Статьи

Комплексное использование древесного сырья, получение возобновляемых биоэнергоресурсов - это современный тренд лесной промышленности развитых стран. Производство щепы из лесосечных отходов - один из технологических элементов рационального, экономного природопользования в интересах повышения выхода полезного валового продукта с единицы лесной площади и снижения негативного экологического влияния лесозаготовок. В работе рассмотрен вопрос моделирования технологического процесса производства щепы из лесосечных отходов посредством применения мобильных рубительных машин. Актуальность имитационного моделирования объясняется существенными преимуществами, реализуемыми в современных графоаналитических пакетах программ, а также ограничениями, связанными с возможность и экономической целесообразностью натурного физического эксперимента с реальными машинами. В статье кратко приведена информация о работах других авторов в предметной области исследования. Имитационная модель работы мобильной рубительной машины разработана в среде имитационного моделирования AnyLogic. Имитационная модель является комбинированной агентно-дискретно-событийной моделью. В работе представлен алгоритм взаимодействия рубительной машины, транспортера щепы и предмета труда. Модель предусматривает возможность варьирования значительного числа факторов в интересах адаптации к конкретным лесоэксплуатационным и технологическим условиям. Применение разработанной имитационной модели позволяет провести программную симуляцию процесса очистки лесосеки от отходов в виде порубочных остатков посредством их переработки на щепу с последующим перемещением на склад хранения. Имитационный эксперимент позволяет оценить степень влияния различных факторов на целевые показатели производительности, загруженности и затрат на производство. Материалы работы могут использоваться для совершенствования технологий очистки лесосек, принятия решений при определении состава и сочетания технологического оборудования, необходимого для производства щепы на лесосеке.

Колесные тракторы, использующиеся в лесозаготовительном производстве, сельском и лесном хозяйстве, отличаются большой вариативностью конструктивных параметров и эксплуатационных характеристик. От них напрямую зависят показатели экологической эффективности - воздействия техники на окружающую среду (например, вес машины и параметры движителя определяют глубину колеи и уплотнение почвогрунта) и эксплуатационной эффективности - производительности, энергоемкости (так, например, грузоподъемность и грузовая скорость машины во многом определяют время цикла трелевки). Подбор техники, наилучшим образом совместимой с природно-производственными условиями, параметры которой обеспечивают требуемые показатели экологической и эксплуатационной эффективности, является нетривиальной научно-практической задачей. Для упрощения процесса принятия решений при выборе машин предложены различные классификации техники, что позволяет рассматривать не каждую конкретную модель, а определенный класс с учетом типа природно-производственных условий. В настоящей статье проанализированы сведения о 102 моделях колесных тракторов с формулой 4х4. При обработке данных использован алгоритм кластеризации данных k-средних с метрикой Евклида (k-means). Число кластеров подобрано итерационным путем на основе результатов анализа функции суммарной ошибки разбиения объектов на кластеры (метрика inertia). Программа для проведения расчетов подготовлена на языке Python; расчеты выполнены в среде Google Colab, использована библиотека sklearn. Классификация предложена на основе обобщения результатов разметки объектов.

