели европейской. Для достижения поставленных целей необходимо было решить несколько следующих задач:
Подобрать принципиальную схему определения группового состава экстракта из древесной зелени;
Определить качественный состав индивидуальных соединений основных групп экстрактивных веществ: смоляные кислоты, высшие жирные кислоты, неомыляемые вещества.
Решение поставленных задач осуществлялось следующим образом. Древесную зелень отбирали в цехе Лисинского учебно-опытного лесхоза перед измельчением. Экстрагировали петролейным эфиром в аппарате Сокслета. После отгонки растворителя экстракт растворяли в диэтиловом эфире и промывали водным раствором щелочи. Из водно-щелочного слоя после подкисления и экстракции диэтиловым эфиром выделяли фракцию «свободных» кислот, из которых при метилировании по методу Твитчеля получали фракцию метиловых эфиров «свободных» высших жирных кислот и фракцию смоляных кислот. В эфирном слое остаются нейтральные вещества. Для отделения «связанных» кислот в виде сложных эфиров нейтральные вещества обрабатывали спиртовым раствором щелочи и кипятили в течении 30 минут. Из спирто-щелочного раствора солей «связанных» кислот и неомыляемых веществ последние экстрагировали диэтиловым эфиром. Остаток подкисляли до pH=1 и выделившиеся кислоты также экстрагировали диэтиловым эфиром. Из результатов разделения экстрактивных веществ растворимых в петролейном
137
эфире на группы соединений следует, что содержание нейтральных веществ и «свободных» кислот практически одинаково 54% и 46% соответственно, содержание смоляных кислот в последней фракции составляет 20%, высших жирных кислот (ВЖК) – 26%. Во фракции нейтральные вещества содержится около 41% неомыляемых веществ и 13% «связанных» ВЖК.
Состав индивидуальных соединений устанавливали методом хроматомасс-спектрометрии. Сравнение состава и содержания индивидуальных соединений из фракций «свободных» и «связанных» ВЖК показало, что состав индивидуальных соединений близок.. Содержание кислот С18, линолевой и олеиновой, входящих в состав витамина F, составляет около 40% от массы ВЖК. Также высоко содержание бегеновой и лигноцериновой кислот. Фракцию смоляных кислот метилировали диазометаном и также анализировали с помощью хроматомасс-спектрометрии. Наибольшее содержание имеет дегидроабиетиновая кислота около 70% от суммы смоляных кислот. В составе неомыляемых веществ идентифицированы соединения принадлежащие к различным классам: алифатические спирты (основные компоненты эйкозанол и нонакозанол-10) около 40% (здесь и далее от суммы неомыляемых веществ); дитерпеновые спирты (изоцемброл, цис-абиенол, дегидроабиетинол – около 30%. Дитерпеновые альдегиды (абиетиналь и дегидроабиетиналь), природные метиловые эфиры изопимаровой, абиетиновой и дегидроабиетиновой кислот содержащихся в значительно меньшем количестве.
Выводы: − разработана принципиальная схема разделения экстрактивных веществ
растворимых в петролейном эфире из древесной зелени ели европейской, основанная на выделении «свободных» и «связанных» ВЖК, смоляных кислот и неомыляемых веществ. Схема может быть использована в качестве экспресс метода при анализе индивидуальных соединений фракций;
− определено количественное содержание и качественный состав индивидуальных соединений основных групп экстрактивных веществ растворимых в петролейном эфире: содержание «свободных» и «связанных» ВЖК составляет 2:1. доля смоляных кислот – около 20%, а неомыляемых веществ около 40% от массы экстрактивных веществ.
Список используемой литературы:
1. Ягодин В. И. Основы химии и технологии древесной зелени . Л. 1981 2. Рощин В. И. Состав, строение и биологическая активность терпеноидов из древесной зелени хвойных растений. Автореферат диссертации на соиск. учен. степени д. х. н. СПб, 1995г 3. Н. Беккер, В. Бергер «Органикум» т. 2 М. 1979 4. Фелеке А. Сисай Фенольные соединения древесной зелени ели европейской. Диссертация на соиск. учен. степени к. х. н. СПб 1998г 5. Полякова А. А. Хмельницкий Р. А. Масс-спектрометрия в органической химии Л. 1972
138
* * * THE COMPOSITION OF THE EXTRACTIVE SUBSTANCES OF GREEN WOOD
THEY ATE WITH THE EUROPEAN PICEA (PICEA ABIES) Lyamina P A.
Saint-Petersburg Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Is developed the circuit of separation of the extractive substances of those dissolved in the petroleum ether from the green wood they ate with European, based on the isolation of different fractions. The quantitative content and the qualitative composition of individual compounds of the basic groups of the extractive substances of those dissolved in the petroleum ether is determined: the content of "free" and "connected" high fatty acid composes 26% and 13% respectively, the portion of resinic acids - of about 20%, and unsaponifiable substances of about 40% of the mass of extractive substances.
ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ
Матюхин А.А., Шелоумов А.В., Леонович А.А.
Основная часть ДСП и MDF в нашей стране вырабатываются на основе
карбамидоформальдегидной смолы (КФС). Физико-химические показатели карбамидных связующих в значительной степени определяют качество изготовленных на их основе древесных плит. Производительность процесса изготовления древесных плит связана с эффективностью использования прессов как составляющих примерно половину стоимости всего оборудования. Решающее значение в возможности сокращения времени прессования плит имеют интенсивность процессов тепло- и массопереноса и скорость отверждения КФС. Для ускорения прогрева среднего слоя ДСП во время прессования проводится модифицирование КФС введением добавок повышенной теплопроводности [1]. Так, например, различные тонкодисперсные модификаторы для КФС на основе оксидов и гидроксидов алюминия позволяют интенсифицировать теплопередачу в процессе отверждения связующего и сократить время прессования ДСП [2]. В данной работе в качестве добавки для ускорения отверждения смолы применяли модификатор на основе металлического алюминия, который обладает высокой теплопроводностью.
Для проверки возможности модифицирования карбамидного связующего использовали КФС марки КФ-МТ-15 ОАО «Акрон», г. Новгород (ТУ 6-06-12–88) и алюминийсодержащий модификатор (Al-М). При изучении отверждения КФС применяли хлорид аммония (ГОСТ 3773–72). Определение плотности ρ, условной вязкости η, жизнеспособности τж и времени отверждения τо проводили по ГОСТ 14231–88.
139
Для того, чтобы выяснить, как Al-М влияет на плотность и вязкость раствора КФС, в растворы смолы различной концентрации вводили Al-М с расходом от массы сухой смолы Q = 3 %. Плотность и вязкость полученных композиций соотносили с соответствующими показателями для растворов исходной КФС с концентрациями, равными массовым долям сухих веществ M в растворах модифицированной смолы (табл. 1). Плотность раствора исходной КФС линейно зависит от его концентрации. Плотность раствора модифицированной смолы возрастает с увеличением М от 50 до 60…61 мас. %, после чего начинает снижаться. В интервале М от 50 до 57 мас. % наличие Al-М в составе КФС практически не влияет на плотность раствора. При увеличении М более 57 мас. % замена части смолы на Al-М приводит к резкому снижению плотности раствора КФС.
Условная вязкость раствора исходной смолы экспоненциально зависит от его концентрации. Вязкость раствора модифицированной КФС характеризуется аналогичной зависимостью от М. В интервале М от 50 до 57 мас. % присутствие Al-М в составе смолы не оказывает влияния на вязкость раствора. По мере увеличения М более 57 мас. % частичная замена КФС на Al-М вызывает все более значительное повышение вязкости раствора модифицированной смолы по сравнению с исходной.
Для того, чтобы выяснить, происходит ли структурирование олигомерных молекул смолы вокруг частиц Al-М, определяли условную вязкость 55 %-ных растворов КФС, содержащих Al-М с расходом 0…5 %. Результаты определения вязкости 55 %-ных растворов КФС с различным содержанием Al-М представлены в табл. 2. При доле Al-М в 55 %-ном растворе смолы φ до 0,4 об. % Al-М образует в данной среде раствор, вязкость которого подчиняется уравнению Эйнштейна [3]. Если доля Al-М в растворе смолы превышает 0,4 об. %, то вязкость раствора становится выше расчетной. При данных расходах Al-М олигомерные молекулы КФС структурируются вокруг его частиц. Образовавшиеся ассоциаты взаимодействуют между собой, что и вызывает увеличение вязкости смолы.
Для того, чтобы выяснить, как Al-М влияет на процесс отверждения КФС, определяли время отверждения 55 %-ных растворов смолы, содержащих Al-М в количестве от 0 до 1,1 об. % (табл. 3). Время отверждения модифицированного связующего экстремально зависит от количества введенного Al-М и при его содержании 0,45 об. % достигает минимального значения 72 с, что на 10 с меньше данного показателя для исходной смолы. По-видимому, при данном расходе Al-М максимально усиливает теплопередачу и, соответственно, ускоряет процесс отверждения КФС. При повышении расхода Al-М он начинает механически препятствовать отверждению смолы.
С целью дальнейшего исследования процесса отверждения КФС в присутствии Al-М определяли жизнеспособность 55 %-ных растворов смолы, содержащих Al-М в количестве 0,45 и 1 об. %, в сравнении с исходной смолой (табл. 4). Жизнеспособность исходной и модифицированной КФС определяли при температурах Т от 20 до 90 оС с интервалом 10 оС. В таблице также
140
приведены значения τо смолы при Т = 100 оС. Определение τж при Т = 20…40 оС проводили в сушильном шкафу с вентиляцией на навесках массой 30 г, при Т = 50…90 оС – по методике определения τо. Введение Al-М в 55 %-ный раствор КФС в количестве до 1 об. % не оказывает влияния на жизнеспособность связующего при Т = 20 оС, а в условиях хранения до прессования плит (30…40 оС) увеличивает его жизнеспособность.
Таблица 1 – Состав и физико-химические свойства растворов КФС
Таблица 2 – Вязкость растворов модифицированной КФС
M, мас. % ρ, кг/м3
η,
КФС Al-M всего с
48,5 1,5 50,0 1185 14,3
50,0 0 50,0 1182 15,1
54,1 1,6 55,7 1204 18,2
55,7 0 55,7 1206 17,9
58,3 1,7 60,0 1222 26,9
60,0 0 60,0 1226 23,5
62,1 1,9 64,0 1212 36,1
64,0 0 64,0 1245 33,3
66,3 2,0 68,3 1199 82,3
68,3 0 68,3 1265 61,0
QAl-M, %
MAl-M, мас. %
φ, об.%
ηрасч, с
ηфакт, ∆η, с
с
0 0 0 – 17,5 ± 0,1 –
0,5 0,27 0,12 17,6 17,4 ± 0,1 -0,2
1,0 0,55 0,25 17,6 17,7 ± 0,2 0,1
1,5 0,82 0,37 17,7 17,8 ± 0,2 0,1
2,0 1,09 0,49 17,7 18,3 ± 0,3 0,6
3,0 1,62 0,73 17,8 18,2 ± 0,3 0,4
4,0 2,15 0,97 17,9 19,3 ± 0,7 1,4
5,0 2,68 1,21 18,0 20,3 ± 0,2 2,3
Таблица 3
Время отверждения модифицированной КФС
Таблица 4 Жизнеспособность
модифицированной КФС (мин) при различных температурах
φ, об. %
QAl-M, τо, с Т, оС τж, при φ, об. %
0 0 81,2 ± 0,4 0 0,45 1,0 0,10 0,41 79,6 ± 1,6 0 900 900 900 0,20 0,82 77,1 ± 2,4 30 385 400 405 0,30 1,23 72,8 ± 3,1 40 180 190 200 0,45 1,84 72,0 ± 1,1 50 52,7 54,8 56,6 0,60 2,46 74,0 ± 1,4 60 15,6 16,2 17,7 0,80 3,29 79,7 ± 1,6 70 7,15 6,28 7,20 1,00 4,12 81,5 ± 4,2 80 3,13 3,22 3,30 1,10 4,54 84,8 ± 1,0 90 1,78 1,92 1,97
141
По результатам определения τж исходной и модифицированных КФС в интервале Т = 20…100 оС строили зависимости скорости отверждения смолы от температуры в полулогарифмических координатах lg (1/τ) – 1/T. Полученные зависимости имеют вид S-образных кривых. По методике [4] рассчитали значения энергии активации Е реакции отверждения для 55 %-ных растворов КФС, содержащих различное количество Al-М.
φ, об. % 0 0,45 1,00 2,00
Е, кДж/моль 109,4 ± 2,0 112,8 ± 2,2 103,1 ± 1,8 82,4 ± 1,6 Данные по энергии активации отверждения КФС в присутствии Al-M
подтверждают результаты определения τо модифицированной смолы (см. табл. 3). Максимальное значение Е наблюдается при содержании Al-M в 55 %-ном растворе КФС в количестве 0,4 об. %, что соответствует максимальной скорости отверждения связующего.
Литература:
1. Леонович А.А. Технология древесных плит: прогрессивные решения: Учеб. пособие. – СПб.: Химиздат, 2005. – 208 с.
2. Леонович А.А., Бутузов А.С. Производственный опыт использования карбамидных связующих с алюминийсодержащим модификатором // Древесные плиты: теория и практика / Под ред. А.А. Леоновича: Восьмая Междунар. науч.-практ. конф., 23-24 марта 2005 г. – СПб., 2005. – С. 19–23.
3. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1960. – 175 с.
4. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики: Учебник для хим. фак. ун-тов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1974. – 400 с.
* * * THE INFLUENCE OF ALUMINIUM-CONTAINING MODIFIER
BY PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF UREA-FORMALDEHYDE RESIN
Matyukhin A.A., Sheloumov A.V., Leonovich A.A. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
The influence of the aluminium-containing modifier on density and viscosity of urea-formaldehyde resin solution is studied. It has been studied resin condensation at various quantity of the modifier and temperature. The energy of activation to condensation process has been calculated also.
142
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНГИБИТОРОВ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШТАММОВ ДРОЖЖЕЙ В СПИРТОВОМ И
ДРОЖЖЕВОМ ПРОИЗВОДСТВАХ
Михайлова Е.В., Куницкая О.А., Елкин В.А.
Этанол, полученный из растительных материалов, может рассматриваться как хорошая альтернатива традиционным источникам энергии. Главными достоинствами при его производстве являются низкая себестоимость и широкая доступность растительных материалов.
Гидролиз растительного сырья – наиболее перспективный метод химической переработки древесины, так как в сочетании с биотехнологическими процессами позволяет получать кормовые и пищевые продукты, биологически активные и лекарственные препараты, мономеры и синтетические смолы, топливо для двигателей внутреннего сгорания и разнообразные продукты для технических целей.
Однако необходимо отметить, что образующиеся при гидролизе растительных материалов моносахариды подвергаются сложным многоступенчатым превращениям, которые обычно называют распадом сахаров. Эти реакции приводят к снижению выхода сахаров и к образованию ингибиторов биохимических процессов.
Все ингибиторы биохимических процессов, присутствующие в гидролизатах лигноцеллюлозного материала, условно разделяют на 3 группы: слабые кислоты (муравьиная, левулиновая), фурановые производные (фурфурол, гидроксиметилфурфурол) и фенольные соединения (2).
Процесс ферментации гидролизатов может быть улучшен несколькими путями, например, с помощью методов химической и физической детоксификации. Кроме того, возможно использование генетически модифицированных микроорганизмов, способных функционировать как продуценты даже при высоких концентрациях ингибиторов. Во всех этих случаях необходимо хорошо понимать механизмы воздействия ингибиторов на клетки-продуценты, рассматривая их прежде всего как популяцию.
В работе нами был использован новый метод оценки популяции – по наличию в ней кислородного стресса, который возникает при накоплении в клетках избыточного количества активных форм кислорода (АФК) (4).
Первичным источником АФК в клетке является выход электрона из дыхательной цепи в момент восстановления молекулярного кислорода в воду с образованием супероксид аниона О2·
--. Также к образованию О2·--приводят
микросомальный метаболизм и дыхательный взрыв, производимый фагоцитами для уничтожения бактерий. Н2О2 получается в клетках после распада О2·
--, который катализируется супероксид дисмутазами, и после β-окисления жирных кислот в пероксисомах. Ни Н2О2, ни О2·
-- не являются сильно реакционно-способными частицами. Намного более опасно для клетки образование активного гидроксильного радикала ОН, который реагирует с большинством клеточных компонентов. В реакции образования·ОН (реакции Фентона)
143
участвуют восстановленные ионы металлов, таких как Fe2+, которые в процессе реакции окисляются. Ситуация осложняется присутствием О2·
--, который восстанавливает Fe3+ в Fe2+, чем катализирует образование ·ОН (4).
Большинство вторичных АФК и другие радикалы образуются из реакций первичных АФК с клеточными компонентами. ·ОН повреждает белки, приводя к сшивкам, фрагментации и окислению аминокислотных остатков, особенно сильно влияя на ароматические боковые цепи и цистеин. Образующиеся гидропероксиды белков химически активны и доступны свободным радикалам, что ведет к их дальнейшим модификациям и развертыванию. Из поврежденных аминокислот образуются гидроксилированные производные, а из ароматических остатков могут возникать феноксильные радикалы (4).
В случаях, когда концентрация АФК не превышает критическую, клетки могут адаптироваться к АФК и запустить механизм репарации. В случаях, когда концентрация АФК превышает определенный уровень, и адаптация становится невозможной, в клетке запускается программированная клеточная гибель.
В данной работе провели оценку развития кислородного стресса при воздействии ряда ингибиторов ферментационных процессов. Развитие кислородного стресса определяли путем воздействия на промышленный штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae У-1334 таких ингибиторов ферментационных процессов, как уксусная кислота, фурфурол и 4-гидроксибензойная кислота. Для проведения эксперимента использовали модельные смеси полной жидкой питательной среды (глюкоза – ; пептон - ; дрожжевой экстракт - ) и выбранных веществ, концентрации которых изменяли в пределах от 0,001 до 0,7 %. Клетки выдерживали в модельных смесях в течение 12 часов.
Наличие кислородного стресса определяли путем отбора проб и окрашивания их флюоресцентным красителем дихлордигидрофлюоресцеин-диацетатом (ДХГФДА). Окрашивание клетки свидетельствовало о наличии в ней кислородного стресса. Результаты опытов представлены в таблицах 1, 2 и 3.
Таблица 1
Доля клеток, получивших кислородный стресс (окрасившихся ДХГФДА) в популяции штамма У – 1334 (в %) при воздействии фурфурола
Концентрация фурфурола,%
Время отбора пробы после начала эксперимента, часы
2 5 8 12 0 1,57±0,5 1,70±0,56 1,83±0,74 1,97±0,21
0,005 1,64±0,26 1,67±0,25 1,74±0,56 1,54±0,62 0,05 1,90±0,26 2,37±0,5 2,33±0,68 2,80±0,85 0,1 3,63±0,85 3,43±0,85 3,30±0,53 3,73±0,67 0,3 3,87±0,59 3,50±1,21 3,60±0,46 4,03±0,25 0,5 3,30±1,8 3,13±0,12 3,37±0,7 3,77±1,15 0,7 5,40±0,52 5,57±0,4 5,60±0,35 5,67±0,55
144
Таблица 2 Доля клеток, получивших кислородный стресс (окрасившихся ДХГФДА) в популяции штамма У – 1334 (в %) при воздействии уксусной кислоты
Время отбора пробы, часы Концентрация CH3COOH,%
2 5 8 12
0 1,8±0,38 1,9±0,29 2,3±0,15 2,1±0,49 0,03 5,13±0,67 5,67±0,84 5,50±0,4 5,23±0,35 0,06 5,83±0,51 5,83±0,25 5,77±0,67 5,97±0,23 0,09 6,50±0,52 7,03±0,25 6,63±0,42 6,60±0,61 0,12 5,87±0,25 6,03±0,15 5,97±0,85 6,03±0,47
Таблица 3 Доля клеток, получивших кислородный стресс (окрасившихся ДХГФДА) в популяции штамма У – 1334 (в %) при воздействии 4-гидроксибензойной
кислоты Время отбора пробы, часы Концентрация
4-гидроксибензойной кислоты,
%
2 5 8 12
0 2,50±0,23 2,27±0,27 2,00±1,2 2,08±0,67 0,001 2,13±0,28 1,80±0,32 2,20±0,95 2,00±0,34 0,01 0,87±0,09 0,97±0,08 1,47±0,1 1,05±0,01
Из полученных данных видно, что ни одно из данных соединений в заданных концентрациях не вызывает кислородный стресс в популяции промышленного штамма Saccharomyces cerevisiae У-1334, поскольку доля клеток, получивших кислородный стресс, ни в одном опыте не превышает 10% и почти не меняется со временем. В дальнейшем планируется провести оценку кислородного стресса популяции, выращиваемой в ферментаторах на средах, полученых из гидролизатов древесины.
