Лесное хозяйство и защитное лесоразведение

Рассмотрены различные технологии расчистки вырубок от пней и порубочных остатков, а так же создания лесных культур на нераскорчеванных вырубках. Дана лесоводственно-экологическая и технико-экономическая оценка полосной и сплошной расчистки вырубок, основанной на применении корчевателей и корчевателей-собирателей рычажного типа. Отмечены недостатки их и процесса корчевания пней. К недостаткам относятся вынос плодородного слоя почвы вместе с пнями за пределы расчищаемой полосы, повышение плотности и снижение пористости; образование микропонижений, локальное заболачивание, вымокание и частичная гибель культур; повышение опасности возникновения и развития пожаров, очагов вредителей и болезней и заглушение культур.

При сплошном корчевании часть отмеченных недостатков отсутствует. Однако резко возрастают энергетические и материальные затраты. Полный отказ от корчевания пней и создание культур на нераскорчеванных вырубках усложняет работу лесокультурных машин настолько, что их применение через два-три года после посадки практически исключается. Вырубки зарастают быстрорастущими лиственными породами и заглушают культуры.

Предлагаются экологически чистая и экономическая выгодная технология и новый комплекс машин для ее реализации. Суть новой технологии – измельчение пней на уровне поверхности почвы или ниже на всей территории вырубки, сплошная подготовка почвы двухкратная в течение сезона. Применяемая техника – измельчитель пней активного действия за счет мощности движителя трактора, передаваемой через ВОМ и бороны дисковой клавишной БДК-2,5. Трактор оборудуется гидроманипулятором, на стреле которого устанавливается измельчитель пней. Трактор с одной остановки удаляет пни в радиусе вылета стрелы (7,5 м). Затем агрегат перемещается на 30 м и рабочий процесс повторяется.

Новая технология позволяет использовать тракторы общего назначения класса 0,9-30 кН, увеличивать рабочие скорости, применять многомашинные и комбинированные агрегаты. Материалоемкость машин снижается на 40 %.

Ключевые слова: вырубка, корчевание пней, понижение и дробление пней, технология, культуры.

При биологической рекультивации нарушенных горнотехническими разработками ландшафтов Курской магнитной аномалии произведена попытка выявить патологические факторы, отрицательно влияющие на рост и состояние насаждений сосны обыкновенной. На фоне общего неудовлетворительного состояния насаждений немаловажное значение оказывает сосновый подкорный клоп, признанный опасным вредителем и приводящий сосняки к гибели.

Долгое время соснового клопа считали безвредным насекомым и нахождению его в сосновых молодняках не придавали значения. Вызываемое им ослабление роста молодых сосен обычно приписывалось засухам, почвенно-грунтовым условиям и ряду других причин. Появление подкорного клопа является надежным показателем потери жизнеспособности насаждений.

В процессе обследования лесных культур сосны обыкновенной на техногенных ландшафтах КМА выявлено, что клоп в возрасте десяти лет достигает своего максимального распространения. Максимальная плотность падает на такие побеги, где наиболее резко выражена чешуйчатость. К 30-летнему возрасту чешуйчатость у сосен исчезает. При такой структуре клоп лишается мест для своего обитания и поэтому встречается на стволе в единичных экземплярах.

Этот опасный вредитель в молодом возрасте требует тщательного изучения, постановки на строгий учет и разработки методов и способов борьбы с ним. При создании защитных насаждений на нарушенных и бросовых землях, где рекомендуются сосняки, должен быть организован тщательный и постоянный надзор за этим вредителем.

Ключевые слова: рекультивация, техногенные ландшафты, насаждения, патологи- ческие факторы, лесные культуры, сосна обыкновенная, рост и состояние культур, сопутствующие породы, вредители сосняков, сосновый подкорный клоп, патологические факторы, кормовая база, чешуйчатость коры, надзор, контроль, методы борьбы.