Целью исследований явилась разработка предложений по сохранению уникальных сосновых насаждений, произрастающих в парке «Гилёвская роща», на основе анализа их современного состояния. Приведены данные анализа современного состояния сосновых древостоев парка «Гилёвская роща» города Тюмень, полученные с учетом санитарного состояния, наличия повреждений деревьев и их относительного жизненного состояния. По анализируемым показателям состояние сосняков на всех временных пробных площадях оценивается как ослабленное. Получены данные о том, что усиление рекреационного воздействия приводит к снижению количества здоровых и увеличению доли сильно ослабленных и отмирающих деревьев. Наименьшими диаметрами и объемными показателями характеризуются сильно ослабленные и усыхающие по состоянию деревья. Установлено, что наиболее часто у деревьев встречаются механические повреждения, а также смолотечение. Зафиксирована зависимость трехкратного увеличения механических повреждений на стволах деревьев, произрастающих в зоне активного посещения, по сравнению с зоной слабого посещения. На снижение жизненного состояния сосновых древостоев парка «Гилёвская роща» существенное влияние оказывает возраст, по которому древостои характеризуются как перестойные. Усугубляет этот процесс факт длительного использования данных насаждениях в целях рекреации (более 50 лет). Для предотвращения деградации насаждений в парке «Гилёвская роща», а также для повышения устойчивости сосняков предложен ряд лесохозяйственных мероприятий – в частности, уборка ослабленных, отстающих в росте деревьев потенциального отпада, а также поврежденных, аварийных и эстетически непривлекательных деревьев в процессе проведения ландшафтных рубок. Заслуживает внимания использование для расширения биологического разнообразия древесных интродуцентов и проведение мероприятий по ограничению перемещения рекреантов – в частности, создание посадок кустарников вдоль тропиночной сети.

Целью исследований являлась оценка изменений основных таксационных показателей искусственных сосновых древостоев, произрастающих на рекультивированном золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС. Район проведения исследований относится к округу предлесостепных сосново-березовых лесов Зауральской равнинной провинции Западно-Сибирской равнинной лесной области. Исследования проводились на пробных площадях. Проанализирована динамика таксационных показателей древостоев за период с 2011 по 2021 гг. на 6 пробных площадях. Установлено, что сосновые насаждения на золоотвале характеризуются бонитетами от Iа до II. Запас древостоев 31-летнего возраста достигает 290 м3 /га при среднем ежегодном приросте 9,4 мЗ /га. Максимальным приростом по высоте за период с 2011 по 2021 гг. характеризуются древостои 1999 и 2005 гг. посадки по диаметру 1992 и 2005, а по запасу – 1992 и 1999 гг. посадки. Минимальное значение прироста по запасу характерно для ПП 3 (1997 г. посадки) и объясняется сильной внутривидовой борьбой при высокой густоте древостоя, что свидетельствует о необходимости проведения рубок ухода.

Естественное возобновление леса относится к важным биологическим процессам. Данные о количественных и качественных характеристиках естественного возобновления на ненарушенных хозяйственной деятельностью участках выступают в качестве контрольного варианта при мониторинге сукцессионных процессов в затронутых ранее рубками лесных насаждениях. Цель исследований заключалась в изучении количественных и качественных характеристик естественного возобновления в насаждениях ядра заповедника «Кологривский лес». Объектом исследований являлись 11 постоянных пробных площадей, заложенных в памятнике природы «Кологривский лес» в 1981‑1984 гг. и восстановленных в 2014‑2019 гг. По данным обследований пробных площадей в ядре заповедника «Кологривский лес», практически на всех из них преобладает еловый подрост. Ярус молодого поколения леса также формируют породы: клен остролистный (Acer platanoides), липа мелколистная (Tilia cordata), береза пушистая (Betula pubescens) и береза повислая (B. pendula), пихта сибирская (Abies sibirica), вяз шершавый (Ulmus glabra). Осина (Populus tremula) встречается в виде единичных растений, так как под пологом леса для нее складываются неблагоприятные условия. В коренных ельниках подрост имеет групповое размещение и приурочен к местам отпада перестойных деревьев. В среднем по всем пробным площадям доля мелкого подроста составляет 64%, среднего – 24%, крупного – 12%. На всех рассматриваемых пробных площадях более 80% подроста относится к жизнеспособному. Основная доля сомнительного и нежизнеспособного подроста относится к ели.