Список литературы:
1. Холькин Ю. И. Технология гидролизных производств. Учебник для ВУЗов. – М.: Лесная промышленность, 1989. – 496 с.
2. Palmqvist E., Hahn-Hagerdal B. Fermentation of lignocellulosic hydrolysates. II: inhibitors and mechanisms of inhibition//Bioresource technology. – 2000. - V.74. – P.25-33.
3. Talebnia F., Taherzadeh M. In situ detoxificationand continious cultivation of delute-acid hydrolyzate to ethanol by encapsulated S. cerevisiae// Journal of biotechnology. – 2006.
145
4. Temple M., Perrone G., Dawes I. Complex cellular response to reactive oxygen species// Trends in Cell Biology. - 2005. - Vol. 15. - P. 319-326.
Работа поддержана грантом правительства Санкт-Петербурга. * * *
INVESTIGATION OF INHIBITORS INFLUENCE ON THE VITALITY OF YEAST CULTURES IN ETHANOL AND YEAST INDUSTRY
Mihaylova E.V., Kunitskaya O.A., Yolkin V.A. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
ПРИМЕНЕНИЕ АКЦЕПТОРОВ ФОРМАЛЬДЕГИДА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
НЕТОКСИЧНЫХ ПЛИТ.
Нгуен Тхи Минь Фыонг, И.А. Гамова
Древесноволокнистые плиты средней плотности (ДВП-СП), известные в
мире под аббревиатурой МDF (Medium Density Fiberboards), по своим физико-механическим показателям не уступают цельной древесине и успешно заменяют ее. Они имеют мелкодисперсную структуру по всему сечению, легко поддаются механической обработке и различным видам отделки, хорошо удерживают фурнитуру.
При изготовлении ДВП-СП используются, как правило, карбамидоформальдегидные смолы (КФС). В обозримом будущем, очевидно, замены КФС, которая является сравнительно дешевым и быстро отверждаемым олигомером, не предвидится. Проблема выделения формальдегида из плит, изготовляемых с использованием КФС, до настоящего времени остается актуальной, хотя накоплен значительный опыт по синтезу новых марок смол и применению акцепторов формальдегида.
Для решения задачи получения ДВП-СП, не выделяющих формальдегид, были использованы аддукты, получаемые при взаимодействии растворимого в воде полимера − поливинилового спирта (ПВС), и карбамида. Они реагируют с компонентами древесного волокна (ДВ), участвуют в межволоконном взаимодействии, переходят в условиях получения плит в водонерастворимое состояние и при этом связывают формальдегид. Мы модифицировали ДВ разработанными модификаторами, что позволило сократить расход КФС и снизить эмиссию из плит формальдегида. Основные свойства ДВП СП зависят от количества введенного модификатора, его состава, а также расхода КФС. Предложенное модифицирование позволяет сократить расход КФС на 30%, при этом эмиссия формальдегида снижается в 3…6 раз [1].
При получении ДВП СП не предусматривается технологическая операция термообработки, которая присутствует на всех производствах плит, изготовляемых мокрым методом. Между тем, большое количество работ, посвященное химическим преобразованиям компонентов древесины и
146
полимерного связующего вещества при термообработке древесных композиционных материалов, свидетельствует об эффективности этой операции. При этом отмечается значительное снижение набухание (в 2…2,5 раза), а также токсичности в результате снижения количества диметиленэфирных групп и образования метиленовых [2,3].
Мы провели термообработку плит при температуре 150…170°С в течение 1 часа (табл.1). Установили, что эмиссия формальдегида при этом уменьшается вдвое в сравнении с контрольным образцом, и с увеличением температуры термообработки улучшается гидрофобность плит.
Таблица 1 Влияние термообработки на свойства ДВП СП
Т, 0С σизг, МПа ∆S, % ∆W, % CH2O мг/100г плиты
Контроль 52,1 6,6 8,0 33,8 150 57,5 5,7 7,3 17,1 160 57,3 5,0 6,9 16,5 170 49,1 5,8 9,2 15,1
При использовании такого теплового воздействия особенно эффективной
оказалась обработка поверхности плиты предложенными водорастворимыми модификаторами в количестве 1,5…5,0 % в расчете на сухие вещества. Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что модифицирование поверхности плит перед их термообработкой значительно снижает эмиссию формальдегида и переводит их в класс Е –0.
147
Таблица 2 Влияние модифицирования на свойства ДВП СП
Вид модификатора
Количество модификатора мас. доля %
σизг, МПа ∆S, % ∆W, % CH2O, мг/100г
сух. плит Контроль 50,9 9,7 15,3 34,9 Карбамид 3,5 38,2 8,4 12,4 4,1 ПВС 1,5 52,8 7,6 11,0 5,6 ПВС К 1,5 :5* 48,0 7,8 11,0 3,1 ПВС К 1,5 :5** 41,4 7,9 13,2 0,8
Примечание:* Термообработка при 160 0С;** Термообработка при 170 0С. Таким образом, исследованный способ использования в качестве
акцепторов формальдегида ПВС и карбамида, а также продуктов их взаимодействия позволяет изготовлять нетоксичные ДВП СП.
Литература:
1. И.А. Гамова, С.Д. Каменков. Древесноволокнистые плиты средней плотности (MDF) без формальдегида.// Между. нар.. форум «Лесопромыш. комплекс России на рубеже XXI /. Тезисы докладов. - С –Петербург, 1999. с.
2. А.А. Эльберт. Химическая технология древесностружечных плит. - М.: Лесн. пром.-1984.- с.144.
3. П.А. Агеев, В.П. Ефимов, А.А. Багаев. Исследование влияния процесса термообработки на санитарно- гигиенические свойства ДВП средней плотности. //Древесные плиты: теория и практика / Восьмая междунар. науч – практ. конф. С.-Петербург, 23-24 марта 2005. – с.51.
* * * APPLICATION OF ACCEPTORS OF FORMALDEHYDE FOR REDUCTION IN
THE TOXICITY OF THE MDF. Nguyen Thi Minh Phuong, Y.A. Gamova.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
With the use of urea-formaldehyde resin for the production MDF, as a rule are always separated toxic substances, including formaldehyde. For the binding of formaldehyde were used the acceptors of polyvinyl alcohol, carbamide, and also their mixture.
148
ТЕХНИЧЕСКИЙ ГИДРОЛИЗНЫЙ ЛИГНИН И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
Немешев Р. М.
Важнейшим видом растительного сырья, используемого для химической переработки, является биомасса дерева, формирующая лесные биоценозы. Дре-весина является возобновляемым сырьём, поэтому при рациональном её ис-пользовании и соблюдения экологических норм, запас данного вида сырья не исчерпаем. Технический гидролизный лигнин - крупнотоннажный отход гидролизной промышленности является обременительным и экологически вредным ма-териалом. Лигнин вывозится в отвалы, где его скопилось более 15 млн. тонн.
В настоящее время технический гидролизный лигнин используется не значительно. Однако, как показали многолетние исследования и промышленные испытания, проведенные целым рядом научно-исследовательских, учебных и промышленных предприятий, из гидролизного лигнина можно получать ценные виды промышленной продукции.
Существует множество способов применения лигнина, но одним из путей перспективных путей применения является использование лигнина как частичного заменителя фенола в производстве пластиков и фенолформальдегидных смол.
* * * TECHNICAL HYDROLYSIS LIGNIN AND PERSPECTIVES OF ITS USE
Nemeshev R.M. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
Chemical composition of extractives of technical hydrolytic lignin of Tavdinskiy Plant was carried out. The yield of the extractives were 20 %. It was determined by means of GC/MS that major components of the extractives are resin and high molecular aliphatic acids, terpenes and low-molecular products of carbohydrates hydrolysis.
149
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ПРОЦЕСС СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ
Ориничева О.В., Слюняев В.П.
Процесс получения этанола зависит от множества факторов: концентрации
источников углеродного и минерального питания, вида биологического агента активной кислотности среды, окислительно-восстановительного потенциала и ряда других факторов. Обеспечить точный контроль и регулирование всех факторов практически невозможно, что оказывает влияние на эффективность процесса спиртового брожения и выход этанола. Возникает проблема поиска нового комплексного показателя, учитывающего влияние множества факторов на процесс образования этанола.
Таким показателем может быть показатель аэробности среды rH2, который зависит от Eh и pH :
pHEh
rH 203.02 +=
Степень аэробности среды меняется в пределах 0−41,2. Цель данного эксперимента: изучить изменения физико-химических
показателей Eh, pH, кинетические закономерности процесса спиртового брожения в условиях, приближенных к условиям переработки крахмалсодержащего сырья и меласса (СРВ=10—15%) с целью использования этих показателей для контроля и регулирования процесса спиртового брожения.
В качестве объекта исследования был выбран модельный субстрат с концентрацией глюкозы 8,8%; в качестве источника минерального питания использовали раствор аммофоса. Подготовленный субстрат объемом 2000 мл заливали в лабораторный ферментатор, вносили засевные дрожжи Saccharomyces cerevisiae в количестве 32% абсолютно сухих дрожжей от массы глюкозы и проводили процесс спиртового брожения при температуре 30°С в течение 6,5 ч. и начальном значении pH 3,36. Концентрация биомассы дрожжей в субстрате составила 28,0 г/л.
В ходе эксперимента проводили контроль окислительно-восстановительного потенциала Eh, активной кислотности среды pH, температуры процесса, концентрации глюкозы и этанола.
Определение Eh и pH проводили на иономере; определение концентрации глюкозы — эбулиостатическим методом, концентрации этанола — флотационным способом.
Экспериментальные данные анаэробного сбраживания приведены в таблице 1.
150
Таблица 1 Исследование влияния продолжительности спиртового брожения
на основании показателей процесса Время,ч. pH Eh, мв rH2 C глюкозы, г/л C этанола,
г/л Выход этанола, %
0 3,36 192 13,1 88,0 — — 2 2,35 10 5,0 51,0 26,2 29,8 4 2,21 −17 3,9 13,0 38,0 43,1 6 2,52 −79 2,4 1,0 38,0 43,1
6,5 2,65 −95 2,1 0,3 38,0 43,1 На основании экспериментальных данных были сделаны следующие
выводы. Физико-химические показатели Eh и rH2, возможно использовать как
комплексные показатели управления процессом спиртового брожения с целью повышения практического выхода и интенсификации процесса получения этанола.
В процессе спиртового брожения с использованием дрожжей Saccharomyces cerevisiae и субстрата с концентрацией глюкозы 8,8% окислительно-восстановительный потенциал изменяется в пределах 192 — (−95) мв, а показатель аэробности среды в пределах 13,1 — 2,1
Оптимальные значения физико-химических показателей, обеспечивающих высокий выход этанола, высокие скорости образования этанола и потребления субстрата:
pH = 2,21—2,35; Eh = −17 мв; rH2 = 3,9—5,0.
Литература:
1. БЕКЕР М.Е. “Биотехнология”. М.: Агропромиздат, 1990. 334 с. 2. ЕМЕЛЬЯНОВА И.З. “Химико-технологический контроль гидролизных производств”. М.: Лесная промышленность, 1976. 328 с. 3. МАРИНЧЕНКО В.А. “Технология спирта”. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 416 с. 4. РАБОТНОВА И.Л. “Потребность анаэробных микроорганизмов в окислительно-восстановительных условиях среды”. М.: Микробиология, т.24, вып. 2 1955. С. 10 — 14. 5. ХОЛЬКИН Ю.И. “Технология гидролизных производств”. М.: Лесная промышленность, 1989. 496 с.
* * * INVESTIGATION OF INFLUENCE PHYSICAL AND CHEMICAL INDEXES AT
PROCESS ALCOHOLIC FERMENTATION Orinicheva O.V.; Slynyaev V.P.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
151
We studied change of physical and chemical indexes in process alcoholic fermentation. Physical and chemical indexes (Eh, pH, rH2) influence significant at process alcoholic fermentation. We defined appropriate meaning of physical and chemical index: — active acid of sphere pH = 2,21 — 2,35; — Red − Ox potential Eh = −17 mv; index of air sphere rH2 = 3,9 — 5,0.
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ ПОЛИПРЕНОЛОВ ФОСФОРНЫМ АНГИДРИДОМ
Павлова Ю.А.*
Полипренолы выполняют в организме целый ряд важнейших функций. При
их помощи в организмах синтезируются убихиноны, пластохиноны и метахиноны (витамины группы К); также функцией полипренолов является связывание и перенос нуклеотидфосфосахаров к полипептидам (или протеинам) и образование их комплексов. Этот процесс является общим для всех живых организмов, и его нарушение ведет к расстройству жизнедеятельности [1].
Полипренолы являются производными большой группы соединений – полиизопреноидов, представляющих регулярно построенные 1,5-полиены. Число изопреновых звеньев в полипренолах зависит от вида растения и меняется от 6 до 40 [2].
O Hn
т р а н с - ц и с -
2
На основе полипренолов синтезируют и испытывают лекарственные
средства. Эффективность действия полипренолов ограничивается плохой растворимостью в воде, не позволяющей использовать инъекции. Водорастворимой формой являются производные полипренолов – фосфаты (R-O-PO (OH)2). Фосфаты полипренолов также содержатся в живых организмах.
Цель настоящей работы – разработка метода фосфорилирования полипренолов, основанного на взаимодействии с фосфорным ангидридом. В результате исследований были определены: растворитель (смесь диметилформамида и триэтиламина), температура, продолжительность реакции, соотношение реагентов, позволяющее получать фосфаты полипренолов. * Работа выполнена под руководством к.х.н. Ведерникова Д.Н.
152
Продукты фосфорилирования были идентифицированы сравнением спектральных характеристик (ЯМР1Н) и хроматографических (ТСХ (Rf и качественная реакция на фосфор) с литературными данными [3]. В результате проведенных исследований была достигнута степень превращения - 75%, выход целевого продукта – 25 %, выход побочных продуктов («углеводородов») – 50 %.
Литература.
1. Григорьева Н. Я., Моисеенков А. М. Физиологическая активность полиизопреноидов // Химико-фармацевтический журнал.-1990- № 2, с.144-155.
2. Ewa Swiezewska, Wlodzimier Sasak etc. The search for plant polyprenols // Asta Biochimica Polonica.-1994-vol. 41-№ 3, 221-260
3. Данилов Л.Л. ,Мальцев С.Д., Шибаев В.Н. Фосфорилирование полипренолов тетра-н-бутиламмонийфосфатом в присутствии трихлорацетонитрила // Биоорганическая химия-1988- том 14- № 9. с.1287-1288.
* * *
PHOSPHORYLATION OF POLYPRENOLS. Pavlova Yu.A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
Reaction P4O10 with polyprenols yielded polyprenyl phosphates (25 %). Structures of synthesized products are confirmed by spectral and chromatographical methods, by comparison with poliprenyl phosphates synthesized with using well-known method. Conditions of the reaction was established. It was found that reaction take place in the mixture of dimethylformamide and trialkylamine.
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ И ВИДА СВЯЗУЮЩИХ НА ПРОЧНОСТЬ БУМАГОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН.
Панова М.В.*
Вопросы связеобразования в бумажном листе всегда находятся в центре
внимания исследований. При этом помимо традиционного улучшения бумагообразующих свойств растительных волокон с помощью размола, в последнее время всё больше внимания уделяется применению различных вспомогательных веществ для повышения прочности бумаги. Использование для этих целей крахмала и некоторых других добавок достаточно полно изучено в
* Выполнено под руководством Дубового В.К.
153
отношении бумаги из целлюлозных волокон[1]. Работ же посвященных использованию для повышения прочности бумагоподобных материалов из стеклянных волокон совершенно недостаточно [2].
За рубежом минеральные, прежде всего, стеклянные, волокна, применяют для изготовления фильтрующих, термо-, шумоизоляционных, жаростойких и других материалов, используемых в самых наукоёмких отраслях: авио-космической, атомной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности. В России пока из этих волокон изготавливают практически только самые простые бумагоподобные материалы для строительной индустрии с использованием в качестве связующих различных вредных смол. Поэтому поиск новых и правильное использование существующих связующих для упрочнения наукоёмких видов бумаги из стеклянных волокон является весьма актуальной задачей.
Минеральные волокна, как и целлюлозные, в большинстве случаев гидрофильны и заряжены отрицательно. Однако на этом их сходство практически заканчивается. Минеральные волокна не набухают и не фибриллируются в воде и не могут образовывать между собой прочных водородных связей. Поэтому изготовление бумагоподобных материалов по «мокрому» и «сухому» способу, дальнейшая переработка в изделия и их эксплуатация невозможны без применения специальных связующих.
Нами проведены исследования на влияние связующих на прочность бумагоподобных материалов. В качестве органических связующих, в количестве 5% от массы волокон, применяем катионный крахмал «Эмпрезол NE-25E», и системы на основе крахмала «Аниоплюс» и «Raisabond», а также Na КМЦ, и водорастворимые поливинилспиртовые волокна (ПВС) «винол». Неорганическими связующими служили полигидроксокомплексы алюминия, получаемые непосредственно в стекловолокнистой суспензии из добавок алюмината натрия в количестве 5%(считая на А12ОЗ) при создании рН 9-9,5 с помощью 1н соляной кислоты. Образцы картона изготавливали массой 200г. 1 м2 из стеклянных волокон диаметром 0,7 мкм., рН при отливе всегда поддерживали на уровне 9-9,5. Выбор указанных связующих и условий их применения обусловлен следующими причинами: катионный крахмал, «Эмпрезол NE - 25Е», создан специально для максимального повышения прочности данного картона. Его эффективность была применена как за рубежом, так и в России. Вместе с тем, в настоящее время разработаны новые системы, Аниоплюс и Raisabond, на основе крахмала и специальных добавок. Эти системы, в отличие от катионных крахмалов, непрерывно повышают прочность бумаги и картона не только при расходе 1,5-2%, но и вплоть до расхода 5-6% от массы волокон. Что позволяет в дальнейшем отказаться от дополнительной поверхностной проклейки растворами крахмала. Наряду с этими видами связующих наиболее широко применяется натриевая соль карбоксометилцеллюлозы (Na КМЦ), волокна «винол». Возможность повышения, прочности бумагоподобных материалов из минеральных волокон с помощью соединений алюминия также была показана в ряде работ. При этом перечисленные выше связующие показывали
154
максимальную эффективность при отливе бумаги в слабощелочной среде, что облегчает возможность сравнения их эффективности, применительно к бумаге из стеклянных волокон.
Результаты исследований показаны на рис. 1
Влияние добавок на прочность образцов
из стекловолокна
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7
Добавки
Разрушающее
усилие, Н
Рис 1. Влияние на прочность образцов из стекловолокна добавок: 1-
контрольная(без добавок связующего); 2-Na КМЦ; З-Эмпрезол NE -25Е; 4-Аниоплюс; 5-Raisabond; 6-]lBC;7-Na A1O2.
Анализ наблюдаемых закономерностей показывает, что в порядке возрастания эффективности воздействия на прочность образцов, добавки располагаются в следующий ряд: Na КМЦ < Эмпрезол NE-25E < Аниоплюс < Raisabond < Na A1O2 < ПВС. Переходя к количественной оценке, следует указать, что повышение прочности с помощью катионного крахмала составляет: Na КМЦ-8,0; Эмпрезол NE - 25Е-9,1; Аниоплюс-14,6; Raisabond-16,5; ПВС-21,0; Na А1О2-19,1;при значение для контрольного образца-5,2. Низкая прочность контрольных образцов из стекловолокна без связующего объясняется силами трения между волокнами и высокой хрупкостью самих волокон. Введение изученных связующих не только повышает межволоконное взаимодействие, имеющее различную природу, зависящую от вида добавки. В частности, следует полагать, что в случае добавок крахмала и систем на его основе, а также Na КМЦ, мы имеем дело с дополнительными водородными силами связей. В случае добавок волокна «винол» возможна химическая связь между волокнами, в случае соединений алюминия - координационная связь. Следует также указать, что, имея прирост прочности при введении алюмината натрия близкий к приросту прочности при добавках ПВС, образцы с минеральным связующим могут работать не только в простых, но и тяжелых условиях, в частности, при высокой температуре окружающей среды.
Сравнительные фотографии контрольных образцов из стекловолокна с добавкой Na А12Оз показаны соответственно на рис. 2 и 3. Снимок на рис. 3 показывает, что полиядерные комплексы не образуют сплошной пленки, а образуют флоккулы на пересечении волокон. Можно предположить, что повышение прочности образцов связано с вовлечением гидроксильных и
155
некоторых других активных групп на поверхности стекловолокна в структуру алюминиевого комплекса, т.е. установлением дополнительных координационных связей между волокнами через ион алюминия (80% взято для лучшего рассмотрения характера распределения связующего).
Проведенные исследования позволяют говорить о положительном влиянии связующих, органических и неорганических, на прочность бумагоподобных материалов из стекловолокон. Причем, упрочнение имеет существенные значения для ряда связующих (Аниоплюс; Raisabond; ПВС;Nа А1О2).