Фактура – один из важнейших показателей поверхности материала, характеризуемый степенью рельефа и степенью блеска. Фактура поверхности листовых пластинок, цветков и соцветий при помощи отраженного света создает внешний облик растения. При исследовании декоративных качеств любого растительного объекта необходима объективная оценка и контроль всех составляющих декоративности. Именно с помощью оценки и контроля можно выявить главные особенности поверхности растительных объектов.

Фактурность растительного материала зависит от плотности и величины микроискажений поверхности. С одной стороны – это гладкие поверхности, у которых элементы фактуры настолько малы, что зрительно они не различимы. С другой стороны – те поверхности, элементы фактуры которых воспринимаются по своей величине как самостоятельные элементы формы. Количество их достаточно мало, поэтому их можно легко различить. В этом случае элементы фактуры становятся уже элементами членения поверхности.

Цвет и характер поверхности растений тесно связаны друг с другом и воздействуют на эмоциональное восприятие поверхности материала. Идентичные по цветовому тону, но разные по степени шероховатости, то есть разные по фактуре растения дают разное ощущение цвета. Использование цветочных травянистых растений при озеленении городских объектов является важным аспектом. Цвет и фактура неразрывно связаны друг с другом, к тому же фактура влияет на восприятие цвета. Поэтому для повышения декоративности цветочных композиций на объектах озеленения необходим грамотный подход к таким показателям, как «цвет» и «фактура».

Ключевые слова: фактура поверхности, высота рельефа, ритм чередований, соцветие, текстура поверхности, показатель декоративности, степень блеска поверхности соцветий, шероховатость поверхности, степени блеска.
Чернодубов А.И., Одноралов Г.А., Федосова Т.В. Биологическая продуктивность лесных ценозов на дерново-карбонатных почвах. – С. 42-47.

Рассматривается биологическая продуктивность некоторых фитоценозов на дерново-карбонатных почвах различных ландшафтов мелового бора Белгородской области «Бекарюковский бор». Дано строение элементарных ландшафтов правобережья реки Нежеголь.

На элювиальном ландшафте формируется дубовый фитоценоз, представленный в первом ярусе дубом черешчатым со спутниками – липой, кленом остролистным, ясенем обыкновенным. Общая биомасса из листьев, ветвей, стволов, корней, трав, подстилки составляет 328,5 тонн на гектар.

На элювиально-транзитном ландшафте, представленном 120…140-летним чистым коренным древостоем сосны обыкновенной на элювии мела общий запас органического вещества достигает 112 тонн на га. Это самая низкая продуктивность данной экосистемы в силу возраста и произрастания в специфических условиях. Основную массу около 110 тонн составляет древостой.

В 20…25-летнем древостое, сформировавшемся в результате самосева выше расположенного коренного типа леса, основную массу составляют стволы деревьев – 108 тонн/га. Общая масса органического вещества состоит из древостоя, травяного покрова и подстилки, достигает 135 тонн на гектар.

При этом следует отметить, что сосновые насаждения, приспособленные со временем к таким экстремальным условиям, являются наиболее пригодными для облесения и благоустройства меловых откосов. Площадь меловых обнажений увеличивается и только на Среднерусской возвышенности превышает полтора миллиона гектаров.

Ключевые слова: биологическая продуктивность, меловая сосна, ландшафты.
Чернышов М.П., Куприн Ю.И., Киракосян М.Л. Эколого-лесоводственные основы оптимизации породного состава и размещения лесов в Западном Причерноморье. – С. 48-60.

В статье рассматриваются результаты комплексной оценки сложившейся структуры земель лесного фонда Новороссийского и Геленджикского лесничеств Краснодарского края, представляющих собой эколого-рекреационный каркас Западного Причерноморья. Анализируются лесорастительное зонирование, современное состояние и размещение лесов, породный состав и возрастная структура лесных насаждений с учетом выполняемых ими приоритетных функций.