В статье приведены данные по результатам испытания комплексных микроудобрений при высеве на производственном питомнике семян робинии псевдоакации (Robinia pseudoacacia L.) и сосны крымской (Pinus nigra subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe.). Стратификация обеспечивает семенам при оптимальных условиях доступа кислорода и поддержании уровня влажности и температуры 10°C быструю всхожесть. Удобрения «Волски Биохим» способны повышать энергию прорастания семян исследуемых видов, увеличивать скорость их роста и содержат в себе все необходимые растениям элементы питания. Наиболее высокое содержание микроэлементов находится в препарате «Микроэл». Оптимальным вариантом для посадки семян являются лесные кассеты РКЛ‑81, которые естественно и правильно распределяют корневую систему сеянцев, повышают их способность образовывать активные корневые кончики, обеспечивают растения кислородом и устраняют переувлажнение при неправильном поливе. Процент сохранности для сеянцев в первый и второй годы был практически одинаковым. Семена сосны перед обработкой и посадкой требуют обескрыливания на воздушно-гравитационном аппарате ВСГ‑01. Возможность применения орудий для обработки почвы и посевов обеспечивает рядовый способ с расположением узких посевных строчек вдоль лент. Применение комплексных микроудобрений позволяет сеянцам сосны и робинии иметь оптимальное соотношение надземной части и корневой системы, ускоренный рост и развитие, ровный стволик. Максимальный прирост робинии составил 71–98 см, сосны – 10–29 см, что полностью соответствовало стандартам и требованиям к выращиванию посадочного материала древесных видов. Выявлено, что дифференциация сеянцев робинии и сосны по росту в высоту начинается со второй половины июня, в варианте опыта с высевом семян в короб наибольшие приросты сеянцев наблюдались в третьей декаде июня, после чего наблюдалось заметное снижение роста. Наилучшие показатели роста и развития наблюдались у сосны крымской в 1 варианте опыта, у робинии псевдоакации – в 1 и 2 вариантах. Темпы роста у двухлетних сеянцев исследуемых видов идентичны приростам однолетних сеянцев.

При производстве посадочного материала в таежной зоне крайне важно оценивать проблемные позиции в лесных питомниках. Следует обратить внимание на низкое качество почв, которое может существенно влиять на интенсивность роста сеянцев и выход стандартного посадочного материала. Рассматривается комплексная оценка состояния почв в лесных питомниках таежной зоны Европейской части России. Исследования проведены в 6 лесных питомниках. Определены агрохимические и физические свойства почвы. Содержание в почвах лесных питомников органического вещества является низким, а подвижных форм фосфора, обменного калия и щелочногидролизуемого азота – недостаточным для оптимального роста и развития сеянцев хвойных пород. Величина кислотности в почвах питомников таеной зоны Европейской части России оказалась благоприятной. Половина исследуемых лесных питомников имеет повышенную плотность сложения почвы, что может приводить к формированию почв с низкой скважностью, ограничивающей поступление воздуха и удержание влаги в почве. Снижение интенсивности роста сеянцев и выхода стандартных сеянцев может происходить ввиду отсутствия таких технологических мероприятий, как борьба с сорной растительностью, отсутствие полива и т.д., но одной из наиболее важных причин является недостаточная обеспеченность почв минеральными и органическими веществами. Выравнивание параметров плодородия почв лесных питомников может быть достигнуто путем внесения необходимых удобрений и проведения культиваций. Результаты исследований позволят акцентировать внимание специалистов, занимающихся выращиванием посадочного материала в таежной зоне Европейской части России, на проблеме низкого почвенного плодородия.