Литература:
1. Рыжак Е.Н. Вспомогательные химические вещества в производстве тестлайнера. СПб, 2005.137с.
2. Дубовый В.К. Стеклянные волокна. Свойства и применение. СПб, 2003.130 с.
* * * В статье проведены исследования влияния природы и вида связующих ( Na КМЦ; Эмпрезол NE - 25Е; Аниоплюс; Raisabond; ПВС; Na А1О2) на прочность бумагоподобных материалов из стеклянных волокон. Выведен ряд закономерностей порядка возрастания эффективности воздействия на прочность образцов (Na КМЦ < Эмпрезол NE-25E < Аниоплюс < Raisabond < Na A1O2 < ПВС).
* * * THE INFLUENCE OF NATURE AND KIND LINKING TO SOLIDITY OF PAPER
LIKE MATERIALS AND GLASS FIBRE Panova M. V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
There are analysis of the influence of nature and kind linking (Na KMC; Empresol NE – 25 E; Anioplus; Raisabond; PVS; Na A1O2) to solidity of paper like materials and glass fibre. Conformities of order of effectiveness increasing of influence of these additions to the node's solidity mere given in this article (Na KMC < Empresol NE-25 E < Anioplus < Raisabond < Na A1O2 < PVA).
ПРИМЕНЕНИЕ ПИРОГЕННЫХ СМОЛ БМД В ПРОИЗВОДСТВЕ КАЧЕСТВЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ
Пильщиков Ю.Н.*
Особые свойства древесного угля, то есть высокая реакционная
способность, степень ароматичности, минимальное содержание минеральных веществ позволяют ему занимать одно из основных направлений использования его в цветной металлургии – для выплавки алюминиевых сплавов, ферросплавов, и особенно – в производстве технического и кристаллического кремния и карбида кремния. * Работа выполнена под руководством профессора д.т.н. Пиялкина В.Н.
156
Однако для электрометаллургии кремния требуются особые сорта древесно-угольного восстановителя (УВ) с наличием специфических свойств по прочности, количеству нелетучего углерода, пористости и удельного сопротивления. Бытовые древесно-угольные брикеты по отечественному стандарту (ТУ 2455-001-46277971-2003) и стандарту Германии (DIN 51749-B) для этой цели непригодны. В моей работе была поставлена задача разработать технологию получения древесно-угольных брикетов именно для целей выплавки высоких сортов кремния.
По литературным данным по содержанию минеральных веществ в древесных углях из основных пород древесного сырья Северо-Запада РФ, было определено, что наиболее перспективной породой является древесина сосны, в угле которой содержание золы – 0.6...1.4 %. Получение образцов угля из древесины сосны и коры производилось на пилотной установке. Полученные угли анализировались на начальном этапе по общепринятым методикам (таблица 1), откуда четко видна возможность использования угля именно из сосновой древесины, где зольность не выше 2%. Но прочность соснового угля значительно ниже необходимой для использования в качестве УВ, в чем он серьезно уступает углю из твердолиственных пород древесины.
Таблица 1. Основные показатели углей
Влажность, % Зольность, %
Содержание нелетучего углерода, %
Уголь сосновой древесины
6.7 2.0 87.9
Уголь сосновой коры
6.6 5.0 85.1
Шихта брикетная прокаленная
2.0 2.0 91.8
Была составлена брикетная шихта из полученного угля и суммарной смолы
для производства древесно-угольных брикетов. Как показали экспериментальные данные, прокаленная шихта также имеет содержание минеральных веществ меньшее, чем по требуемым показателям, на 0.1%. То есть, на предварительном этапе была доказана практическая возможность получения качественных УВ.
Следующим шагом было проведение прессования брикетной шихты с получением «зеленых» брикетов. Также был проведен процесс прокаливания «зеленых» брикетов. Прокаливание - одна из важнейших операций, в ходе которой формируются качественные характеристики брикетов. Её основной целью является превращение связующего в кокс, который скрепляет частицы угля и придаёт необходимую прочность. Это превращение происходит в результате нагревания брикетов. Процесс коксообразования является сложным и
157
недостаточно изучен. Изменение массы при прокаливании и кажущаяся плотность качественных древесно-угольных брикетов отражены в таблице 2.
Таблица 2. Прокаливание ДУБ.
Номер Масса, г
Выход, %
Диаметр, мм
Толщина, мм
Кажущаяся плотность, г/см3 До
прокаливания После
прокаливания 1 2 3
32.00 32.50 31.92
21.78 22.06 21.68
68.07 67.88 67.91
50.6 50.9 50.8
15.7 16.4 15.0
0.690 0.661 0.713
Сред. 32.14 21.84 67.95 50.8 15.7 0.688 4 5 6
30.00 25.00 27.00
19.47 17.71 17.98
64.88 70.86 66.36
50.7 50.8 50.8
14.0 12.4 12.9
0.689 0.705 0.688
Сред. 27.33 18.38 67.27 50.8 13.1 0.694 7 8 9
25.00 29.56 29.90
17.55 20.01 20.18
70.20 67.68 67.51
50.7 50.8 50.8
12.6 15.0 14.5
0.690 0.658 0.687
Сред. 28.15 19.25 68.36 50.8 14.0 0.678 На следующем этапе исследовательской работы планируется провести ряд
испытаний прокаленных брикетов: определение кажущейся плотности, истинной плотности по воде, влажности, зольности, а так же прочности на сжатие (по линии прессования и перпендикулярно линии прессования) и сравнить их с требованиями по стандарту. Также будет проведен количественный анализ содержания Al, Fe, Ti, Ca в древесно-угольных брикетах методом рентгенофлюоресцентного анализа на приборе СПЕКТРОСКАН-МАКС-GV.
В заключение следует отметить, что предложена перспективная технология получения качественных древесно-угольных брикетов для выплавки высоких сортов кремния из угля сосновой древесины и связующего – собственной пирогенной смолы. Использование связующего собственного производства повысит степень автономности производства.
* * * USE OF PIROGENIC TARS OF WOOD BIOMASS IN MANUFACTURE OF
HIGH-QUALITY COAL REDUCTORS Pilschikov Y.N.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Research of possibility of manufacture and use of wood-coal bricks, made of pine wood and binding agent – self pirogenic tar for smelting technical and cristall silicon.
158
ПИРОГЕННЫЕ СМОЛЫ БИОМАССЫ ДЕРЕВА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.
Сартакова Н. В.*
Производство пирогенных смол биомассы дерева (ПСБД) фактически
можно организовать на любом крупном лесозаготовительном предприятии. При этом будут полезно использованы различные отходы древесины в виде сучьев, щепы, опилок и т.д. Применение мобильных пиролизных установок позволит получать ПСБД как био-нефть взамен привозного минерального топлива и как местный вяжущий материал. При этом исключаются транспортные затраты, за счет чего снизится их общая стоимость.
В настоящее время ПСБД также рассматривается как альтернатива в перспективе нефтяным топливам. С этой целью разрабатываются новые технологические процессы переработки возобновляемого сырья: ультрапиролиз, термоокислительный, термокаталитический пиролиз, термохимическая конверсия и др., с увеличением выхода смолы до 90% от перерабатываемого сырья в виде котельного топлива или моторных топлив после стадий гидрирования и ректификации с отбором соответствующих фракций.
Особый интерес представляют ПСБД хвойных пород древесины в виду наличия в их составе смоляных кислот и продуктов их терморазложения. Из отечественных аналогичных продуктов ранее наиболее распространёнными являлись сосновые смолы пиролиза смолья подсочки или пнёвого осмола, которые в основном использовались в качестве антисептика деревянных изделий в жилищном строительстве и судостроении и регенерации резины. Зарубежным аналогом является KILN BURNED PINE TAR 773 \Швеция\ - чистый натуральный продукт, полученный традиционным способом, пиролизом сосновых пней с высоким содержанием смолы, низким содержанием пека и высокой чистотой.
В задачу моей работы входит исследование сырья Северо-запада Российской Федерации: сосна, ель, берёза, осина и кора этих пород. В данном сообщении к настоящему времени приводятся результаты по определению числа Конрадсона в основных видах ПСБД, т.е. осадочная смола, растворимая смола и суммарная смола из сосновой древесины, коры сосны, осиновой древесины, а в качестве перспективного сырья в виде брикетов и пеллет. Последние являются одним из наилучших видов сырья для пирогенетической переработки, т.к. содержание влаги в них не более 10% и они имеют строгие геометрические размеры. Полученные данные по числу Конрадсона приведены в таблице 1. Результаты исследования показывают, что наилучшим типом связующего может быть осадочная смола пиролиза сосновой древесины, причём предварительное окисление воздухом или Н2О2 позволяет увеличить значение коксового числа до 20,5% при использовании Н2О2. Осадочные смолы пиролиза осиновой древесины в 3-4 раза имеют меньше коксовое число, чем смолы хвойных пород. * Работа была выполнена под руководством профессора, д.т.н. Пиялкина В.Н.
159
Следует отметить, что при использовании вместо кварцевого песка древесного угля при определении коксового остатка позволяет получить значение числа Конрадсона до 40% больше, что является существенным положительным результатом выполняемой работы, т.к. для производства качественных углеродистых восстановителей с минимальным содержанием вредных примесей требуются определённые типы связующих, одними из которых и являются пирогенные смолы, полученные из древесного сырья.
Необходимо подчеркнуть, что все пирогенные смолы биомассы дерева как возобновляемое органическое сырьё рассматриваются по Киотскому протоколу как идеальные топлива для тепло- и энергоснабжения взамен минеральных топлив типа каменного угля, нефтепродуктов и природного газа, т.к. снижают выброс парниковых газов и SО2 в окружающую среду. Так появились названия био-нефть, био-мазут и био-масла, одной из характеристик которых является число Конрадсона, при использовании последних в качестве котельных или моторных топлив. По данным показателям для практических целей наиболее предпочтительными являются био-масла, т.к. коксовое число составляет 0,5%, а не 20% как для нефтяных мазутов.
Таблица 1
V песка, см3
V угля, см3
m БНФ*,
г m МБНФ
*, г
Число Конрадсона, % Анализируемая проба
1 2 3 Среднее Осадочная смола из древесины сосны
15,0 - 1,0 - 9,03/10,90** 9,90/11,90** - 9,50/11,40** - 15,0 1,0 - 16,50 18,50 - 17,00
Осадочная смола из древесины сосны при окислении воздухом 15,0 - 1,0 - 14,00 13,00 - 13,50
- 15,0 1,0 - 16,16 17,82 - 17,00 Осадочная смола из древесины сосны при окислении Н2О2
15,0 - 1,0 - 14,00 12,00 - 13,00 - 15,0 1,0 - 21,00 20,00 - 20,50
Осадочная смола из коры сосны 15,0 - 1,0 - 8,00/9,66** 9,00/10,87** - 8,50/10,30**
Суммарная смола пиролиза хвойных брикетов 15,0 - 1,0 - 11,00 9,00 10,50 10,20
- 15,0 1,0 - 8,50 6,00 6,00 6,80 Осадочная смола из древесины осины
7,5 - 0,5 - 4,80 4,60 4,60 4,67 7,5 - 0,5 - 4,20 5,20 4,40 4,60
Растворимая смола из древесины осины 7,5 - 0,5 - 7,00 5,00 7,60 6,53 - 7,5 0,5 - 1,40 2,40 - 1,90
Био-масла 15,0 - - 1,0 1,00 0,00 0,50 0,50
- 15,0 - 1,0 1,97 1,46 0,50 1,31 * БНФ – био-нефть, МБНФ – био-масла; ** В пересчёте на а.с.смолу
160
Литература: 1. Уваров И.П., Гордон В.И. Древесные смолы. Изд-во Лесн. промышл. М. 1974 2. Сумароков В.П., Химия и технология переработки древесных смол.
Гослесбумиздат. М. 1953 3. Сумароков В.П., Володуцкая З.М., Методы анализа продуктов
пирогенетической переработки древесины. Гослесбумиздат. М. 1960 * * *
PYROGENIC TARS OF WOOD BIOMASS AND THEIR USAGE. Sartakova N.V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
The problem of my work includes research of raw material of Northwest of the Russian Federation: a pine, a fur-tree, a birch, an aspen and a bark of these breeds. In the given message results are resulted in present time by definition of number Konradson in basic kinds of tar, i.e. sedimentary pitch, soluble pitch and total pitch from pine wood, a bark of a pine, aspen wood, and as perspective raw material in the form of briquettes and pellets. The last are one of the best kinds of raw material for pyrogenic processings since moisture content in them no more than 10 % and they have the strict geometrical sizes.
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОЖИЖЕНЯ БИОМАССЫ ДЕРЕВА С
ПОЛУЧЕНИЕМ БИОТОПЛИВ.
Спицын А.А.*
В настоящее время существует несколько методов получения жидких топлив из возобновляемой биомассы. Некоторые из них уже коммерчески себя оправдали. Например, компания Dynamotive /Канада/ получает жидкое котельное топливо и снабжает им котельные города Онтарио. Методы термоожижения требуют значительно меньше капиталовложений и предъявляет менее жесткие требования к перерабатываемому сырью по породному и фракционному составу древесной биомассы, влажности и содержанию минеральных веществ. Варьирование таких факторов как давление, характера растворителя и среды, температуры, катализатора и времени обработки позволяет достигнуть 100% степени конверсии и получать термолизаты в широком диапазоне по химическому составу и теплотворной способности.
Проведены серии опытов по ожижению осиновой древесины в виде опилок с использованием следующих сред ожижения:
− ингибиторная фракция древесно-смоляных масел. − суммарная фракция древесно-смоляных масел. − водный раствор карбоната калия по технологии Оги и Йокояма.
Было проведено планирование эксперимента с помощью программы Statistica 6. Преимуществом данной программы перед другими является то, что, она разработана для проведения статистических исследований и содержит * Работа была выполнена под руководством профессора, д.т.н. Пиялкина В.Н.
161
специальный модуль Планирование Эксперимента. А также позволяет легко обрабатывать экспериментальные данные и отображать их в удобной и наглядной форме.
На рисунке представлен график зависимости степени конверсии от времени обработки и температуры.
Рис. Графическая зависимость степени конверсии от температуры и
времени обработки. В таблице приведены экспериментальные данные по ожижению древесины
осины. Таблица.
Экспериментальные данные по ожижению осиновой древесины. Температура, С Время, мин Степень конверсии, %
Серия №1 285 5 40,0 285 10 68,3 285 25 100,0 285 40 100,0 285 60 100,0
162
Продолжение таблицы Серия №2
290 5 42,5 290 10 50,0 290 15 79,7 290 20 91,8
Серия №3
300 5 68,2 300 10 87,9 300 15 90,1 300 20 93,3
В заключении хотелось бы сказать, что на основании оценки полученных экспериментальных данных предложена перспективная технология утилизации древесной биомассы. В качестве растворителя ТХК обосновано использование древесно-смоляных масел, что обеспечивает автономность производства. Полученный термолизат можно использовать не только как топливо, но и как сырье для получения других продуктов, но данное направление требует дальнейшего исследования.
Литература: 1. Ogi T., Yokoyama S., Koguchi K. Direct liquefaction of wood by catalyst.
(Part I). Effects of pressure, temperature, holding time and wood (catalyst) water ratio on oil yield. \\ J. Jap. Petrol. Inst. - 1985. - V. 28, N 3. - P. 239-245.
2. Стоимость производства жидкого горючего из биомассы. Production costs of liquid fuels from biomass : Adv. Transp. Fuels EC Conf., Palermo Oct., 1990 /Bridgwater A.M., Double J.M. // Int. J. Energy Res. .-1994. -18. N2. -C. 79-95.
* * * SOME QUESTIONS OF WOOD BIOMASS LIQUIFACTION AND BIO-FUEL
PRODUCTION. Spitsin A. A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
At the present there are some methods of liquid fuels production from a renewed biomass. Methods of liquefaction demand much less capital investments and shows less rigid requirements to processed raw material by fractional composition, humidity and the mineral substance content. The variation of such factors as pressure, character of solvent and media, temperature, the catalyst and time of processing allows full conversion and to receive products in a wide range of a chemical composition and thermal capacity.
163
ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ β-ЭФИРНОЙ СВЯЗИ МОДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЛИГНИНА ПРИ КИСЛОТНОМ И
ЩЕЛОЧНОМ СОЛЬВОЛИЗЕ
Сумерский И.В.
Основная трудность промышленной переработки лигнина обусловлена сложностью его природы, поливариантностью его структурных звеньев и связей между ними, а также крайней лабильностью этого природного полимера, необратимо меняющего свои свойства в результате химического или термического воздействия. На сегодняшний день отсутствуют четкие представления о составе, строении, структуре и свойствах лигнина. На основе литературных данных в гидролизном лигнине содержится значительное количество β - эфирных связей, их содержание составляет порядка 40% от всех связей. Наши исследования как раз и направлены, в первую очередь, на разработку методов деструкции гидролизного лигнина по β-эфирным связям с получением низкомолекулярных продуктов и синтезом на их основе различных производных. Для изучения устойчивости β-эфирных связей лигнина были проведены исследования процесса деструкции на модельных соединениях, содержащих β - эфирную связь.
Были исследованы: (I) I-(3,4-диметоксифенил)-2-(2-метоксифенокси)-пропанон-I; (II) I-(3,4-диметоксифенил)-2-(2-метоксифенокси)-пропанол-I и (III) I-(3-метокс-4-оксифенил)-2-(2-метоксифенокси)-пропанол-I Исходные вещества были охарактеризованы методами ТСХ, хромато-масс-спектрометрии, ЯМР и ИК спектроскопии, а так же по tплав.
oC. Обработки проводили в стальных автоклавах при температуре 170 – 175оС в
течении двух часов. Модуль 1:20, NaOH (5%), H2SO4 (0,5%). Варки проводились параллельно в одинаковых условиях. Продукты деструкции экстрагировали хлороформом. В щелочных варках, перед экстракцией, раствор продуктов деструкции подкисляли HCl (1:1).
На рис. 1 приведена ГЖ - хроматограмма суммарных продуктов, образовавшихся в кислой среде из модельного соединения (I).
Рис.1. ГЖ - хроматограмма суммарных продуктов, образовавшихся при деструкции в кислой среде I-(3,4-диметоксифенил)-2- (2-метоксифенокси)-пропанона-I
На основании полученных данных в кислой среде модельное соединение (I) в значительной степени сохраняется (~90%), β-эфирная связь расщепляется не в
164
больших количествах с образованием гваякола (4), 3,4-диметоксифенилацетона (V) и др. соединений, представленных на рис. 1.
В щелочной среде модельное соединение (I), так же как и в кислой среде, остается неизменным, β-эфирная связь расщепляется слабо, с образованием веществ аналогичных соединениям, образовавшимся при кислотном сольволизе, но среди продуктов деструкции присутствует преобладающий компонент, который образуется в результате отщепления метильной группы от метоксильной группы модельного соединения (I). Следует отметить, что количество гваякола, образовавшегося при щелочном сольволизе, несколько выше, чем при кислотном сольволизе (~в 2 раза).
На рис. 2 приведена ГЖ – хроматограмма суммарных продуктов, образовавшихся при деструкции в щелочной среде модельного соединения (II).
Рис.2. ГЖ - хроматограмма суммарных продуктов, образовавшихся при деструкции в щелочной среде I-(3,4-диметоксифенил)-2-(2-метоксифенокси)-пропанона-I
Исследование устойчивости модельного соединения (2) в условиях кислотного и щелочного сольволиза показало, что исходное соединение подвергается деструкции в большей степени, нежели чем в случае модельного соединения (I). Содержание исходного соединения в продуктах деструкции составляет ~70%. β-эфирная связь менее устойчива и расщепляется в большей степени, о чем свидетельствует повышенное содержание гваякола, количество которого на порядок выше (приблизительно в 10-12 раз) чем в случае модельного соединения (I).
На рис. 3 приведена ГЖ – хроматограмма суммарных продуктов, образовавшихся при кислотном сольволизе модельного соединения (III).
Рис.3. ГЖ - хроматограмма суммарных продуктов, образовавшихся при кислотном сольволизе I-(3-метокс-4-оксифенил)-2-(2-метоксифенокси)-пропанола-I
165
Модельное соединение (III), в условиях кислотного и щелочного сольволиза, практически полностью вступает в реакции. Это подтверждается отсутствием на хроматограмме пика исходного соединения. Спектр реакций, в которые вступает модельное соединение (III) гораздо шире, нежели чем в случае модельного соединения (II) и в особенности (I). Устойчивость β-эфирной связи примерно сопоставима с устойчивостью β-эфирной связи модельного соединения (II), о чем свидетельствует образование приблизительно одинакового количества гваякола.
Таким образом, показано, что исследованные модельные соединения лигнина претерпевают различные химические превращения в кислой и щелочной средах при повышенной температуре. Наиболее устойчивым модельным соединением, из изученных, является соединение I-(3,4-диметоксифенил)-2-(2-метоксифенокси)-пропанон-I (I). Наличие гидроксильных групп в α-положение пропановой цепи и особенно в пара - положение бензольного кольца резко увеличивает реакционную способность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сарканен К. В., Людвиг К. Х. Лигнины. Структура, свойства и реакции. -1975. –С. 115-119, 270-273.
