Распечатать страницу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

1

ПОПУЛЯЦИЯ ЕЛИ ПОД ПОЛОГОМ ПЕРЕСТОЙНЫХ БЕРЕЗНЯКОВ В ЗОНЕ СМЕШАННЫХ ЛЕСОВ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

5–13

УДК 630*231.1

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-5-13

Шифр ВАК 4.1.6

А.А. Дерюгин, Ю.Б. Глазунов, Ю.Г. Львов

ФГБУН «Институт лесоведения РАН» (ИЛАН РАН), 143030, Московская обл., Одинцовский р-н, с. Успенское, ул. Советская, д. 21

root@ilan.ras.ru

Приведены результаты исследований подпологовой популяции ели в перестойных березняках кисличных Московской обл. Работы выполнены на постоянной пробной площади в период 2008–2018 гг. Установлен волнообразный характер процесса возобновления ели под пологом березняков с периодичностью 30–40 лет в пределах возраста рассматриваемых березняков. Определено, что основу формирующихся под пологом ельников составляют деревья с периодом возобновления менее 30 лет, которые к наступлению распада березняков образуют первый и второй ярусы со средним возрастом, приближающимся к возрасту количественной спелости. Дана характеристика возрастной структуры популяции ели в березняках возрастом 115 лет, отличающаяся доминированием деревьев двух возрастных групп — 21–40 и 91–120 лет, на долю которых приходится соответственно 29 % и 37 % численности популяции. Формирующиеся ельники относятся к условно одновозрастным древостоям. В вертикальной структуре популяции выявлено доминирование особей (около 40 %) высотой 2,0 м. Возрастная динамика древостоя направлена на некоторое увеличение деревьев подроста и первого яруса, при этом происходит уменьшение численности второго яруса. Это объясняется появлением новых особей ели и переходом части деревьев второго яруса в первый. Установлено, что в подпологовой популяции ели в перестойных березняках преобладают ослабленные особи. Наилучшим состоянием отличаются деревья первого яруса (категория состояния КС = 1). Состояние деревьев подроста за период наблюдений не изменялось, оставаясь ослабленным (КС = 2,3–2,4). Положительной динамикой характеризовалась совокупность деревьев второго яруса — из категории сильно ослабленных (КС = 2,7) она за счет отпада перешла в категорию ослабленных (КС = 2,0). Лучшим состоянием отличаются деревья с периодом возобновления до 30 лет. В результате сукцессионного процесса после распада березняков сформируются низкополнотные ельники с продуктивностью, соответствующей III классу бонитета.

Ключевые слова: перестойные березняки, ель под пологом, возрастная и вертикальные структуры, состояние, смешанные леса

Ссылка для цитирования: Дерюгин А.А., Глазунов Ю.Б., Львов Ю.Г. Популяция ели под пологом перестойных березняков в зоне смешанных лесов европейской части России // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-5-13

Список литературы

[1] Чупров Н.П. О роли подроста ели в формировании елово-березовых насаждений // Лесное хозяйство, 1963. № 5. С. 7–9.

[2] Чупров Н.П. Влияние некоторых факторов на рост ели предварительного возобновления // Лесное хозяйство, 1967. № 8. С. 17–20.

[3] Чертовской В.Г., Мелехов И.С., Крылов Г.В. Таежное лесоводство. М.: Лесная пром-сть, 1974. 232 с.

[4] Мелехов И. С. Лесоведение. М.: Лесная пром-сть, 1980. 408 с.

[5] Побединский А.В. Рубки главного пользования. М.: Лесная пром-сть, 1980. 192 с.

[6] Бугаев В.А., Гладышева Н.В. Об особенностях роста ели под пологом лиственных пород // Лесное хозяйство, 1982. № 4. С. 19–21.

[7] Орлов А.Я. Почвенно-экологические основы лесоводства в южной тайге. М.: Наука, 1991. 104 с.

[8] Сеннов С.Н. Динамика еловых древостоев разного происхождения. // Лесоведение, 1992. № 1. С. 3–10.

[9] Рубцов М.В., Дерюгин А.А., Никитин А.П. Возрастная структура популяции ели под пологом березняков южной тайги // Лесоведение, 2000. №,4. С. 28–34.

[10] Дебков Н.М. Количественные и качественные параметры возобновления под пологом древостоев, сформировавшихся из предварительных генераций // ИВУЗ Лесной журнал, 2015. № 1/343. С. 35–44.

[11] Григорьева А.А. Оценка состояния подроста ели под пологом древостоев в разных типах леса // Известия СПбГЛУ, 2008. № 183. С. 7–13.

[12] Беляева Н.В. Оценка жизненного состояния популяций подроста ели на парцеллярном уровне // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2013. № 35. С. 38–41.

[13] Теринов Н.Н. Метод формирования темнохвойных насаждений // Тр. СПб НИИ лесного хозяйства, 2013. Вып. 1. С. 64–71.

[14] Рубцов М.В., ДерюгинА.А. Динамика возрастной структуры популяции ели под пологом южно-таежных березняков Русской равнины // Хвойные бореальной зоны, 2013. Т. XXXI. № 1–2. С. 9–14.

[15] Дебков Н.М., Грязькин А.В., Ковалев Н.В. Состояние предварительного возобновления под пологом березняков в средней тайге в условиях Томской области // Леса России и хозяйство в них, 2015. № 1 (51). С. 24–32.

[16] Зарубина Л.В. Состояние естественного возобновления ели в мелколиственных лесах на Севере России // ИВУЗ Лесной журнал, 2016. № 3. С. 52–65.

[17] Дебков Н.М., Булатова А.А. Особенности возобновления под пологом березняков южной тайги Томской области // Леса России и хозяйство в них, 2016. № 1 (56). С. 17–24.

[18] Матвеева А.С., Беляева Н.В., Данилов Д.А. Структура подроста ели разных фенологических форм по высоте в зависимости от состава и строения древостоя в различных типах леса // Лесотехнический журнал, 2017. Т. 7. № 3 (27). С. 115–129.

[19] Теринов Н.Н., Андреева Е.М., Залесов С.В., Луганский Н.А. Восстановление еловых лесов: теория, отечественный опыт и методы решения // ИВУЗ Лесной журнал, 2020. № 3 (375). С. 9–23.

[20] Дерюгин А.А., Глазунов Ю.Б. Об оценке перспективности подроста ели под пологом березняков южной тайги // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 4. С. 12–18. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-4-12-18.

[21] Gadow K. Waldstruktur und Wachstum. Universitätsdrucke Göttingen, 2003. 241 p.

[22] Kuusela K. The dynamics of Boreal Forests, 1990, sitra 112, 172 p.

[23] Lundqvist L., Fridman E. Influence of local stand basal area on density and growth of regeneration in uneven-aged Picea abies stands // Scand J. For Res, 1996, v. 11, pp. 364–369.

[24] Lundqvist L., Nilson K. Regeneration dynamics in an uneven-aged virgin Norway spruce forest in northern Sweden // Scand J. For Res., 2007, v. 22, pp. 304–309.

[25] Majasalmi T., Rautiainen M. The impact of tree canopy structure on understorey variation in a boreal forest // Forest ecology and management, 2020, v. 466, p. 118100.

[26] Pukkala T., Lähde E., Laiho O. Species interactions in even- and unevenaged boreal forests. J Sust For, 2013, v. 32, p. 1–33.

[27] Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1980. 293 с.

[28] Рубцов М.В., Дерюгин А.А. Возрастная динамика морфоструктуры и рост популяции ели под пологом березняков южной тайги // Идеи биогеоценологии в лесоведении и лесоразведении. М.: Наука, 2006. С. 63–81.

[29] Рубцов М.В., Дерюгин А.А. Возрастная динамика морфоструктуры и состояния популяции ели под пологом южнотаежных березняков // Комплексные стационарные исследования в лесах южной тайги (Памяти М.В. Рубцова). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2017. С. 125–153.

[30] Рубцов М.В., Дерюгин А.А. Восстановительно-возрастная динамика популяции ели под пологом южно-таежных березняков при демутационном процессе // Продукционный процесс и структура лесных биогеоценозов: теория и эксперимент (Памяти А.И. Уткина). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. С. 206–228.

[31] Белов С.В. Лесоводство. М.: Лесная пром-сть, 1983. 352 с.

[32] Чупров Н.П. Зональные особенности возрастной структуры березово-еловых древостоев Европейского Севера // Лесоведение, 1988. № 3. С. 11–20.

[33] Яковлев Г.В. Особенности последующего возобновления ели в подзоне южной тайги // Возобновление и формирование лесов на вырубках. М.: ВНИИЛМ, 1975. С. 120–130.

[34] Яруткин И.А. Оптимальный возраст лиственных древостоев для возобновления ели обыкновенной в подзоне хвойно-широколиственных лесов // Вопросы повышения продуктивности лесов. Йошкар-Ола: Марийское книжное изд-во, 1976. С. 10–13.

[35] Кравчинский Д.М. О последствиях сплошных рубок в еловых и лиственных лесах средней и северной тайги. СПб: Типография П.П. Сойкина, 1901. 31 с.

[36] Кайрюкштис Л. Формирование елово-лиственных молодняков. Каунас: Литовский научно-исследовательский ин-т лесного хозяйства, 1959. 245 с.

[37] Алексеев В.И. Возобновление ели на вырубках. М.: Наука, 1978. 130 с.

[38] Дерюгин А.А., Глазунов Ю.Б. Сравнительный анализ структуры подпологовых популяций ели в березняках южной тайги и смешанных лесов Русской равнины // Лесохозяйственная информация, 2019. № 2. С. 15–24.

[39] Татарников Д.В. Текущее возобновление в ходе демутационных сукцессий в южной тайге // Комплексные стационарные исследования в лесах южной тайги (Памяти М.В. Рубцова). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2017. С. 188–208.

[40] Лебков В.Ф. Дендрометрические основы структурно-динамической организации древесных ценозов сосны: дис. … д-ра биол. наук; 06.03.03. М.: Ин-т лесоведения РАН, 1992. 43 с.

Сведения об авторах

Дерюгин Анатолий Александрович — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. лаборатории лесоводства и биологической продуктивности, Институт лесоведения РАН, da45@mail.ru

Глазунов Юрий Борисович — канд. с.-х. наук, зав. лабораторией лесоводства и биологической продуктивности, Институт лесоведения РАН, root@ilan.ras.ru

Львов Юрий Георгиевич — инженер-исследователь, Институт лесоведения РАН, root@ilan.ras.ru

SPRUCE POPULATION UNDER THE CANOPY OF OVERMATURE BIRCH FORESTS IN THE MIXED FOREST ZONE OF THE EUROPEAN PART OF RUSSIA

A.A. Deryugin, Yu.B. Glazunov, Yu.G. L’vov

Institute of Forest Science RAS, 21, Sovetskaya st., village Uspenskoe, Odintsovo district, 143030, Moscow reg., Russia

root@ilan.ras.ru

The results of studies of the under-canopy population of spruce (Picea abies L.) in over-mature birch forests (Betuletum oxalidosum) of the Moscow region are presented. The purpose of the research was to study of the renewal process periodicity, age, vertical structure and condition of the spruce population. The work was carried out on a permanent trial plot in the period 2008–2018. The undulating feature of the spruce renewal process under the canopy of birch forest with a frequency of 30–40 years within the age of the birch trees under consideration has been established. It is determined that the basis of spruce forests formed under the canopy are trees with a renewal period of less than 30 years, which by the onset of the decay of birch forests form the first and second layers with an average age approaching the age of quantitative maturity. The age structure of the spruce population in birch forests aged 115 years is characterized by the dominance of trees of two age groups — 21–40 and 91–120 years, which account for 29 % and 37 % of the population, respectively. The emerging spruce forests belong to conditionally even-aged stands. Trees with a height of 2,0 m dominate (about 40 %) in the vertical structure of the population. The age dynamics of the stand is aimed at a slight increase in undergrowth trees and the first storey, and a decrease in the number of the second storey trees occurs. This is due to the emergence of new spruce specimens and the transition of part of the trees of the second storey to the first one. It was found that weakened trees predominate in the under-canopy population of spruce in overmature birch forests. Trees of the first layer are in the best condition (status category CS = 1). The state of undergrowth trees during the observation period did not change, remaining weakened (CS = 2,3–2,4). The set of trees of the second layer was characterized by positive dynamics — from the category of strongly weakened (CS = 2,7), due to the mortality, it moved to the category of weakened (CS = 2,0). Trees with a renewal period of up to 30 years are in the best condition. As a result of the succession process, after the decay of birch forests, low-density spruce forests with a productivity corresponding to the III site class will be formed.

Keywords: over-mature birch forests, spruce under the canopy, age and vertical structures, condition, mixed forests

Suggested citation: Deryugin A.A., Glazunov Yu.B., L’vov Yu.G. Populyatsiya eli pod pologom perestoynykh bereznyakov v zone smeshannykh lesov evropeyskoy chasti Rossii [Spruce population under the canopy of overmature birch forests in the mixed forest zone of the european part of Russia]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-5-13

References

[1] Chuprov N.P. O roli podrosta eli v formirovanii elovo-berezovykh nasazhdeniy [On the role of spruce undergrowth in the formation of spruce-birch forests]. Lesnoe khozyaistvo [Forestry], 1963, no. 5, pp. 7–9.

[2] Chuprov N.P. Vliyanie nekotorykh faktorov na rost eli predvaritel’nogo vozobnovleniya [The influence of some factors on the growth of spruce of preliminary regeneration]. Lesnoe khozyaistvo [Forestry], 1967, no. 8, pp. 17–20.

[3] Chertovskoi V.G., Melekhov I.S., Krylov G.V.i dr. Taezhnoe lesovodstvo [Taiga silviculture]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1974, 232 p.

[4] Melekhov I.S. Lesovedenie [Forest science]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’. 1980. 408 s.

[5] Pobedinskii A.V. Rubki glavnogo pol’zovaniya [Principal felling]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1980, 192 p.

[6] Bugaev V.A., Gladysheva N.V. Ob osobennostyakh rosta eli pod pologom listvennykh porod [On the features of the growth of spruce under the canopy of deciduous species]. Lesnoe khozyaistvo [Forestry], 1982, no. 4, pp. 19–21.

[7] Orlov A.Ya. Pochvenno-ekologicheskie osnovy lesovodstva v yuzhnoi taiga [Soil and ecological foundations of forestry in the southern taiga]. Moscow: Nauka [Science], 1991, 104 p.

[8] Sennov S.N. Dinamika elovykh drevostoev raznogo proiskhozhdeniya [Dynamics of spruce stands of different origins]. Lesovedenie [Forest science], 1992, no. 1, pp. 3–10.

[9] Rubtsov M.V., Deryugin A.A., Nikitin A.P. Vozrastnaya struktura populyatsii eli pod pologom bereznyakov yuzhnoi taigi [Age structure of the spruce population under the canopy of birch forests of the southern taiga]. Lesovedenie [Forest science], 2000, no. 4, pp. 28–34.

[10] Debkov N.M. Kolichestvennye i kachestvennye parametry vozobnovleniya pod pologom drevostoev, sformirovavshikhsya iz predvaritel’nykh generatsiy [Quantitative and qualitative parameters of renewal under the canopy of stands formed from preliminary generations]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2015, no. 1/343, pp. 35–44.

[11] Grigor’eva A.A. Otsenka sostoyaniya podrosta eli pod pologom drevostoev v raznykh tipakh lesa [Assessment of the spruce undergrowth condition under the canopy of stands in different forest types]. Izvestiya SPbGLU, 2008, no. 183, pp. 7–13.

[12] Belyaeva N.V. Otsenka zhiznennogo sostoyaniya populyatsii podrosta eli na partsellyarnom urovne [Assessment of the spruce undergrowth populations vital state at the parcel level]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex], 2013, no. 35, pp. 38–41.

[13] Terinov N.N. Metod formirovaniya temnokhvoinykh nasazhdenii [The method of forming dark coniferous plantations]. Proceedings of St. Petersburg Research Institute of Forestry, 2013, v. 1, pp. 64–71.

[14] Rubtsov M.V., DeryuginA.A. Dinamika vozrastnoi struktury populyatsii eli pod pologom yuzhno-taezhnykh bereznyakov Russkoi ravniny [Dynamics of the spruce population age structure under the canopy of the southern taiga birch forests of the Russian Plain]. Khvoinye boreal’noi zony [Coniferous boreal zone], 2013, t. XXXI, no. 1–2, pp. 9–14.

[15] Debkov N.M., Gryaz’kin A.V., Kovalev N.V. Sostoyanie predvaritel’nogo vozobnovleniya pod pologom bereznyakov srednei taigi v usloviyakh Tomskoi oblasti [The state of preliminary renewal under the canopy of middle taiga birch forests in the conditions of the Tomsk region / Forests of Russia and the economy in them]. Lesa Rossii i khozyaistvo v nikh [Forests of Russia and the economy in them], 2015, no. 1 (51), pp. 24–32.

[16] Zarubina L.V. Sostoyanie estestvennogo vozobnovleniya eli v melkolistvennykh lesakh na Severe Rossii [The state of spruce natural regeneration in small-leaved forests in the North of Russia]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2016, no. 3, pp. 52–65.

[17] Debkov N.M., Bulatova A.A. Osobennosti vozobnovleniya pod pologom bereznyakov yuzhnoi taigi Tomskoi oblasti [Features of renewal under the canopy of birch forests in the Tomsk region southern taiga]. Lesa Rossii i khozyaistvo v nikh [Forests of Russia and the economy in them], 2016, no. 1 (56), pp. 17–24.

[18] Matveeva A.S., Belyaeva N.V., Danilov D.A. Struktura podrosta eli raznykh fenologicheskikh form po vysote v zavisimosti ot sostava i stroeniya drevostoya v razlichnykh tipakh lesa [The structure of different phenological forms spruce undergrowth heights depending on the composition and structure of the stand in different types of forest]. Lesotekhnicheskii zhurnal [Forestry Engineering Journal], 2017, t. 7, no. 3 (27), pp. 115–129.

[19] Terinov N.N., Andreeva E.M., Zalesov S.V., Luganskii N.A. i dr. Vosstanovlenie elovykh lesov: teoriya, otechestvennyi opyt i metody resheniya [Restoration of spruce forests: theory, native experience and methods of solution]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2020, no. 3 (375), pp. 9–23.

[20] Deryugin A.A., Glasunov Yu.B. Ob otsenke perspektivnosti podrosta eli pod pologom bereznyakov yuzhnoy taygi [Prospect assessment of unergrowth spruce under canopy of birch forests in southern taiga]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 4, pp. 12–18. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-4-12-18

[21] Gadow K. Waldstruktur und Wachstum. Universitätsdrucke Göttingen, 2003. 241 p.

[22] Kuusela K. The dynamics of Boreal Forests, 1990, sitra 112, 172 p.

[23] Lundqvist L., Fridman E. Influence of local stand basal area on density and growth of regeneration in uneven-aged Picea abies stands. Scand J. For Res, 1996, v. 11, pp. 364–369.

[24] Lundqvist L., Nilson K. Regeneration dynamics in an uneven-aged virgin Norway spruce forest in northern Sweden. Scand J. For Res., 2007, v. 22, pp. 304–309.