Работа посвящена выявлению особенностей структуры травянистого покрова и естественного возобновления в южнотаежных ельниках Костромской области на примере заповедника «Кологривский лес». Для достижения поставленной цели были заложены 12 временных пробных площадей квадратной формы площадью 0,0625 га. Определены тип леса, сомкнутость полога древостоя, тип почвы и рельеф. Проведено таксационное обследование пробных площадей для получения характеристики древостоев. Для описания растительного покрова был использован комбинированный метод, включающий в себя подходы Браун-Бланке и Друде-Уранова, предполагающий распределение типичных растительных комплексов по большому набору видов растений, произрастающих вместе. Обработку геоботанических описаний проводили по методике Д.Н. Цыганова, которая заключалась в использовании двух таблиц: экологических амплитуд видов и шкал факторов. Для обработки данных использовали корреляционный анализ. Полученную статистическую совокупность данных для наглядности отразили в гистограммах и графиках. Расчет частоты встречаемости, ошибки, коэффициент участия, среднего проектного покрытия вида осуществляли согласно общепринятым методикам. В процессе выполнения работы были охарактеризованы все пробные площади посредством проведения подеревного перечета. Поскольку пробные площади были расположены в различных ландшафтных условиях, таксационные показатели оказались различными. Главной породой являлась ель. Ее жизнеспособный подрост составил 95%, что говорит о высоком потенциале возобновляемости. На исследуемых участках леса доминирующими видами живого напочвенного покрова оказались линнея северная (Linnaea borealis), черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus), голокучник Линнея (Gymnocapium dryopteris), а также кислица обыкновенная (Oxalis acetosella). Практическая значимость проведенных исследований заключается в расширении представлений о структуре травянистого покрова, сформированного под пологом ельников в условиях заповедника «Кологривский лес», а также об особенностях протекания процесса естественного возобновления в различных условиях места произрастания.

Фактические закономерности динамики древостоев могут быть выявлены только при наличии данных наблюдений на постоянных пробных площадях. Цель исследований – выявление особенностей возрастных изменений таксационных показателей в древостоях постоянных пробных площадей в березовых насаждениях заповедника «Кологривский лес» (Костромская область). Объектом исследований являлись древостои в березовых насаждениях, расположенных в ядре заповедника «Кологривский лес». В настоящее время они представлены спелыми и перестойными березовыми древостоями с преобладанием елового подроста на узколесосечных вырубках 1928 г. шириной 100‑150 м. На пробных площадях выполнялся перечет деревьев по отдельным элементам леса с распределением по ступеням толщины 4 см. Для 20‑25 деревьев измерялась высота в диапазоне варьирования диаметров с дальнейшим графическим выравниванием значений. Запас рассчитывался с использованием таблиц объемов стволов, биомасса фракций древостоя – с использованием аллометрических уравнений. Проведен анализ возрастных изменений таксационных показателей (средние высота и диаметр, число деревьев, сумма площадей сечений, запас, биомасса фракций, содержание углерода в биомассе) за период с 1981‑1983 по 2018‑2022 гг. На рассмотренных пробных площадях преобладающим элементом леса на каждом возрастом промежутке является береза. Но в настоящее время древостои приближаются к этапу начала распада. На месте чистых березовых насаждений в будущем сформируются смешанные елово-липовые насаждения. При сопоставлении изменения таксационных показателей на постоянных пробных площадях с моделью хода роста березовых древостоев в типе леса ельник кисличный выявлено, что для фактических древостоев изменения средних высот синхронны с кривой, полученной по модели, а по остальным показателям имеются значительные расхождения.

На лесотипологической основе изучен видовой состав сосновых насаждений в лесном фонде Барнаульского лесничества, входящего в пригородную территорию г. Барнаула. Всего выявлено 165 видов сосудистых растений, из которых древостой образуют 3 вида, подлесок – 26, живой напочвенный покров – 136 видов. В составе нижних ярусов леса найдено 39 синантропных видов растений (23,6 % всей флоры), в том числе в подлеске 14 антропофитных видов, в живом напочвенном покрове 5 антропофитных и 20 апофитных. Более богатый флористический состав характерен для типа леса травяной бор по сравнению с типом леса свежий бор, что связано с разными лесорастительными условиями. Антропогенные факторы приводят к увеличению видового состава сосновых насаждений вблизи городской черты: более интенсивно – в травяном бору (r = -0,74), менее интенсивно – в свежем бору (r = -0,39). По мере удаления от черты города в сосновых насаждениях меняется соотношение эколого-ценотических компонентов: доля лесного компонента увеличивается, синантропного – снижается. Среди синантропных растений нижних ярусов отмечены агрессивные виды (Malusbaccata (L.) Borkh., AcernegundoL.), которые сильно трансформируют лесную среду, препятствуя возобновлению главной породы. Значение индекса синантропизации видового состава сосновых насаждений меняется по мере удаления от черты города: 0,28–0,29 – 0-4 км; 0,12–0,20 – 4-11 км; 0,03–0,07 – 15–43 км, поэтому лесной фонд лесничества можно условно разделить на три зоны – высокой, умеренной и слабой антропогенной трансформации. Рекомендуем использовать полученные данные для комплексного зонирования территории Барнаульского лесничества с целью сохранения пригородных лесных массивов.