2. Закис Г.Ф. Функциональный анализ лигнинов и их производных. Рига: Зинатне, 1987. –С. 20-30
* * * INVESTIGATION OF STABILITY OF LIGNIN MODEL COMPOUND`S Β-
ETHER LINKAGES IN ALKALINE AND ACID MEDIA Sumersky I.V.
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
The chemical composition of alkaline and acid-destruction products of three lignin model compounds have been investigated by GC-MASS method. Study has revealed that the most stable lignin model compound is 2-(2-methoxyphenoxy)-1-(3,4-dimethoxyphenyl)propanon-1(I). The reactivity of model compounds rises with accumulation -OH groups in α - position of propane chain and especially in p - position of benzene ring.
К ВОПРОСУ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ПИЩЕВЫХ
АРОМАТИЗАТОРОВ, КОНСЕРВАНТОВ И КОПТИЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ БИОМАССЫ ДЕРЕВА.
Хабарова М.В.*
Состав коптильных препаратов отличается сложным составом отдельных
ингредиентов, роль которых в обработке пищевых продуктов и до настоящего времени полностью не определены.
*
166
Некоторые дополнительные сведения о химической природе аромата и вкуса копчения получены японскими авторами, которые осуществили анализ состава ароматизирующих компонентов водных растворов конденсатов, полученных при пиролизе различных видов древесины. По их мнению, не только фенольные фракции, но и фракции всех других групп органических веществ – компонентов эфирного экстракта древесного пиролизата – принимают участие в образовании аромата копчения. (1)
С этой целью во ВНИРО выявлен комплекс данных, полученных на рыбе одной и той же партии, но различной степени прокопченности, а именно:
- определены «индексы ароматичности» (отношение концентрации компонента фенольной фракции, извлеченной из каждого опытного образца, к его пороговой концентрации), которые могут служить мерой относительного значения данного компонента при образовании суммарного аромата копчения (например, для гваякола, циклотена, эвгенола, ванилина, ацетованилона, ацетосирингола ).
- установлены значения так называемого коэффициента распределения Кр изучаемых компонентов между водной и жировой фазами и тем самым выяснена возможная степень участия данного компонента в создании аромата копчения по этому признаку, поскольку менее гидрофильные вещества в меньшей степени могут взаимодействовать с компонентами продукта, и, следовательно, их роль в образовании аромата копчения может быть больше (так, например, для эвгенола – 23,8; м-крезола – 15,6 и т.д.).
- с помощью математических методов (корреляционный анализ, определение коэффициентов детерминации) расчетным путем установлен минимум веществ – 6 компонентов фенольной фракции, достаточно полно описывающий связь сенсорной оценки аромата образцов копченой рыбы с результатами количественного газохроматографического определения содержания индивидуальных фенолов в этих образцах.
- логически используя приведенные выше расчетные и экспериментальные данные, а также понятия «минорных веществ», потенциаторов, синергистов и аналогов, экспериментальным путем (вначале на модельных водных системах, а затем на фарше из подсоленной рыбы), установили композицию из нескольких «ключевых» компонентов, являющуюся основой аромата, возникающего в копченой рыбе.
Композиция включает только следующие вещества – гваякол – эвгенол – ванилин - циклотен – фенол – о-крезол. (2)
На данном этапе экспериментальной части работы предпринимались попытки качественного и количественного определения состава промышленного коптильного препарата “Жидкий дым”. Предварительно проведена работа по разделению образца на следующие труппы:
1. нелетучие компоненты коптильного препарата при определении сухого остатка;
2. эфирорастворимые компоненты при трёхкратной экстракции диэтиловым эфиром в соотношении 1:2;
167
3. нелетучий остаток после эфирной экстракции. Согласно полученным данным первая группа составила 3.02%,
эфирорастворимая – 0.71%, третья группа составила – 2.31%. Эфирный экстракт и водный раствор промышленного коптильного
препарата «Жидкий дым» анализировалась методом капиллярной газовой хроматографии при использовании капиллярной колонки h=30м, d=0.25мк; tнач.=400C [1мин] до tкон=2000С [1час; 100С в мин], vпр= 0.4мкл (0.8мк л).
Работа продолжается в направлении идентификации разделённых компонентов и сравнении состава полученных оксидатов с промышленным препаратом «Жидкий дым».
Литература: 1. Курко В.И. «Методы исследования процесса копчения и копченых
продуктов». - М., Пищевая промышленность, 1977 2. Крылова Н.Н., Кармышева Л.Ф., Петракова А.Н. «Применение
коптильных препаратов в мясной промышленности.» - Обзорная информация ЦНИИТЭИмясомолпром,1977,№2,с.15
* * * TO THE QUESTION OF OPTIMIZATION OF THE ODOR CONCENTRATION AND SMOKED PROCESS OF FOOD SUBSTANCES FROM WOOD BIOMASS
Habarova M.V. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
МЕТАН В АТМОСФЕРЕ. ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ И ВЛИЯНИЕ НА КЛИМАТ ЗЕМЛИ.
Хакало А.С.
Метан - один из важнейших газов атмосферы Земли, который составляет
всего 0.00017 % всех газов атмосферы. Так как метан задерживает значительное количество тепла, которое излучает Земля (в 25 раз эффективнее СО2), таким образом не давая Земле остывать, его относят к парниковым газам. Метан образуется при разложении органических соединений в анаэробной среде.
Рассмотрим источники поступления метана в атмосферу. Антропогенные источники составляют 60 % всех поступлений метана в атмосферу. Они представляют собой свалки мусора (34 % всех выделений метана), добыча и транспортировка природного газа, нефти, а также каменного угля (21 % всех выделений метана), сельскохозяйственная деятельность(20 % всех выделений), очистка воды (7 % всех выделений метана), культивации риса (1.5 % всех выделений метана). Природные источники представляют собой: болота (76 % природных источников метана), термиты (11 % природных источников метана),
168
океаны (8 % природных источников метана), газовые гидраты (5 % природных источников метана, от 500 до 2000 гигатонн).
В настоящее время баланс между поступлением метана в атмосферу и его стоком из атмосферы в результате различных химических превращений практически сохраняется. 90 % метана разрушается в результате реакции с •ОН радикалами с образованием СО2 и Н2О ( ежегодно в тропосфере выводится 500 млн.т. метана, в стратосфере – 40 млн.т.); 7 % метана разрушается благодаря жизнедеятельности микроорганизмов в почвах; на реакции метана с атомами хлора в морском граничном слое приходится 2 % всего стока. Однако, в связи с увеличением антропогенной деятельности концентрация метана в атмосфере за последние 150 лет увеличилась более, чем в 2 раза. Соответственно, увеличился парниковый эффект, что привело к повышению температуры Земли на 0.3-0.7 0С за последние 130 лет. Установлено, что в течение последующих 50 лет температура увеличится на 0.6-2.5 0С и на 1.4-5.8 0С до конца столетия.
Если не принять соответствующих мер по уменьшению концентрации метана в атмосфере, то могут произойти серьезные климатические изменения, которые повлекут за собой угрозу многим видам растений, животных и микроорганизмов. Из-за увеличения скорости изменения климата растения, животные и микроорганизмы не успеют приспособиться к новым климатическим условиям. Усилится испарение воды с поверхности Земли, что увеличит выпадение осадков. Влажность почвы во многих районах уменьшится, участятся ливни и ураганы. Ожидается увеличение продуктивности леса, изменение гидрологических процессов. Потепление окажет влияние и на здоровье человека - увеличится загрязнение воздуха, ухудшится качество воды, возрастёт распространение инфекционных заболеваний в тех районах, где их раньше не было. В тропических и субтропических широтах произойдет спад урожайности. Уровень моря увеличится на 60 см. Начнут таять вечные льды.
Таяние льдов ( до 20 см в год) в первую очередь несет собой угрозу увеличения
концентрации метана в атмосфере, т.к. во льдах сосредоточено большое количество гидратированного метана, который попадет в атмосферу и еще сильнее ускорит потепление. В результате таяния льда изменится форма поверхности Земли, её топография, что повлияет на устойчивость построек. Прибрежные арктические зоны, освобожденные ото льдов, будут сильно подвержены выветриванию. Произойдет глубокое изменение экосистемы: будут образовываться новые озера, а некоторые старые могут исчезнуть, когда почва под ними, препятствующая от просачивания воды, разморозится. С нагреванием почвы могут прорасти новые виды растений или растения начнут развиваться в другой биоме. Некоторые популяции могут серьезно пострадать и даже вымереть из-за недостатка воды и пищи. Ряд последствий таяния вечной мерзлоты можно будет решить, но сохранится опасность выделения в атмосферу огромного количества углерода в виде метана. Тысячелетиями тундра накапливала органические соединения, т.к. погибшая растительность
169
замораживалась и не подвергалась гниению. Эти соединения перемещались вглубь с летним просачиванием воды через активный слой или благодаря зимним процессам перемешивания почвы. По подсчетам, во льдах содержится около 300 гигатонн углерода, и на сегодняшний день его выделение составляет 150 грамм углерода с квадратного метра за год или 0.7 гигатонн за год со всей поверхности. Немаловажное значение имеет и растворенный органический углерод (DOC), который выносится водотоками из болот. Бактерии в воде превращают DOC в углекислый газ, который затем попадает в атмосферу. Исследования показали, что в холодных водотоках, подверженных влиянию ледников, концентрация DOC сравнительно низкая, в то время как в теплых, не подверженных влиянию мерзлоты, водотоках, она сильно увеличивается. Сибирские торфяные болота, которые образовались 11 000 лет назад, накопили 70 млрд.т. метана, который заключен во льдах и или газовых гидратах - устойчивых молекулах воды, окружающих молекулы природного газа, что представляет собой четверть запасов метана на всей планете. В случае потепления, все это количество метана окажется в атмосфере.
В настоящее время неизвестно, как таяние вечной мерзлоты скажется на длительном формировании нового климата. Однако, есть и позитивные моменты этого явления – с исчезновением ледников образуется местность с благоприятными условиями (богатая органическим углеродом и водой) для роста биомассы, которая в ходе своей эволюции и роста, уменьшит содержание парниковых газов в атмосфере.
* * * METHANE IN EARTH ATMOSPHERE. SOURCES AND INFLUENCE ON
EARTH CLIMATE. Khakalo A.S.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
Methane being a minor component of the Earth atmosphere plays a significant role in the climate formation. It is important to know that increasing of Earth temperature can result the releasing of huge amount of methane from permafrost, the last one has a large set of adverse consequences such as wild nature damage.
170
Секция 4. Механизмы в лесном комплексе и безопасность работы на производствах. Изучение промышленных
выбросов и отходов. Section 4. Mechanisms in forest industries and safety in human industrial activities. Study of production waste and consumption.
171
ИССЛЕДОВАНИЕ САМОКОМПЕНСАЦИИ ИЗНОСА В ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯХ ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
Безверхий Е.В., Иванова И.В.
В комплексе проблем повышения ресурса машин особое место определено
проблеме снижения энергетических затрат в узлах трения и уменьшения износа. Главной причиной выхода из строя машин является не их поломка, а износ подвижных сопряжений и рабочих органов под влиянием сил трения, 80...90 % сопряжений машин выходят из строя вследствие износа, а в 75 случаях из 100 выход из строя машин происходит по причине трущихся сопряжений. В условиях физико-химического воздействия смазочной среды повышение износостойкости металлических материалов возможно при осуществлении плакирования металлических поверхностей трущихся пар. Данное направление в полной мере относится к лесному машиностроению при эксплуатации.
Современная тенденция повышения износостойкости деталей заключается в создании между трущимися поверхностями разделяющего слоя смазки, локализирующего сдвиговые деформации и разрушение поверхностного слоя металла путем: самогенерирования защитных пленок на поверхности металла в результате воздействия сил трения и механических реакций, протекающих с участием среды, материалов и смазки; создания искусственных покрытий и пленок. Возможности и границы применимости разнообразных методов направленного воздействия на поверхность определяются закономерностями изменения структуры и свойств упрочненных слоев при контактном взаимодействии. В процессе эксплуатации машин и механизмов уменьшение изнашивания деталей узлов трения возможно при образовании металлоплакирующей пленки на поверхностях трения на основе металлоорганических комплексных соединений.
Избирательный перенос как особый вид фрикционного взаимодействия в самоорганизующейся трибологической системе протекает по схеме:
− электрохимический перенос растворения пленкообразующего металла (меди);
− прекращение процесса растворения после образования медной пленки в установившемся режиме трения;
− разрушение медной пленки; − новый этап растворения и обогощения поверхности медью до
наступления пассивного состояния. Ведущими процессами избирательного переноса являются избирательное
растворение легирующих элементов сплавов меди, а также диффузионный и электрофоретический перенос частиц пленкообразующего металла.
Анализируя влияние смазочной среды, можно отметить, что, с одной стороны, содержание поверхностно-активных веществ в смазке приводит к уменьшению параметров фрикционной усталости материала, с другой стороны, вследствие уменьшения молекулярных взаимодействий на границе раздела и
172
пластифицирования поверхностных слоев (эффект Ребиндера), может снизиться начальная прочность при сдвиге и величина молекулярной составляющей коэффициента трения. Это приводит к уменьшению интенсивности изнашивания. Образование на поверхности трения пластичного слоя, заполняющего микронеровности, ведет к снижению контактных давлений за счет увеличения площади касания.
В результате исследований обосновано научное направление практического решения задачи повышения ресурса машин стабилизацией эксплуатационных свойств трибосистем репаративной регенерацией (восстановление в процессе изнашивания) с использованием материалов и энергии, образующихся внутри системы.
Литература 1. Бершадский Л.И. Самоорганизация и надежность трибосистем. Киев: Знание, 1981. 35 с. 2. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. 448 с. 3. Маслецов В.В., Егоров В.И. О применении вероятностных методов для оценки изменения параметров лесотранстпортных машин. Межвуз. сб.науч.тр. Л.: ЛТА, 1972, с.63-64. 4. Крагельский И.В., Добычин М.И., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.
* * * WEAR-OUT SELF-CHECKING RESEARCH IN TRIBINTERFACE OF WOOD
TRANSPORTATION VEHICLES. Bezverchy Е.V., Ivanova I.V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg,
Рассмотрены методы повышения физико-химических свойств поверхностных слоев деталей, соответствия их эксплуатационным требованиям на принципах и закономерностях неравновесной физико-химической механики. The methods increase of phisicly-chemical properties of superficial layers of details, conformity to their operational requirements on principles and laws of the no nequilibrium phisicly-chemical mechanics are considered.
УПРАВЛЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ АДАПТИВНЫХ К РЕЖИМАМ «БЕЗЫЗНОСНОСТИ» СИСТЕМ
Васильков С.М., Иванова И.В.
Анализ исследований и методов воздействия на характер изменения и величину износа, повышение ресурса деталей узлов трения показал, что управление технологической наследственностью материалов деталей, смазочных сред, решение задач равнопрочности элементов узлов и систем позволяет
173
снизить затраты на поддержание работоспособности машин. Снижение интенсивности изнашивания может быть обеспечено комплексом технологических мероприятий при приработке сопряжений и стабилизацией характеристик и процессов при эксплуатации. Явление технологической наследственностью имеет место для материалов деталей в процессе восстановления и эксплуатации. Для определения влияния технологической наследственности на изменение параметров деталей применяется зависимость /1/:
b
исхb RaR ⋅= ,
где −bR значение параметра качества для окончательной операции;
−b
исхR значение параметра качества для начальной операции; a и b – коэффициенты технологической наследственностью. При выборе опытных композиций учитываются особенности образования
защитных пленок компонентами и инградиентами, а также возможные пути их взаимодействия с изменением условий осуществления процессов трения и изнашивания. В состав смазочной композиции предлагается вводить не готовые многофункциональные присадки с заданными свойствами по их основному функциональному предназначению (антифрикционные, противоизносные, антикоррозионными и другими), а система компонентов и инградиентов, способная к самоорганизации в зоне трения. Рассматривается несколько систем, способных регулировать развитие процессов трения и изнашивания по трибофизическому или трибохимическому пути. В таких системах возможны различные условия протекания процессов трения и изнашивания, направления образования защитных слоев.
Комбинация различных процессов образования защитных пленок позволяет получить защитные пленки, способные сохранять высокие смазочные свойства даже при деформации основного слоя поверхности трения, предохраняя ее от адгезионного износа, усталостного разрушения и от внешних химических воздействий.
Носителем наследственной информации является материал детали и ее геометрические параметры. Управление модификацией поверхностных слоев металлов является одним из путей повышения эксплуатационных показателей деталей и прежде всего износостойкости. Коэффициент трения и износостойкость определяются не только свойствами поверхностных слоев твердых тел, но и сформированной на поверхности трения пленки. В условиях поверхностно-активной смазочной среды управление технологической наследственностью материалов осуществляется модификацией поверхностных слоев; повышение ресурса деталей узлов трения, обеспечение минимально возможных износов деталей и затрат энергии на трение, снижение рассеивания показателей надежности возможно при протекании физико-химических процессов в зоне трения и создании защитной пленки на поверхности деталей. Применительно к лесному машиностроению и эксплуатации техники стоит задача управления свойствами поверхностных микрообъемов в узлах трения
174
путем оптимизации концентрации активных веществ в смазочной среде, взаимодействующих с твердым телом.
Созданы научно-обоснованные предпосылки для управления износостойкостью металлических материалов при тернии в поверхностно-активных смазочных средах путем целенаправленной модификации поверхностей трения деталей.
Литература 1. Литвинов В.Н., Михин Н.М., Мышкин К.Н. Физико-химическая механика избирательного переноса при трении. М.: Наука, 1979. 187 с. 2. Самагина И.В., Маслецов В.В. Методы самоорганизации и регулирования систем и процессов в двигателях.// Повышение эффективности работы машин лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства. Межвуз.сб.науч.тр. СПб: ЛТА, 1997. с. 124-128. 3. Хасуи А., Моричакио О. Наплавка и напыление. Пер. с япон. / Под ред. В.С. Степенна. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.
* * * Приводятся результаты исследований изнашивания деталей узлов трения при применении модификаторов трения. Рассмотрено влияние металлосодержащей композиции в смазочных материалах на выходные параметры сопряженных деталей двигателя внутреннего сгорания при приработке.
* * * TRIBOLOGIC CONDITION CONTROL ADOPTED TO «RUGGED» SYSTEMS
MODE. Vasilkov S.M., Ivanova I.V.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The results of the friction unit details wear studies during the application of modifiers of friction are given. The influence of the metal-containing composition in the lubricants on the output parameters of the conjugate parts of internal combustion engine with the breaking in is examined.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРОДСКИХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ
Игошина А. Ю., Лузанова Л. Н., Рыкованов В. А.
В настоящее время проблема загрязнения водных бассейнов имеет
глобальный характер. Антропогенное влияние на водные системы проявляется, прежде всего, в увеличении содержания вредных веществ, особенно меди, железа, калия, лития, углерода, нитратов, азота и органических соединений.
Существенными причинами ухудшения качества воды является сброс промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий, а также
175
загрязнение акватории в процессе портовых операций, аварий нефтеналивных судов и нарушение ими санитарных норм мореплавания.
Установлена прямая зависимость здоровья человека от качества используемой им воды. Важным является то, что вредные химические вещества, содержащиеся в питьевой воде, попадают в организм систематически на протяжении длительного периода, вызывая хроническую интоксикацию и заболевания. Загрязнение водоемов не одним, а несколькими веществами усиливают их токсическое действие. [3]
Отсюда необходима комплексная система мероприятий по защите и охране городских водных объектов. Большие экологические опасения вызывает Муринский ручей. Поэтому в течение 10 лет проводился комплексный мониторинг воды верхнего течения Муринского ручья с использованием биологических и химических методов анализа. Эти работы проводили учащиеся и преподаватели школы № 71, а также специалисты СПбГЛТА. [1]
Необходимость исследования качества воды нижнего течения Муринского ручья также связана с усилением антропогенной нагрузки в выбранном районе в связи со строительством кольцевой автодороги и созданием в пойме ручья гидропарка.
Одним из методов исследования служит биотестирование, в связи с тем, что биообъекты чувствительны к величине водородного показателя (рН), который зависит от диссоциации растворенных в них веществ.
В основе метода биотестирования положено наблюдение за жизненными функциями биологических объектов. В качестве объектов для биотестирования применяют широкий спектр живых организмов: бактерии, простейшие, водоросли, различные беспозвоночные, макрофиты и рыбы.