В соответствии с новым Лесным кодексом Российской Федерации все леса Причерноморья по целевому назначению отнесены к двум категориям защитных лесов – к лесам, выполняющим функции защиты природных и иных объектов, и к ценным лесам.

Основную долю в составе покрытых лесной растительностью земель Новороссийского и Геленджикского лесничеств занимают низкоствольные насаждения твердолиственных пород, преимущественно дуба пушистого, 84,8 и 69,9 % соответственно. Доля насаждений хвойных пород (сосна и можжевельник) явно недостаточна для курортной местности, всего 7,0 и 7,1 % соответственно.

Рассмотрены основные эколого-лесоводственные принципы оптимизации породного состава лесов. Главным критерием долговечности и высокой устойчивости лесных насаждений к неблагоприятным факторам среды является максимально полное соответствие лесорастительных условий (типов условий местопроизрастания) лесного участка биоэкологическим требованиям выращиваемой ценной древесной породы.

Предложена обобщенная схема устойчивого воспроизводства лесов Западного Причерноморья, приоритетным направлением которого является реконструкция малоценных лесных насаждений лесокультуными методами путем напашных террас на пологих склонах и ступенчатого террасирования на покатых и крутых горных склонах.

Предложен алгоритм оптимизации породного состава лесов и размещения лесных насаждений в установленных границах на двух разных уровнях: лесоводственно-хозяйственном и административно-территориальном.

Ключевые слова: горные леса, породный состав, оптимизация размещения лесов, долговечность, устойчивость, тип условий местопроизрастания, реструктуризация лесного фонда, алгоритм оптимизации размещения лесов.

Рассмотрены последствия, возникающие в процессах лесозаготовки, рубок ухода и расчистки вырубок, которые оказывают вредное воздействие на лесную среду. К ним относятся – образование глубокой колеи и трелевочных волоков; локальное уплотнение почвы, образование микропонижений и заболачивание; разрушение структуры, удаление гумусового горизонта и снижение плодородия почв; возникновение процессов водной эрозии; деформация и обрыв корней растущих деревьев; снижение прироста лесных культур, уничтожение подроста ценных пород; обдир коры, поломка сучьев и веток остающихся деревьев на корню.

Предложены способы снижения вредного воздействия машин и рабочих органов на почву, подрост и древостой на корню, которые объединены в пять групп – снижение уплотняющего и разрушающего воздействия движителей трактора и лесосечной машины на почву; усовершенствование конструкции тракторов и лесосечных машин; совершенствование технологии лесозаготовок и рубок ухода; улучшение технологии удаления пней, подготовки почвы и ухода за культурами; разработка и применение комбинированных машин и агрегатов.

Указаны пути реализации отмеченных способов экологизации процессов взаимодействия машин с окружающей средой путем комплексного решения проблемы, включающего вопросы технологии рабочих процессов и операций, конструкции тракторов и машин, повышения профессионального уровня работающих в лесном комплексе. Особое внимание обращено на совершенствование технологий лесозаготовительных и лесовосстановительных работ.

Ключевые слова: воздействие, почва, подрост, насаждения, тракторы, лесосечные машины, удаление пней, уход за культурами.
Жданов Ю.М. Установка для исследований дисковых и цепных пил при резании сухой и живой древесины. – С. 67-70.

Проведение в защитных лесных насаждениях лесоводственных мероприятий, включающих удаление засохших деревьев, кустарников, формирование крон и срезание подсыхающих вершин, является биологической и технологической необходимостью.

Для выполнения указанных операций используются машины и устройства с режущими и пилящими рабочими органами в виде дисковых и цепных пил. С целью выявления оптимальных параметров и режимов работы дисковых и цепных пил, и взаимодействия их с исследуемыми материалами (древесиной) различных пород и размеров, во ВНИАЛМИ создана лабораторная установка, которая включает в себя устройство для пиления древесины дисковой пилой (по патенту РФ № 2357856), дополненное сменным узлом с цепной пилой.