В статье рассматривается эволюция системы российского лесного управления в период конца XIX - начала XX в., характеризуется один из базовых государственно-правовых институтов управления лесами Российской империи - Лесной Департамент. Отмечается, что представления центральной власти о неисчерпаемости природных богатств Сибири являлись сдерживающим фактором формирования организационных структур управления лесами в Байкальском регионе по образцу европейской части России и распространения общероссийского законодательства на этой территории. Лишь в конце XIX в. в условиях вовлечения Байкальского региона в общероссийскую экономику, распространения в Сибири капиталистических отношений, строительства Транссибирской магистрали, увеличения населения в результате переселенческой политики начинается процесс становления системы управления казенными лесами в Байкальском регионе. Отправной точкой этого процесса явилось создание Управления государственных имуществ Енисейской и Иркутской губерний и формирование при нем лесничеств. На основе анализа архивных документов, статистических отчетов лесничеств выявлены проблемы организации и функционирования лесничеств Иркутской губернии и Забайкальской области на рубеже XIX - XX вв.: большие их размеры, нехватка профессиональных кадров, нестабильность кадрового состава, отсутствие необходимого финансирования и др. Делается вывод о том, что несмотря на сложности создания управленческой модели и несовершенство правового регулирования, рубеж XIX - ХХ вв. стал важным начальным этапом создания системы управления казенными лесами в Байкальском регионе.

Отраслевыми документами стратегического целеполагания и планирования в качестве одной из задач государственной лесной политики России определена интенсификация использования и воспроизводства лесов. В рамках реализации интенсивной модели лесного хозяйства установлена необходимость планирования и оценки экономической эффективности в рамках длительности цикла воспроизводства леса. Однако механизм реализации указанных установок в официальных документах не предлагается. Длительность производственного цикла лесовыращивания среди всех видов хозяйственной деятельности беспрецедентна. В статье показано теоретико-методическое соответствие заявленных в официальных документах принципов экономического механизма интенсивной модели и положений классического отечественного учения о воспроизводстве леса. На этой основе поставлена цель оценить экономическую эффективность интенсивного воспроизводства древесины на базе классической модели воспроизводства леса, известной как непрерывно-производительный лес. Современные публикации по схожей тематике моделируют де-факто периодическое хозяйство - другую базовую модель воспроизводства леса, которой присущ ряд методических и практических недостатков. В работе спроектирована система лесоводственных мероприятий, ориентированная на выращивание соснового пиловочника в непрерывном хозяйстве со сниженным оборотом рубки. Хозяйство смоделировано применительно к конкретному лесному району на основе актуальных положений законодательства, нормативных затрат в лесном хозяйстве и опыта работы крупной лесопромышленной компании. Подтверждена гипотеза о достаточности предложенного оборота рубки для выращивания среднего по диаметру и крупномерного соснового пиловочника в интенсивном хозяйстве. Проведенное исследование показало возможность экономически эффективного воспроизводства древесины на базе непрерывно-производительного леса с принятыми оборотом рубки и площадью хозяйства.