Например, в качестве тест-объектов используются различные водоросли, чаще всего одноклеточные зеленые протококковые Scenedesmus quadricauda или Chlorella viridis. [2] Изучают изменение численности клеток, их морфологию, соотношение хлорофиллов А и В, прирост биомассы, фотосинтез. Эти водоросли используются в биотестировании, так как они могут легко культивироваться в лаборатории на минеральных средах и широко представлены в природных пресных водоемах. На биотесте Scenedesmus часто изучают токсичность тяжелых металлов. Многочисленные опыты были поставлены с целью исследования интенсивности фотосинтеза, при этом был показан исследуемый ряд токсичности: Cu>Zn>Pt>Fe. Также отмечалось накопление тяжелых металлов и их производных водорослями водоемов. [2]
Для оценки влияния веществ или стоков на высшую водную растительность используют вольфию бескорневую Wolfia ahrriza, изучают время репродукции, то есть показатель удвоения численности особей. Вольфия - самое маленькое водное цветковое растение. Тело вольфии представляет собой побег морфологически не обособленной листовой и стеблевой частями, имеющей ограниченный верхушечный рост и малую степень тканевой дифференциации. Вольфию часто используют для биотестирования, так как она размножается
176
вегетативно с четко выраженными фазами, хорошо культивируется в искусственных средах в люминостате при температуре 20-25 0С. [2]
Для биотестирования используют и другие тест-организмы, например моллюски Ampullaria gigas. Они приспособлены к дыханию атмосферным воз духом и кислородом, растворенным в воде, край мантии сильно вытянут, и мо-жет складываться в виде длинной трубки. Моллюски способны переносить спячку, они плотно закрывают раковину крышечкой. Ампулярии раздельнопо-лые, самка откладывает яйца вне воды или прикрепляет их к водным растениям. У моллюсков повышенный уровень метаболизма, независимый от сезонных колебаний, что делает этих улиток оптимальными тест-организмами для экспе-риментальной оценки токсичности водоема. Изучают сложный поведенческий комплекс моллюсков, который основан на дистальной и контактной хеморецепции, а также механосенсорных систем области рта. [2]
В острых и хронических случаях при исследовании основных групп токсикантов используют ветвистоусых рачков. Для биотестирования выбирают Daphnia magna. [2] Критериями токсичности воды является выживаемость и плодовитость рачков. Дафнии имеют крупные размеры, легко культивируются в лабораторных условиях и являются чувствительными гидробионтами.
Основными источниками загрязнения воды открытых водоемов являются: черная металлургия, цветная металлургия, деревообрабатывающая целлюлозообрабатывающая промышленность, нефтеобрабатывающая промышленность, химическая и нефтехимическая промышленность, машиностроение, легкая промышленность, бытовые сточные воды.
Нефть и ее продукты представляют сложную, непостоянную и разнообразную смесь веществ. Нефтяные пленки изменяют все физико-химические процессы: происходит повышение температуры поверхностного слоя воды, ухудшение газообмена, нарушение обмена энергией, теплом, влагой, газами между океаном и атмосферой. Нефтяное пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в воде, что приводит к гибели планктона - первого звена пищевой цепи. Высокую чувствительность к действию нефте-продуктов проявляют отдельные виды макрофитов, большинство рыб, некото-рые виды водорослей. [4]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бакуменко И. В., Рыкованов В. А. Экологический мониторинг Муринского
ручья в Санкт-Петербурге как элемент учебно-воспитательного процесса в школе / Материалы заочной конференции «Безопасность ХХ1 века», СПб, 2001, С. 17-19.
2. Методическое руководство по биотестированию воды. РД 118-02-90 М. Госкомприрода, 1991 – 48 с.
3. Экологическое состояние водоемов и водотоков бассейна реки Невы. – СПб: Научный центр РАН, 1996. - 225 с.
4. Экологическое обоснование проекта парка в пойме Муринского ручья, -
177
СПб.: НИПИград, 1997. – 350 с. 5. Свет Ю. Е. и др. Геохимия окружающей среды. – М.: Недра, 1999. – 335 с.
* * *
ECOLOGICAL RESEARCHES OF URBAN WATER OBJECTS USING THE BIOTESTING METHOD
Igoshina A. U., Luzanova L. N., Rykovanov V. A. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
This article is about ecological inspection of one of city water object – Murinsky Ruchey. The method of biotesting was used. By results of biotesting the basic biological kinds living in Murinsky Ruchey are revealed and the degree of its pollution is marked.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ОТХОДОВ
Игошина А. Ю., Раковская Е. Г.
Урбанизация городов, приведшая к образованию крупнейших мегаполисов, и постоянно возрастающая хозяйственная деятельность человека создают одну из острейших проблем XX столетия - проблему защиты природной среды от негативного воздействия отходов производства и потребления. Практически во все времена своего существования человек стремился как можно быстрее и дешевле избавиться от отходов, ссыпая их в ближайшие овраги или в понижения рельефа, не задумываясь при этом о последствиях.
Большинство городов мира практически построены на свалках. Дальнейший рост городов, развитие промышленности и сельского хозяйства нередко приводят к нарушению экологической обстановки, особенно, например, в крупных городах, где хозяйственная деятельность наиболее сконцентрирована на ограниченной территории и сосредоточена значительная часть населения. Как показывает практика, в таких городах происходит наиболее интенсивное накопление отходов, а неправильное и несвоевременное удаление их и обезвреживание нередко приводят к экологическому кризису.
Учитывая все возрастающие требования к защите окружающей среды как во всем мире, так и в нашей стране, необходим поиск новых рациональных путей снижения экологического ущерба, наносимого природной среде повседневной жизнедеятельностью человека.
До настоящего времени практически во всех промышленно развитых странах мира подавляющее количество образующихся ТБО продолжают вывозить на свалки и полигоны. Складирование ТБО на полигонах требует отчуждения больших земельных площадей и сопряжено с высокими транспортными затратами. При захоронении теряются ценные компоненты, входящие в состав отходов, и возникает опасность ухудшения экологического
178
состояния окружающей среды. В местах складирования отходов создаются условия, способствующие распространению инфекций и возникновению пожаров.
Поэтому для решения проблем с отходами в мировой практике их направляют на промышленную переработку. Применяют следующие методы промышленной переработки ТБО: термическая обработка (в основном сжигание); биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива), анаэробная ферментация (с получением биогаза); сортировка с получением ценных компонентов для их вторичного использования; комплексная переработка (с получением продукции из вторичного сырья и энергии).
Итак, существующая система обращения с ТБО имеет свои немалые достоинства и свои недостатки - тоже немалые. А как известно, недостатки нужно преодолевать. Сведем основные недостатки и проблемы в единый перечень: − Не уделяется должного внимания предотвращению роста ТБО. − Существующая система сбора ТБО не обеспечивает выделение из них
вторичного сырья и - что особенно важно - опасных отходов (отработанные источники тока, приборы, содержащие ртуть, изделия из поливинилхлорида и др.). Такие виды отходов при переработки ТБО в компост, складировании их на полигонах или при сжигании являются источником загрязнения как продуктов переработки, так и объектов окружающей среды опасными токсикантами.
− Система вывоза отходов не в полной мере удовлетворяет условиям, соответствующим в районах плотной застройки городов.
− Станции перегрузки ТБО в контейнеры большой емкости не полностью соответствуют требованиям санитарной безопасности.
− Наряду со специализированными автотранспортными предприятиями лицензии на транспортировку ТБО получают мелкие фирмы, контроль за работой которых практически не осуществляется.
− Частные домовладения в пригородах не имеют централизованной системы удаления мусора.
− Отсутствует автоматизированная система управления (АСУ) обращения с отходами. Нет базы данных и базы знаний, необходимых для ее создания.
− Мусороперерабатывающие заводы нуждаются в капитальной реконструкции и в увеличении мощности за счет строительства второй очереди.
− Мощности полигонов ТБО практически исчерпаны. Закрытие таких полигонов сильно осложнит проблему транспортировки и захоронения ТБО.
− В городах и их окрестностях зарегистрировано несколько сот несан-кционированных свалок. Находящиеся там ТБО смешаны с промышленными отходами.
− Действующие, а также выведенные из эксплуатации полигоны ТБО и несанкционированные свалки занимают значительные площади в при-городах и в ряде районов новой застройки. Как показывают исследования,
179
полигоны и свалки длительное время оказывают негативное воздействие на объекты природной среды и условия жизни населения.
− Основным препятствием для эффективного использования метода биотермического компостирования отходов является отсутствие системы селективного сбора ТБО и прежде всего - отбора их опасных компонентов.
− Нормативно-правовая база обращения с отходами в России в целом, не представляет собой единой системы правовых норм, регулирующих все вопросы, связанные с процессами сбора, транспортировки и переработки ТБО.
− Для оптимизации обращения с ТБО не в полной мере используется такой важный фактор, как экономическая заинтересованность его участников в успешном конечном результате. В частности, недостаточно четко организовано финансирование его отдельных этапов.
Список использованной литературы: 1. Сметанин В. И. Защита окружающей среды от отходов производства и
потребления. – М.: Колос, 2000. – 232 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
2. Скорик Ю. И., Флоринская Т. М., Баев А. С. Отходы большого города: как их собирают, удаляют и перерабатывают. – С-Пб.: НИИХ СПбГУ,1998. – 40 с., ил.
3. Гринин А. С., Новиков В. Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 336 с.
* * * RESEARCH OF THE BASIC PROBLEMS CONNECTED WILH RECYCLING
Igoshina A. U., Rakovskay E. G. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The urbanisation of cities and constantly increasing economic activities of the person create one of the sharpest problems of the twentieth century - a problem of protection of an environment from negative influence of production wastes and consumption. Considering all escalating requirements to protection of an environment as all over the world and in our country search of new rational ways of decrease in ecological damage is necessary for an environment in daily activity of the person.
180
МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ И ОЦЕНКИ РИСКА РЕАЛИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ, ФОРМИРУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ТРАВМАТИЗМ
Мартынова Н. Б.*
Обеспечение безопасности – основное условие любого вида деятельности. При очевидности этого постулата на практике это условие пытаются решить в последнюю очередь и, как правило, без глубокого анализа состояния безопасности объекта. Объективной причиной негативного отношения к проблеме обеспечения безопасности является несовершенство методов идентификации травмоопасных факторов, оценки, анализа и риска реализации выявленных опасностей. Эти процедуры требуют разработки глубокой научной основы и четкого методологического обоснования признаков наличия травмоопасных факторов для их идентификации. Под травмоопасными факторами в настоящей работе понимается любое техногенное, природное, социальное воздействие на человека, способствующее возникновению у него повреждений кожных покровов, мышц, костей, сухожилий, позвоночника, глаз, головы, других частей тела, не являясь их непосредственной причиной. Из огромного количества травмоопасных факторов, позволяющего утверждать, что любая деятельность – потенциально опасна, следует выделить наиболее значимую группу травмоопасных факторов, приводящих к механическому травмированию человека. Причинами механических травм являются прежде всего наличия таких травмоопасных факторов, как шероховатость поверхности, острые кромки и грани инструмента и оборудования, передвигающиеся изделия, материалы, заготовки, разрушающиеся конструкции, повреждения глаз или других частей тела твердыми частицами, образующимися при обработке материалов и др. Другими причинами получения механических травм могут быть: падение на скользком полу, падение с высоты, наезд технологического транспорта, передвигающегося в рабочей зоне, воздействие манипуляторов или роботов при попадании человека в зону их действия, падение предметов на человека, обрушение строительных конструкций и т.д., захват частей тела и одежды движущимися частями ленточных или цепных конвейеров. Результаты анализа причин механического травмирования позволяют утверждать, что – «все опасности можно контролировать до определенного предела, если они могут быть идентифицированы».
Идентификация травмоопасных факторов представляет собой процедуру предварительного анализа с позиции безопасности технологического процесса, оборудования и т.п. При этом на первом этапе идентификации дается подробное описание функций, выполнения работающими в процессе труда, технологических операций. На втором этапе проводится поиск и выявление тех факторов, которые при определенных условиях могут перерасти в реальную опасность и реализоваться в виде конкретных механических травм.
* Работа выполнена под руководством проф. Бектобекова Г.В.
181
Поиск травмоопасных факторов предлагается проводить по следующей схеме: на первом этапе – выявить реальные (шероховатости поверхностей, острые кромки и выступы на различных частях оборудования, частицы абразива при заточке инструмента, осколки, стружка и т.п.) и потенциальные (сосуды, работающие под давлением, штабели материалов, заготовок, готовых изделий и т.д.) травмоопасные источники механического травмирования; на втором этапе – провести поиск основных видов травмоопасных факторов в основных местах: в точке выполнения технологических операций или видов работ (резка, штамповка, фрезерование, шлифование и т.д.); на приводах и устройствах, передающих механическую энергию (маховики, шкивы, муфты, шпиндели, цепи, кривошипы и др.); на прочих движущихся частях, таких как возвратно-поступательные механизмы, механизмы подачи, ленточные и цепные конвейеры и др. виды травмоопасных факторов, при выполнении технологических операций зависят от типа действия механизмов и инструмента: режущее действие создает опасность. Так как в точке операции могут быть повреждены пальцы, руки или голова, отскочившая стружка может попасть в глаза или лицо (ленточные и круглые пилы, расточные и сверлильные станки, токарные и фрезерные станки). Ударное действие создает опасность там, где материал вставляется, удерживается, а затем вынимается вручную (прессы с механическим приводом). Срезывающее действие создает опасность в точке операции, где материал вставляется, удерживается, а затем вынимается. (механические, гидравлические или пневматические ножницы). Сгибающее действие создает опасность там, где материал вставляется, удерживается, а затем вынимается (прессы с механическим, гидравлическим, пневматическим приводами и станки для сгибания труб).
Значительную травмоопасность представляют движущие заготовки, части машины и оборудования. Существует три основных типа движения: вращательное, возвратно-поступательное и продольное. Вращательное движение: втулки муфты, наконечники валов, горизонтальные или вертикальные валы могут представлять опасность, а также опасность существует, когда болты, шпонки или установочные винты выступают из вращающихся частей машин и механизмов. Кроме того, вращающимися частями машин создаются зоны захвата. Существуют три основных типа таких зон: первый тип, если части машин с параллельными осями вращаются в разных направлениях, соприкасаясь между собой или находясь вблизи друг от друга, то в этом случае материал, который подается между валиками, создает опасные точки или зоны захвата. Второй тип зоны захвата создается между вращающимися и тангенциально двигающимися частями. Третий тип зоны может возникнуть между вращающимися и неподвижными частями. Возвратно-поступательное движение может быть опасным, поскольку во время движения назад человек может получить удар или попасть между движущейся частью станка и неподвижной частью здания и т.п. Продольное движение создает опасность, так как человек может быть захваченным движущейся частью.
182
Значительную опасность на производстве и в быту создают подъемно-транспортные машины и оборудование (краны, конвейеры, лифты и т.п.). К основным травмоопасным факторам, возникающим при эксплуатации подъемно-транспортных машин и устройств относятся: падение груза с высоты, разрушение металлоконструкций крана, потеря устойчивости и падение стреловых самоходных кранов, спадение каната или цепи с блока, срыв винтовых, реечных и гидравлических домкратов, а также их самопроизвольное опускание.
На третьем этапе идентификации травмоопасных факторов проводится предварительный анализ возможности перехода травмоопасных факторов в потенциальные или реальные опасности, позволяющий провести предварительную оценку уровня безопасности технического объекта или технологического процесса. В данной работе для этой цели предлагается использовать один из эффективных логико-лингвистических методов анализа безопасности систем – метод алгебры логики (Булева алгебра). Каждое состояние технической системы может быть классифицировано как безопасное состояние системы, опасное состояние системы, критическое состояние системы и аварийное состояние системы. Оценка таких состояний, проведенная с помощью построения и последующей минимизацией карты Карно позволяет получить окончательные ситуационные логические модели, описывающие состояние любой технической системы или ситуации с учетом наличия прямой опасности.
Приведенный выше способ предварительного анализа и оценки безопасности систем позволяет в общей форме определить комплекс организационных и технических мероприятий, выбрать конкретные показатели безопасности системы для дальнейшего количественного или инструментального анализа, разработать алгоритмы типичных причинных цепей реализации возможных нежелательных событий применительно к конкретной технической системе, что, по существу, и является конечной целью анализа безопасности.
Литература: 1. Бектобеков Г. В. Концептуальные основы системного подхода к анализу
безопасности эргатических систем. Труды СПбГЛТА. Актуальные проблемы развития высшей школы СПб, СПбГЛТА, 2006, 301с.
2. Бектобеков Г. В. Анализ безопасности. Методические аспекты. Труды СПбГЛТА. Актуальные проблемы развития высшей школы СПб. СПбГЛТА, 2006,303с.
* * * METHODICAL ASPECTS OF IDENTIFICATION AND RISK’S ASSESSMENT
OF ACCIDENTS IN TECHNICAL SYSTEMS. Martynova N.B.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg,
The paper deals with the methodological problem of identification and risk’s assessment. In this paper described the procedure of identification the hazards, forming accidents.
183
ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ, НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
Рудов М.Е.*
Как отмечалось в Концепции охраны здоровья населения Российской Федерации за последние годы общая смертность населения в Российской Федерации значительно выросла. По мнению экспертов ВОЗ, 23% всех заболеваний и 25% всех случаев рака обусловлены воздействием факторов окружающей среды. Отечественные и зарубежные исследования свидетель-ствуют, что вклад загрязнений атмосферного воздуха в крупных городах (без учета воздействия внутри помещений) в канцерогенный суммарный риск составляет около 1-2%.
Наиболее частыми загрязнителями атмосферного воздуха в городах являются такие химические соединения как диоксиды серы и азота, оксид углерода, тяжелые металлы (свинец, ртуть), взвешенные вещества (пыль, дым и д.р.), углеводороды, в том числе канцерогенные. Их источниками служат промышленные предприятия и транспортные средства, продукты сжигания топлива на электростанциях.
В настоящее время накоплено достаточно большое число клинических и эпидемиологических данных о дозоэффективных зависимостях для наиболее распространенных химических загрязнений окружающей среды. Данные зависимости наряду с факторами канцерогенного потенциала и референтными уровнями воздействия, установленными по непрямым неканцерогенным вредным эффектам на здоровье, являются основой для проведения оценки риска. Важно отметить, что методология оценки риска – это практический инструмент для сравнительной оценки возможного ущерба для здоровья населения. Причем эти оценки, как правило, носят перспективный характер, т.е. направлены на прогноз возможных изменений в будущем. Предмет исследования в методологии оценки риска можно представить в виде следующей последовательности: источник загрязнения – загрязненная окружающая среда – воздействие на человека – вредный эффект.
Целью исследований было определить реальную химическую нагрузку на население в Выборгском районе Санкт-Петербурга. Этапы исследований:
• установить источники загрязнения атмосферного воздуха; • установить общую дозу химических соединений, ингалируемую
человеком в различных условиях в течение длительного периода времени;
• выявить дифференцированные нагрузки химических загрязнений на различные контингенты населения, установить приоритетную значимость каждого объекта пребывания человека, сделать вывод об их опасности для человека;
* Работа выполнена под руководством проф. кафедры БЖД Н.Г.Занько
184
• найти зависимости между уровнем реальной химической нагрузки и состоянием здоровья человека
На первом этапе исследований были получены следующие данные. Территория района расположена в северной части города. Промышленные
предприятия в основном сконцентрированы вдоль Выборгской набережной, в исторически сложившейся промышленной зоне, и северной части района в промышленной зоне «Парнас». Следует отметить, что на район оказывают неблагоприятное воздействие выбросы вредных веществ от предприятий, расположенных в Юго-западной и центральных частях города.
Основными стационарными источниками загрязнения атмосферного воздуха в районе являются: ГУП завод «Двигатель», ЦНИИ «Гидроприбор», трамвайный парк №5, АООТ «Северная зоря», АООТ «Красная зоря», АО завод «Лентепло-прибор», АООТ «Светлана», ОАО «Позитрон», завод им. В.Я. Климова, а также строительных, текстильных и механообрабатывающих предприятий.
Район характеризуется большим количеством предприятий электронной промышленности, В районе имеются магистрали городского и междугороднего значения, такие как: Выборгская набережная, Выборгское шоссе, Светлановский проспект, Суздальский проспект, Северный проспект, проспект Луначарского, проспект Просвещения.
По данным центра Госсанэпиднадзора в Санкт-Петербурге, состояние воздуха в Выборгском районе является умеренно загрязненным. Центром Госсанэпиднадзора Выборгского района осуществляется проведение лабораторного контроля качества атмосферного воздуха в 3-х контрольных точках: улица Пархоменко, улица Сикейроса, Большой Сампсониевский проспект.
Исследования проводятся на следующие 17 ингредиентов: аммиак, ацетон, бензол, двуокись азота, кадмий, ксилол, марганец, медь, окись углерода, пыль, свинец, сернистый ангидрид, толуол, фенол, формальдегид, хлористый водород, этилбензол.