[25] Majasalmi T., Rautiainen M. The impact of tree canopy structure on understorey variation in a boreal forest. Forest ecology and management, 2020, v. 466, p. 118100.

[26] Pukkala T., Lähde E., Laiho O. Species interactions in even- and unevenaged boreal forests. J Sust For, 2013, v. 32, p. 1–33.

[27] Lakin G.F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: Vysshaya shkola [Higher school], 1980, 293 p.

[28] Rubtsov M.V., Deryugin A.A. Vozrastnaya dinamika morfostruktury i rost populyatsii eli pod pologom bereznyakov yuzhnoi taigi [Age dynamics of morphostructure and growth of the spruce population under the canopy of birch forests of the southern taiga]. Idei biogeotsenologii v lesovedenii i lesorazvedenii [Ideas of Biogeocenology in Forest Science and Forest Breeding]. Moscow: Nauka, 2006, pp. 63–81.

[29] Rubtsov M.V., Deryugin A.A. Vozrastnaya dinamika morfostruktury i sostoyaniya populyatsii eli pod pologom yuzhnotaezhnykh bereznyakov [Age dynamics of the morphostructure and state of the spruce population under the canopy of southern taiga birch forests]. Kompleksnye statsionarnye issledovaniya v lesakh yuzhnoi taigi (Pamyati M.V. Rubtsova) [Complex stationary studies in the forests of the southern taiga (In memory of M.V. Rubtsova)]. Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2017, pp. 125–153.

[30] Rubtsov M.V., Deryugin A.A. Vosstanovitel’no-vozrastnaya dinamika populyatsii eli pod pologom yuzhno-taezhnykh bereznyakov pri demutatsionnom protsesse [Recovery-age dynamics of the spruce population under the canopy of southern taiga birch forests during the demutation process]. Produktsionnyi protsess i struktura lesnykh biogeotsenozov: teoriya i eksperiment (Pamyati A.I. Utkina) [Production process and structure of forest biogeocenoses: theory and experiment (In memory of A.I. Utkina)]. Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2009, pp. 206–228.

[31] Belov S.V. Lesovodstvo [Silviculture]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1983, 352 p.

[32] Chuprov N.P. Zonal’nye osobennosti vozrastnoi struktury berezovo-elovykh drevostoev Evropeiskogo Severa [Zonal features of the birch-spruce stands age structure of the European North]. Lesovedenie [Forest science], 1988, no. 3, pp. 11–20.

[33] Yakovlev G.V. Osobennosti posleduyushchego vozobnovleniya eli v podzone yuzhnoi taigi [Features of the spruce renewal after felling of the main crop in the southern taiga subzone]. Vozobnovlenie i formirovanie lesov na vyrubkakh [Renewal and formation of forests in clearings]. Moscow: VNIILM, 1975, pp. 120–130.

[34] Yarutkin I.A. Optimal’nyi vozrast listvennykh drevostoev dlya vozobnovleniya eli obyknovennoi v podzone khvoino-shirokolistvennykh lesov [The optimal age of deciduous stands for the Norway spruce renewal in the subzone of coniferous-deciduous forests]. Voprosy povysheniya produktivnosti lesov [Problems of increasing the productivity of forests]. Ioshkar-Ola: Mariiskoe kn. izd-vo, 1976, pp. 10–13.

[35] Kravchinskii D.M. O posledstviyakh sploshnykh rubok v elovykh i listvennykh lesakh srednei i severnoi taigi [On the consequences of clearcuts in spruce and deciduous forests of the middle and northern taiga]. St. Petersburg: P.P. Soykina, 1901, 31 p.

[36] Kairyukshtis L. Formirovanie elovo-listvennykh molodnyakov [Formation of spruce-deciduous young stands]. Kaunas: Lit. nauchno-issledovatel’skii in-t lesnogo khozyaistva [Lithuanian Research Institute of Forestry], 1959, 245 p.

[37] Alekseev V.I. Vozobnovlenie eli na vyrubkakh [Regeneration of spruce in felling areas]. Moscow: Nauka [Science], 1978, 130 p.

[38] Deryugin A.A., Glazunov Yu.B. Sravnitel’nyi analiz struktury podpologovykh populyatsii eli v bereznyakakh yuzhnoi taigi i smeshannykh lesov Russkoi ravniny [Comparative analysis of the under-canopy spruce populations structure in birch forests of the southern taiga and mixed forests of the Russian Plain]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry Information], 2019, no. 2, pp. 15–24.

[39] Tatarnikov D.V. Tekushchee vozobnovlenie v khode demutatsionnykh suktsessii v yuzhnoi taige [Current renewal during demutational successions in the southern taiga]. Kompleksnye statsionarnye issledovaniya v lesakh yuzhnoi taigi (Pamyati M.V. Rubtsova) [Comprehensive stationary research in the forests of the southern taiga (In memory of M.V. Rubtsov)]. Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2017, pp.188–208.

[40] Lebkov V.F. Dendrometricheskie osnovy strukturno-dinamicheskoi organizatsii drevesnykh tsenozov sosny [Dendrometric foundations of the structural-dynamic organization of pine tree cenoses]. Dis. … Dr. Sci. (Biol.). Moscow: Institute of Forest Science RAN, 1992, 43 p.

Authors’ information

Deryugin Anatoliy Aleksandrovich — Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher, Institut of Forest Science, da45@mail.ru

Glazunov Yuriy Borisovich — Cand. Sci. (Agriculture), Head of the Laboratory of Forestry and Biological productivity, Institut of Forest Science, root@ilan.ras.ru

L’vov Yuriy Georgievich — Research Engineer, Institut of Forest Science, root@ilan.ras.ru

2

ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СУБПОПУЛЯЦИЙ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО И СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ДОЗ РАДИАЦИИ

14–20

УДК 575.174.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-14-20

Шифр ВАК 4.1.2

В.А. Сиволапов, Л.А. Логинова, Е.А. Воробьева, В.Н. Вепринцев, С.В. Щетинкин

ФБУ «Рослесозащита» — «ЦЗЛ Воронежской области», 394000, г. Воронеж, ул. Ломоносова, д. 105

veprintsevvn@rcfh.ru

Рассмотрена вероятность возникновения популяционно-значимых изменений генома в результате длительного воздействия повышенного радиационного фона среды обитания основных лесообразующих пород. Размер загрязнения на стационарных участках соотнесен с уровнем гетерозиготности выборок сосны и дуба.

Ключевые слова: радиоактивное загрязнение, сосна, дуб, радиационное воздействие, ПЦР, ДНК, гетерозиготность

Ссылка для цитирования: Сиволапов В.А., Логинова Л.А., Воробьева Е.А., Вепринцев В.Н., Щетинкин С.В. Оценка изменений генетической структуры субпопуляций дуба черешчатого и сосны обыкновенной в условиях длительного воздействия малых доз радиации // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 14–20. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-14-20

Список литературы

[1] Плющиков В.Г., Семенов О.Г. Физические и биологические основы действия ионизирующих излучений. М.: РУДН, 2006. 64 с.

[2] Шафиркин А.В., Бенгин В.В. Особенности действия космической радиации на биологические объекты и радиационный риск длительных космических полетов. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/cosmrad/ cosmrad1.htm (дата обращения 30.10.2021).

[3] Карова И.А., Шаваев М.А. Концентрация радионуклидов в почве и степень накопления их в почве // Агрохимический вестник, 2006, № 6. С. 29–30.

[4] Яблоков А.В., Нестеренко В.Б., Нестеренко А.В. Чернобыль: последствия катастрофы для человека и природы. СПб.: Наука., 2007. 376 с.

[5] Радиация: эффекты и источники. Программа ООН по окружающей среде, 2016. URL: wedoцезий.unep.org (дата обращения 30.10.2021).

[6] Щетинкин С.В., Щетинкина Н.А. Некоторые аспекты влияния радиоактивного загрязнения на генеративную сферу сосны обыкновенной // Лесотехнический журнал, 2013. № 2. С. 168–172.

[7] Осипов А.Н. Как радиация повреждает ДНК? URL: https://postnauka.ru/wtf/155857 (дата обращения 22.10.2021).

[8] Залетаев Д.В. Мастер-класс. Онкогеномика. Генетические маркеры. Аллельные делеции или потеря гетерозиготности. URL: http://www.oncology.ru/specialist/oncogenomiцезий/genetic_markers/deletions/ (дата обращения 30.10.2021).

[9] Муратова Е.Н., Седельникова Т.С. Геномные и хромосомные мутации у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в экстремальных условиях произрастания // Хвойные бореальные зоны, 2004. Т. 22. № 1–2. С. 143–148.

[10] Vilenchik M.M., Knudson A.G. Inverse radiation dose-rate effects on somatic and germ-line mutations and DNA damage rates (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000, v. 97, no. 10, pp. 5381–5386.

[11] Игонина Е.В. Изучение мутационного процесса в хронически облучаемых популяциях Pinus sylvestris L. (Сосна обыкновенная), произрастающих в зоне аварии на Чернобыльской атомной электростанции: автореф. дис.... канд. биол. наук. М., 2010. 110 с.

[12] Lepais O., Leger V., Gerber S. Short Note: High Throughput Microsatellite Genotyping in Oak Species // Silvae Genetica, 2006, v. 55, no. 4–5, pp. 238–240.

[13] Боронникова С.В. Молекулярно-генетический анализ и оценка состояния генофондов ресурсных видов растений Пермского края. Пермь: Изд-во Пермского ГНИУ, 2013. 223 с.

[14] Боронникова С.В. Молекулярное маркирование и генетическая паспортизация ресурсных и редких видов растений с целью оптимизации сохранения их генофондов // Аграрный вестник Урала, 2009. № 2 (56). С. 57–59.

[15] Боронникова С.В. Популяционно–генетический мониторинг генофондов редких ресурсных видов растений Пермского края // Флора Урала в пределах бывшей Пермской губернии и ее охрана: Материалы межрегион. конф., посвященной 140-летию со дня рождения П.В. Сюзева / под ред. Е.И. Демьяновой, С.А. Овеснова, Л.Г. Переведенцевой. Пермь: Изд-во Пермского ГНИУ, 2007. С. 37–43.

[16] Svetlakova T.N., Boronnikova S.V., Yanbaev Y.А. Genetic diversity and differentiation in Ural populations of the aspen, Populus tremula L., as revealed by inter-simply sequence repeat (ISSR) markers // Silvae Genetica, 2014, no. 1, pp. 39–41.

[17] Программа и методика по пункту 59. План мероприятий (дорожной карты) «Развитие биотехнологии и генной инженерии». Пушкино: Изд-во ФБУ «Рослесозащита», 2014. 205 с.

[18] Щетинкин С.В., Щетинкина Н.А. Особенности динамики радиального прироста дуба черешчатого в условиях радиоактивного загрязнения лесов Центральной лесостепи // Лесотехнический журнал, 2014. Т. 4. № 3 (15). С. 130–139.

Сведения об авторах

Сиволапов Владимир Алексеевич — канд. с.-х. наук, директор филиала ФБУ «Рослесозащита» — «ЦЗЛ Воронежской области», sivalapovva@rcfh.ru

Логинова Людмила Александровна — канд. биол. наук, зам. директора филиала ФБУ «Рослесозащита» — «ЦЗЛ Воронежской области», loginovala@rcfh.ru

Воробьева Елена Анатольевна — нач. отдела мониторинга состояния лесных генетических ресурсов филиала ФБУ «Рослесозащита» — «ЦЗЛ Воронежской области», vorobyevaea@rcfh.ru

Вепринцев Владислав Николаевич — зам. начальника отдела мониторинга состояния лесных генетических ресурсов филиала ФБУ «Рослесозащита» — «ЦЗЛ Воронежской области», veprintsevvn@rcfh.ru

Щетинкин Сергей Васильевич — канд. биол. наук, нач. отдела радиологии филиала

ФБУ «Рослесозащита» — «ЦЗЛ Воронежской области», chetinkinsv@rcfh.ru

COMMON OAK AND SCOTS PINE SUBPOPULATIONS GENETIC CHANGES UNDER PROLONGED EXPOSURE TO LOW DOSES OF RADIATION

V.A. Sivolapov, L.A. Loginova, E.A. Vorob’eva, V.N. Veprintsev, S.V. Shchetinkin

FBU «Roslesozaschita» — «CFP of Voronezh region», 105, Lomonosov st., 394000, Voronezh, Russia

veprintsevvn@rcfh.ru

The probability of population significant changes as a result of prolonged exposure to increased radiation in the habitat of the main forest-forming species is considered. The amount of contamination at stationary sites is correlated with the level of heterozygosity of pine and oak samples.

Keywords: radioactive contamination, pine, oak, radiation exposure, PCR, DNA, heterozygosity

Suggested citation: Sivolapov V.A., Loginova L.A., Vorobyova E.A., Veprintsev V.N., Shchetinkin S.V. Otsenka izmeneniy geneticheskoy struktury subpopulyatsiy duba chereshchatogo i sosny obyknovennoy v usloviyakh dlitel’nogo vozdeystviya malykh doz radiatsii [Common oak and scots pine subpopulations genetic changes under prolonged exposure to low doses of radiation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 14–20. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-14-20

References

[1] Plyushchikov V.G., Semenov O.G. Fizicheskie i biologicheskie osnovy deystviya ioniziruyushchikh izlucheniy [Physical and biological bases of the action of ionizing radiation]. Moscow: RUDN, 2006, 64 p.

[2] Shafirkin A.V., Bengin V.V. Osobennosti deystviya kosmicheskoy radiatsii na biologicheskie ob’ekty i radiatsionnyy risk dlitel’nykh kosmicheskikh poletov [Features of the effect of cosmic radiation on biological objects and the radiation risk of long-term space flights]. Available at: http://nuclphys.sinp.msu.ru/cosmrad/cosmrad1.htm (accessed 30.10.2021).

[3] Karova I.A., Shavaev M.A. Kontsentratsiya radionuklidov v pochve i stepen’ nakopleniya ikh v pochve [The concentration of radionuclides in the soil and the degree of their accumulation in the soil]. Agrokhimicheskiy vestnik [Agrochemical Bulletin], 2006, no. 6, pp. 29–30.

[4] Yablokov A.V., Nesterenko V.B., Nesterenko A.V. Chernobyl’: posledstviya katastrofy dlya cheloveka i prirody [Chernobyl: consequences of the catastrophe for man and nature]. St. Petersburg: Nauka. Leningradskoe otdelenie, 2007, 376 p.

[5] Radiatsiya: effekty i istochniki / Nauchnyy komitet OON po deystviyu atomnoy radiatsii (NKDAR) [Radiation: Effects and Sources / UN Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (NCDAR)]. 2016. Available at: wedoцезий.unep.org

[6] Shchetinkin S.V., Shchetinkina N.A. Nekotorye aspekty vliyaniya radioaktivnogo zagryazneniya na generativnuyu sferu sosny obyknovennoy [Some aspects of the influence of radioactive contamination on the generative sphere of scots pine]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Journal], 2013, no. 2, pp. 168–172.

[7] Osipov A.N. Kak radiatsiya povrezhdaet DNK? [How does radiation damage DNA?]. Available at: https://postnauka.ru/wtf/155857 (accessed 22.10.2021).

[8] Zaletaev D.V. Master-klass. Onkogenomika. Geneticheskie markery. Allel’nye deletsii ili poterya geterozigotnosti [Master class. Oncogenomika. Genetic markers. Allelic deletions or loss of heterozygosity]. Available at: http://www.oncology.ru/specialist/oncogenomiцезий/genetic_markers/deletions / (accessed 30.10.2021).

[9] Muratova E.N., Sedel’nikova T.S. Genomnye i khromosomnye mutatsii u sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) v ekstremal’nykh usloviyakh proizrastaniya [Genomic and chromosomal mutations in Scots pine (Pinus sylvestris L.) under extreme growing conditions]. Khvoynye boreal’nye zony [Coniferous boreal zones], 2004, t. 22, no. 1–2, pp. 143–148.

[10] Vilenchik M.M., Knudson A.G. Inverse radiation dose-rate effects on somatic and germ-line mutations and DNA damage rates (angl.). Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000, v. 97, no. 10, pp. 5381–5386.

[11] Igonina E.V. Izuchenie mutatsionnogo protsessa v khronicheski obluchaemykh populyatsiyakh Pinus sylvestris L. (Sosna obyknovennaya), proizrastayushchikh v zone avarii na chernobyl’skoy atomnoy elektrostantsii [Study of mutation process in chronically irradiated populations of Pinus sylvestris L. (Common pine) growing in the Chernobyl nuclear power plant accident zone]. Dis. Cand. Sci. (Biol.). Moscow, 2010, 110 p.

[12] Lepais O., Leger V., Gerber S. Short Note: High Throughput Microsatellite Genotyping in Oak Species. Silvae Genetica, 2006, v. 55, no. 4–5, pp. 238–240.

[13] Boronnikova S.V. Molekulyarno-geneticheskiy analiz i otsenka sostoyaniya genofondov resursnykh vidov rasteniy Permskogo kraya [Molecular genetic analysis and assessment of gene pools of resource species of plants in Perm Krai]. Perm’: Perm State University, 2013, 223 p.

[14] Boronnikova S.V. Molekulyarnoe markirovanie i geneticheskaya pasportizatsiya resursnykh i redkikh vidov rasteniy s tsel’yu optimizatsii sokhraneniya ikh genofondov [Molecular labeling and genetic certification of resource and rare plant species in order to optimize the conservation of their gene pools]. Agrarnyy vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2009, no. 2 (56), pp. 57–59.

[15] Boronnikova S.V. Populyatsionno-geneticheskiy monitoring genofondov redkikh resursnykh vidov rasteniy Permskogo kraya [Population-genetic monitoring of gene pools of rare resource plant species of Perm Krai]. Flora Urala v predelakh byvshey Permskoy gubernii i ee okhrana: materialy mezhregional’noy konferentsii, posvyashchennoy 140-letiyu so dnya rozhdeniya P.V. Syuzeva [Flora of the Urals within the former Perm province and its protection: materials of the interregional conference dedicated to the 140th anniversary of the birth of P.V. Syuzeva]. Ed. E.I. Demyanova, S.A. Ovesnov, L.G. Perevedentseva. Perm’, 2007 pp. 37–43.

[16] Svetlakova T.N., Boronnikova S.V., Yanbaev Y.A. Genetic diversity and differentiation in Ural populations of the aspen, Populus tremula L., as revealed by inter-simply sequence repeat (ISСТРОНЦИЙ) markers [Genetic diversity and differentiation in Ural populations of the aspen, Populus tremula L., as revealed by inter-simply sequence repeat (ISСТРОНЦИЙ) markers]. Silvae Genetica, 2014, no. 1, pp. 39–41.

[17] Programma i metodika po punktu 59. Plan meropriyatiy (dorozhnoy karty) «Razvitie biotekhnologii i gennoy inzhenerii» [Program and methodology under item 59. The Action plan (roadmap) «Development of biotechnology and genetic engineering»]. Pushkino: Roslesozashchita, 2014, 205 p.