Установка состоит из: электродвигателя, установленного на металлической раме, клиноременной и цепной передач, шины с режущей цепью и маятникового механизма с зажимным устройством для крепления исследуемого образца древесины. Маятниковый механизм служит для подвода древесины к пиле и перемещается с помощью гидроцилиндра, привод которого осуществляется от специальной гидростанции. Дана кинематическая схема передачи крутящего момента от электродвигателя к пильной цепи и возможные варианты изменения скорости пильной цепи (8,0; 9,6; 11,95; 14,4; 16,0; 17,6; 24,0; 26,35 м/с).

Передаточное отношение от электродвигателя к звездочке привода пильной цепи находится по формуле

i_общ= i_р.п. i_ц.п.,

где i_р.п.=1,0…3,29 – передаточное отношение ременной передачи; i_ц.п.=6 – передаточное отношение цепной передачи.

На лабораторной установке проведены исследования по резанию живой и сухой древесины рабочими органами с цепной и дисковой пилой. Возможность резания древесины цепной пилой изучалась при скорости цепи 9,0 м/с и скорости надвигания древесины на пилу (от 0,04 до 0,3 м/с).

Качество резания древесины оценивалось по высоте неровностей на поверхности среза – δ. При резании древесины диаметром 70, 93, 115 мм, соответственно определены время резания (1,75…0,23; 2,325…0,31; 2,875…0,38 с) и высота неровностей (0,09…0,07; 0,08…0,06; 0,05…0,04 мм). Результаты опытов при работе с дисковыми пилами подробно изложены в журнале «Вестник РАСХН.-2009. № 4. С. 87-89».

В целом установка дает возможность проведения экспериментальных исследований по резанию живой и сухой древесины цепными и дисковыми пилами, что позволяет оптимизировать параметры рабочих органов и ускорить процесс создания новых машин для проведения лесоводственных уходов в лесных насаждениях любого вида.

Ключевые слова: установка для резания древесины, исследования по пилению живой и сухой древесины, рабочие органы, конструкция.

В статье представлены результаты разработки конструкции машины для обрезки крон деревьев, лабораторного стенда, исследования динамики гидропривода дисковой пилы и качественных показателей обрезки деревьев.

Рабочий орган машины для обрезки крон деревьев смонтирован на базовой машине типа автопогрузчика и содержит подъемный механизм с гидроцилиндром, на котором смонтирована поворотная колонна. На поворотной колонне установлена нижняя секция стрелы, к которой посредством цилиндрического шарнира прикреплены средняя секция стрелы и гидроцилиндр управления. Верхняя часть средней секции стрелы посредством цилиндрического шарнира соединена с крайней секцией, снабженной гидроцилиндром управления. Внутри крайней секции жестко смонтирован гидроцилиндр управления, шток которого жестко соединен с винтом, установленным по резьбе во втулке, смонтированной при помощи подшипников внутри крайней секции и жестко соединенной со штангой. На другом конце штанги установлен поворотный гидродвигатель (ротатор), причем вал поворотного гидродвигателя имеет подвижное соединение с корпусом привода дисковой пилы, имеющей одностороннюю заточку в сторону отделяемой части ветви и следующие геометрические параметры зубьев: угол заточки передней (длинной) режущей кромки β_δ=30°, контурный угол заострения β=30°, задний контурный угол α=130°, задний угол резания боковой кромки α_δ≈0°, передний угол γ=-70° (имеет отрицательное значение), а угол резания δ=160°, угол заточки короткой режущей кромки β_δк=45°, передний угол γ_к=40° имеет положительное значение, задний контурный угол α_к=20°и угол резания δ_k=50°. Развод зубьев выполнен односторонний в пределах 0,2 мм в сторону заточки. На корпусе дисковой пилы жестко закреплен V-образный упор, высота которого больше радиуса дисковой пилы.