Общее количество проб с превышением ПДК представлено значительным количеством загрязняющих веществ: диоксидом азота, оксидом углерода, пылью, фенолом, формальдегидом, хлористым водородом, этилбензолом. Процент проб с превышением ПДК составляет до 36% по этилбензолу. Материалы многолетних лабораторных наблюдений дают возможность рассчитать среднегодовые концентрации исследуемых загрязняющих веществ.
185
Состояние атмосферного воздуха по ингредиентам в динамике за 1997-2001 гг. Вещество Среднегодовые концентрации по отношению к ПДК с.с.
1997 1998 1999 2000 2001 Аммиак 1,34 0,95 1,11 0,83 0,22 Ацетон 0,00 0,00 0,00 0,53 0,01 Бензол 0,00 0,00 0,00 1,67 0,48 Двуокись азота
1,72 1,57 1,81 1,93 1,39
Окись углерода 1,61 1,10 1,06 1,37 1,00 Толуол 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Фенол 2,46 2,10 2,21 2,83 0,61 Формальдегид 6,86 6,27 5,30 5,25 5,11 Хлористый водород
1,62 1,18 1,46 1,31 0,43
Этилбензол 0,00 0,00 0,00 1,75 1,82
Таким образом, на население района оказывается комплексное воздействие, представленное широким спектром загрязняющих веществ, обусловленных выбросами автотранспорта, различных промышленных предприятий, а также влиянием трансграничных переносов вредных веществ.
* * *
AN INFLUENCE OF AIR POLLUTANTS ON CITIZENS HEALTH Rudov M.E.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg,
ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВОЗДУХ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ, НА
ЗДОРОВЬЕ РАБОТНИКОВ
Тараскин П.В.*
В последнее время в периодической печати и материалах Правительства
Российской Федерации подчеркивается повышение уровня профессиональной и призводственно-обусловленной заболеваемости. Из причин указанной заболеваемости отмечается ухудшение условий труда и недостатки медико-социальной и трудовой реабилитации для рационального решения вопросов трудоспособности.
Удельный вес неблагоприятного влияния вредных производственных факторов на состояние здоровья доходит до 40% среди других причин (бытовых, социальных, генетических). Механизм их воздействия кроется в снижении
* Работа выполнена под руководством проф. кафедры БЖД Н.Г.Занько
186
иммунных (защитных) функций организма. Поэтому более высокую общую заболеваемость работника следует рассматривать как первичную неблагоприятную реакцию организма на негативное воздействие вредных производственных факторов.
Ежегодно в России устанавливается около 20 тысяч пенсий по инвалидности, связанных с трудовым увечьем и профессиональной заболеваемостью, и приблизительно столько же случаев возмещения ущерба утраты трудоспособности работникам предприятий, занятых на вредных и тяжелых работах.
В нашем исследовании вредные вещества - это химические вещества, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются в условиях производства, и при проникновении в организм могут вызвать профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.
Целью работы было определить подходы к оценке риска от воздействия вредных веществ.
Задача оценки риска ставится в предположении определенного участка работы и неизменности состояния окружающей среды, механизмов распространения токсинов и их воздействия на работников. Поэтому для каждого пространственно-временного координатного интервала оценка риска проводится независимо от других интервалов. В частности, каким бы ни был временной интервал экспозиции, концентрации экстраполируются на "пожизненную экспозицию" и рассчитывается соответствующая доза. Ущерб для здоровья оценивается двумя величинами: вероятностью приобрести раковое заболевание и индексом опасности неракового заболевания. Интегральная оценка ущерба от набора загрязнителей предполагает аддитивность их воздействия, т.е. возможность суммирования порождаемых ими рисков.
Решение задачи оценки риска традиционно разбивается на следующие стадии:
− идентификация опасности; − оценка доза – эффектного соотношения; − оценка экспозиции; − характеристика риска
Первый этап реализуется как уточнение выборки - того набора
загрязнителей, участков работы, временных периодов, категорий работников и других "координатных интервалов", который определяет постановку задачи. В частности, определяется список химических веществ - загрязнителей, характерных для данной отрасли промышленности, и потенциально опасных для здоровья работников.
Для второго этапа необходимо провести корреляционный и регрессионный анализ взаимосвязей между концентрациями загрязнителей и соответствующими экспозициями с оной стороны, и реальными показателями здоровья работников (заболеваемость, смертность и т.п.), с другой стороны. B случае, если для опасности, идентифицированной на первом этапе, такие
187
взаимосвязи устанавливаются достаточно надежно, они могут быть включены как эмпирическая модель в процесс расчета риска.
Для третьего этапа необходимо провести отладку модели формирования риска – среду для выработки экспертом сценариев экспозиции и разбиения работников на экспозиционные группы, адаптированные к рассматриваемой опасности.
Четвертый этап - характеристика риска - включает его распределение во всевозможных разрезах – временном, по половозрастным категориям, по загрязнителям и т.д. при этом в характеристику риска, в принципе, может быть включено качественное описание ожидаемой реакции организма на воздействие данных загрязнителей с данной интенсивностью.
На первом этапе исследований были получены следующие данные.
На основе анализа методик, используемых в лабораторном практикуме на химико-технологическом факультете, установлено с какими химическими соединениями сталкиваются студенты и сотрудники лабораторий. Составлен список этих соединений, насчитывающий около 200 наименований. Как показал анализ полученных данных, около 20% относятся ко 2 классу опасности, а 35% - 3 классу опасности, то есть являются высокоопасными и умеренно опасными соответственно.
INFLUENCE OF COMPOUNDS, POLLUTING THE AIR OF WORKING ZONE,
ON HUMAN HEALTH. Taraskin P.A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Фирсова А.А., Лузанова Л.Н.
Использование ядерной энергии, как и всех других видов промышленной
деятельности, сопровождается возникновением вредных факторов, потенциально опасных для человека. Поэтому с момента становления ядерной энергетики ее развитию сопутствуют различные исследования по безопасности эксплуатации предприятии, использующих источники ионизирующих излучений.
Быстрое развитие ядерной энергетики создало потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и окружающей среды. Проблемы, связанные с влиянием радиоактивных загрязнений в результате аварий, а также защита населения в этих условиях становятся все более актуальными в наши дни.
188
Авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС – событие не только трагичное, затронувшее так или иначе интересы сотен тысяч людей, заставившее задуматься о многом политиков, ученых и просто каждого из нас.
Загрязнение атмосферы вследствие аварии – одно из самых опасных для всех живых организмов. Установлено, что даже незначительное повышение радиации сильно влияет на генетический аппарат организмов, в том числе и людей.
Последствия радиоактивного загрязнения весьма обширны и чрезвычайно многообразны. К настоящему времени установлено, что радиация нарушает все известные типы иммунитета, а это предопределяет развитие самых разнообразных заболеваний с тяжелыми последствиями. При этом загрязнение одним радиоактивным элементом может привести к одним последствиям, а загрязнение другим – к иным. Опаснейшей особенностью радиационного облучения является то, что вызванные им изменения (заболевания) в организме имеют генетический характер, а при их передаче из поколения в поколение возможен даже нарастающий эффект. Радиоактивное воздействие усиливается рядом посторонних факторов: наличием предыдущего облучения, избытком (а иногда и недостатком) в организме ряда элементов, курением и т.д.
Будущее цивилизации немыслимо без использования атомной энергии. Производство электроэнергии – важнейший показатель развития
экономики, который непосредственно связан с уровнем благосостоянием народа. Для России с её климатом и необходимостью обеспечения экономического роста развитие электроэнергетики является не просто актуальной, а жизненно важной задачей. Её решение осложняется решающей ролью экспорта газа и нефти в наполнение бюджета. Разница между внутренними и внешними ценами на газ при снижении уровня его добычи приведёт к серьёзному уменьшению поставок газа на нужды теплоэнергетики страны. В этих условиях возможности выбора России на ближайшие десятилетия становятся всё более ограниченными – либо перевод тепловой электроэнергетики с газа на уголь, либо развитие атомной энергетики.
Радиоактивные отходы (РАО) – это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусмотрено. РАО также образуются в результате использования источников ионизирующего излучения в науке, гражданских отраслях промышленности, с/х и медицине.
РАО делят на три категории: низкой, средней и высокой активности. Обращение с низко- и средне-активными РАО уже давно осуществляется в промышленном масштабе. Для высокоактивных отходов применяются технологии с использованием высокопрочных матриц, обеспечивающие их безопасное хранение в течение многих столетий.
Необходимость создания мощностей по обращению с РАО не зависит от того, будет в дальнейшем развиваться атомная энергетика или нет. РАО, накопленные за 50 с лишнем лет ядерной деятельности, должны быть надёжно изолированы от окружающей среды в современных хранилищах.
189
Обеспечение радиационной безопасности при обращении с ОЯТ – это комплексная проблема, требующая наличия как технических возможностей, квалифицированных кадров и грамотного управления, так и определенных финансовых ресурсов. Годы тяжелого экономического кризиса привели к недофинансированию атомной отрасли на протяжении ряда лет . За эти же годы появились новые задачи, прежде всего в области преодоления экологических последствий гонки ядерных вооружений. Сегодня у отрасли есть возможность заработать необходимые средства на внешнем рынке, не используя бюджетные ресурсы. Альтернативы такому решению пока не найден ,и это вряд ли произойдет в ближайшем будущем .А затягивать решение проблем с накопленными радиоактивными отходами недопустимо. Обращение с ОЯТ осуществляют все страны с атомной энергетикой. На мировом рынке такие услуги стоят недешево, и эта деятельность является хорошим бизнесом. Россия сегодня принимает зарубежное ОЯТ, но только с тех АЭС, которые построены при ее содействии. Расширение масштабов и спектра услуг по обращению с ОЯТ даст России недостающие средства на реализацию программ ядерной и радиационной безопасности, модернизацию предприятий отрасли. Если даже Россия полностью уйдет с мирового рынка услуг по обращению с ОЯТ, ни одна из обсуждавшихся здесь проблем сама по себе не исчезнет . Более того, если из-за отсутствия средств они и далее не будут решаться, под угрозу будет поставлена радиационная безопасность страны.
Если строго соблюдать нормы радиационной безопасности, то риск опасных последствий будет невелик. Значительно более неприятными могут быть последствия, связанные с массовым и длительным страхом перед ионизирующими излучениями. Это явление получило название «радиофобия».
Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики.
Но существует другая проблема, связанная с АЭС – это отходы. Они будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет, когда будут жить другие поколения.
Список использованных источников: 1. М.Т. Максимов, Г.О. Оджагов «Радиоактивные загрязнения и их
измерения», М.: Энергоатомиздат, 1986–224 с. 2. В.А. Гайдамак «Ликвидация последствий радиоактивного заражения», М.:
Энергоатомиздат,1981–120 с. 3. «Ядерная энергетика, человек и окружающая среда» под ред. А.П.
Александрова, М.: Энергоатомиздат, 1984–311 с. 4. Ю.А. Егоров «Основы радиационной безопасности атомных
электростанций». М.: Энергоиздат, 1982–271 с. * * *
190
RADIOACTIVE WASTE AS A SOURCE OF ENVIRONMENTAL CONTAMINATION
Firsova A.A., Luzanova L.N. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
The future of civilizations is impossible without use of an atomic energy. Radioactive waste are nuclear materials and radioactive substances which further use is not stipulated. Today the branch has an opportunity to earn necessary means for a foreign market, not using budgetary resources. And to tighten the decision of problems with the saved up waste it is inadmissible. If strictly to observe norms of radiating safety the risk of dangerous consequences is insignificant.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТРАВМАТИЗМА НА ПРЕДПРИЯТИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ.
Шитова О. А., Соколова М. А.*
Среди множества экстремальных событий наибольшее социально-экономическое значение имеют несчастные случаи на производстве, которые сопровождаются травмами различной тяжести, инвалидными и смертельными (летальными).
В последние годы на предприятиях России в результате несчастных случаев ежегодно погибает от 15000 до 16000 человек, что существенно превышает потери людей в военных действиях.
Каждый несчастный случай является, как правило, результатом взаимодействия нескольких причин. В этом заключается принцип многопричинности несчастных случаев, который имеет принципиальное значение для расследования.
Всю совокупность причин, которые приводят к несчастным случаям, можно условно разделить на группы: − организационные; − технические; − личностные и другие.
Анализ актов о несчастных случаях, произошедших в ЗАО «Завод «Стройфарфор» (г. Санкт-Петербург, Южное шоссе, д. 49), занимающегося производством промышленных материалов, с глубиной проработки материалов за период с 2001-2005гг. показал, что основными причинами несчастных случаев на производстве являются: − эксплуатация неисправного (неправильно смонтированного) оборудования
вследствие недостатков в обучении работников безопасным приёмам труда при проведении монтажных работ-25%;
− неудовлетворительная организация производства-15,4%; − личная неосторожность-13,4%;
* Работа выполнена под руководством проф. Бектобекова Г.В.
191
− несоответствие конструкции транспортного средства условиям перевозки грузов-7,7%;
− неудовлетворительное техническое состояние сигнализации на железнодорожном переезде-7,7%;
− неправильная установка литьевых форм для формования изделий-7,7%; − нарушение правил складирования материалов и требований охраны труда к
организации рабочего места-7,7%; − невыполнение требований должностной инструкции руководителем
ремонтно-механического цеха-7,7%; − нарушение правил техники безопасности (нарушение «Инструкции по
охране труда»)-7,7%. Углубленное исследование причин производственного травматизма
позволило разработать комплекс мероприятий по улучшению условий труда, представляющих собой целевые краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные программы по улучшению условий труда и снижению производственного травматизма. В эти программы включены мероприятия, направленные на снижение производственного травматизма в конкретных цехах и участках ЗАО «Завод «Стройфарфор».
Так, например, для электроучастка краткосрочная (срок реализации до 3-х лет) целевая программа предусматривает: − исследование производственного травматизма, возникающего из-за
отсутствия или неудовлетворительного состояния средств, обеспечивающих безопасную эксплуатацию оборудования, машин и механизмов;
− разработку научно-обоснованных критериев и методики комплексной оценки безопасности оборудования. Для гипсолитейного участка (модельно-формовочный цех) среднесрочной
(срок реализации от 3-х до8-ми лет) целевой программой предусмотрено: − разработка организационной системы обеспечения безопасности процесса
производства;
− разработка нормативных и руководящих материалов по использованию организационных средств обеспечения безопасности труда в производстве; Разработана долгосрочная (срок реализации свыше 8-ми лет) целевая
программа для склада готовой продукции, предусматривающая: − разработку и внедрение технологических способов и средств механизации и
автоматизации процессов транспортировки, погрузки, разгрузки, упаковки и складирования готовой продукции, исключающих применение трудоёмкого физического труда;
− комплексное исследование безопасности технологических операций процессов транспортировки, погрузки, разгрузки, упаковки и складирования готовой продукции и разработка классификаторов причин производственного травматизма. Основными задачами при реализации целевых программ являются:
192
− адаптирование производственной среды к человеку; − адаптирование человека к производственной среде, что приведёт к
значительному снижению производственного травматизма и улучшению условий труда.
Литература: 1. Бектобеков Г. В. Целевые программы по проблемам охраны труда в
производстве древесных плит. Изд. Тип. Минлесбумпрома СССР, 1984, 244с.
2. Бектобеков Г. В. Анализ безопасности. Методические аспекты. Труды СПбГЛТА. Актуальные проблемы развития высшей школы СПб, СПбГЛТА, 2006, 303с.
* * * INVESTIGATION THE REASONS OF ACCIDENTS BUILDING MATERIAL’S
INDUSTRY. Bektobekov G. V., Shitova O. A., Sokolova M. A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg.
In the paper described the main reasons of accidents at the enterprises producing the industrial types of glass.
193
Секция 5. Технологии лесозаготовок и лесоскладские работы
Section 5. Forest felling technologies and works at lumber-yards
194
ЗАГОТОВКА ДРЕВЕСИНЫ БЕЗ ТРЕЛЕВКИ
Андреева И. Ю.
Аспирант кафедры Технологии лесозаготовительных производств СПб ЛТА
Лесосечные работы являются первой фазой производственного процесса лесозаготовок. Их технология определяется общим технологическим процессом всего лесозаготовительного предприятия.
Для разработки каждой лесосеки должна быть выбрана такая технология, которая обеспечивала бы максимальную производительность труда рабочих и высокую выработку механизмов с наименьшей себестоимостью заготовляемых материалов.
При заготовке древесины редко все фазы производства работают одинаково стабильно и зачастую случаются сбои всего лесного конвейера из-за задержки в какой-то одной фазе.
В первом квартале 2005 года самым слабым местом в Лидском филиале ООО «Леон» оказалась трелевка. Причина - низкое техническое состояние трелевочной техники ЛП – 18Г и ЛТ – 154, ведь каждая машина уже отработала в лесу 4 – 5 лет. Валка значительно опережала трелевку и поэтому всю зиму одну машину ЛП – 19 приходилось держать в резерве.
На нижнем складе весь лес, который вывозился, практически сразу же шел в разделку и чтоб поддержать плановые объемы, одна бригада вела разделку в лесу на погрузочных площадках.
При разработке зон безопасности в лесосеках производили разделку хлыстов, не трелюя их. Для этого, после того, как зона безопасности, шириной 50 м была разработана валочной машиной ЛП – 19, сваленные пачки деревьев были обработаны сучнорезной машиной ЛП – 33. Бригада на разделке древесины при помощи бензопилы МП – 5 «Урал – 2» и лесопогрузчика штабелера ЛТ – 72 разделала пачки хлыстов, рассортировала их на два штабеля – пиловочное и не пиловочное сырье. После этого по средине зоны безопасности трактором Т–170 раскорчевывался лесовозный ус, и заготовленные сортименты отгружались лесопогрузчиком ЛТ – 72, занятым на разделке, на лесовозы. После вывозки сортиментов производились разработка лесосеки по обычной технологии, т.е. деревья подвозились трелевочной техникой к готовому лесовозному усу на погрузочные площадки. Схема приведена на рисунке.
195
Рисунок – Схема заготовки древесины без трелевки
При подсчете затрат учитывалось, что трелевка в данном случае полностью отсутствует, а производительность сучкорезной машины ЛП – 33 снизилась на 33,1% за счет постоянных переходов от пачки к пачке и составила 111 м3 вместо 166 м3 при обычной технологии. Себестоимость 1 м3 заготовленной древесины значительно снизилась – 384 руб. против ранее составившей 427 руб.
Литература: 1. ГОСТ 17461-84. Технология лесозаготовительной промышленности.
Термины и определения. 2. Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных
работ. М., 1993, 16с. 3. Лесной кодекс Российской Федерации. Утв. 29.01.97 г. № 22-903. 4. Положение по организации лесосечных работ. М. 1986, ЦНИИМЭ. 5. Правила рубок главного пользования в равнинных лесах Европейской части
Российской Федерации. ВНИИЦ по лесным ресурсам. М., 1994, 32 с. 6. РД56-308.45.12-95. Рубки главного пользования. Лесоводственно-
экологическая оценка машин и технологий. Номенклатура показателей. Основные положения.
* * * LOGGING PROCESS WITHOUT SKIDDING.
Andreeva I.Yu. Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
In the article the technological process of logging without “skidding” operation has been given.
196
Секция 6. Экономика лесопромышленного комплекса
Section 6. Forest-industrial complex economy
197
ОСОБЕННОСТИ РЫНКОВ ТОВАРОВ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Галушкина Е.А.*
В настоящее время на фоне высокой потребности в деревообрабатывающем
оборудовании достаточно остро встаёт проблема повышения невысокой конкурентоспособности отечественного деревообрабатывающего оборудования. Стремясь к улучшению своего положения на рынке, отечественные производители деревообрабатывающего оборудования должны осваивать производство современных высокопроизводительных станков, автоматических линий и обрабатывающих центров. В свою очередь, применение в лесном комплексе высокопроизводительного конкурентоспособного оборудования будет являться одним из шагов к рациональному и комплексному использованию древесины в масштабе всей страны.
Стремясь увеличить конкурентоспособность и качество оборудования, перед тем, как вкладывать средства в его разработку и производство, необходимо предвидеть, какое оборудование будет пользоваться спросом, то есть его конкурентоспособность. Для этого используются исследования рынков, определение покупательских предпочтений и определение конкурентоспособности существующих моделей оборудования. Деревообрабатывающее оборудование относится к товарам производственного назначения, поэтому, исследуя его конкурентоспособность, необходимо учитывать специфические особенности рынков товаров производственного назначения.
К рынкам товаров производственного (промышленного) назначения относятся рынки, на которых покупаются и продаются товары и услуги, используемые в дальнейшем при производстве товаров или услуг, продаваемых, сдаваемых в аренду или поставляемых другим потребителям.