[18] Shchetinkin S.V., Shchetinkina N.A. Osobennosti dinamiki radial’nogo prirosta duba chereshchatogo v usloviyakh radioaktivnogo zagryazneniya lesov Tsentral’noy lesostepi [Features of the dynamiцезий of radial growth of the pedunculate oak in the conditions of radioactive contamination of forests of the Central forest-steppe]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Journal], 2014, t. 4, no. 3 (15), pp. 130–139.

Authors’ information

Sivolapov Vladimir Alekseevich — Cand. Sci. (Agriculture), Director of the Branch of the FBU «Roslesozashchita» — «CPF of the Voronezh region», sivalapovva@rcfh.ru

Loginova Liudmila Aleksandrovna — Cand. Sci. (Biology), Deputy Head of the Director of the Branch of the FBU «Roslesozashchita» — «CPF of the Voronezh region», loginovala@rcfh.ru

Vorob’eva Elena Anatol’evna — Head of the Department of Monitoring the state of forest genetic resources of the Branch of FBU «Roslesozaschita» — «CPF of the Voronezh region», vorobyevaea@rcfh.ru

Veprintsev Vladislav Nikolaevich — Deputy Head of the Department of Monitoring the state of forest genetic resources of the Branch of the FBU «Roslesozaschita» — «CPF of the Voronezh region», veprintsevvn@rcfh.ru

Shchetinkin Sergei Vasilevich — Cand. Sci. (Biology), Head of the Radiology Department of the Branch of the FBU «Roslesozaschita» — «CPF of the Voronezh region», chetinkinsv@rcfh.ru

3

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИСТВЕННИЦЫ ОЛЬГИНСКОЙ (LARIX OLGENSIS A. HENRY) НА БОРИСОВСКОМ ПЛАТО (ПРИМОРСКИЙ КРАЙ)

21–28

УДК 630.2:582.475.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-21-28

Шифр ВАК 4.1.6

Н.Г. Розломий¹, В.Ю. Минхайдаров¹, А.Н. Белов^{2, 1}, У. Хайфэн³

¹ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия», 692510, г. Уссурийск, пр. Блюхера, д. 44

²ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10

³Шэньянский технологический институт № 1, 113122, восточный участок дороги Биньхэ, пров. Ляонин, р-н Ванхуа, г. Фушунь, Китай

boss.shino@mail.ru

Представлены данные исследований современного состояния биогрупп лиственницы ольгинской (лиственницы Любарского), произрастающих на территории Борисовского плато Приморского края. Описано место произрастания лиственницы ольгинской, подробно рассмотрен травяной покров территории. Охарактеризовано состояние древостоя по основным таксационным показателям. Описано происхождение изученных участков насаждений лиственницы, определен состав древостоя с разделением на ярусы (по массе и числу деревьев). По результатам маршрутных исследований определена полнота, средние высота и диаметр стволов лиственницы. Результаты измерений 100 деревьев обработаны в программе MS Exel STATISTIKA for Windows. Определен возраст древостоя, проведен анализ влияния среднегодовой температуры и годовой суммы выпавших осадков на прирост лиственницы по диаметру, а также динамики прироста модельных деревьев по диаметру. Установлено, что лиственница ольгинская в условиях Борисовского плато показывает отрицательные темпы прироста по диаметру при недостатке и избытке влаги, а при высоких температурах темпы прироста уменьшаются. Показана общая зависимость приростов стволов по диаметру от климатических факторов. Деревья лиственницы, произрастая в одинаковых микроусловиях, показали абсолютно разные темпы прироста, что объясняется, очевидно, генетическими различиями.

Ключевые слова: лиственница, Приморский край, прирост по диаметру, среднегодовое количество осадков, среднегодовая температура

Ссылка для цитирования: Розломий Н.Г., Минхайдаров В.Ю., Белов А.Н., Хайфэн У. Современное состояние лиственницы ольгинской (Larix olgensis A. Henry) на Борисовском плато (Приморский край) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 21–28. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-21-28

Список литературы

[1] Лесной комплекс Дальнего Востока России: аналитический обзор / под ред. А.С. Шейнгауза. Владивосток; Хабаровск: Изд-во ДВО РАН, 2005. 160 с.

[2] Gukov G.V., Rozlomiy N.G. The larch in the Russian far east: Decorative and curative properties // Research J. of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2015, v. 6, no. 4, pp. 222–226.

[3] Зоео Д., Ундраа М. Динамика фитоценозов после рубки ухода в псевдотаежных лиственничных молодняках // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии, 2015. № 14. С. 182–184.

[4] Гуков Г.В. Лиственницы и лиственничные леса российского Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2008. 365с.

[5] Богумил Т.А. Дендрообраз Сибири: лиственница // Культура и текст, 2021. № 3(46). С. 196-204. DOI 10.37386/2305-4077-2021-3-196-204

[6] Лавренов М.А. Сравнительный анализ изменчивости лиственницы Любарского с лиственницей даурской и ольгинской // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы XVI Междунар. науч.-техн. конф., Вологда, 05 декабря 2018 года / под ред. С.М. Хамитовой. Вологда: Изд-во Вологодского государственного университета, 2019. С. 50–51.

[7] Гриднева Н.В., Гуков Г.В., Розломий Н.Г., Рейф О.Ю. Реликтовые древесные растения Приморского края и их декоративные свойства // Вестник КрасГАУ, 2014. № 12(99). С. 62–65.

[8] Сукачев В.Н. О двух новых ценных для лесного хозяйства древесных породах // Труды и исследования по лесному хозяйству и лесной промышленности. Л., 1931. Вып. 10. С. 47–56.

[9] Дылис Н.В. Лиственница Восточной Сибири и Дальнего Востока. Изменчивость и природное разнообразие. М.: АН СССР, 1961. 210 с.

[10] Розенберг В.А. Лиственница Комарова (Komarovii Kolesn.) в южном Сихотэ-Алине // Комаровские чтения, 1951. Вып. 111. С. 31–43.

[11] Минхайдаров В.Ю. К познанию лиственницы ольгинской в Приморском крае // Наука в образовательном процессе вуза: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. (в 2-х частях). Часть II. Уссурийск, 1997. С. 24–26.

[12] Урусов В.М. Гибридизация в природной флоре Дальнего Востока и Сибири (причины и перспективы использования). Владивосток: Дальнаука, 2002. 229 с.

[13] Урусов В.М., Лобанова И.И., Варченко А.И. Хвойные деревья и кустарники российского Дальнего Востока. География и экология. Владивосток: Дальнаука, 2004. 111 с.

[14] Лесоустроительная инструкция. Приказ Федерального агентства лесного хозяйства от 12 мая 2020 г. № 122. URL: https://docs.cntd.ru/document/542621790 (дата обращения 15.09.2021).

[15] Гаврилова О.И., Юрьева А.Л. Особенности роста лесных культур лиственницы сибирской в условиях Республики Карелия // Хвойные бореальной зоны, 2014. Т. 32. № 5–6. С. 23–28.

[16] Вернодубенко В.С., Полягошко В.А., Гибов И.А. Результаты дендроклиматического анализа роста лиственницы в городе Вологда // Роль аграрной науки в устойчивом развитии сельских территорий: Сборник V Всерос. (национальной) науч. конф., Новосибирск, 18 декабря 2020 года. Новосибирск: Издательский центр Новосибирского государственного аграрного университета «Золотой колос», 2020. С. 148–151.

[17] Ковылина О.П., Ковылин Н.В. Особенности распределения деревьев лиственницы по диаметру и высоте в защитных насаждениях Хакасии // Вестник КрасГАУ, 2008. № 3. С. 194–198.

[18] Корякин В.Н., Дидиченко Ю.В., Романова Н.В. Рост смешанных лесных культур лиственницы и кедра корейского в Биробиджанском лесничестве // Природные ресурсы и экология Дальневосточного региона: Материалы Междунар. науч.-практ. форума, Хабаровск, 25–26 октября 2012 года. Хабаровск: Тихоокеанский государственный университет, 2013. С. 105–106.

[19] Милютина Ю.А., Карасева М.А., Карасев В.Н. Диагностика состояния насаждений лиственницы сибирской в городских условиях // Научному прогрессу — творчество молодых: Материалы IX Международной молодежной науч. конф. по естественнонаучным и техническим дисциплинам: в 3-х частях, Йошкар-Ола, 18–19 апреля 2014 года. Йошкар-Ола: Изд-во Поволжского государственного технологического университета, 2014. С. 40–42.

[20] Николаев А.Н., Федоров П.П. Влияние температурного режима почвы на радиальный прирост стволов лиственницы и сосны в Центральной Якутии // Эколого-ботанические исследования в Якутии. Якутск: НИПК Сахаполиграфиздат, 2004. С. 67–73.

[21] Николаев А.Н., Угаров И.С. Различия режима увлажнения мерзлотных ландшафтов Центральной Якутии и его влияние на рост лиственниц // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2011. Т. 13. № 1–4. С. 1016–1019.

[22] Розломий Н.Г., Шелудько А.П. Характеристика состояния культур сосны и лиственницы на территории Уссурийского филиала КГКУ «Приморское лесничество» // Интеграционные процессы мирового научно-технологического развития: сб. науч. тр. по Материалам Междунар. науч.-практ. конф. в 2-х частях, Белгород, 29 ноября 2017 года / под ред. Е.П. Ткачевой. Белгород: Изд-во ООО «Агентство перспективных научных исследований», 2017. С. 48–51.

[23] Ключников М.В., Маленко А.А. Рост культур лиственницы в среднегорье Алтая // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2009. № 6(56). С. 31–34.

[24] Мельник П.Г., Карасев Н.Н. Рост различных видов лиственницы в Подмосковье // Леса Евразии — Уральские горы: Материалы V Междунар. конф. молодых ученых, посвященной 175-летию первого лесоустройства на Урале и 160-летию со дня рождения лесовода Ф.А. Теплоухова (26–30 сентября 2005 г.), Москва, МГУЛ, 26–30 сентября 2005 года / под ред. В.Г. Санаева. М.: МГУЛ, 2005. С. 125–127.

[25] Оплетаев А.С., Залесов С.В. Рост и продуктивность лиственничников после рубок переформирования в березняках Южного Урала // Аграрный вестник Урала, 2012. № 4(96). С. 27–28.

Сведения об авторах

Розломий Наталья Геннадьевна  — канд. биол. наук, доцент Института лесного и лесопаркового хозяйства, ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»,

boss.shino@mail.ru

Минхайдаров Владислав Юрьевич — канд. биол. наук, ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия», minh.72@mail.ru

Белов Александр Никитович — канд. с.-х. наук, доцент ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия», ФГАОУ ВО Дальневосточный федеральный университет, belka6666@inbox.ru

Хайфэн У — Шэньянский технологический институт № 1, boss.shino@mail.ru

OLGINSKY LARCH (LARIX OLGENSIS A. HENRY) CURRENT STATE ON BORISOV PLATEAU (PRIMORSKY REGION)

N.G. Rozlomiy¹, V.Y. Mirhaydarov¹, A.N. Belov^{1, 2}, Wu Haifeng³

¹Primorsk State Agricultural Academy, 44, Blyukhera av., 692510, Ussuriysk, Russia

²Far Eastern Federal University (FEFU), 10, Ajax, 690922, Russky Island, Vladivostok, Russia

³Shenyang Institute of Technology No. 1, Eastern section of Binhe Road, 113122, prov. Liaoning, Wanhua District, Fushun, China

boss.shino@mail.ru

The modern literature on dendrology recognizes and describes 3 species of larch: Gmelin (Daurian) larch (L. gmelinii (Rupr) Rupr), Kayander larch (L. cajanderi Mayr.) and Olginsky larch (Larix olgensis A. Henry). However, Far Eastern foresters-researchers believe that the Lyubarsky larch, described in 1931 by V.N. Sukachev, grows on the territory of Primorsky Krai. The article presents research data on the current state of the Olginskaya larch (Lyubarsky larch) biogroups on the territory of the Borisov Plateau in Primorsky Krai. The Olginsky larch vegetation area and the grass cover of the territory is described in detail. The characteristics of the stand are given according to taxation indicators: origin, composition divided into stories (by weight and number of trees), age, forest density, average height and diameter, bonus, sum of cross-sectional areas, stock. The measurement results of 100 larch trees (diameter and height) were processed in the Exel STATISTIKA program. The age of the stand was determined, the influence of the average annual temperature and the annual amount of precipitation on the growth of larch in diameter was analyzed. The dynamics of the growth of model trees in diameter is analyzed. It has been established that the Olginskaya larch under the conditions of the Borisov Plateau shows negative growth rates in diameter with a lack and excess of moisture, and also at high temperatures the growth rates decrease. The analysis showed that in the conditions of the Borisov plateau there is a general dependence of the increments in diameter on climatic factors. Larch trees growing in the same micro-conditions showed completely different growth rates, which is obviously explained by genetic differences.

Keywords: larch, Primorsky Krai, increase in diameter, average annual precipitation, average annual temperature

Suggested citation: Rozlomiy N.G., Mirhaydarov V.Y., Belov A.N., Haifeng W. Sovremennoe sostoyanie listvennitsy ol’ginskoy (Larix olgensis A. Henry) na Borisovskom plato (Primorskiy kray) [Olginsky larch (Larix Olgensis A. Henry) current state on Borisov plateau (Primorsky region)]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 21–28. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-21-28

References

[1] Lesnoy kompleks Dal’nego Vostoka Rossii: analiticheskiy obzor [Forest complex of the Russian Far East: analytical review]. Ed. A.S. Sheingauz. Vladivostok: Khabarovsk: FEB RAN, 2005, 160 p.

[2] Gukov G.V., Rozlomiy N.G. The larch in the Russian Far East: Decorative and curative properties. Research J. of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2015, v. 6, no. 4, pp. 222–226.

[3] Zoeo D., Undraa M. Dinamika fitotsenozov posle rubki ukhoda v psevdotaezhnykh listvennichnykh molodnyakakh [Dynamics of phytocenoses after thinning in pseudo-taiga larch young stands]. Problemy botaniki Yuzhnoy Sibiri i Mongolii [Problems of Botany of South Siberia and Mongolia], 2015, no. 14, pp. 182–184.

[4] Gukov G.V. Listvennitsy i listvennichnye lesa rossiyskogo Dal’nego Vostoka [Larch and larch forests of the Russian Far East]. Vladivostok: Dalnauka, 2008, 365p.

[5] Bogumil T.A. Dendroobraz Sibiri: listvennitsa [Dendro image of Siberia: larch]. Kul’tura i tekst [Culture and text], 2021, no. 3(46), pp. 196–204. DOI 10.37386/2305-4077-2021-3-196-204[6] Lavrenov M.A. Sravnitel’nyy analiz izmenchivosti listvennitsy Lyubarskogo s listvennitsey daurskoy i ol’ginskoy [Comparative analysis of the variability of Lyubarsky larch with Daurian and Olginsky larch]. Aktual’nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: Materialy XVI Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Actual problems of the development of the forest complex: Proceedings of the XVI International Scientific and Technical Conference], Vologda, December 05, 2018. Ed. C.M. Khamitova. Vologda: Vologda State University, 2019, pp. 50–51.

[7] Gridneva N.V., Gukov G.V., Rozlomiy N.G., Reyf O.Yu. Reliktovye drevesnye rasteniya Primorskogo kraya i ikh dekorativnye svoystva [Relic woody plants of Primorsky Krai and their decorative properties]. Vestnik KrasGAU, 2014, no. 12(99), pp. 62–65.

[8] Sukachev V.N. O dvukh novykh tsennykh dlya lesnogo khozyaystva drevesnykh porodakh [About two new tree species valuable for forestry]. Trudy i issledovaniya po lesnomu khozyaystvu i lesnoy promyshlennosti [Proceedings and researches on forestry and forest industry]. Leningrad, 1931, iss. 10, pp. 47–56.

[9] Dylis N.V. Listvennitsa Vostochnoy Sibiri i Dal’nego Vostoka. Izmenchivost’ i prirodnoe raznoobrazie [Larch of Eastern Siberia and the Far East]. [Variability and natural diversity]. Moscow: AN SSSR, 1961, 210 p.

[10] Rozenberg V.A. Listvennitsa Komarova (komaroviiKolesn.) v yuzhnom Sikhote-Aline [Komarov larch (komarovii Kolesn.) in the southern Sikhote-Alin]. Komarovskie chteniya [Komarov readings], 1951, iss. 111, pp. 31–43.

[11] Minkhaydarov V.Yu. K poznaniyu listvennitsy ol’ginskoy v Primorskom krae [To the knowledge of the Olginskaya larch in the Primorsky Territory]. Nauka v obrazovatel’nom protsesse vuza: mater. mezhdun. nauchn.-prakt. konf. (v II chastyakh) [Science in the educational process of the university: mater. intl. scientific-practical conf. (in II parts)]. Part II. Ussuriysk, 1997, pp. 24–26.

[12] Urusov V.M. Gibridizatsiya v prirodnoy flore Dal’nego Vostoka i Sibiri (prichiny i perspektivy ispol’zovaniya) [Hybridization in the natural flora of the Far East and Siberia (reasons and prospects for use)]. Vladivostok: Dal’nauka, 2002, 229 p.

[13] Urusov V.M., Lobanova I.I., Varchenko A.I. Urusov V.M., Lobanova I.I., Varchenko A.I. Khvoynye derev’ya i kustarniki rossiyskogo Dal’nego Vostoka. Geografiya i ekologiya [Coniferous trees and shrubs of the Russian Far East. Geography and ecology]. Vladivostok: Dal’nauka, 2004, 111 p.

[14] Lesoustroitel’naya instruktsiya. Prikaz Federal’nogo agentstva lesnogo khozyaystva [Forest management instruction. Order of the Federal Forestry Agency] May 12, 2020, no. 122. Available at: https://docs.cntd.ru/document/542621790 (accessed 15.09.2021).

[15] Gavrilova O.I., Yur’eva A.L. Osobennosti rosta lesnykh kul’tur listvennitsy sibirskoy v usloviyakh Respubliki Kareliya [Features of the growth of Siberian larch forest cultures in the conditions of the Republic of Karelia]. Khvoynye boreal’noy zony [Coniferous boreal zone], 2014, v. 32, no. 5–6, pp. 23–28.

[16] Vernodubenko V.S., Polyagoshko V.A., Gibov I.A. Rezul’taty dendroklimaticheskogo analiza rosta listvennitsy v gorode Vologda [Results of dendroclimatic analysis of larch growth in the city of Vologda]. Rol’ agrarnoy nauki v ustoychivom razvitii sel’skikh territoriy: Sbornik V Vserossiyskoy (natsional’noy) nauchnoy konferentsii [The role of agricultural science in the sustainable development of rural areas: Collection of the V All-Russian (national) scientific conference], Novosibirsk, December 18, 2020. Novosibirsk: Publishing Center of the Novosibirsk State Agrarian University «Zolotoy Kolos», 2020, pp. 148–151.

[17] Kovylina O.P., Kovylin N.V. Osobennosti raspredeleniya derev’ev listvennitsy po diametru i vysote v zashchitnykh nasazhdeniyakh Khakasii [Features of the distribution of larch trees by diameter and height in protective plantations of Khakassia]. Vestnik KrasGAU, 2008, no. 3, pp. 194–198.