Результаты проведенных исследований позволяют ускорить процесс создания новых машин для проведения лесоводственных уходов в лесных насаждениях, лесосеменных плантациях, лесоаграрных ландшафтах и зелёных зонах городов и посёлков.

Ключевые слова: обрезка деревьев, дисковая пила, крона, гидроцилиндр, стрела манипулятора, энергоёмкость резания, шероховатость среза.
Третьяков А.И. К вопросу классификации вибрационных механизмов лесных почвообрабатывающих орудий. – С. 76-80.

Значительное количество энергии лесных почвообрабатывающих агрегатов не реализуется в процессе работы. Это связано с наличием большого количества препятствий и необходимостью использования в связи с этим более мощной тракторной техники. Кроме того, трактора испытывают значительные вынужденные колебания от пересеченной местности лесных объектов. Также обрабатываемая почва нераскорчеванных вырубок отличается повышенным удельным сопротивлением, задернелостью и тяжелым механическим составом. Используемые дисковые рабочие органы почвообрабатывающих орудий в связи с тяжелыми свойствами почв имеют низкое качество обработки. Для полезного использования теряемой энергии лесных почвообрабатывающих агрегатов предлагается применять наведенную вибрацию на рабочие органы. Анализ литературы показал, что учеными предложены разнообразные конструкции вибрационных рабочих органов почвообрабатывающих орудий. С целью обоснования наиболее эффективных вибрационных рабочих органов почвообрабатывающих орудий автором предложена классификация. На основе классификации удалось выяснить, что наиболее оптимальными для лесных почвообрабатывающих агрегатов являются вибрационные рабочие органы: с приводом непосредственно к рабочим органам; с наведением вибрации непосредственно на каждый рабочий орган; по типу привода – гидравлический; по управлению – автоматический, и по энергосбережению – по возможности с рекуперацией энергии. Также в статье указаны достоинства и недостатки различных вариантов компонования и исполнения вибрационных механизмов на почвообрабатывающих машинах. Разработанная классификация позволит систематизировать существующие конструкции и ускорить внедрение наиболее перспективных технических решений на серийных лесных почвообрабатывающих агрегатах. Также данная классификация может быть полезной для научных подразделений, занимающихся совершенствованием лесных почвообрабатывающих орудий, находящихся в эксплуатации.

Ключевые слова: вибрационный механизм, классификация, почвообрабатывающее орудие.
Щеблыкин П.Н., Боровиков Р.Г., Боева Е.В. Теоретические исследования динамических нагрузок при пробуксовке рабочих органов лесохозяйственной фрезерной машины с центральным приводом. – С. 80-84.

На современном этапе машиностроения основным направлением для повышения производительности машин (увеличение быстроходности, сокращение времени переходных процессов), роста их рабочих нагрузок, точности, а также их экономичности и надежности, является анализ движений в машинах с учетом всех основных силовых факторов. Все это входит в задачу динамики машин. Проводя предварительные динамические исследования, можно заранее предусмотреть специальные регулировочные, демпфирующие и разгружающие устройства, которые позволят поддерживать динамические характеристики машин в заданных пределах в процессе эксплуатации. Таким образом, выбор структуры и параметров машины, основанный на тщательном анализе протекающих в ней динамических процессов, одновременно решает проблему повышения надежности, уменьшение материалоемкости и габаритов машины, причем наиболее экономичным способом – только за счет правильного выбора схемы и параметров.

В статье представлены теоретические исследования влияния различных параметров лесохозяйственной фрезерной почвообрабатывающей машины на динамические нагрузки при срабатывании ее предохранителей и нагрузки, возникающие при дальнейшей их пробуксовке.

Ключевые слова: динамика, нагрузка, машина, жесткость, демпфирование, скорость, центральный привод, рабочий орган, предохранитель.