Таким рынкам присущи следующие характерные черты: 1. Участники рынка не выступают только в роли продавцов или
покупателей, а могут являться одновременно продавцами, покупателями, посредниками, партнёрами, лизингодателями. Это обуславливает их профессиональный подход к выбору партнёров: активный поиск поставщиков, постоянный анализ и оценка существующих и предлагаемых условий поставки, оценка качества поставляемой продукции и сервиса. Принятие решения о закупке является сложным и относительно длительным процессом, в котором может участвовать несколько человек, нередко требуется экономическое обоснование этого решения (как капиталовложения), так что покупатель промышленных товаров имеет довольно точное представление о том, что ему нужно. Из-за высоких темпов научно-технического прогресса и быстрого морального
* Работа выполнена под руководством д.т.н, проф. Чубинского А.Н.
198
устаревания средств производства покупатель заинтересован в быстрой окупаемости оборудования. Иногда покупатель сам участвует в определении конкретных технических показателей закупаемого оборудования.
2. Процесс покупки товаров промышленного назначения – сложный, относительно формализованный, иногда длительный процесс, часто требующий подробной сертификации продукции и сопутствующей документации. Продавец и покупатель сотрудничают на каждом этапе осуществления покупки; продавец и покупатель зависят друг от друга и заинтересованы в установлении долгосрочных деловых отношений друг с другом. Поэтому, как правило, компании – продавцы имеют специально разработанную систему скидок, также, по желанию покупателя, возможны варианты дополнительного обслуживания.
3. Спрос на товары промышленного назначения зависит от спроса на конечную продукцию; спрос на товары промышленного назначения меняется значительно быстрее, что связано постоянным появлением новых технологий. Спрос на оборудование неэластичен. Более высокое качество и эффективность использования товаров промышленного назначения имеют большее значение, чем более низкая цена.
4. При изучении спроса на оборудование изучается рынок конечной продукции, а также покупатель оборудования, его потребности, платежеспособность. Так как станкостроение является достаточно финансовоёмкой отраслью, спрос на оборудование зависит и от состояния экономики страны в целом, и от финансового состояния предприятий – потенциальных покупателей в частности. Крупные закупки оборудования может осуществить только государство.
5. Рынки товаров промышленного назначения сконцентрированы географически.
6. Меньшее по сравнению с потребительским рынком количество покупателей. Большое значение имеет репутация поставщика.
7. Значительно большая денежная масса и количество товаров по сравнению с потребительским рынком.
8. При выборе поставщика большое значение могут оказать условия и стоимость поставки; сервисное обслуживание; возможность оперативного получения запчастей; в случае необходимости, обучение персонала работе на новом оборудовании; условия кредита.
9. Необходимость в подготовке грамотных и квалифицированных продавцов товаров промышленного назначения.
Таким образом, рынки товаров промышленного назначения имеют ряд характерных особенностей, учитывая которые российские производители могут повышать конкурентоспособность своей продукции, а, следовательно, увеличивать объем продаж и прибыль.
199
Литература: 1. Котлер Ф., Армстронг Г. Введение в маркетинг. СПб, 2000. 638 с. 2. Юлдашева О.У. Промышленный маркетинг: Теория и практика //
http://polbu.ru/yldasheva_marketing/, дата последнего обновления 14.10.2006
* * *
FEATURES OF COMMODITY MARKETS OF INDUSTRIAL ASSIGNMENT Galushkina E.A.
Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg
Article narrates about features of commodity markets of industrial assignment. It marks importance of knowledge of features of the markets for increase of competitiveness of the goods. The author opens such features of commodity markets of industrial assignment: - Professionalism and interdependence of participants of the markets - Geographical concentration of the markets - Dependence of demand for the goods of industrial assignment on demand for end production, and so forth.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ С ПРИНЯТИЕМ РЕШЕНИЙ ПРИ НЕПОЛНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Караганов Д.В.
Вопросы безопасности при работе со сложными неоднородными
системами, являются актуальными при развитии современных информационных технологий. Одним из таких вопросов является своевременное обнаружение отклоняющихся от нормы ситуаций и принятие решений на основе данных, представленных датчиками и системой мониторинга безопасности объекта.
Принятие решений может осуществляться как экспертом, так и самой системой мониторинга безопасности. Рассмотрим работу автоматической системы мониторинга безопасности, принимающую решение о состоянии объекта на основании показаний нескольких датчиков.
При контроле безопасности возникают неопределенные ситуации, когда датчик не может точно показать в безопасности ли объект. Кроме того, существуют ситуации, когда сложно определить в каком состоянии находится объект мониторинга. Вследствие чего возникают ошибки при принятии решений о состоянии объекта.
Чтобы избежать подобных ошибок Танака [1] предложил 2 типа датчиков: датчик состояния безопасности (SP sensor) и датчик сигнала опасности (FW sensor).
200
Здесь Tsp – порог срабатывания датчика SP, Tfw – порог срабатывания
датчика FW, UZ – зона неопределенности. Разные пороги срабатывания используются для того, чтобы избежать
ошибок ложного срабатывания датчиков. Принятие решений о состоянии объекта осуществляется на основании показаний обоих датчиков.
Рассмотрим 4 варианта выходного сигнала: а) Объект в безопасности Наличие сигнала безопасности датчика SP и отсутствие сигнала опасности
датчика FW. Система функционирует в штатном режиме. б) Объект в опасности Наличие сигнала опасности датчика FW и отсутствие сигнала безопасности
датчика SP. Нарушено функционирование системы, опасность поломки. в) Зона неопределенности (UZ-зоны) Отсутствие сигналов безопасности и опасности. Это говорит о наличие
зоны неопределенности (UZ-зоны), когда не может быть подтверждено ни состояние опасности, ни состояние безопасности объекта.
г) Поломка датчиков Срабатывают оба датчика. В этом случае нельзя судить о состоянии объекта
из-за поломки одного или обоих датчиков. При использовании автоматической системы мониторинга безопасности
решение о продолжении функционирования либо блокирование объекта принимается на основании заранее заданных инструкций.
Вариант выходного сигнала а) соответствует безопасности системы, поэтому принимается решение о продолжении функционирования объекта мониторинга.
Блокирование системы осуществляется при наличии выходного сигнала б). В этом случае возможна автоматическая отправка отчета об ошибке и вызов эксперта.
Tsp
Tfw
Датчик состояния безопасности
Датчик сигнала опасности
UZ
Рис. 1 Система датчиков SP/FW
201
Вариант выходного сигнала в) соответствует зоне неопределенности. В этом случае роль автоматической системы можно свести к выбору из 2 стратегий: блокирования работы системы или продолжение работы.
Если систему мониторинга настроить на обеспечение максимальной безопасности, то зона неопределенности будет соответствовать опасности. Т.е. автоматическая система мониторинга блокирует работу объекта мониторинга.
Если же считать, что зона неопределенности соответствует состоянию безопасности, то система мониторинга принимает решение о продолжении работы.
Вариант выходного сигнала г) показывает, что один или оба датчика сломаны. Автоматической системе дается указание блокировать работу объекта мониторинга для проведения работ по замене датчиков.
Преимуществом использования автоматической системы мониторинга безопасности является снижение затрат на привлечение экспертов для принятия решений о состоянии системы в зоне неопределенности, функционирование системы в условиях, когда нет возможности либо экономически невыгодно привлечение экспертов, например, на удаленных лесосеках.
Недостатком автоматической системы мониторинга является то, что не учитываются все особенности работы наблюдаемого объекта, а также нет возможности задания уровня безопасности при мониторинге.
Литература:
1. Tanaka K, Klir GK A design condition for incorporating human judgement into monitoring systems. Reliability Engineering and System Safety 1999; 65: 251-258
2. Phillips MJ. K-out-of-n:G systems are preferable.IEEE Trans. Reliability 1980;R29-2:166-169
3. Tanaka K. Reliable design of safety monitoring system accounting for the uncertainty zone. Reliability Engineering and System Safety 1995;48-2:75-84
4. Utkin Lev V. Interval reliability of typical systems with partially known propabilities. European Journal of Operatuonal Research 2004; 153: 790-802
5. Utkin Lev V. Reliability models of m-out-of-n systems under incomplete information. Computers & Operations Research 2004; 31: 1681-1702
* * * AUTOMATIC SAFETY MONITORING SYSTEMS WITHOUT HUMAN
INSPECTION AND SOLVING A DECISION-MAKING PROBLEM WITH THE LACK OF INITIAL DATA
Karaganov D.V. Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg,
Using automatic safety monitoring systems without human inspection is more preferable in some cases than using human-machine cooperative monitoring systems with inspection. In this article the functioning of automatic monitoring systems without human inspection, using SP and FW-sensors and solving a decision-making problem with the lack of initial data are studied.
202
ПРИМЕНЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ ИНВЕСТИЦИОННОГО АНАЛИЗА В ОЦЕНКЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ БРЕВНОПИЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ∗∗∗∗.
Шайтарова О.Е.
Авторы имеющихся на сегодняшний день методических рекомендаций по
оценке конкурентоспособности продукции чаще сосредоточивают свое внимание на товарах широкого потребления. Конкурентоспособность такой категории, как товар промышленного назначения, на сегодняшний день исследована в недостаточной степени. Анализ конкурентоспособности этих товаров сложнее и объемнее исследований конкурентоспособности товаров потребительского спроса.
Одним из подходов к анализу конкурентоспособности оборудования на основе определения и оценки потребительских свойств может служить анализ его инвестиционной привлекательности. Такая методика позволяет оценить товар в первую очередь с позиции покупателя. Вместо поиска значительного количества потребительских свойств покупатель оценивает только один фактор – прибыль, которую компания имеет от использования того или иного вида оборудования.
В результате опроса экспертов в области лесопиления был сформирован перечень основных показателей конкурентоспособности бревнопильного оборудования. К ценовым показателям были отнесены продажная цена, уровень производственных затрат, стоимость режущего инструмента. К основным показателям качества, по мнению экспертов, относятся производительность, объемный выход пиломатериалов, качество пилопродукции, возможность индивидуальной распиловки, рабочий ресурс режущего инструмента.
Все эти показатели определяют эффективность потребления товара, т.е. эффективность эксплуатации бревнопильного оборудования. Данная эффективность наиболее универсально может быть измерена с применением доходного метода показателем «инвестиционная стоимость». В экономической литературе она рекомендуется для расчета инвестиционной стоимости компании и известна под названием “модель Гордона” [1]:
CV = k
n
=∑
1
FCF
r
k
k
k( )1++
FCF g
r g
n
n
+
+
+
−1
1
1* ( )
( ) / ( )1 1
1+ ++rnn , (1)
где: CV – отдача от проводимых инвестиций в новое оборудование, FCF – свободный денежный поток в различные периоды, r – стоимость капитала, g – темп роста в последующие периоды.
∗ Работа выполнена под руководством проф. А.Н. Чубинского
203
Денежный поток, на расчете которого базируется данная формула, определяется как сумма чистых денежных поступлений от операционной, финансовой и инвестиционной деятельности.
Стоимость капитала r (цена капитала, процентная ставка, темп прироста, процент, рост, ставка процента, норма прибыли, доходность)– это необходимый уровень доходности (рентабельности) на вложенные в компанию средства (инвестиции), исходя из уровня совокупного риска, присущего компании. Таким образом, этот коэффициент при инвестиционном планировании характеризует риск проекта:
r = rf + rr , (2) где: rf – безрисковая доходность; rr – премия за риск. С помощью предлагаемой методики возможно учесть основные факторы
производства, влияющие на выбор бревнопильного оборудования, а именно: объемы доступной лесосырьевой базы, мощность предприятия, размерно-качественные характеристики сырья, ассортиментный состав продукции, виды и способы реализации отходов. Для этого необходимо переоценить значение показателя стоимость капитала r в части второй его составляющей – величины премий за риск проекта.
С учетом мнений экспертов в области лесопильного производства были разработаны рисковые рейтинги, приведенные в таблице 1.
204
Таблица 1 Экспертная оценка величины премий за риск, связанный с инвестированием в бревнопильное оборудование
№ Виды риска Значение, % Примечание
1 Размер компании
0
Крупные предприятия с производственной мощностью от 151 тысячи кубометров пиловочных бревен в год
2,5 Предприятия средней мощности 51 – 150 тысяч кубометров бревен в год
5 Предприятия малой мощности 5 – 50 тысяч кубометров бревен в год
2 Руководящий состав: качество управления
0-5 Уровень качества управления в зависимости от степени стабильности производства
3 Товарная диверсификация
0 Обширный ассортимент 2,5 Средний ассортимент 5 Малый ассортимент
4 Диверсифицированность клиентуры
0 Широкий ценовой коридор на продукцию
2,5 Средний ценовой коридор на продукцию
5 Узкий ценовой коридор на продукцию
5 Уровень и прогнози-руемость прибылей
0-5 Отсутствие или наличие поло-жительной динамики развития
6 Сортовый риск 0-5 5*процент закупок лиственных пород (для крупных компаний)
7 Размерный риск 0-5
5*процент закупок бревен диаметром от 40 до 60 см или некондиционных (для крупных компаний)
8 Риск, связанный с реализацией отходов
0-5 Степень возможности реализации отходов
9 Региональный риск 0-5 Степень влияния на деятельность компании коммер-ческих и финансовых факторов
10 Лесосырьевая база 0 Неистощенная 5 Истощенная
Итого:
Итоговое значение равно сумме значений п.1 – п.10
205
Таким образом, расчет итоговой премии за риск, связанный с инвестициями в конкретный проект, рекомендуется выполняется по следующей формуле:
rr = rco + ri + rc + rm + rp + rcl + rpr + rs + rsz + rw + rreg + rres , (3) где: rr – итоговая премия за риск, ед., rco – премия за страновой риск, ед., ri – премия за отраслевой риск, ед., rc – премия за риск, связанный с размером предприятия, ед., rm – премия за риск, связанный с качеством управления, ед., rp – премия за риск, сопряженный с диверсификацией товаров, ед., rcl – премия за риск, определяемый диверсифицированностью клиентуры,
ед., rpr – премия за риск, связанный с уровнем и прогнозируемостью прибылей,
ед., rs – премия за сортовый риск, ед., rsz – премия за размерный риск, ед., rw – премия за риск, связанный с реализацией отходов, ед., rreg – премия за региональный риск, ед., rres – премия за риск, связанный с доступностью сырьевой базы, ед.
Библиографический список 1. Шеин М. Как оценить стоимость компании/ Новосибирский аналитический
журнал для деловых людей // http://www.ludidela.ru/0010/0010-34-06.html 2. Коупленд Т., Коллер Т., Муррин Дж. Стоимость компании: оценка и
управление: Пер. с англ./М.: Олимп-Бизнес, 1999.- 576 с.- (Мастерство). 3. Ковалев В.В. Ведение в финансовый менеджмент: Учебник.- М.: Финансы и
статистика, 2001.- 768 с 4. Ковалев В. В. Методы оценки инвестиционных проектов.- М.: Финансы и
статистика, 2001.- 142 с. 5. Коупленд Т., Коллер Т., Муррин Дж. Стоимость компании: оценка и
управление: Пер. с англ./М.: Олимп-Бизнес, 1999.- 576 с.- (Мастерство).
* * * Статья посвящена вопросам оценки уровня конкурентоспособности головного бревнопильного оборудования.
* * * ADOPTION OF INVESTMENT ANALYSIS’ TOOLS IN THE EVALUATION OF
EQUIPMENT COMPETITIVENESS Shaitarova O.E.
Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg
The article is devoted to the issues of the evaluation of the competitiveness of equipment for timber sawing.
206
СОДЕРЖАНИЕ Секция 1а Д.А. Акайкин АНАЛИЗ ХОДА РОСТА ДРЕВОСТОЯ РОЩИН-СКОГО ОПЫТНО-ПОКАЗАТЕЛЬНОГО ЛЕСХОЗА. В.М. Алексеев СРАВНЕНИЕ РОСТА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СОСЕН В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ. Л.С. Богданова ВЛИЯНИЕ РУБОК УХОДА НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯГОДНИКОВ В КИРОВСКОМ ЛЕСХОЗЕ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ С.Н. Голубев, И.В. Зайцев АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОС-ТОЯНИЯ ЛЕСОПАРКА "ПОБЕДА" (г. ШАХТЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ) А.С. Данилова, Д.С. Аракелян ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ. ”МАЛИ-НОВСКИЙ СТАЦИОНАР – МАШИНСКАЯ ДАЧА”. А.А. Добровольский, В.Ю. Нешатаев УЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТПАДА ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД В ПАРКЕ ГМЗ «ОРА-НИЕНБАУМ» В.Ю. Мельников ПИОНЫ В ОЗЕЛЕНЕНИИ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ. М.В. Нешатаев, В.Ю. Нешатаев ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА СОСТАВ И СТРУКТУРУ ПОДРОСТА СОСНОВЫХ ЛЕСОВ ЛАПЛАНДСКОГО ЗАПОВЕДНИКА Д.С. Петров ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГУСТОТЫ И РАЗМЕЩЕНИЯ Э.В. Славко, А.И. Капелян РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТРОДУКЦИИ ШИПОВНИКОВ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ БИН РАН. ПЕРС-ПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ОЗЕЛЕНЕНИИ Фам Тхи Ким Тхоа ЛЕСОНАРУШЕНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РУБОК Фам Тхи Ким Тхоа, Нгуен Нган Ха ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ГОРИМОСТИ ЛЕСОВ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ. Б.В. Худяков ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕН-НОГО КОМПЛЕКСА ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ В ПЕНОВСКОМ ЛЕСХОЗЕ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ. Секция 1б. Е.А. Арковенко САНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ДРЕВОСТОЕВ ЛИСИНСКОГО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА Н.А. Ахматович, О.Б. Котлярская, А.Ю. Рысс НОВЫЕ НАХОДКИ ДРЕВЕСНЫХ НЕМАТОД РОДОВ BURSAPHELENCHUS И APHELENCHOIDES В КОММЕРЧЕСКИХ ХВОЙНЫХ ПОРОДАХ РОССИИ Д.С. Бурцев БАЗИСНАЯ ПЛОТНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ МЯГКО-ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД ВОЛХОВСКОГО ЛАНДШАФТА НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
7 8 10 13 15 17 21 25 27 30 32 35 38 41 44 45 48 49
207
TABLE OF CONTENTS Section 1a. D.A. Akaykin GROWTH ANALYZE OF WOOD SPECIES IN FORESTRY STATE ENTERPRISE “ROSHINSKY LESHOZ” V.M. Alekseev COMPARING GROWTH OF VARIOUS PINE SPECIES IN FOREST PLANTATIONS OF THE NOVGOROD REGION L.S. Bogdanova AN INFLUENCE OF TENDER CUTTINGS ON BERRIES YIELD IN KIROVSKIY FOREST FARM OF LENINGRAD REGION S.N. Golubev, I.V. Zajcev FOREST PARK ECOLOGICAL CONDITION ANALYSIS "POBEDA" A.S. Danilova, D.S. Arakelyan INFLUENCE OF DRAINAGE ON CHANGE CHEMICAL PARAMETERS. (LISINO). A.A. Dobrovolsky, V.Yu. Neshatayev THE ACCOUNT OF NATURAL MORTALITY OF WOOD BREEDS IN THE STATE HISTORICAL PARK “ORANIENBAUM” V.Y. Melnikov PAEONIA SPECIES FOR ORNAMENTAL USING IN CITY M.V. Neshatayev, V.Yu. Neshatayev THE INFLUENCE OF FOREST FIRES ON THE COMPOSITION AND THE STRUCTURE OF THE YOUNG TREE GENERATION IN THE PINE FORESTS OF THE LAPLAND RESERVE D.S. Petrov PRODUCTIVE OF FOREST CULTURES OF PINE IN DEPENDENCE FROM DENSITY AND ALLOCATION E.V. Slavko, A.I. Kapeljan RESULTS OF INTRODUCTION ROSA L. GENUS AT THE BOTANICAL GARDEN OF KOMAROV BOTA-NICAL INSTITUTE. PERSPECTIVES IN THE LANDSCAPE Pham Thi Kim Thoa BREACHES OF ORDER AT FOREST FELLING Pham Thi Kim Thoa, Nguyen Thi Ngan Ha SPECIAL FEATURES OF THE DYNAMICS OF FORESTS FIRES IN LENINGRAD REGION. B.V. Khudiakov THE PROSPECTS FOR USING A MODERN COMPLEX OF TILLERS ON THE TERRITORY OF THE PENO FORESTRY IN THE TVER REGION. Section 1b. E.A. Arkovenko THE SANITARY CONDITION OF CONIFEROUS TIMBERS IN LISINO’S WOOD FARM N.A. Akhmatovich, O.B. Kotlyarskaya, A.Y. Ryss NEW RECORDS OF WOOD NEMATODES OF THE GENERA BURSAPHELENCHUS AND APHELENCHOIDES IN COMMERCIAL CONIFERS IN RUSSIA D.S. Burtsev BASIC WOOD DENSITY OF DECIDUOUS SPECIES IN CONDITION OF THE VOLKHOV LANDSCAPE NOVGOROD’S AREA
7 8 10 13 15 17 21 25 27 30 32 35 38 41 44 45 48 49
208
СОДЕРЖАНИЕ Секция 1б (продолжение) Е.П. Ефремова, С.В. Зернова, Т.М. Егорова ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ПОБЕГОВ ВИДОВ РОДА PICEA В ГОРОДСКИХ УСЛОВИЯХ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА. Е.А. Капица, Е.В. Шорохова, И. Ванха-Майамаа СКОРОСТЬ РАЗЛОЖЕНИЯ И ФРАГМЕНТАЦИИ ПНЕЙ ПОСЛЕ СПЛОШНЫХ РУБОК В ЕЛЬНИКАХ ЧЕРНИЧНЫХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ ЮЖНОЙ ТАЙГИ О.В. Ковалёва ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЙМЕННЫХ МЕСТООБИ-ТАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ШКАЛ Л.Г. РАМЕНСКОГО В СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ р. ЛУГА (ЛЕ-НИНГРАДСКАЯ ОБЛАСТЬ) А.В. Константинов ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПОСТЕХНО-ГЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ О.Б. Котлярская, Н.А. Ахматович, А.Ю. Рысс ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПОСТЕХНОГЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ А.В. Мясникова КОКЦИДЫ ГОРОДСКИХ НАСАЖДЕНИЙ ГОРОДА САНКТ-ПЕТЕРБУРГ. В.С. Павлов БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИМАГО УСАЧА MONOCHAMUS URUSSOVI (FISCH.) Ю.С. Подоляцкая ВИДОВОЙ СОСТАВ ЛИСТОЯДНЫХ МИКРОЧЕШУЕКРЫЛЫХ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАТЕГОРИЯХ ГОРОДСКИХ НАСАЖДЕНИЙ. Е.А. Токмань АНАЛИЗ ФЛОРЫ ВЫСШИХ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ В ПОЙМЕ Р. ЛУГА (В ВЕРХНЕМ И СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ). Л.А. Урычева ПРИМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТНОГО МЕТОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ И КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НЕДРЕВЕСНЫХ РЕСУРСОВ ЛЕСА. (НА ПРИМЕРЕ ЛУЖСКО-ТОСНЕНСКОГО ЛАНДШАФТА ЗАПАДА РУССКОЙ РАВНИНЫ В ПРЕДЕЛАХ ЛИСИНСКОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И УЧЕБНОГО ПОЛИГОНА) Т. А. Фролова, Е. В. Шорохова ПЕРСПЕКТИВЫ ЛИХЕНОИН-ДИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА. А.Ю. Чернецкая, А.Ю. Рысс О ДИАГНОСТИКЕ ЮВЕНИЛЬНЫХ СТАДИЙ ВИДОВ НЕМАТОД НАДСЕМЕЙСТВА APHELENCHOIDEA ИЗ РОССИИ. С.Н. Чеснова ВРЕДИТЕЛИ ИНТРОДУЦЕНТОВ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ. Л.Н. Чубинская, К.А. Шестов СРАВНИТЕЛЬНАЯ БИОСТОЙКОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ И КЛЕЁНЫХ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ. С.А. Шардакова, Е.Н. Лин ШИРОКОЛИСТВЕННЫЕ ФОРМАЦИИ В ПОЙМЕ Р. ЛУГА (В ВЕРХНЕМ И СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ).