[18] Koryakin V.N., Didichenko Yu.V., Romanova N.V. Rost smeshannykh lesnykh kul’tur listvennitsy i kedra koreyskogo v Birobidzhanskom lesnichestve [The growth of mixed forest cultures of larch and Korean pine in the Birobidzhan forestry]. Prirodnye resursy i ekologiya Dal’nevostochnogo regiona: Materialy Mezhdunarodnogo nauchno-prakticheskogo foruma [Natural resources and ecology of the Far East region: Proceedings of the International Scientific and Practical Forum], Khabarovsk, October 25–26, 2012. Khabarovsk: Pacific State University, 2013, pp. 105–106.

[19] Milyutina Yu.A., Karaseva M.A., Karasev V.N. Diagnostika sostoyaniya nasazhdeniy listvennitsy sibirskoy v gorodskikh usloviyakh [Diagnosis of the state of Siberian larch plantations in urban conditions]. Nauchnomu progressu — tvorchestvo molodykh: materialy IX mezhdunarodnoy molodezhnoy nauchnoy konferentsii po estestvennonauchnym i tekhnicheskim distsiplinam [Scientific progress — the work of the young: materials of the IX International Youth Scientific Conference on Natural Science and Technical Disciplines], in 3 parts, Yoshkar-Ola, April 18–19, 2014. Yoshkar-Ola: Volga State Technological University, 2014, pp. 40–42.

[20] Nikolaev A.N., Fedorov P.P. Vliyanie temperaturnogo rezhima pochvy na radial’nyy prirost stvolov listvennitsy i sosny v Tsentral’noy Yakutii [Influence of soil temperature regime on the radial growth of larch and pine trunks in Central Yakutia]. Ekologo-botanicheskie issledovaniya v Yakutii [Ecological and botanical research in Yakutia]. Yakutsk: NIPC Sakhapoligraphizdat, 2004, pp. 67–73.

[21] Nikolaev A.N., Fedorov P.P. Nikolaev A.N., Ugarov I.S. Razlichiya rezhima uvlazhneniya merzlotnykh landshaftov Tsentral’noy Yakutii i ego vliyanie na rost listvennits [Differences in the moistening regime of permafrost landscapes in Central Yakutia and its influence on the growth of larches]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2011, v. 13, no. 1–4, pp. 1016–1019.

[22] Rozlomiy N.G., Shelud’ko A.P. Kharakteristika sostoyaniya kul’tur sosny i listvennitsy na territorii Ussuriyskogo filiala KGKU «Primorskoe lesnichestvo» [Characteristics of the state of pine and larch crops on the territory of the Ussuriysk branch of the Primorskoye forestry enterprise]. Integratsionnye protsessy mirovogo nauchno-tekhnologicheskogo razvitiya: sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Integration processes of world scientific and technological development: a collection of scientific papers based on the materials of the International Scientific and Practical Conference], in 2 parts, Belgorod, November 29, 2017. Ed. E.P. Tkacheva. Belgorod: Limited Liability Company «Agency for Advanced Scientific Research», 2017, pp. 48–51.

[23] Klyuchnikov M.V., Malenko A.A. Rost kul’tur listvennitsy v srednegor’e Altaya [The growth of larch crops in the middle mountains of Altai]. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Altai State Agrarian University], 2009, no. 6(56), pp. 31–34.

[24] Mel’nik P.G., Karasev N.N. Rost razlichnykh vidov listvennitsy v Podmoskov’e [The growth of various types of larch in the Moscow region]. Lesa Evrazii — Ural’skie gory: materialy V Mezhdunarodnoy konferentsii molodykh uchenykh, posvyashchennoy 175-letiyu pervogo lesoustroystva na Urale i 160-letiyu so dnya rozhdeniya lesovoda F.A. Teploukhova [Forests of Eurasia — the Ural Mountains: materials of the V International Conference of Young Scientists dedicated to the 175th anniversary of the first forest management in the Urals and the 160th anniversary of the birth of the forester F.A. Teploukhov], Moscow, MSFU, September 26–30, 2005. Ed. V.G. Sanaev. Moscow: MGUL, 2005, pp. 125–127.

[25] Opletaev A.S., Zalesov S.V. Rost i produktivnost’ listvennichnikov posle rubok pereformirovaniya v bereznyakakh Yuzhnogo Urala [Growth and productivity of larch forests after re-cutting in the birch forests of the Southern Urals]. Agrarnyy vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2012, no. 4 (96), pp. 27–28.

Authors’ information

Rozlomiy Natal’ya Gennad’evna  — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor, Primorsk State Agricultural Academy, boss.shino@mail.ru

Minkhaydarov Vladislav Yur’evich — Cand. Sci. (Biology), Primorsk State Agricultural Academy, minh.72@mail.ru

Belov Aleksandr Nikitovich — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the, Primorsk State Agricultural Academy, Far Eastern Federal University (FEFU), belka6666@inbox.ru

Khayfen Wu — Shenyang Institute of Technology No. 1, boss.shino@mail.ru

4

ПИГМЕНТАЦИЯ ЛИСТОВЫХ ПЛАСТИН ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА БЕРЕЗА (BETULA L.)

29–38

УДК 630*232.12

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-29-38

Шифр ВАК 4.1.2

Р.Н. Бабаев^{1, 2}, Н.Н. Бессчетнова¹, В.П. Бессчетнов¹

¹Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 97

²Союз лесовладельцев Нижегородской области, 603005, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, д. 9

lesfak@bk.ru

Проведена сравнительная оценка различных видов, входящих в таксономическую систему рода береза (Betula L.), по содержанию пигментов в листовом аппарате. Определено содержание пигментов, участвующих в фотосинтезе, методом спектрофотометрического анализа. Проведена оценка концентрации пигментов по оптической плотности вытяжки из измельченной листовой пластины в 96%-м этаноле. Установлено, что пигментный состав листового аппарата различных видов и форм березы определен генотипическими и фенотипическими особенностями. Изучаемые образцы внутри вида показали более сдержанный характер по разнице пигментного состава по отношению к межвидовому соотношению в июне. Однако при учете тех же исследуемых признаков в июле и августе их сдержанность наблюдалась также между видами и формами. Наследственный и адаптационный характер по содержанию фотосинтетических пигментов листового аппарата позволяет рассматривать указанный показатель как один из идентификационных признаков при селекционной инвентаризации и ревизии ассортиментного состава селекционно-семеноводческих объектов. Принимая во внимание успешность произрастания б. повислой на территории Нижегородской обл., следует, что б. карельская подходит для внедрения в состав вновь создаваемых насаждений, так как опыты подчеркивают ее ярко выраженное сходство с аборигенным видом.

Ключевые слова: береза, листовой аппарат, пигментный состав, хлорофилл, каротиноиды

Ссылка для цитирования: Бабаев Р.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Пигментация листовых пластин представителей рода береза (Betula L.) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 29–38. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-29-38

Список литературы

[1] Захаров А.Б., Бессчетнов В.П. Аномалии ветвления березы (Betula) в защитных лесных полосах автомагистралей // ИВУЗ Лесной журнал, 2019. № 5. С. 95–104. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.95

[2] Бабаев Р.Н. Содержание крахмала в тканях побегов разных видов березы в условиях интродукции // Рост и воспроизводство научных кадров в АПК: Сб. трудов по итогам Российской национальной науч.-практ. интернет-конференции для обучающихся и молодых ученых, Нижний Новгород, 19–20 декабря 2019 года / под ред. Н.Н. Бессчетновой. — Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2020. С. 74–78.

[3] Бабаев Р.Н. Сравнительная морфология листовых пластин березы карельской и березы повислой на территории Нижегородской области // Современное лесное хозяйство — проблемы и перспективы: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 50-летию «ВНИИЛГИСбиотех», Воронеж, 3–4 декабря 2020 года. Воронеж: Изд-во ВНИИЛГИСбиотех, 2020. С. 22–25.

[4] Бабаев Р.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Лигнификация ксилемы разных видов березы при интродукции в условиях Нижегородской области // Изв. Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2021. № 235. С. 40–56. DOI 10.21266/2079-4304.2021.235.40-56

[5] Zhao Xi-yang, Bian Xiu-yan, Li Zhi-xin, Wang Xiewei, Chehg-jun Yang, Liu Gui-feng, Jiang Jing, Kentbayev Y., Kentbayeva B., Yang Chuan-ping Genetic stability analysis of introduced Betula pendula, B. kirghisorum, and Betula pubescens families in saline-alkali soil of northeastern China // Scandinavian Journal of Forest Research, 2014, no. 4, 26 р.

[6] Кундзиньш А.В., Игаунис Г.А., Гайлис Я.Я., Пирагс Д.М., Роне В.М., Ронис Э.Я., Сарма В.П., Смилга Я.Я. Лесная селекция. М.: Лесная пром-сть, 1972. 200 с.

[7] Озолина И.А., Мочалкин А.И. Роль пигментов в защитно-приспособительных реакциях растений // Изв. АН СССР. Сер. Биол., 1972. № 1. С. 96–102.

[8] Ходасевич Э.В. Фотосинтетический аппарат хвойных. Минск: Наука и техника, 1982. С. 199.

[9] Воронин П.Ю., Ефимцев Е.И., Васильев А.А., Ватковский О.С., Мокроносов А.Т. Проективное содержание хлорофилла и биоразнообразие растительности основных ботанико-географических зон России // Физиология растений, 1995. Т. 42. № 2. С. 295–302.

[10] Тужилкина В.В., Бобкова К.С., Мартынюк З.П. Хлорофилльный индекс и ежегодный фотосинтетический сток углерода в хвойные фитоценозы на европейском севере России // Физиология растений, 1998. Т. 45. № 4. С. 594–600.

[11] Тужилкина В.В. Проективное содержание хлорофилла в коренных еловых фитоценозах // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН, 2009. № 4. С. 30–32.

[12] Фомин В.В., Шавин С.А., Марина Н.В., Новоселова Г.Н. Неспецифическая реакция фотосинтетического аппарата хвои сосны на действие аэропромышленных загрязнений и затенения // Физиология растений, 2001. Т. 48. № 5. С. 760–765.

[13] Моссэ И.Б., Молофей В.П., Кострова Л.Н. Развитие идеи Н.И. Вавилова о защитной роли пигментов в генетических экспериментах // Селекция, генетические ресурсы и сохранение генофонда лесных древесных растений (Вавиловские чтения): сб. науч. трудов Института леса НАН Беларуси, 2003. Вып. 59. С. 220–223.

[14] Peguero-Pina J.J., Morales F., Gil-Pelegrín E. Frost Damage in Pinus sylvestris L. Stems Assessed by Chlorophyll Fluorescence in Cortical Bark Chlorenchyma // Annals of Forest Science, 2008, v. 65(8), pp. 813p1–813p6. DOI: 10.1051/forest:2008068

[15] Niinemets Ü. Acclimation to Low Irradiance in Picea abies: Influences of Past and Present Light Climate on Foliage Structure and Function // Tree Physiology, 1997, v. 17,iss. 11, pp. 723–732. DOI: 10.1093/treephys/17.11.723

[16] Niinemets Ü. Stomatal Conductance Alone Does not Explain the Decline in Foliar Photosynthetic Rates with Increasing Tree Age and Size in Picea abies and Pinus sylvestris // Tree Physiology, 2002, v. 22, iss. 8, pp. 515–535. DOI: 10.1093/treephys/22.8.515

[17] Bouvier F., Backhaus R.A., Camara B. Induction and Control of ChloroplastSpecific Carotenoid Genes by Oxidative Stress // J. of Biological Chemistry, 1998, v. 273, no. 46, pp. 30651–30659. DOI: 10.1074/jbc.273.46.30651

[18] Skuodiene L. Quantitative Changes in Aminoacid Proline and Chlorophyll in the Needles of Picea abies Karst. (L.) during Stress and Adaptation // Biologija, 2001, no. 2, pp. 54–56.

[19] Porcar-Castell A., Juurola E., Ensminger I., Berninger F., Hari P., Nikinmaa E. Seasonal Acclimation of Photosystem II in Pinus sylvestris. II. Using the Rate Constants of Sustained Thermal Energy Dissipation and Photochemistry to Study the Effect of the Light Environment // Tree Physiology, 2008, v. 28, iss. 10, pp. 1483–1491. DOI: 10.1093/treephys/28.10.1483

[20] Porcar-Castell A., Juurola E., Ensminger I., Berninger F., Hari P., Nikinmaa E. Seasonal Acclimation of Photosystem II in Pinus sylvestris. I. Estimating the Rate Constantsof Sustained Thermal Energy Dissipation and Photochemistry // Tree Physiology, 2008, v. 28, iss. 10, pp. 1475–1482. DOI: 10.1093/treephys/28.10.1475

[21] Lichtentaller H.K. Chlorophyll a and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in Enzymology: Plant Cell Membranes, 1987, v. 148, pp. 350–382.

[22] Lichtenthaller, H.K. Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy // Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 2001, unit F4.3, pр. F4.3.1–F4.3.

[23] Lichtenthaller H.K. Biosynthesis and Accumulation of Isoprenoid Carotenoids and Chlorophylls and Emission of Isoprene by Leaf Chloroplasts // Bulletin of the Georgian National Academy of sciences, 2009, v. 3, no. 3, pp. 81–94.

[24] Porra R.G., Thomson W.A., Kriedemann P.E. Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy // Biochimica et Biophysica Acta, 1989, v. 975, pp. 384–394.

[25] Wellburn A.R. The Spectral Determination of Chlorophylls a and b, as well as Total Carotenoids, Using Various Solvents with Spectrophotometers of Different Resolution // J. of plant physiology, 1994, v. 144, iss. 3, pp. 307–313.

[26] Rosenthal S.I., Camm E.L. Photosynthetic decline and pigment loss during autumn foliar senescence in western larch (Larix occidentalis) // Tree Physiology. Victoria, Canada: Heron Publishing, 1997, v. 17 (12), pp. 767–775.

[27] Бессчетнова Н.Н. Содержание основных пигментов в хвое плюсовых деревьев сосны обыкновенной // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник, 2010. № 6 (75). С. 4–10.

[28] Бессчетнова Н.Н. Пигментный состав хвои плюсовых деревьев сосны обыкновенной в архивах клонов // Труды факультета лесного хозяйства Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2011. № 1 (1). C. 56–65.

[29] Miazek K., Ledakowicz S. Chlorophyll extraction from leaves, needles and microalgae: A kinetic approach // International J. of Agricultural and Biological Engineering, 2013, v. 6, no. 2, pp. 107–115.

[30] Бессчетнова Н.Н. Многомерная оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) по показателям пигментного состава хвои // Вестник Марийского государственного технического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2013. № 1 (17). С. 5–14.

[31] Бессчетнова Н.Н. Индекс неидентичности в селекционной оценке плюсовых деревьев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. Естественные, технические, экономические науки, 2013. № 07. С. 11–15.

[32] Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). Морфометрия и физиология хвои плюсовых деревьев. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. 368 с.

[33] Бессчетнов В.П., Бессчетнова Н.Н., Клишина Л.И., Храмова О.Ю., Быченкова Т.Н., Горелова З.В., Соколова А.А., Кентбаев Е.Ж., Кентбаева Б.А., Шабалина М.В. Пигментный состав хвои сеянцев сосны обыкновенной с открытой и закрытой корневой системой // Вестник Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. Т. 4. С. 36–51.

[34] Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Индекс генотипического несходства плюсовых деревьев как критерий их совместимости на лесосеменных плантациях // Актуальные проблемы лесного комплекса / под ред. Е.А. Памфилова. Брянск: БГИТУ, 2016. Вып. 44. С. 13–16.

[35] Самойлова Л.И., Бессчетнов В.П. Содержание пигментов в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), выращенной по различным технологиям в Республике Татарстан // Экономические аспекты развития АПК и лесного хозяйства. Лесное хозяйство Союзного государства России и Белоруссии. Материалы междунар. науч.-практ. конф.: Нижний Новгород, 26 сентября 2019 г. / под ред. Н.Н. Бессчетновой. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2019. С. 212–219.

[36] Третьяков Н.Н., Карнаухова Т.В., Паничкин Л.А. Практикум по физиологии растений. М.: Агропромиздат, 1990. 271 c.

[37] Хэлворсон М. Эффективная работа с Microsoft Office 2006. СПб.: Питер, 2000. 1234 c.

Сведения об авторах

Бабаев Рамис Натигович — зам. генерального директора Союза лесовладельцев Нижегородской области, lp-ram17@yandex.ru

Бессчетнова Наталья Николаевна — д-р с.-х. наук, доцент, декан факультета лесного хозяйства Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, besschetnova1966@mail.ru

Бессчетнов Владимир Петрович — д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой лесных культур Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, lesfak@mail.ru

GENUS BIRCH (BETULA L.) LEAF PLATES PIGMENTATION

R.N. Babaev^{1, 2}, N.N. Besschetnova¹, V.P. Besschetnov¹

¹Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, 97, Gagarin av., 603107, Nizhny Novgorod, Russia

²Union of Forest Owners of the Nizhny Novgorod region, 9, Nesterov st., 603005, Nizhny Novgorod, Russia

lesfak@bk.ru

A comparative assessment of various species included in the taxonomic system of the genus birch (Betula L.) by the content of pigments in the leaf apparatus was carried out. The content of pigments involved in photosynthesis was determined by spectrophotometric analysis. The concentration of pigments was estimated by the optical density of the extract from the crushed sheet plate in 96 % ethanol. It is established that the pigment composition of the leaf apparatus of various types and forms of birch is determined by genotypic and phenotypic features. The studied samples within the species showed a more restrained character in terms of the difference in pigment composition in relation to the interspecific ratio in June. However, when taking into account the same studied signs in July and August, their restraint was also observed between species and forms. The hereditary and adaptive nature of the content of photosynthetic pigments of the leaf apparatus allows us to consider this indicator as one of the identification features during the selection inventory and revision of the assortment composition of breeding and seed-growing objects. Taking into account the success of the growth of European birch on the territory of the Nizhny Novgorod region, it follows that Karelian birch is suitable for introduction into the newly created plantings, as experiments emphasize its pronounced similarity with the native species.

Keywords: birch, leaf apparatus, pigment composition, chlorophyll, carotenoids

Suggested citation: Babaev R.N., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Pigmentatsiya listovykh plastin predstaviteley roda bereza (Betula L.) [Genus birch (Betula L.) leaf plates pigmentation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 29–38. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-29-38

References

[1] Zakharov A.B., Besschetnov V.P. Anomalii vetvleniya berezy (Betula) v zashchitnykh lesnykh polosakh avtomagistraley [Anomalies of birch branching (Betula) in protective forest lanes of highways]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2019, no. 5, pp. 95–104. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.95

[2] Babaev R.N. Soderzhanie krakhmala v tkanyakh pobegov raznykh vidov berezy v usloviyakh introduktsii [Starch content in the tissues of shoots of different types of birch in the conditions of introduction]. Rost i vosproizvodstvo nauchnykh kadrov v APK: Sbornik trudov po itogam Rossiyskoy natsional’noy nauchno-prakticheskoy internet-konferentsii dlya obuchayushchikhsya i molodykh uchenykh, Nizhniy Novgorod, 19–20 dekabrya 2019 goda [Growth and reproduction of scientific personnel in the agro-industrial complex: A collection of papers on the results of the Russian National Scientific and practical Internet conference for students and young scientists, Nizhny Novgorod, December 19–20, 2019]. Ed. N.N. Besschetnova. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskaya GSKhA [Nizhny Novgorod State Agricultural Academy], 2020, pp. 74–78.