В целях рационального воспроизводства сосновых лесов в центральной лесостепи, повышения их экологического и ресурсного потенциала особое внимание необходимо уделять организации и эффективному использованию лесосеменной базы естественных популяций, выделенных на базе изучения формового разнообразия, географической и экологической изменчивости сосны обыкновенной в географических культурах центральной лесостепи.

Изучение формового разнообразия, географической и экологической изменчивости древесных пород является важным резервом повышения продуктивности и устойчивости вновь создаваемых лесов. В статье приведены результаты изучения роста и выживаемости сосны обыкновенной в географических культурах центральной лесостепи. С использованием метода факторного анализа представлена дифференциация популяционной структуры сосны обыкновенной на Европейской части России по продуктивности, качества ствола.

Ключевые слова: внутривидовая изменчивость, географические культуры, климатипы, сохранность, продуктивность, сосна обыкновенная, популяционная структура.

Лиственница издавна привлекает внимание лесоводов как быстрорастущая, устойчивая, декоративная порода, обладающая к тому же высокими физико-механическими свойствами древесины. По быстроте роста и качеству древесины лиственница превосходит сосну и ель на 20 %.

Большой отечественный опыт лесовыращивания и озеленения показывает, что в зоне смешанных лесов и лесостепи одной из наиболее продуктивных древесных пород является лиственница. Лиственница отличается быстрым ростом, высокими техническими качествами древесины, устойчивостью против вредных климатических влияний и повреждений грибами и насекомыми, резко выраженными водоохранными и защитными свойствами, декоративностью.

Географические культуры лиственницы служат инструментом для повышения биоразнообразия и его сохранения в условиях центральной лесостепи, являются важным резервом повышения продуктивности и устойчивости вновь создаваемых лесов в данном регионе.

В статье представлены результаты обследования опытных объектов, заложенных в 50-е годы с целью изучения интродукции различных видов лиственниц в условиях Воронежской области. Даны рекомендации по использованию наиболее перспективных для лесовосстановления в условиях Д₂ Воронежской области вида и географического происхождения лиственниц.

Ключевые слова: лиственница, продуктивность лесных культур, географические культуры, сохранность лиственницы в геокультурах, интродукция лиственницы.

В условиях насыщающегося конкурентного рынка гарантированное производство и сбыт пиломатериалов может быть обеспечен в рамках заказного производства, ориентированного на удовлетворение индивидуальных запросов потребителей. Всестороннее использование информационных технологий позволяет реорганизовать процесс управления, обеспечивая новые возможности менеджерам в стратегии планирования, организации принятия управленческих решений и контроля над их выполнением. Наличие сырья с необходимыми параметрами (диаметр, длина, сбег, объем) определяется состоянием базы и конъюнктурой рынка. Возможность реализации заказа из имеющегося сырья (или организации его поставки) может быть получена на основе соответствующего решения, принятого по экспертным оценкам и с опорой на практический опыт менеджера проекта. Экспертные оценки и опыт менеджера носят в определенной степени вероятностный характер и не дают адекватного ответа на возможность реализации проекта. Наличие инструмента детерминированной поддержки позволяет принять обоснованное решение о возможности реализации заказа и определить тренд технологического варианта его исполнения. Рассматривается программный блок принятия решений в подсистеме верификации поставов по объему в системе проблемно-ориентированной САПР расчета симметричных поставов. Используя расчетные соотношения, полученные на основе статистических данных и практически обоснованных выводов, анализируются условия, при которых это решение может быть принято для организации технологической цепочки формирования плана реализации спецификации постава. При этом реализованы три основных принципа современных информационных технологий – интерактивный (диалоговый) режим работы, интегрированность с различным программным обеспечением, гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач. Программная реализация подсистемы в определенной степени позволила снизить требования к проблеме оптимизации скорости принятия решений и гибкости в организации данных на этапе экспериментальной проверки.

Ключевые слова: симметричный постав, САПР, управление, принятие решений, коэффициент распиловки, развальный и брусо-развальный способ распиловки, П.П. Аксенов.