53 54 60 63 66 69 72 74 76 79 81 84 85 87 89
209
TABLE OF CONTENTS Section 1b (continuation). E.P. Efremova, S.V. Zernova, T.M. Egorova GROWTH FEATURES OF VEGETATIVE SHOOTS OF GENERA PICEA SPECIES IN URBAN ENVIRONMENT OF SAINT-PETERSBURG E.A. Kapitsa, E.V. Shorohova, I. Vanha-Majamaa FRAGMENTATION AND DECOMPOSITION OF STUMPS AFTER CLEAR CUTTING IN SOUTHERN EUROPEAN BOREAL SPRUCE FORESTS OF MYRTILLUS TYPE O.V. Kovalyova THE CHARACTERISTIC OF FLOOD LAND HABITATS WITH USE OF ECOLOGICAL SCALES L.G. RAMENSKI ON THE AVERAGE WATERCOURSE CURRENT r. LUGA (LENINGRAD REGION) A.V. Konstantinov STUDYING OF STABILITY OF POSTTECHNOGENIUS FOREST ECOSYSTEMS O.B. Kotlyarskaya, N.A. Akhmatovich, A.Y. Ryss THE PLANNED STUDY OF LIFE HISTORY OF THE NEMATODE BURSAPHELENCHUS MUCRONATUS (NEMATODA: APHELENCHIDA), SPECIES BELONGING TO THE PINE WOOD NEMATODE SPECIES COMPLEX AND ITS BEETLE VECTORS MONOCHAMUS SPP. (COLEOPTERA: CERAMBYCIDAE) IN LABORATORY CONDITIONS A.V. Myasnikova COCCIDAES SPECIES OF URBAN GREEN AREAS IN SAINT PETERSBURG V.S. Pavlov BIOMETRICAL CHARACTERISTIC OF IMAGO MONOCHAMUS URUSSOVI (FISCH.). J.S. Podolyatskaya SPECIES COMPOSITION OF LEAF-EATING LEPIDOPTERA IN VARIOUS ECOLOGICAL CATEGORIES OF CITY PLANTS E.A. Tokman ANALYSIS OF FLORA OF THE HIGHEST VASCULAR PLANTS IN FLOOD LAND R. LUGA (IN THE TOP AND AVERAGE WATERCOURSE CURRENT). L.A. Uricheva USING A LANDSCAPE METHOD FOR ESTIMATING AND MAPPING OF UNARBORETUM FOREST RESOURCES. T.A. Frolova, E.V. Shorohova PROSPECTS OF USING LICHEN-INDICATION WITHIN THE TERRITORY OF SAINT-PETERSBURG A.Y. Chernetskaya, A.Y. Ryss ON THE JUVENILE STAGES DIAGNOSTICS OF NEMATODE SPECIES BELONGING TO THE SUPERFAMILY APHELENCHOIDEA IN RUSSIA S.N. Chesnova PESTS OF INTRODUCED PLANTS IN ST.PETERSBURG. L.N. Chubinskaya, K.A. Shestov COMPARING OF BIOSTABILITY OF WOOD AND GUMMED WOOD MATERIALS S.A. Shardakova, E.N. Lin NEMORAL FORESTS IN FLOODPLAIN R. LUGA (IN THE TOP AND AVERAGE WATERCOURSE CURRENT).
53 54 60 63 66 69 72 74 76 79 81 84 85 87 89
210
СОДЕРЖАНИЕ Секция 1в Д. А. Любимов ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ЛЕСНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОИЗВЕ-ДЕНИЙ. М.В. Нешатаев ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО РА-ДИОНАВИГАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА GPS ДЛЯ ОРИЕН-ТИРОВАНИЯ НА МЕСТНОСТИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ П.Б. Поповичев ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОПАТОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЗА БОЛЬШИМ СОСНОВЫМ ЛУБОЕДОМ (TOMICUS PINIPERDA L.) В.А. Сваричевский ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОПАСНОСТИ В ЛЕСАХ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ БОЛОВСКОГО РАЙОНА Секция 2 А.В. Сергеевичев ОЦИЛИНДРОВКА БРЕВЕН НА ОСНОВЕ ТОЧЕНИЯ А.В. Сергеевичев, П.П. Черных СОСТОЯНИЕ И ПУТИ РАЗВИТИЯ ДОМОСТРОЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОЦИЛИНДРОВАННЫХ БРЕВЕН А.С. Тимохов ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ СМАЧИВАТЬСЯ ВОДНОДИСПЕРСИОННЫМИ КЛЕЯМИ. А.И. Фурин, А.В. Сергеевичев ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИЗНОСА ДЕРЕВОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ ОЦИЛИНДРОВКЕ БРЕВЕН Х.А. Хуако АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ФАНЕРНОЙ ТРУБЫ П.П. Черных, А.В. Сергеевичев ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА РАДИАЛЬНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ СЕРДЦЕВИНЫ В ДРЕВЕСНОМ СТВОЛЕ Секция 3 С.Ю. Анашенков ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ХВОЙНЫХ. С.О. Загурский ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ. СЫКТЫВКАРСКИЙ ГИДРОЛИЗНЫЙ ЛИГНИН. А.В. Кинд, В.В. Выглазов, В.А. Елкин ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ И УСЛОВИЙ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ОСВЕТЛЕНИЕ ГИДРОЛИЗАТА ПРИ ЕГО ПОДГОТОВКЕ К ГИДРИРОВАНИЮ В КСИЛИТ А.Н. Колодяжный К ВОПРОСУ ПРОИЗВОДСТВА КАЧЕС-ТВЕННЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ БМД МЕТОДОМ ГАЗИФИКАЦИИ
92 93 96 99 102 105 106 108 110 111 114 118 121 122 126 127 129
211
TABLE OF CONTENTS Section 1c. D.A. Lubimov EVALUATION OF THE GEOMETRIC ACCURACY OF THE FORESTRY ELECTRONIC MAPS THE USE OF THE PERSONAL ELECTRONIC RADIO NAVIGATOR M.V. Neshatayev GPS FOR THE GETTING ONE’S BEARINGS IN THE FIELD P.B. Popovichev ORGANIZING OF FOREST PATHOLOGY MONITORING FOR TOMICUS PINIPERDA L. V.A. Svarichevskiy POTENTIAL DANGERS IN FORESTS OF BOLOGOVSKIY DISTRICT, TVER REGION Section 2 A.V. Sergeevichev FANCING BASED ON ROLLING A.V. Sergeevichev, P.P. Chernykh CONDITION AND WAYS OF WOODEN BUILDING DEVELOPMENT ON A BASIS OF CYLINDRICAL LOGS Timokhov A.S. RESEARCH OF DAMPING ABILITY OF WOOD BY WATER-DISPERSIBLE GLUES. A.V. Sergeevichev, A.I. Furin MODERN METHODS OF INCREASING RESISTANCE WOODWORKING TOOLS FOR MAKING CYLINDRICAL LOGS. H.A. Huako TO THE QUESTION OF THE MODELING OF WOOD MATERIALS ROLLING PROCESS. P.P. Chernykh, A.V. Sergeevichev RESEARCH OF RADIAL LUMBERS PRODUCING CONSIDERING SPECIAL PLACEMENT OF CORE INSIDE LOG Section 3 S.Yu. Anashenkov DEEP REPROCESSING OF THE SPRUCE GREEN BIOMASS. S.O. Zagurskiy RENEWABLE RAW SOURCES. SIKTIVKARSKY HYDROLYSIS LIGNIN. A.V. Kind, V.V. Viglazov, V.A. Elkin INVESTIGATION OF INFLUENCE OF DIFFERENT FLOCCULANTS AND CONDITIONS OF THEIR USE ON CLARIFICATION OF HYDROLYSATE DURING ITS PREPARING FOR HYDROGENATION TO XYLITOL A.N. Kolodyazhny TO THE QUESTION OF MANUFACTURE OF HIGH-QUALITY ENGINE FUELS FROM WOOD BIOMASS BY GASIFICATION METHOD
92 93 96 99 102 105 106 108 110 111 114 118 121 122 126 127 129
212
СОДЕРЖАНИЕ Секция 3 (продолжение) О.А. Кузьменко ОБРАЗОВАНИЕ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ И ИХ НЕБЛАГОПРИЯТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. А.В. Куштысев, В.В. Выглазов, О.А. Куницкая СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ БЕРЕЗОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ П.А. Лямина СОСТАВ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДРЕВЕС-НОЙ ЗЕЛЕНИ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ PICEA ABIES А.А. Матюхин, А.В. Шелоумов, А.А. Леонович ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ Е.В. Михайлова, О.А. Куницкая, В.А. Елкин ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНГИБИТОРОВ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШТАММОВ ДРОЖЖЕЙ В СПИРТОВОМ И ДРОЖЖЕВОМ ПРОИЗВОДСТВАХ Нгуен Тхи Минь Фыонг, И.А. Гамова ПРИМЕНЕНИЕ АКЦЕПТОРОВ ФОРМАЛЬДЕГИДА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕТОКСИЧНЫХ ПЛИТ. Р.М. Немешев ТЕХНИЧЕСКИЙ ГИДРОЛИЗНЫЙ ЛИГНИН И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. О.В. Ориничева, В.П. Слюняев ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ПРОЦЕСС СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Ю.А. Павлова ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ ПОЛИПРЕНОЛОВ ФОСФОРНЫМ АНГИДРИДОМ М.В. Панова ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ И ВИДА СВЯЗУЮЩИХ НА ПРОЧНОСТЬ БУМАГОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН. Ю.Н. Пильщиков ПРИМЕНЕНИЕ ПИРОГЕННЫХ СМОЛ БМД В ПРОИЗВОДСТВЕ КАЧЕСТВЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ ВОССТА-НОВИТЕЛЕЙ Н.В. Сартакова ПИРОГЕННЫЕ СМОЛЫ БИОМАССЫ ДЕРЕВА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ. А.А. Спицын НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОЖИЖЕНЯ БИОМАССЫ ДЕРЕВА С ПОЛУЧЕНИЕМ БИОТОПЛИВ. И.В. Сумерский ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ β-ЭФИРНОЙ СВЯЗИ МОДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЛИГНИНА ПРИ КИСЛОТНОМ И ЩЕЛОЧНОМ СОЛЬВОЛИЗЕ М.В. Хабарова К ВОПРОСУ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ПИЩЕВЫХ АРОМАТИЗАТОРОВ, КОНСЕРВАНТОВ И КОПТИЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ БИОМАССЫ ДЕРЕВА.
132 134 137 138 142 145 148 149 151 152 155 158 160 163 165
213
TABLE OF CONTENTS Section 3 (continuation). A.V. Kustisev, V.V. Viglazov, O.A. Kunickaya THE SORPTION CLEANING OF THE HEMICELLULOSYS HYDROLYZATES OF THE BIRCH WOOD O.A. Kuz'menko EDUCATION OF ACID RAINS AND THEIR ADVERSE INFLUENCE ON AN ENVIRONMENT. P.A. Lyamina THE COMPOSITION OF THE EXTRACTIVE SUBSTANCES OF GREEN WOOD THEY ATE WITH THE EUROPEAN PICEA (PICEA ABIES) A.A. Matyukhin, A.V. Sheloumov, A.A. Leonovich THE INFLUENCE OF ALUMINIUM-CONTAINING MODIFIER BY PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF UREA-FORMALDEHYDE RESIN E.V. Mihaylova, O.A. Kunitskaya, V.A. Yolkin INVESTIGATION OF INHIBITORS INFLUENCE ON THE VITALITY OF YEAST CULTURES IN ETHANOL AND YEAST INDUSTRY Nguyen Thi Minh Phuong, Y.A. Gamova APPLICATION OF ACCEPTORS OF FORMALDEHYDE FOR REDUCTION IN THE TOXICITY OF THE MDF. R.M. Nemeshev TECHNICAL HYDROLYSIS LIGNIN AND PERSPECTIVES OF ITS USE. O.V. Orinicheva, V.P. Slynyaev INVESTIGATION OF INFLUENCE PHYSICAL AND CHEMICAL INDEXES AT PROCESS ALCOHOLIC FERMENTATION M.V. Panova THE INFLUENCE OF NATURE AND KIND LINKING TO SOLIDITY OF PAPER LIKE MATERIALS AND GLASS FIBRE Pavlova Yu.A. PHOSPHORYLATION OF POLYPRENOLS. Y.N. Pilschikov USE OF PIROGENIC TARS OF WOOD BIOMASS IN MANUFACTURE OF HIGH-QUALITY COAL REDUCTORS N.V. Sartakova PYROGENIC TARS OF WOOD BIOMASS AND THEIR USAGE. A.A. Spitsin SOME QUESTIONS OF WOOD BIOMASS LIQUIFACTION AND BIO-FUEL PRODUCTION. I.V. Sumersky INVESTIGATION OF STABILITY OF LIGNIN MODEL COMPOUND`S β-ETHER LINKAGES IN ALKALINE AND ACID MEDIA M.V. Habarova TO THE QUESTION OF OPTIMIZATION OF THE ODOR CONCENTRATION AND SMOKED PROCESS OF FOOD SUBSTANCES FROM WOOD BIOMASS
132 133 136 138 142 145 148 149 151 154 155 158 160 163 165
214
СОДЕРЖАНИЕ Секция 3 (продолжение) А.С. Хакало МЕТАН В АТМОСФЕРЕ. ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ И ВЛИЯНИЕ НА КЛИМАТ ЗЕМЛИ. Секция 4 Е.В. Безверхий, И.В. Иванова ИССЛЕДОВАНИЕ САМОКОМ-ПЕНСАЦИИ ИЗНОСА В ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯХ ЛЕСОТРАНС-ПОРТНЫХ МАШИН С.М. Васильков, И.В. Иванова УПРАВЛЕНИЕ ТРИБОЛОГИ-ЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ АДАПТИВНЫХ К РЕЖИМАМ «БЕЗЫЗНОСНОСТИ» СИСТЕМ А.Ю. Игошина, Л.Н. Лузанова, В.А. Рыкованов ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРОДСКИХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ А.Ю. Игошина, Е.Г. Раковская ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ОТХОДОВ Н.Б. Мартынова МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ И ОЦЕНКИ РИСКА РЕАЛИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ, ФОРМИРУЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ТРАВМАТИЗМ М.Е. Рудов ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ, НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ П.В. Тараскин ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВОЗДУХ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ, НА ЗДОРОВЬЕ РАБОТНИКОВ А.А. Фирсова, Л.Н. Лузанова РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ О.А. Шитова, М.А. Соколова ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТРАВМАТИЗМА НА ПРЕДПРИЯТИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Секция 5 И.Ю. Андреева ЗАГОТОВКА ДРЕВЕСИНЫ БЕЗ ТРЕЛЕВКИ Секция 6 Е.А. Галушкина ОСОБЕННОСТИ РЫНКОВ ТОВАРОВ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Д.В. Караганов АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ С ПРИНЯТИЕМ РЕШЕНИЙ ПРИ НЕПОЛНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ О.Е. Шайтарова ПРИМЕНЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ ИНВЕСТИ-ЦИОННОГО АНАЛИЗА В ОЦЕНКЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБ-НОСТИ БРЕВНОПИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
167 170 171 172 174 177 180 183 185 187 190 193 194 196 197 199 202
215
TABLE OF CONTENTS Section 3 (continuation). A.S. Khakalo METHANE IN EARTH ATMOSPHERE. SOURCES AND INFLUENCE ON EARTH CLIMATE. Section 4 Е.V. Bezverchy, I.V. Ivanova WEAR-OUT SELF-CHECKING RESEARCH IN TRIBINTERFACE OF WOOD TRANSPORTATION VEHICLES. S.M. Vasilkov, I.V. Ivanova TRIBOLOGIC CONDITION CONTROL ADOPTED TO «RUGGED» SYSTEMS MODE. A.U. Igoshina, L.N. Luzanova, V.A. Rykovanov ECOLOGICAL RESEARCHES OF URBAN WATER OBJECTS USING THE BIOTESTING METHOD A.U. Igoshina, E.G. Rakovskay RESEARCH OF THE BASIC PROBLEMS CONNECTED WILH RECYCLING N.B. Martynova METHODICAL ASPECTS OF IDENTIFICATION AND RISK’S ASSESSMENT OF ACCIDENTS IN TECHNICAL SYSTEMS. M.E. Rudov AN INFLUENCE OF AIR POLLUTANTS ON CITIZENS HEALTH P.A. Taraskin INFLUENCE OF COMPOUNDS, POLLUTING THE AIR OF WORKING ZONE, ON HUMAN HEALTH. A.A. Firsova, L.N. Luzanova RADIOACTIVE WASTE AS A SOURCE OF ENVIRONMENTAL CONTAMINATION O.A. Shitova, M.A. Sokolova INVESTIGATION THE REASONS OF ACCIDENTS BUILDING MATERIAL’S INDUSTRY. Section 5 I.Yu. Andreeva LOGGING PROCESS WITHOUT SKIDDING. Section 6 E.A. Galushkina FEATURES OF COMMODITY MARKETS OF INDUSTRIAL ASSIGNMENT D.V. Karaganov AUTOMATIC SAFETY MONITORING SYSTEMS WITHOUT HUMAN INSPECTION AND SOLVING A DECISION-MAKING PROBLEM WITH THE LACK OF INITIAL DATA O.E. Shaitarova ADOPTION OF INVESTMENT ANALYSIS’ TOOLS IN THE EVALUATION OF EQUIPMENT COMPETITIVENESS
167 170 171 172 174 177 180 183 185 188 190 193 194 196 197 199 202
216
Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых ”Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка”, проходившей 15-16 ноября 2006 года
в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии
Под общей редакцией Кандидата биологических наук, доцента
А.А. Егорова
Редактор и компьютерная верстка – И.М. Чернов