[3] Babaev R.N. Sravnitel’naya morfologiya listovykh plastin berezy karel’skoy i berezy povisloy na territorii Nizhegorodskoy oblasti [Comparative morphology of leaf plates of Karelian birch and hanging birch on the territory of the Nizhny Novgorod region]. Sovremennoe lesnoe khozyaystvo — problemy i perspektivy: mater. Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 50-letiyu «VNIILGISbiotekh» [Modern forestry — problems and prospects. Materials of the All-Russian Scientific and practical conference dedicated to the 50th anniversary of VNIILGISBiotech], Voronezh, December 3–4, 2020. Voronezh: VNIILGISbioteh, 2020, pp. 22–25.

[4] Babaev R.N., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Lignifikatsiya ksilemy raznykh vidov berezy pri introduktsii v usloviyakh Nizhegorodskoy oblasti [Lignification of xylem of different birch species during introduction in the conditions of the Nizhny Novgorod region]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Bulletin of Saint-Petersburg forestry Academy], 2021, no. 235, pp. 40–56. DOI 10.21266/2079-4304.2021.235.40–56

[5] Zhao Xi-yang, Bian Xiu-yan, Li Zhi-xin, Wang Xiewei, Chehg-jun Yang, Liu Gui-feng, Jiang Jing, Kentbayev Y., Kentbayeva B., Yang Chuan-ping Genetic stability analysis of introduced Betula pendula, B. kirghisorum, and Betula pubescens families in saline-alkali soil of northeastern China. Scandinavian Journal of Forest Research, 2014, no. 4, 26 р.

[6] Kundzin’sh A.V., Igaunis G.A., Gaylis Ya.Ya., Pirags D.M., Rone V.M., Ronis E.Ya., Sarma V.P., Smilga Ya.Ya. Lesnaya selektsiya [Forest tree breeding]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forestry industry], 1972, 200 p.

[7] Ozolina I.A., Mochalkin A.I. Rol’ pigmentov v zashchitno-prisposobitel’nykh reaktsiyakh rasteniy [The role of pigments in protective and adaptive reactions of plants]. Izvestiya AN SSSR. Series Biology, 1972, no. 1, pp. 96–102.

[8] Khodasevich E.V. Fotosinteticheskiy apparat khvoynykh [Photosynthetic apparatus of conifers]. Minsk: Nauka i tehnika [Science and technology], 1982, 199 p.

[9] Voronin P.Yu., Efimtsev E.I., Vasil’ev A.A., Vatkovskiy O.S., Mokronosov A.T. Proektivnoe soderzhanie khlorofilla i bioraznoobrazie rastitel’nosti osnovnykh botaniko-geograficheskikh zon Rossii [Projective chlorophyll content and biodiversity of vegetation main phytogeographical zones of Russia]. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology], 1995, t. 42, no. 2, pp. 295–302.

[10] Tuzhilkina V.V., Bobkova K.S., Martynyuk Z.P. Khlorofill’nyy indeks i ezhegodnyy fotosinteticheskiy stok ugleroda v khvoynye fitotsenozy na evropeyskom severe Rossii [Chlorophylline index and annual photosynthetic carbon sinks in the coniferous plant communities in the European North of Russia]. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology], 1998, t. 45, no. 4, pp. 594–600.

[11] Tuzhilkina V.V. Proektivnoe soderzhanie khlorofilla v korennykh elovykh fitotsenozakh [Projective chlorophyll content in indigenous communities of spruce]. Vestnik Instituta biologii Komi NC UrO RAN [Bulletin of the Institute of biology, Komi scientific center, Ural branch, Russian Academy of Sciences], 2009, no. 4, pp. 30–32.

[12] Fomin V.V., Shavin S.A., Marina N.V., Novoselova G.N. Nespetsificheskaya reaktsiya fotosinteticheskogo apparata khvoi sosny na deystvie aeropromyshlennykh zagryazneniy i zateneniya [Nonspecific reaction of the photosynthetic apparatus of pine needles to the effect of airborne pollution and shading]. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology], 2001, t. 48, no. 5, pp. 760–765.

[13] Mosse I.B., Molofey V.P., Kostrova L.N. Razvitie idei N.I. Vavilova o zashchitnoy roli pigmentov v geneticheskikh eksperimentakh [The development of the idea of N.I. Vavilov on the protective role of pigments in genetic experiments]. Selektsiya, geneticheskie resursy i sokhranenie genofonda lesnykh drevesnykh rasteniy (Vavilovskie chteniya): sb. nauchnykh trudov Instituta lesa NAN Belarusi [Breeding, genetic resources and gene pool conservation of forest trees (Vasilevskii read): collection of articles. scientific works of the Institute of Forest of the National Academy of Sciences of Belarus], 2003, v. 59, pp. 220–223.

[14] Peguero-Pina J.J., Morales F., Gil-Pelegrín E. Frost Damage in Pinus sylvestris L. Stems Assessed by Chlorophyll Fluorescence in Cortical Bark Chlorenchyma. Annals of Forest Science, 2008, v. 65(8), pp. 813p1–813p6. DOI: 10.1051/forest:2008068

[15] Niinemets Ü. Acclimation to Low Irradiance in Picea abies: Influences of Past and Present Light Climate on Foliage Structure and Function. Tree Physiology, 1997, v. 17, iss. 11, pp. 723–732. DOI: 10.1093/treephys/17.11.723

[16] Niinemets Ü. Stomatal Conductance Alone Does not Explain the Decline in Foliar Photosynthetic Rates with Increasing Tree Age and Size in Picea abies and Pinus sylvestris. Tree Physiology, 2002, v. 22, iss. 8, pp. 515–535. DOI: 10.1093/treephys/22.8.515

[17] Bouvier F., Backhaus R.A., Camara B. Induction and Control of ChloroplastSpecific Carotenoid Genes by Oxidative Stress. J. of Biological Chemistry, 1998, v. 273, no. 46, pp. 30651–30659. DOI: 10.1074/jbc.273.46.30651

[18] Skuodiene L. Quantitative Changes in Aminoacid Proline and Chlorophyll in the Needles of Picea abies Karst. (L.) during Stress and Adaptation. Biologija, 2001, no. 2, pp. 54–56.

[19] Porcar-Castell A., Juurola E., Ensminger I., Berninger F., Hari P., Nikinmaa E. Seasonal Acclimation of Photosystem II in Pinus sylvestris. II. Using the Rate Constants of Sustained Thermal Energy Dissipation and Photochemistry to Study the Effect of the Light Environment. Tree Physiology, 2008, v. 28, iss. 10, pp. 1483–1491. DOI: 10.1093/treephys/28.10.1483

[20] Porcar-Castell A., Juurola E., Ensminger I., Berninger F., Hari P., Nikinmaa E. Seasonal Acclimation of Photosystem II in Pinus sylvestris. I. Estimating the Rate Constantsof Sustained Thermal Energy Dissipation and Photochemistry. Tree Physiology, 2008, v. 28, iss. 10, pp. 1475–1482. DOI: 10.1093/treephys/28.10.1475

[21] Lichtentaller H.K. Chlorophyll a and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology: Plant Cell Membranes, 1987, v. 148, pp. 350–382.

[22] Lichtenthaller, H.K. Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy. Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 2001, unit F4.3, pр. F4.3.1–F4.3.

[23] Lichtenthaller H.K. Biosynthesis and Accumulation of Isoprenoid Carotenoids and Chlorophylls and Emission of Isoprene by Leaf Chloroplasts. Bulletin of the Georgian National Academy of sciences, 2009, v. 3, no. 3, pp. 81–94.

[24] Porra R.G., Thomson W.A., Kriedemann P.E. Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy. Biochimica et Biophysica Acta, 1989, v. 975, pp. 384–394.

[25] Wellburn A.R. The Spectral Determination of Chlorophylls a and b, as well as Total Carotenoids, Using Various Solvents with Spectrophotometers of Different Resolution. J. of plant physiology, 1994, v. 144, iss. 3, pp. 307–313.

[26] Rosenthal S.I., Camm E.L. Photosynthetic decline and pigment loss during autumn foliar senescence in western larch (Larix occidentalis). Tree Physiology. Victoria, Canada: Heron Publishing, 1997, v. 17 (12), pp. 767–775.

[27] Besschetnova N.N. Soderzhanie osnovnykh pigmentov v khvoe plyusovykh derev’ev sosny obyknovennoy [The content of the main pigments in the conifers of the plus trees of the common pine]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2010, no. 6 (75), pp. 4–10.

[28] Besschetnova N.N. Pigmentnyy sostav khvoi plyusovykh derev’ev sosny obyknovennoy v arkhivakh klonov [The pigment composition of the needles of plus-sized pine trees in the archives of clones]. Trudy fakul’teta lesnogo khozyaystva Nizhegorodskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Proceedings of the Faculty of Forestry of the Nizhny Novgorod State Agricultural Academy: Collection of scientific articles]. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskaya GSKhA [Nizhny Novgorod State Agricultural Academy], 2011, no. 1 (1), pp. 56–65.

[29] Miazek K., Ledakowicz S. Chlorophyll extraction from leaves, needles and microalgae: A kinetic approach. International J. of Agricultural and Biological Engineering, 2013, v. 6, no. 2, pp. 107–115.

[30] Besschetnova N.N. Mnogomernaya otsenka plyusovykh derev’ev sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) po pokazatelyam pigmentnogo sostava khvoi [Multivariate assessment of the positive trees of scots pine (Pinus sylvestris L.) by indicators of the pigment composition of needles]. Vestnik Mariyskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Mari State Technical University. Series: Forest. Ecology. Nature management], 2013, no. 1 (17), pp. 5–14.

[31] Besschetnova N.N. Indeks neidentichnosti v selektsionnoy otsenke plyusovykh derev’ev [Index of non-identity in the selection evaluation of plus trees]. Vestnik Saratovskogo gosagrouniversiteta im. N.I. Vavilova. Estestvennye, tekhnicheskie, ekonomicheskie nauki [Bulletin of Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov. Natural, technical, economic sciences], 2013, no. 07, pp. 11–15.

[32] Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Sosna obyknovennaya (Pinus sylvestris L.). Morfometriya i fiziologiya khvoi plyusovykh derev’ev [Common pine (Pinus sylvestris L.). Morphometry and physiology of the needles of plus trees]. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskaya GSKhA [Nizhny Novgorod State Agricultural Academy], 2014, 368 p.

[33] Besschetnov V.P., Besschetnova N.N., Klishina L.I., Khramova O.Yu., Bychenkova T.N., Gorelova Z.V., Sokolova A.A., Kentbaev E.Zh., Kentbaeva B.A., Shabalina M.V. Pigmentnyy sostav khvoi seyantsev sosny obyknovennoy s otkrytoy i zakrytoy kornevoy sistemoy [Pigment composition of needles of seedlings of scots pine with open and closed root system]. Vestnik Nizhegorodskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Nizhny Novgorod State Agricultural Academy], 2014, t. 4, pp. 36–51.

[34] Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Indeks genotipicheskogo neskhodstva plyusovykh derev’ev kak kriteriy ikh sovmestimosti na lesosemennykh plantatsiyakh [Index of genotypic dissimilarity of plus trees as a criterion of their compatibility on forest seed plantations]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex]. Ed. E.A. Pamfilov. Bryansk: BGITU, 2016, v. 44, pp. 13–16.

[35] Samoylova L.I., Besschetnov V.P. Soderzhanie pigmentov v khvoe sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.), vyrashchennoy po razlichnym tekhnologiyam v Respublike Tatarstan [The content of pigments in the coniferous pine (Pinus sylvestris L.) grown by various technologies in the Republic of Tatarstan]. Ekonomicheskie aspekty razvitiya APK i lesnogo khozyaystva. Lesnoe khozyaystvo Soyuznogo gosudarstva Rossii i Belorussii. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Economic aspects of the development of agriculture and forestry. Forestry of the Union State of Russia and Belarus. Materials of the International scientific and practical conference]. Nizhny Novgorod, September 26, 2019. Ed. N.N. Besschetnova. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskaya GSKhA [Nizhny Novgorod State Agricultural Academy], 2019, pp. 212–219.

[36] Tret’yakov N.N., Karnaukhova T.V., Panichkin L.A. Praktikum po fiziologii rasteniy [Practicum on plant physiology]. Ed. N.N. Tret’yakov. Moscow: Agropromizdat, 1990, 271 p.

[37] Khelvorson M. Effektivnaya rabota s Microsoft Office 2006 [Effective work with Microsoft Office 2006]. St. Petersburg: Peter, 2000, 1234 p.

Author’s information

Babaev Ramis Natigovich — Deputy Director General of the Union of Forest Owners of the Nizhny Novgorod Region, lp-ram17@yandex.ru

Besschetnova Natal’ya Nikolaevna — Dr. Sci. (Agriculture), Associate Professor, Dean of the Faculty of Forestry of the Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, besschetnova1966@mail.ru

Besschetnov Vladimir Petrovich — Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of the Department of Forest crops of the Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, lesfak@mail.ru

5

ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ ОДНОЛЕТНИХ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS L.) И ДУБА КРАСНОГО (QUERCUS RUBRA L.)

39–46

УДК 630*232, 581*82

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-39-46

Шифр ВАК 4.1.2

А.И. Смирнов¹, П.А. Аксенов²

¹ООО «Разносервис», 127051, г. Москва, Лихов пер., д. 10.

²МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

axenov.pa@mail.ru

Приведены результаты исследований по определению эффективности влияния низкочастотного электромагнитного поля на анатомическое строение стебля однолетних сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с закрытой корневой системой, проведенных в питомнике Устьянского лесосеменного селекционного центра Архангельской обл., и однолетних сеянцев дуба красного (Quercus rubra L.), проведенных в лесном питомнике Донского лесхоза Управления лесного хозяйства Липецкой обл., при посадке в открытый грунт с внесением гидрогеля. Проведена обработка опытных образцов однолетних сеянцев сосны обыкновенной и дуба красного низкочастотным электромагнитным полем по запатентованной технологии ПОСЭП (предпосевная обработка семян и сеянцев электромагнитным полем) прибором «Рост-Актив» (низкочастотным генератором). Контролем служили необработанные сеянцы. Проведенные в лаборатории кафедры лесных культур, селекции и дендрологии МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинкий филиал) гистометрические анализы опытных и контрольных образцов однолетних сеянцев сосны обыкновенной и дуба красного показали положительное влияние низкочастотного электромагнитного поля на анатомические характеристики их стеблей.

Ключевые слова: низкочастотное электромагнитное поле (НЧ ЭМП), технология ПОСЭП, гистометрия, анатомическое строение, гидрогель

Ссылка для цитирования: Смирнов А.И., Аксенов П.А Влияние низкочастотного электромагнитного поля на анатомическое строение стебля однолетних сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и дуба красного (Quercus rubra L.) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 39–46. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-39-46

Список литературы

[1] Пресман А.С. Электромагнитное поле и жизнь. М.: Наука, 2003. 215 с.

[2] Барышев М.Г., Джимак С.С. Исследование влияния низкочастотного электромагнитного поля на биологические объекты. Краснодар: Кубанский госуд. ун-т, 2012. С. 1–15.

[3] Старухин Р.С., Белицин И.В., Хомутов О.И. Метод предпосевной обработки семян с использованием эллиптического электромагнитного поля // Ползуновский вестник, 2009. № 4. С. 97–103.

[4] Фирсов В.Ф., Чекмарев В.В., Левин В.А. Использование физических факторов и микроэлементов в повышении болезнеустойчивости и продуктивности возделываемых культур // Вопросы современной науки и практики, 2005. № 1. С. 19–26.

[5] Смирнов А.И., Орлов Ф.С. Способ предпосевной обработки семян и устройство для его осуществления. Пат. № 2591969 РФ, заявитель и патентообладатель ООО «Разносервис», 2014. Бюл. № 20.

[6] Смирнов А.И., Орлов Ф.С. Устройство для предпосевной обработки посевного материала. Пат. № 155132 РФ, заявитель и патентообладатель ООО «Разносервис», 2014. Бюл. № 26.

[7] Смирнов А.И., Орлов Ф.С., Беляев В.В., Аксенов П.А. Влияние низкочастотного электромагнитного поля на биометрические характеристики сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // ИВУЗ Лесной журнал, 2019. № 2 С. 78–84.

[8] Смирнов А.И., Орлов Ф.С., Аксенов П.А., Яськов Ю.В. Эффективность влияния низкочастотного электромагнитного поля и гидрогеля на приживаемость и рост однолетних сеянцев дуба красного (Quercus rubra L.) // ИВУЗ Лесной журнал, 2020. № 5. С. 81–89.

[9] De Lucas M., Etchhells J.P. (Eds.) Xylem — Methods and Protocols. New York: Publishing Humana Press, 2017, p. 260.

[10] Schweingruber F.H. Wood Structure and Environment (Springer Series in Wood Science). Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2007, p 280.

[11] Romanas L. Effect of cold stratification on the germination of seeds // Physiology of forest seeds. The National Agricultural Research Foundation (NAGREF). Thessaloniki, Greece: Forest Research Institute, 1991, p. 20.

[12] Sarvaš М, Pavlenda P., Takáčová E. Effect of hydrogel application on survival and growth of pine seedlings in reclamations // J. of forest science, 2007, v. 53 (5), pp. 204–209.

[13] Willan R.L. A Guide to Forest Seed Handling with Special Reference to the Tropics. FAO, Rome: Forestry Paper, 1987, no. 20/2.

[14] Mudhanganyi A., Maravanyika C., Ndagurwa H.G.T., Mwase R. The Influence of Hydrogel Soil Amendment on the Survival and Growth of Newly Transplanted Pinus patula Seedlings // J. of Forestry Research, 2018, v. 29, iss. 1, pp. 103–109. DOI: 10.1007/s11676-017-0428-1.

[15] Fischer G., Tausz M., Köck M., Grill D. Effect of Weak 16⅔ Hz Magnetic Fields on Growth Parameters of Young Sunflower and Wheat Seedlings // Bioelectromagnetics, 2004, v. 25, iss. 8, pp. 638–641. DOI: 10.1002/bem.20058/

[16] Penuelas J., Llusia J., Martinez B., Fontcuberta J. Diamagnetic Susceptibility and Root Growth Responses to Magnetic Fields in Lens culinaris, Glycine soja, and Triticum aestivum // Electromagnetic Biologu and Medicine, 2004, v. 23, no. 2, pp. 97–112.

[17] Gordon G.A. Seed manual for forest trees. UK, London: Forestry Commission, 1992, 132 p.

[18] Смирнов А.И. Влияние низкочастотного электромагнитного поля на всхожесть семян и рост сеянцев сосны обыкновенной в питомниках зоны смешанных лесов: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. М.: МГУЛ, 2016. С. 17.

[19] Данилова Т.Н., Козырева Л.В. Возможности использования гидрогелей для управления водообеспеченностью полей // Плодородие, 2008. № 6. С. 24–25.

[20] Свалов Н.Н. Вариационная статистика. М.: МГУЛ, 2001. С. 80.

[21] ГОСТ 16483.7–71 Древесина. Методы определения влажности, 1999. 4 с.

[22] ГОСТ Р 56881–2016 Биомасса. Определение зольности стандартным методом, 2016. 8 с.

Сведения об авторах

Смирнов Алексей Иванович — канд. с.-х. наук, ООО «Разносервис», 3642737@mail.ru

Аксенов Петр Андреевич — канд. с.-х. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), axenov.pa@mail.ru

LOW-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD INFLUENCE ON ANATOMICAL STEM STRUCTURE OF SCOTS PINE (PINUS SYLVESTRIS L.) AND RED OAK (QUERCUS RUBRA L.) ANNUAL SEEDINGS

A.I. Smirnov¹, P.A. Aksenov²

¹LLC Raznoservice, 10, Likhov per., 127051, Moscow, Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

axenov.pa@mail.ru

The study determines the influence of a low-frequency electromagnetic field on the anatomical stem structure of the annual seedlings of Scots pine (Pinus sylvestris L.) with a root-balled system, carried out in the nursery of the Ustyansky forest seed breeding center of the Arkhangelsk region, and annual seedlings of red oak (Quercus rubra L. ) carried out in the forest nursery of the Donskoy forestry of the Forestry Department of the Lipetsk region, when planting in open ground with the introduction of a hydrogel. Experimental samples of annual seedlings of Scots pine and red oak were treated with a low-frequency electromagnetic field using the patented POSEP technology (pre-sowing treatment of seeds and seedlings with an electromagnetic field) using the «Rost-Active» device (low-frequency generator). Untreated seedlings served as control. Conducted in the laboratory of the Department of Forest Plantations, Breeding and Dendrology of the BMSTU (Mytishchi branch), histometric analyzes of experimental and control samples of annual seedlings of Scots pine and red oak showed a positive effect of a low-frequency electromagnetic field on the anatomical characteristics of their stems.

Keywords: low-frequency electromagnetic field (LF EMF), POSEP technology, histometry, anatomical structure, hydrogel

Suggested citation: Smirnov A.I., Aksenov P.A. Vliyanie nizkochastotnogo elektromagnitnogo polya na anatomicheskoe stroenie steblya odnoletnikh seyantsev sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) i duba krasnogo (Quercus rubra L.) [Low-frequency electromagnetic field influence on anatomical stem structure of scots pine (Pinus sylvestris L.) and red oak (Quercus rubra L.) annual seedings]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 39–46. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-39-46

References

[1] Presman A.S. Elektromagnitnoe pole i zhizn’ [Electromagnetic field and life]. Moscow: Nauka, 2003, 215 p.

[2] Baryshev M.G., Dzhimak S.S. Issledovanie vliyaniya nizkochastotnogo elektromagnitnogo polya na biologicheskie ob’ekty [Study of the influence of a low-frequency electromagnetic field on biological objects]. Krasnodar: Kuban state un-t, 2012, pp. 1–15.

[3] Starukhin R.S., Belitsin I.V., Khomutov O.I. Metod predposevnoy obrabotki semyan s ispol’zovaniem ellipticheskogo elektromagnitnogo polya [Method of pre-sowing treatment of seeds using an elliptical electromagnetic field]. Polzunovskiy Vestnik, 2009, no. 4, p. 100.

[4] Firsov V.F., Chekmarev V.V., Levin V.A. Ispol’zovanie fizicheskikh faktorov i mikroelementov v povyshenii bolezneustoychivosti i produktivnosti vozdelyvaemykh kul’tur [The use of physical factors and microelements in increasing the disease resistance and productivity of cultivated crops]. Voprosy sovremennoy nauki i praktiki [Questions of modern science and practice], 2005, no. 1, pp. 19–26.

[5] Smirnov A.I., Orlov F.S. Sposob predposevnoy obrabotki semyan i ustroystvo dlya ego osushchestvleniya [Method for presowing seed treatment and device for its implementation]. Pat. No. 2591969 of the Russian Federation, applicant and patent holder Raznoservis LLC, 2014, bull. no. 20.

[6] Smirnov A.I., Orlov F.S. Ustroystvo dlya predposevnoy obrabotki posevnogo materiala [Device for pre-sowing treatment of seed material]. Pat. No. 155132 of the Russian Federation, applicant and patent holder Raznoservis LLC, 2014, bull. no. 26.

[7] Smirnov A.I., Orlov F.S., Belyaev V.V., Aksenov P.A. Vliyanie nizkochastotnogo elektromagnitnogo polya na biometricheskie kharakteristiki seyantsev sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) [Influence of a low-frequency electromagnetic field on the biometric characteristics of seedlings of Scots pine (Pinus sylvestris L.)]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2019, no. 2, pp. 78–84.

[8] Smirnov A.I., Orlov F.S., Aksenov P.A., Yas’kov Yu.V. Effektivnost’ vliyaniya nizkochastotnogo elektromagnitnogo polya i gidrogelya na prizhivaemost’ i rost odnoletnikh seyantsev duba krasnogo (Quercus rubra L.) [The effectiveness of the influence of a low-frequency electromagnetic field and hydrogel on the survival and growth of annual seedlings of red oak (Quercus rubra L.)]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2020, no. 5, pp. 81–89.

[9] De Lucas M., Etchhells J.P. (Eds.) Xylem — Methods and Protocols. New York: Publishing Humana Press, 2017, p. 260.

[10] Schweingruber F.H. Wood Structure and Environment (Springer Series in Wood Science). Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2007, p 280.

[11] Romanas L. Effect of cold stratification on the germination of seeds. Physiology of forest seeds. The National Agricultural Research Foundation (NAGREF). Thessaloniki, Greece: Forest Research Institute, 1991, p. 20.

[12] Sarvaš М, Pavlenda P., Takáčová E. Effect of hydrogel application on survival and growth of pine seedlings in reclamations. J. of forest science, 2007, v. 53 (5), pp. 204–209.

[13] Willan R.L. A Guide to Forest Seed Handling with Special Reference to the Tropics. FAO, Rome: Forestry Paper, 1987, no. 20/2.

[14] Mudhanganyi A., Maravanyika C., Ndagurwa H.G.T., Mwase R. The Influence of Hydrogel Soil Amendment on the Survival and Growth of Newly Transplanted Pinus patula Seedlings. J. of Forestry Research, 2018, v. 29, iss. 1, pp. 103–109. DOI: 10.1007/s11676-017-0428-1.

[15] Fischer G., Tausz M., Köck M., Grill D. Effect of Weak 16⅔ Hz Magnetic Fields on Growth Parameters of Young Sunflower and Wheat Seedlings. Bioelectromagnetics, 2004, v. 25, iss. 8, pp. 638–641. DOI: 10.1002/bem.20058/

[16] Penuelas J., Llusia J., Martinez B., Fontcuberta J. Diamagnetic Susceptibility and Root Growth Responses to Magnetic Fields in Lens culinaris, Glycine soja, and Triticum aestivum. Electromagnetic Biologu and Medicine, 2004, v. 23, no. 2, pp. 97–112.

[17] Gordon G.A. Seed manual for forest trees. UK, London: Forestry Commission, 1992, 132 p.

[18] Smirnov A.I. Vliyanie nizkochastotnogo elektromagnitnogo polya na vskhozhest’ semyan i rost seyantsev sosny obyknovennoy v pitomnikakh zony smeshannykh lesov [Influence of a low-frequency electromagnetic field on the germination of seeds and the growth of seedlings of Scotch pine in nurseries of the zone of mixed forests]. Dis. Sci. Cand. (Agric.). Moscow: MSFU, 2016, p. 17.

[19] Danilova T.N., Kozyreva L.V. Vozmozhnosti ispol’zovaniya gidrogeley dlya upravleniya vodoobespechennost’yu poley [Possibilities of using hydrogels to control the water supply of fields]. Plodorodie [Fertility], 2008, no. 6, pp. 24–25.

[20] Svalov N.N. Variatsionnaya statistika [Variational statistics]. Moscow: MSFU, 2001, p. 80.

[21] GOST 16483.7–71 Drevesina. Metody opredeleniya vlazhnosti [Wood. Moisture Determination Methods], 1999, 4 p.

[22] GOST R 56881–2016 Biomassa. Opredelenie zol’nosti standartnym metodom [Biomass. Determination of ash content by the standard method], 2016, 8 p.

Authors’ information

Smirnov Aleksey Ivanovich — Cand. Sci. (Agriculture), LLC «Raznoservis», 3642737@mail.ru

Aksenov Petr Andreevich — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), axenov.pa@mail.ru

6

ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОЩАДИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ В УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ

47–53

УДК 631.61(470.51)

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-47-53

Шифр ВАК 4.1.3

С.М. Жижин, С.В. Залесов, А.Г. Магасумова

ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет» 620110 г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37

Zalesov@usfeu.ru

Проанализировано распределение сельскохозяйственных угодий Удмуртской Республики по видам, лесным районам и площади. Установлено, что за период с 1992 по 2019 гг. площадь обрабатываемых сельскохозяйственных угодий сократилась практически на четверть, в абсолютной величине больше всего сократилась пашня, в относительных — залежи и сенокосы. Приведены данные о безвозвратно утраченных сельскохозяйственных угодьях — 27,0 тыс. га (6,2 %). Определена площадь бывших сельскохозяйственных угодий — 327,6 тыс. га, на которой количество подроста позволяет перевести их в ранг покрытых лесной растительностью земель. Установлена площадь пашни, на которой древесная растительность находится на стадии формирования — 79,9 тыс. га. Рекомендуется сельскохозяйственные угодья, заросшие древесной растительностью, исключить из сельскохозяйственного оборота, а пашни, зарастающие древесной растительностью, исходя из показателей эффективного плодородия почв, либо передать под создание плантаций для ускоренного выращивания древесины, либо возвратить в сельскохозяйственный оборот.

Ключевые слова: сельхозпользование, пашни, сенокосы, пастбища, зарастание, древесная растительность

Ссылка для цитирования: Жижин С.М., Залесов С.В., Магасумова А.Г. Изменение площади сельскохозяйственных угодий в Удмуртской Республике // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 47–53. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-47-53

Список литературы

[1] Щепащенко Д.Г., Швиденко А.З., Лесив М.Ю. Площадь лесов России и ее динамика на основе синтеза продуктов дистанционного зондирования // Лесоведение, 2015. № 3. С. 163–171.

[2] Ярошенко А.Ю. В начале ноября в Тульской области прошел полевой семинар по лесоводству на сельхозземлях. URL: http://www.forestforum.ru/ viewtopic.php?f=9st=26098&view=unread&sid=93в 23127dd4aвded (дата обращения 04.01.2022).

[3] Potapov P.V., Turubanova S.A., Tyukavina A. Eastern Europes forest cover dynamics from 1985 to 2012 quantified from the full Landsat archive // Remote Sensing of Environment, 2015, v. 159, pp. 28–43.

[4] Уткин Л.И., Гульбе Т.А., Гульбе Я.И., Ермолова Л.С. О наступлении лесной растительности на сельскохозяйственные земли в Верхнем Поволжье // Лесоведение, 2002. № 5. С. 44–52.

[5] Перепечина Ю.И., Глушенков О.И., Корсиков Р.С. Оценка лесов, расположенных на землях сельскохозяйственного назначения в Брянской области // Лесотехнический журнал, 2015. Т. 5. № 1. С. 74–84.

[6] Маслов А.А., Гульбе А.Я., Гульбе Я.И., Медведева М.А., Сирин А.А. Оценка ситуации с зарастанием сельскохозяйственных земель лесной растительностью на примере Угличского района Ярославской области // Устойчивое лесопользование, 2016. № 4 (48). С. 6–14.

[7] Новоселова Н.Н., Залесов С.В., Магасумова А.Г. Формирование древесной растительности на бывших сельскохозяйственных угодьях. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2016. 106 с.

[8] Жучков Е.А., Павловский С.А., Степанов А.С., Стародубцева Н.И., Абрамова Л.П. Естественное возобновление на старопахотных землях Джабык-Карагайского бора // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2003. С. 272–273.

[9] Zalesov S.V., Magasumova A.G., Opletaev A.S. Effectiveness of larch stands creation on former agricultural lands // Ecologicak Agriculture and sustainable development: Research Development Center, 2019, no. 1, pp. 69–76.

[10] Рогозин М.В., Разин Г.С. Лесные культуры Теплоуховых в имении Строгановых на Урале: история, законы развития, селекция ели. Пермь: Пермский ГУ, 2011. 192 с.

[11] Zalesov S.V., Magasumova A.G., Opletaev A.S., Platonov E.P. Increasing the efficiency of former agricultural band using // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2021, v. 876, p. 012082. DOI:10.1088/1755-1315/876/1/012082

[12] Степаненко С.М. Структура хвойных древостоев Северо-Запада России, созданных методом плантационного лесовыращивания: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. СПб.: СПбГЛТУ, 2013. 20 с.

[13] Zalesov S., Magasumova A. Protective forest management problems in Russia // E 35 Web of Conferences 258, 2021, v. 08004.

https: // doi org / 10.1051/ e 3 sconf/ 2021 25808004

[14] Жижин С.М., Залесов С.В., Магасумова А.Г. Изменение площади сельскохозяйственных угодий по лесным районам в Республике Удмуртия // Успехи современного естествознания, 2021. № 2. С. 12–18. DOI: 10.17513/use. 37568

[15] ОСТ 56-69–83 Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М.: Экология, 1992. 17 с.

[16] Фомин В.В., Залесов С.В., Магасумова А.Г. Методики оценки густоты подроста и древостоев при зарастании сельскохозяйственных земель древесной растительностью с использованием космических снимков высокого пространственного разрешения // Аграрный вестник Урала, 2015. № 1 (131). С. 25–29.

[17] Оценка плодородия почв и эффективности использования удобрений (методические указания). Ижевск: Изд-во АО Агрохимцентр «Удмуртский», 2009. 28 с.

[18] Об утверждении Правил лесовосстановления, состава проекта лесовосстановления, порядка разработки проекта лесовосстановления и внесения в него изменений: Приказ Минприроды России от 4.12.2020 № 1014 // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/573123762 (дата обращения 04.01.2022).

Сведения об авторах

Жижин Сергей Михайлович — аспирант кафедры лесоводства ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет»

Залесов Сергей Вениаминович — д-р с.-х. наук, зав. кафедрой лесоводства ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», Zalesov@usfeu.ru

Магасумова Альфия Гаптрауфовна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесоводства ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», magasumovaag@m.usfeu.ru

AGRICULTURAL LAND CHANGE IN UDMURT REPUBLIC

C.M. Zhizhin, S.V. Zalesov, A.G. Magasumova

Ural State Forest Engineering University 37, Siberian Trakt st., 620110, Yekaterinburg, Russia

Zalesov@usfeu.ru

Based on the inventory of agricultural land materials for 1992 and the space images of high spatial resolution interpretation it was analyzed the distribution of agricultural land in the Udmurt republic by types and area. It is noted that over a 27 year period the area of cultivated agricultural land has decreased in the Republic by almost quarter at the same time in absolute terms arable land decreased most of all whill in relative terms fallow lands and hayfields. 27,0 th of ha (6,2 %) of total area of unused agricultural land was lost irretrievably as it was transferred for the construction linear and area facilities. The amount of undergrowth on 327,6 th./ha of former agricultural lands. The amount of undergrowth allows to transfer them to areas covered with forest vegetation lands. Taking into account the age of the formed young stands and their taxation indicators it is advisable to carry on scientifically based forestry on the indicated areas with thinning aimed at accelerating of tactical mature wood culturation. On 79,9 th./ha of arable lands, woody vegetation is at the stage of formation. Taking into account the effective soil fertility, these areas should divided into 2 groups. The first group will consist of a plot where effective soil fertility makes possible to grow a crop equal to or greater that the average grain yields in the municipal district over past four years escaping measures to improve soil fertility. Such plots should be returned to agricultural use. The second group with a total of 43,8 th./ha is a plot where without radical soil improvement grain yields are less than the average yield for the mancapal district over the post four years. At is advisable to give them for the creation of forest plantations from fast growing tree species with a short turnover of felling.

Keywords: agricultural use, plough land, hay field, pasture, overgrowth, woody vegetation

Suggested citation: Zhizhin C.M., Zalesov S.V., Magasumova A.G. Izmenenie ploshchadi sel’skokhozyaystvennykh ugodiy v Udmurtskoy Respublike [Agricultural land change in Udmurt Republic]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin,2022, vol. 26, no. 3, pp. 47–53. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-47-53

References

[1] Shchepashchenko D.G., Shvidenko A.Z., Lesiv M.Yu. Ploshchad’ lesov Rossii i ee dinamika na osnove sinteza produktov distantsionnogo zondirovaniya [Forest area in Russia and its dynamics based on the synthesis of remote sensing products]. Lesovedenie [Forest science], 2015, no. 3, pp. 163–171.

[2] Yaroshenko A. V nachale noyabrya v Tul’skoy oblasti proshel polevoy seminar po lesovodstvu na sel’khozzemlyakh [In early November, a field seminar on forestry on agricultural lands was held in the Tula region]. Available at: http://www.forestforum.ru/viewtopic.php?f=9st=26098&view=unread&sid=93v 23127dd4avded (accessed 04.01.2022).

[3] Potapov P.V., Turubanova S.A., Tyukavina A. Eastern Europes forest cover dynamics from 1985 to 2012 quantified from the full Landsat archive. Remote Sensing of Environment, 2015, v. 159, pp. 28–43.

[4] Utkin L.I., Gul’be T.A., Gul’be Ya.I., Ermolova L.S. O nastuplenii lesnoy rastitel’nosti na sel’skokhozyaystvennye zemli v Verkhnem Povolzh’e [On the offensive of forest vegetation on agricultural lands in the upper Volga region]. Lesovedenie [Forest science], 2002, no. 5, pp. 44–52.

[5] Perepechina Yu.I., Glushenkov O.I., Korsikov R.S. Otsenka lesov, raspolozhennykh na zemlyakh sel’skokhozyaystvennogo naznacheniya v Bryanskoy oblasti [Assessment of forests located on agricultural lands in the Bryansk region]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forest-technical journal], 2015, v. 5, no. 1, pp. 74–84.

[6] Maslov A.A., Gul’be A.Ya., Gul’be Ya.I., Medvedeva M.A., Sirin A.A. Otsenka situatsii s zarastaniem sel’skokhozyaystvennykh zemel’ lesnoy rastitel’nost’yu na primere Uglichskogo rayona Yaroslavskoy oblasti [Assessment of the situation with the overgrowing of agricultural land with forest vegetation on the example of the Uglich district of the Yaroslavl region]. Ustoychivoe lesopol’zovanie [Sustainable forest management], 2016, no. 4 (48), pp. 6–14.

[7] Novoselova N.N., Zalesov S.V., Magasumova A.G. Formirovanie drevesnoy rastitel’nosti na byvshikh sel’skokhozyaystvennykh ugod’yakh [Formation of woody vegetation on former agricultural lands]. Yekaterinburg: USFEU, 2016, 106 p.

[8] Zhuchkov E.A., Pavlovskiy S.A., Stepanov A.S., Starodubtseva N.I., Abramova L.P. Estestvennoe vozobnovlenie na staropakhotnykh zemlyakh Dzhabyk-Karagayskogo bora [Natural regeneration on the old arable lands of the Dzhabyk-Karagay pine forest]. Sotsial’no-ekonomicheskie i ekologicheskie problemy lesnogo kompleksa [Socio-economic and environmental problems of the forest complex]. Yekaterinburg: USFEU, 2003, pp. 272–273.

[9] Zalesov S.V., Magasumova A.G., Opletaev A.S. Effectiveness of larch stands creation on former agricultural lands [Effectiveness of larch stands creation on former agricultural lands]. Ecologicak Agriculture and sustainable development: Research Development Center [Ecologicak Agriculture and sustainable development: Research Development Center], 2019, no. 1, pp. 69–76.

[10] Rogozin M.V., Razin G.S. Lesnye kul’tury Teploukhovykh v imenii Stroganovykh na Urale: istoriya, zakony razvitiya, selektsiya eli [Forest crops of the Teploukhovs in the Stroganovs’ estate in the Urals: history, laws of development, spruce breeding]. Perm’: Perm State University, 2011, 192 p.

[11] Zalesov S.V., Magasumova A.G., Opletaev A.S., Platonov E.P. Increasing the efficiency of former agricultural band using. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2021, v. 876, p. 012082. DOI:10.1088/1755-1315/876/1/012082

[12] Stepanenko S.M. [The structure of coniferous forest stands in the North-West of Russia, created by the method of plantation forestry]. Dis. Cand. Sci. (Agric.). St. Petersburg: SPbGLTU, 2013, 20 p.

[13] Zalesov S., Magasumova A. Protective forest management problems in Russia. E 35 Web of Conferences 258, 2021, v. 08004. https: // doi org / 10.1051/ e 3 sconf/ 2021 25808004

[14] Zhizhin S.M., Zalesov S.V., Magasumova A.G. Izmenenie ploshchadi sel’skokhozyaystvennykh ugodiy po lesnym rayonam v Respublike Udmurtiya [Changes in the area of agricultural land in forest areas in the Republic of Udmurtia]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Successes of modern natural science], 2021, no. 2, pp. 12–18. DOI: 10.17513/use. 37568

[15] OST 56-69–83 Ploshchadi probnye lesoustroitel’nye. Metod zakladki [Trial forest management areas. bookmark method]. Moscow: Ecology, 1992, 17 p.

[16] Fomin V.V., Zalesov S.V., Magasumova A.G. Metodiki otsenki gustoty podrosta i drevostoev pri zarastanii sel’skokhozyaystvennykh zemel’ drevesnoy rastitel’nost’yu s ispol’zovaniem kosmicheskikh snimkov vysokogo prostranstvennogo razresheniya [Methods for assessing the density of undergrowth and forest stands when agricultural land is overgrown with woody vegetation using satellite images of high spatial resolution]. Agrarnyy vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2015, no. 1 (131), pp. 25–29.

[17] Otsenka plodorodiya pochv i effektivnosti ispol’zovaniya udobreniy (metodicheskie ukazaniya) [Evaluation of soil fertility and efficiency of fertilizer use (guidelines)]. Izhevsk: OAO Agrohimtsentr Udmurtsky, 2009, 28 p.

[18] Ob utverzhdenii Pravil lesovosstanovleniya, sostava proekta lesovosstanovleniya, poryadka razrabotki proekta lesovosstanovleniya i vneseniya v nego izmeneniy: Prikaz Minprirody Rossii ot 4.12.2020 № 1014 [On approval of the Rules for reforestation, the composition of the reforestation project, the procedure for developing a reforestation project and making changes to it: Order of the Ministry of Natural Resources of Russia dated December 4, 2020 No. 1014]. Elektronnyy fond pravovykh i normativno-tekhnicheskikh dokumentov [Electronic Fund of Legal and Regulatory and Technical Documents]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/573123762 (accessed 01.04.2022).

Authors’ information

Zhizhin Sergey Mikhailovich — Pg., Department of Forestry, Ural State Forestry Engineering University

Zalesov Sergey Veniaminovich — Dr. Sci. (Agriculture), Head of the Department of Forestry, Ural State Forestry University, Zalesov@usfeu.ru

Magasumova Alfiya Gaptraufovna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Department of Forestry, Ural State Forestry Engineering University, magasumovaag@m.usfeu.ru

7

МОНИТОРИНГ СЛЕДОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ТЕРРИТОРИИ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ МЕТОДОМ НЕЙТРОННОГО АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА

54–61

УДК 504.53.064

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-54-61

Шифр ВАК 4.1.3

А.Н. Журавлева¹, И.Л. Бухарина¹, В. Свозилик², М.В. Фронтасьева³, Е.А. Загребин¹

¹ФГБОУ ВО Удмуртский государственный университет, 426034, Удмуртская Республика, г. Ижевск, ул. Университетская, д. 1

²Лаборатория информационных технологий имени М.Г. Мещерякова, Объединенный институт ядерных исследований, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6

³Лаборатория нейтронной физики имени И.М. Франка, Объединенный институт ядерных исследований, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6

zhuravleva_anastasija@mail.ru

Представлены результаты оценки степени загрязнения атмосферы на территории Удмуртской Республики методом мхов-биомониторов в сочетании с инструментальным нейтронно-активационным анализом. В образцах мха определены концентрации 37 макро-, микро- и следовых элементов. Рассчитаны факторы накопления отдельных элементов с помощью фоновых значений их концентраций. Фоновая концентрация определена путем нахождения трех минимальных значений и нахождения среднего с использованием методов описательной статистики. На основании аналитических результатов с помощью ГИС-технологий построены карты пространственного распределения тяжелых металлов и других токсичных элементов на исследуемой территории. Использован факторный анализ в качестве метода многомерного статистического анализа для выявления основных источников загрязнений — крупных промышленных объектов, расположенных на территории Удмуртской Республики. Настоящее исследование является продолжением работ для других регионов России с применением многоэлементного инструментального нейтронного активационного анализа и современных ГИС-технологий.

Ключевые слова: биомониторинг, мхи-биомониторы, загрязнение атмосферы, тяжелые металлы, нейтронный активационный анализ

Ссылка для цитирования: Журавлева А.Н., Бухарина И.Л., Свозилик В., Фронтасьева М.В., Загребин Е.А. Мониторинг следовых элементов на территории Удмуртской Республики методом нейтронного активационного анализа // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 54–61. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-54-61

Список литературы

[1] Rühling A. Atmospheric Heavy Metal Deposition in Europe – estimations based on moss analysis. Copenhagen: Nordic Council of Ministers, 1994, 9 p.

[2] Berg T. Steinnes E. Use of mosses (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi) as biomonitors of heavy metal deposition: from relative to absolute deposition values // Environmental Pollution, 1997, v. 98, no. 1, рp. 61–71.

[3] Rühling A., Steinnes E. Atmospheric Heavy Metal Deposition in Europe 1995.1996. Copenhagen: Nordic Council of Ministers, 1998, 15 p.

[4] Markert B., Breure A.M., Zechmeister H.G. Bioindicators and Biomonitors, Principles, Concepts and Applications. Amsterdam, Tokyo, NY: Elsevier, 2003, 997 p.

[5] Markert B., Fraenzle S., Fomin A. Elements and Their Compounds in the Environment. Eds. E. Merian, M. Anke, M. Ihnat, M. Stoeppler. Weinheim; Tokyo; NY: Wiley-VCH, 2004, pp. 235–254.

[6] Wolterbeek B. Biomonitoring of trace element air pollution: principles, possibilities and perspectives // Env. Pollution, 2002, v. 120, pp. 11–21.

[7] Markert B., Wünschmann S., Fraenzle S., Wappelhorst O. On the road from environmental biomonitoring to human health aspects: monitoring atmospheric heavy metal deposition by epiphytic/epigeic plants: present status and future needs // Int. J. Environment and Pollution, 2008, v. 32, no. 4, pp. 486–498.

[8] Вергель К.Н., Горяйнова З.И., Вихрова И.В., Фронтасьева М.В. Метод мхов-биомониторов и ГИС-технологии в оценке воздушных загрязнений промышленными предприятиями Тихвинского района Ленинградской области // Экология урбанизированных территорий, 2014. № 2. С. 92–101.

[9] Смирнов Л.И., Фронтасьева М.В., Стейннес Э. Многомерный статистический анализ концентраций тяжелых металлов и радионуклидов во мхах и почве Южного Урала // Атомная энергия, 2004. Т. 97. Вып. 1. С. 68–74.

[10] Ermakova E.V., Frontasyeva M.V., Pavlov S.S., Povtoreyko E.A., Steinnes E., Cheremisina Ye.N. Air pollution studies in Central Russia (Tver and Yaroslavl Regions) using the moss biomonitoring technique and neutron activation analysis // J. of Atmospheric Chemistry, 2004, v. 49, pp. 549-561.

[11] Ермакова Е.В., Фронтасьева М.В., Стейннес Э. Изучение атмосферных выпадений тяжелых металлов и других элементов на территории Тульской области с помощью метода мхов-биомониторов // Экологическая химия, 2004. Т. 13. Вып. 3. С. 167–180.

[12] Pankratova Yu.S., Frontasyeva M.V., Berdnikov A.A., Pavlov S.S. Air pollution studies in the Republic of Udmurtia, Russian Federation, using moss biomonitoring and INAA. In Proceedings of Summer School «Nuclear Physics Methods and Accelerators in Biology and Medicine-2007» / Eds. C. Granja, C. Leroy, I. Stekl // AIP Conference Proceedings, v. 958. New York: American Institute of Physics, 2007, p. 236–237.

[13] Вергель К.Н., Фронтасьева М.В., Каманина И.З., Павлов С.С. Биомониторинг атмосферных выпадений тяжелых металлов на северо-востоке Московской области с помощью метода мхов-биомониторов // Экология урбанизированных территорий, 2009. № 3. С. 88–95.

[14] Панкратова Ю.С., Зельниченко Н.И., Фронтасьева М.В., Павлов С.С. Атмосферные загрязнения на территории Удмуртской Республики — оценки на основе анализа мхов-биомониторов // Проблемы региональной экологии, 2009. № 1. С. 57–63.

[15] European Atlas: Spartial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990–2005), UNECE ICP Vegetation. Eds. H. Harmens, D. Norris. United Kingdom: Centre for Ecology & Hydrology, University of Wales Bangor, 2008, p. 51.

[16] География Удмуртии: природные условия и ресурсы / под ред. И.И. Рысина. Ижевск: Издательский дом «Удмуртский университет», 2009. Ч. 1. 256 с.

[17] Габдуллин В.М., Семакина А.В. Построение карты количественных характеристик загрязнения атмосферного воздуха (на примере Удмуртской Республики) // Экология промышленного производства, 2011. № 2. С. 21–26.

[18] Об утверждении Лесного плана Удмуртской Республики. URL: https://docs.cntd.ru/document/553160573 (дата обращения 25.05.2021).

[19] Ведерников К.Е., Бухарина И.Л., Загребин Е.А. Динамика и состояние еловых насаждений в Удмуртской Республике // Лесохозяйственная информация, 2020. № 3. С. 5–16.

[20] Vedernikov K.E., Zagrebin E.A., Grigoriev R.A. The state of spruce stands in the Udmurt Republic // J. of Agriculture and Environment, 2020, no. 2 (14), pp. 1–8.

[21] Бухарина И.Л., Пашкова А.С., Удалов Д.Н., Старков М.Н., Светлакова О.А., Белоусова О.А. Состояние еловых насаждений в районе южнотаежных лесов таежной зоны в Удмуртской Республике // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 4. С. 34–43. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-4-34-43

[22] Константинова А.С. Содержание тяжелых металлов в талломах Хanthoriaparietina L. в условиях г. Ижевска // I Никитинские чтения «Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии в природных и антропогенных ландшафтах»: матер. Междунар. науч. конф. Пермь, 19–22 ноября 2019 г. Пермь: ИПЦ Прокростъ, 2020. С. 252–255.

[23] Боброва А.В., Васильев А.А. Тяжелые металлы в почвах и мхах-эпифитах Ленинского района г. Ижевск // АгроЭкоИнфо, 2021. № 4. Статья 12.

[24] Heavy metals in European mosses: 2010 survey monitoring manual // International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops. URL: http: //icpvegetation.ceh.ac.uk/manuals/documents/UNECEHE AVYMETALSMOSSMANUAL2010POPsadaptedfinal_220510_.pdf (дата обращения 10.09.2021).

[25] Фронтасьева М.В., Павлов С.С. REGATA Experimental Setup for Air Pollution Studies // Проблемы современной физики / под ред. A.Н. Сисакяна и В.И. Трубецкова. Дубна: Изд-во ОИЯИ, 1999. С. 152–158.

Сведения об авторах

Журавлева Анастасия Николаевна — канд. биол. наук, доцент кафедры инженерной защиты окружающей среды, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», zhuravleva_anastasija@mail.ru

Бухарина Ирина Леонидовна — д-р биол. наук, профессор, зав. кафедры инженерной защиты окружающей среды, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», buharin@udmlink.ru

Свозилик Владислав — PhD, Лаборатория информационных технологий имени М.Г. Мещерякова, Объединенный институт ядерных исследований, vladislav.svozilik@vsb.cz

Фронтасьева Марина Владимировна — канд. физ.-мат. наук, доцент, советник директора Лаборатории нейтронной физики имени И.М. Франка, Объединенный институт ядерных исследований, marina@nf.jinr.ru

Загребин Егор Александрович — ассистент кафедры инженерной защиты окружающей среды, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», i.am.yeti@yandex.ru

TRACE ELEMENTS MONITORING IN UDMURT REPUBLIC BY NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS

A.N. Zhuravleva¹, I.L. Bukharina¹, V. Svozilik², M.V. Frontasyeva³, E.A. Zagrebin¹

¹Udmurt State University, 1, Universitetskaya st., 426034, Izhevsk, Udmurt Republic, Russia

²Information Technology Laboratory, Joint Institute for Nuclear Research, 6, Joliot-Curie st., 141980, Dubna, Moscow reg., Russia

³I.M. Frank Neutron Physics Laboratory, Joint Institute for Nuclear Research, 6, Joliot-Curie st., 141980, Dubna, Moscow reg., Russia

zhuravleva_anastasija@mail.ru

The results of the assessment of the degree of atmospheric pollution in the territory of the Udmurt republic by the method of moss biomonitors in combination with instrumental neutron activation analysis are presented. Concentrations of 37 macro-, micro- and trace elements were determined in moss samples. The factors of accumulation of individual elements are calculated using background values of their concentrations. The background concentration is determined by finding three minimum values and finding the average using descriptive statistics methods. Based on the analytical results, maps of the spatial distribution of heavy metals and other toxic elements in the study area were constructed using GIS technologies. Factor analysis was used as a method of multidimensional statistical analysis to identify the main sources of pollution — large industrial facilities located on the territory of the Udmurt Republic. This study is a continuation of work for other regions of Russia using multi-element instrumental neutron activation analysis and modern GIS technologies.

Keywords: biomonitoring, moss-biomonitors, atmospheric pollution, heavy metals, neutron activation analysis

Suggested citation: Zhuravleva A.N., Bukharina I.L., Svozilik V., Frontasyeva M.V., Zagrebin E.A. Monitoring sledovykh elementov na territorii Udmurtskoy Respubliki metodom neytronnogo aktivatsionnogo analiza [Trace elements monitoring in Udmurt Republic by neutron activation analysis]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 54–61. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-54-61

References

[1] Rühling A. Atmospheric Heavy Metal Deposition in Europe — estimations based on moss analysis. Copenhagen: Nordic Council of Ministers, 1994, 9 p.

[2] Berg T., Steinnes E. Use of mosses (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi) as biomonitors of heavy metal deposition: from relative to absolute deposition values // Environmental Pollution, 1997, v. 98, no. 1, рp. 61–71.

[3] Rühling A., Steinnes E. Atmospheric Heavy Metal Deposition in Europe 1995.1996. Copenhagen: Nordic Council of Ministers, 1998, 15 p.

[4] Markert B., Breure A.M., Zechmeister H.G. Bioindicators and Biomonitors, Principles, Concepts and Applications. Amsterdam, Tokyo, NY: Elsevier, 2003, 997 p.

[5] Markert B., Fraenzle S., Fomin A. Elements and Their Compounds in the Environment / Eds. E. Merian, M. Anke, M. Ihnat, M. Stoeppler. Weinheim; Tokyo; NY: Wiley-VCH, 2004, pp. 235–254.

[6] Wolterbeek B. Biomonitoring of trace element air pollution: principles, possibilities and perspectives. Env. Pollution, 2002, v. 120, pp. 11–21.

[7] Markert B., Wünschmann S., Fraenzle S., Wappelhorst O. On the road from environmental biomonitoring to human health aspects: monitoring atmospheric heavy metal deposition by epiphytic/epigeic plants: present status and future needs. Int. J. Environment and Pollution, 2008, v. 32, no. 4, pp. 486–498.

[8] Vergel’ K.N., Goryaynova Z.I., Vikhrova I.V., Frontas’eva M.V. Metod mkhov-biomonitorov i GIS-tekhnologii v otsenke vozdushnykh zagryazneniy promyshlennymi predpriyatiyami Tikhvinskogo rayona Leningradskoy oblasti [The method of moss biomonitors and GIS technologies in the assessment of air pollution by industrial enterprises of the Tikhvin district of the Leningrad region]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of Urbanized Territories], 2014, no. 2, pp. 92–101.

[9] Smirnov L.I., Frontas’eva M.V., Steynnes E. Mnogomernyy statisticheskiy analiz kontsentratsiy tyazhelykh metallov i radionklidov vo mkhakh i pochve Yuzhnogo Urala [Multidimensional statistical analysis of heavy metals and radionuclides concentrations in mosses and soil of the Southern Urals]. Atomnaya energiya [Atomic Energy], 2004, v. 97, iss. 1, pp. 68–74.

[10] Ermakova E.V., Frontasyeva M.V., Pavlov S.S., Povtoreyko E.A., Steinnes E., Cheremisina Ye.N. Air pollution studies in Central Russia (Tver and Yaroslavl Regions) using the moss biomonitoring technique and neutron activation analysis. J. of Atmospheric Chemistry, 2004, v. 49, pp. 549–561.

[11] Ermakova E.V., Frontas’eva M.V., Steynnes E. Izuchenie atmosfernykh vypadeniy tyazhelykh metallov i drugikh elementov na territorii Tul’skoy oblasti s pomoshch’yu metoda mkhov-biomonitorov [Study of atmospheric precipitation of heavy metals and other elements on the territory of the Tula region using the moss-biomonitor method]. Ecological Chemistry, 2004, v. 13, iss. 3, pp. 167–180.

[12] Pankratova Yu.S., Frontasyeva M.V., Berdnikov A.A., Pavlov S.S. Air pollution studies in the Republic of Udmurtia, Russian Federation, using moss biomonitoring and INAA. In Proceedings of Summer School «Nuclear Physics Methods and Accelerators in Biology and Medicine-2007» / Eds. C. Granja, C. Leroy, I. Stekl. AIP Conference Proceedings, v. 958. New York: American Institute of Physics, 2007, p. 236–237.

[13] Vergel’ K.N., Frontas’eva M.V., Kamanina I.Z., Pavlov S.S. Biomonitoring atmosfernykh vypadeniy tyazhelykh metallov na severo-vostoke Moskovskoy oblasti s pomoshch’yu metoda mkhov-biomonitorov [Biomonitoring of atmospheric precipitation of heavy metals in the north-east of the Moscow region using the moss-biomonitor method]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of urbanized territories], 2009, no. 3, pp. 88–95.

[14] Pankratova Yu.S., Zel’nichenko N.I., Frontas’eva M.V., Pavlov S.S. Atmosfernye zagryazneniya na territorii Udmurtskoy Respubliki — otsenki na osnove analiza mkhov-biomonitorov [Atmospheric pollution on the territory of the Udmurt Republic — estimates based on the analysis of moss biomonitors]. Problemy regional’noy ekologii [Problems of regional ecology], 2009, no. 1, pp. 57–63.

[15] European Atlas: Spartial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990-2005), UNECE ICP Vegetation / Eds. H. Harmens, D. Norris. United Kingdom: Centre for Ecology & Hydrology; University of Wales Bangor, 2008, p. 51.

[16] Geografiya Udmurtii: prirodnye usloviya i resursy [Geography of Udmurtia: natural conditions and resources]. Ed. I.I. Rysin. Izhevsk: Publ. House Udmurt University, 2009, part 1, 256 p.

[17] Gabdullin V.M., Semakina A.V. Postroenie karty kolichestvennykh kharakteristik zagryazneniya atmosfernogo vozdukha (na primere Udmurtskoy Respubliki) [Construction of a map of quantitative characteristics of atmospheric air pollution (on the example of the Udmurt Republic)]. Ekologiya promyshlennogo proizvodstva [Ecology of Industrial Production], 2011, no. 2, pp. 21–26.

[18] Ob utverzhdenii Lesnogo plana Udmurtskoy Respubliki [The Approval of the Forest Plan of the Udmurt Republic]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/553160573 (accessed 25.05.2021).

[19] Vedernikov K.E., Bukharina I.L., Zagrebin E.A. Dinamika i sostoyanie elovykh nasazhdeniy v Udmurtskoy Respublike [Dynamics and condition of spruce plantations in the Udmurt Republic]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry information], 2020, no. 3, pp. 5–16.

[20] Vedernikov K.E., Zagrebin E.A., Grigoriev R.A. The state of spruce stands in the Udmurt Republic. J. of Agriculture and Environment, 2020, no. 2 (14), pp. 1–8.

[21] Bukharina I.L., Pashkova A.S., Udalov D N., Starkov M.N., Svetlakova O.A., Belousova O.A. Sostoyanie elovykh nasazhdeniy v rayone yuzhnotaezhnykh lesov taezhnoy zony v Udmurtskoy Respublike [State of spruce stands in Southern Taiga forests in Udmurt Republic Taiga Zone]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2021, vol. 25, no. 4, pp. 34–43. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-4-34-43

[22] Konstantinova A.S. Soderzhanie tyazhelykh metallov v tallomakh Khanthoriaparietina L. v usloviyakh g. Izhevska [The content of heavy metals in the thalloms of Xanthoriaparietina L. in the conditions of Izhevsk]. I Nikitinskie chteniya «Aktual’nye problemy pochvovedeniya, agrokhimii i ekologii v prirodnykh i antropogennykh landshaftakh»: mater. Mezhdunar. nauch. konf. [I Nikitinsky readings «Actual problems of soil science, agrochemistry and ecology in natural and anthropogenic landscapes». Mater. International scientific conference]. Perm’, 19–22 November 2019. Perm’: IPTs Prokrost, 2020, pp. 252–255.

[23] Bobrova A.V., Vasil’ev A.A. Tyazhelye metally v pochvakh i mkhakh-epifitakh Leninskogo rayona g. Izhevsk [Heavy metals in soils and moss-epiphytes of the Leninsky district of Izhevsk]. AgroEcoInfo, 2021, no. 4, article 12.

[24] Heavy metals in European mosses: 2010 survey monitoring manual. International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops. Available at: http: //icpvegetation.ceh.ac.uk/manuals/documents/

UNECEHE AVYMETALSMOSSMANUAL2010POPsadaptedfinal_220510_.pdf (accessed 10.09.2021).

[25] Frontasyeva M.V., Pavlov S.S., REGATA Experimental Setup for Air Pollution Studies. Problems of modern physics. Eds. A.N. Sisakian, V.I. Trubetskov. Dubna: JINR, 1999, pp. 152–158.

Authors’ information

Zhuravleva Anastasia Nikolaevna — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor of the Department of Environmental Engineering, Udmurt State University, zhuravleva_anastasija@mail.ru

Bukharina Irina Leonidovna — Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of the Department of Environmental Engineering, Udmurt State University, buharin@udmlink.ru

Svozilik Vladislav — PhD, Meshcheryakov Information Technology Laboratory, Joint Institute for Nuclear Research, vladislav.svozilik@vsb.cz

Frontas’eva Marina Vladimirovna — Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor, Advisor to the Director of the I.M. Frank Neutron Physics Laboratory, Joint Institute for Nuclear Research, marina@nf.jinr.ru

Zagrebin Egor Aleksandrovich — Assistant of the Department of Environmental Engineering, Udmurt State University, i.am.yeti@yandex.ru

8

ИЗМЕНЕНИЯ ВОЗРАСТНОГО И ПОРОДНОГО СОСТАВА ОРЕХОВО-ЗУЕВСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА ПОСЛЕ ПОЖАРОВ И ВСПЫШКИ МАССОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ КОРОЕДА-ТИПОГРАФА 2010–2015 гг.

62–68

УДК 630*231.1

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-62-68

Шифр ВАК 4.1.6

В.П. Захаров¹, С.А. Коротков^{2, 3}, Д. Дубей²

¹ГКУ МО «Мособллес», Московская обл., Одинцовский р-н, с/п Барвихинское, д. Раздоры, 1-й км Рублево-Успенского

шоссе, д. 1, корп. А

²МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

³ФГБУН «Институт лесоведения РАН» (ИЛАН РАН), 143030, Московская обл., Одинцовский р-н, с. Успенское, ул. Советская, д. 21

skorotkov@mgul.ac.ru

Рассмотрены изменения в породно-возрастном составе лесного фонда Орехово-Зуевского лесничества Московской обл., произошедшие после катастрофических пожаров 2010 г. и последующей вспышки численности короеда-типографа. Проведены анализ таксационных описаний ревизионных периодов 2002 и 2020 гг. и сравнение таких таксационных показателей, как площади, занимаемые насаждениями основных лесообразующих пород и насаждениями различных классов возраста. Проанализированы изменения таксационных показателей для Губинского участкового лесничества, сильно пострадавшего от пожаров 2010 года. Определено влияние катастрофических изменений на структуру лесов. Установлено, что в границах лесничества произошло значительное увеличение площадей молодняков, формирующихся на участках погибших насаждений. Отмечено резкое увеличение площадей, занятых березняками первых классов возраста, несмотря на значительные объемы создания лесных культур хвойных пород. Выявлено увеличение доли березовых насаждений старших возрастов, находящихся на грани распада основного полога. Сформулированы основные направления ведения лесного хозяйства на ближайшие годы, в том числе качественное проведение мероприятий по уходу за лесами, формирование устойчивых насаждений из мелколиственных молодняков и обеспечение охраны от пожаров лесных культур, примыкающих к дорогам общего пользования и земельным участкам сельскохозяйственного назначения или населенных пунктов, занятых травянистой растительностью. Особое внимание уделено естественным процессам развития лесных экосистем, в том числе возобновлению хвойных и широколиственных пород и смене насаждений мелколиственных пород елью. Выработаны подходы к управлению лесами с учетом преобладания их средообразующих и рекреационных функций.

Ключевые слова: Орехово-Зуевское лесничество, смена пород, динамика лесов, структура леса, возобновление леса

Ссылка для цитирования: Захаров В.П., Коротков С.А., Дубей Д. Изменения возрастного и породного состава Орехово-Зуевского лесничества после пожаров и вспышки массового размножения короеда-типографа 2010–2015 гг. // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 62–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-62-68

Список литературы

[1] Абатуров А.В., Казанцева Т.Н. Современная динамика и древняя история лесов Подмосковья // Бюл. Моск. об-ва испытателей природы. Отдел биологический, 2003. Т. 108. № 2. С. 25–31.

[2] Коротков С.А., Стоноженко Л.В., Киселева В.В., Глазунов Ю.Б. Влияние экологических и социально-экономических факторов на формирование лесов Подмосковья // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, 2020. Т. 31. № 1–2. С. 90–115.

[3] Лукина Н.В. Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 232 с.

[4] Орлова М.А. Мозаичность лесных биогеоценозов и продуктивность почв // Лесоведение, 2011. № 6. С. 39–48.

[5] Турубанова С.А. Экологический сценарий истории формирования живого покрова Европейской России и сопредельных территорий на основе реконструкции ареалов ключевых видов животных и растений: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2002. 23 с.

[6] Коломыц Э.Г. Итоги и перспективы геосистемного мониторинга в Приокско-Террасном биосферном заповеднике // Изв. РАН. Сер. географическая, 2019. № 3. С. 41–56.

[7] Рысин Л.П. Сукцессионные процессы в лесах центральной части Русской равнины // Успехи современной биологии, 2009. Т. 129. № 6. С. 578–587.

[8] Каплевский А.А., Уланова Н.Г. Мониторинг структуры и динамики подроста и подлеска ельника после гибели древостоя в очаге поражения короедом-типографом // Сохранение лесных экосистем: проблемы и пути их решения, 2017. С. 56–61.

[9] Коротков С.А., Киселева В.В., Стоноженко Л.В. О направлениях лесообразовательного процесса в Северо-Восточном Подмосковье // Лесотехнический журнал, 2015. Т. 5. № 3(19). С. 41–54. DOI 10.12737/14152

[10] Черненькова Т.В. Современная организация лесных сообществ с участием широколиственных пород в зоне широколиственно-хвойных лесов (на примере Московской области) // Растительность России, 2018. № 33. С. 107–130.

[11] Дубенок Н.Н., Кузьмичев В.В., Лебедев А.В. Динамика лесного фонда Лесной опытной дачи РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева за 150 лет // Изв. Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2018. № 4. С. 5–19.

[12] Коротков С.А., Захаров В.П. Особенности естественного возобновления дуба на территории Орехово-Зуевского лесничества Московской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 5. С. 22–29. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-5-22-29

[13] Bragg D.C., Roberts D.W., Crow T.R. A hierarchical approach for simulating northern forest dynamics // Ecological Modelling, 2004, t. 173, no. 1, pp. 31–94.

[14] Gromtsev A. Natural disturbance dynamics in the boreal forests of European Russia: a review // Silva fennica, 2002, t. 36, no. 1, pp. 41–55.

[15] Данченко А.М., Данченко М.А., Мясников А.Г. Современное состояние городских лесов и их использование // Вестник Томского государственного университета. Биология, 2010. № 4 (12). С. 90–104.

[16] Неволин О.А., Грицынин А.Н., Торхов С.В. О распаде и гибели высоковоз растных ельников в Березниковском лесхозе Архангельской области // ИВУЗ Лесной журнал, 2005. № 6. С. 7–22.

[17] Стоноженко Л.В., Коротков С.А., Киселева В.В. Тенденции естественного возобновления в хвойно-широколиственных лесах (на примере Щелковского учебно-опытного лесхоза, национальных парков «Лосиный остров» и «Угра») // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2017. Т. 5. № 1(27). С. 116–119.

[18] Логинов В.Ф. О возможной причине жаркого лета 2010 г. // Природопользование, 2010. № 18. С. 5–8.

[19] Малахова Е.Г. Совершенствование лесоводственных мероприятий и государственного лесопатологического мониторинга в еловых лесах Московской области // автореф. дис. … канд. с.-х. наук. М., 2015.

[20] Гниненко Ю.И., Хегай И.В. Динамика усыхания еловых лесов в Московском регионе // Лесохозяйственная информация, 2018. № 2. С. 65–74.

Сведения об авторах

Захаров Владимир Петрович — вед. инженер ГКУ МО «Мособллес», zakharov@forest.ru

Коротков Сергей Александрович — канд. биол. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), skorotkov@mgul.ac.ru

Дубей Дейв — студент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал)

AGE AND SPECIES COMPOSITION CHANGES IN OREKHOVO-ZUEVSKOE FOREST DIVISION AFTER FIRES AND ENGRAVER BEETLE MASS REPRODUCTION IN 2010–2015

V.P. Zakharov¹, S.A. Korotkov^{2, 3} , D. Dubey²

¹The State Governmental Institution of the Moscow reg. «Mosoblles», 1, build. A, 1st km of Rublevo-Uspenskoe highway,

Razdory village, Barvikhinskoe village, Odintsovo district, Moscow reg., Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

³Institute of Fоrеst Science Russian Academy of Sciences, 21, Sovetskaya st., 140030, Uspenskoe, Moscow reg., Russia

skorotkov@mgul.ac.ru

The changes in the species and age composition of the forest fund of the Orekhovo-Zuevsky forest division of the Moscow region, which occurred after the disastrous fires of 2010 and the subsequent outbreak of the engraver bark beetle, are considered in the article. The analysis of the forest inventory of the revision periods of 2002 and 2020 was carried out and the comparison of the following forest inventory indicators was made: the areas occupied by plantations of the main forest-forming species, the areas occupied by plantations of various age classes. Separately, the changes in forest inventory indicators for the severely affected Gubinsky district forestry were analyzed. The impact of catastrophic changes on the structure of forests is identified as an important task for further study. It has been established that there has been a significant increase of young trees growth in the areas of dead plantations within the boundaries of the forestry. Despite the significant volumes of the creation of coniferous forest plantings, there was a sharp increase in the areas occupied by birch trees of the first age classes. In addition, there was an increase in the proportion of birch plantations of older ages, which are on the verge of disintegration of the main canopy. The main directions of forestry management for the coming years are formulated, including high-quality forest care measures, the formation of sustainable plantations of small- leaved young trees and ensuring protection from fires of forest crops adjacent to public roads and agricultural land plots or settlements occupied by herbaceous vegetation. Special attention should be paid to the natural processes of development of forest ecosystems, including the renewal of coniferous and broad-leaved species and the succession of stands of small-leaved species by spruce. Proposals are made regarding approaches to forest management, taking into account the predominance of their environmental and recreational functions.

Keywords: Orekhovo-Zuevskoe forest division, species change, forest dynamics, forest structure, reforestation

Suggested citation: Zakharov V.P., Korotkov S.A., Dubey D. Izmeneniya vozrastnogo i porodnogo sostava Orekhovo-Zuevskogo lesnichestva posle pozharov i vspyshki massovogo razmnozheniya koroeda-tipografa 2010–2015 gg. [Age and species composition changes in Orekhovo-Zuevskoe forest division after fires and engraver beetle mass reproduction in 2010–2015]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 62–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-62-68

References

[1] Abaturov A.V., Kazantseva T.N. Sovremennaya dinamika i drevnyaya istoriya lesov Podmoskov’ya [Modern dynamics and ancient history of forests near Moscow]. Byull. Moskovskogo obshchestva ispytateley prirody. Otdel biologicheskiy [Bull. Moscow Society of Naturalists. Biological department], 2003, v. 108, no. 2, pp. 25–31.

[2] Korotkov S.A., Stonozhenko L.V., Kiseleva V.V., Glazunov Yu.B. Vliyanie ekologicheskikh i sotsial’no-ekonomicheskikh faktorov na formirovanie lesov Podmoskov’ya [The influence of environmental and socio-economic factors on the formation of forests near Moscow]. Problemy ekologicheskogo monitoringa i modelirovaniya ekosistem [Problems of environmental monitoring and modeling of ecosystems], 2020, v. 31, no. 1–2, pp. 90–115.

[3] Lukina N.V. Akkumulyatsiya ugleroda v lesnykh pochvakh i suktsessionnyy status lesov [Carbon accumulation in forest soils and successional status of forests]. Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy KMK [Association of scientific publications KMK], 2018, 232 p.

[4] Orlova M.A. Mozaichnost’ lesnykh biogeotsenozov i produktivnost’ pochv [Mosaic of forest biogeocenoses and soil productivity]. Lesovedenie, 2011, no. 6, pp. 39–48.

[5] Turubanova S.A. Ekologicheskiy stsenariy istorii formirovaniya zhivogo pokrova Evropeyskoy Rossii i sopredel’nykh territoriy na osnove rekonstruktsii arealov klyuchevykh vidov zhivotnykh i rasteniy [Ecological scenario of the history of the formation of the living cover of European Russia and adjacent territories based on the reconstruction of the ranges of key animal and plant species]. Dis. Cand. Sci. (Biol.). M., 2002, 23 p.

[6] Kolomyts E.G. Itogi i perspektivy geosistemnogo monitoringa v Prioksko-Terrasnom biosfernom zapovednike [Results and prospects of geosystem monitoring in the Prioksko-Terrasny Biosphere Reserve]. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya geograficheskaya [Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Geographic Series], 2019, no. 3, pp. 41–56.

[7] Rysin L.P. Suktsessionnye protsessy v lesakh tsentral’noy chasti Russkoy ravniny [Succession processes in the forests of the central part of the Russian Plain]. Uspekhi sovremennoy biologii [Successes of modern biology], 2009, v. 129, no. 6, pp. 578–587.

[8] Kaplevskiy A.A., Ulanova N.G. Monitoring struktury i dinamiki podrosta i podleska el’nika posle gibeli drevostoya v ochage porazheniya koroedom-tipografom [Monitoring the structure and dynamics of undergrowth and undergrowth of a spruce forest after the death of a forest stand in the focus of damage by a bark beetle]. Sokhranenie lesnykh ekosistem: problemy i puti ikh resheniya [Preservation of forest ecosystems: problems and ways to solve them], 2017, pp. 56–61.

[9] Korotkov S.A., Kiseleva V.V., Stonozhenko L.V. O napravleniyakh lesoobrazovatel’nogo protsessa v Severo-Vostochnom Podmoskov’e [On the directions of the forest formation process in the North-Eastern Moscow Region]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Engineering Journal], 2015, v. 5, no. 3 (19), pp. 41–54. DOI 10.12737/14152

[10] Chernen’kova T.V. Sovremennaya organizatsiya lesnykh soobshchestv s uchastiem shirokolistvennykh porod v zone shirokolistvenno-khvoynykh lesov (na primere Moskovskoy oblasti) [Modern organization of forest communities with the participation of broad-leaved species in the zone of broad-leaved-coniferous forests (on the example of the Moscow region)]. Rastitel’nost’ Rossii [Vegetation of Russia], 2018, no. 33, pp. 107–130.

[11] Dubenok N.N., Kuz’michev V.V., Lebedev A.V. Dinamika lesnogo fonda Lesnoy opytnoy dachi RGAU–MSKhA imeni K.A. Timiryazeva za 150 let [Dynamics of the Forest Fund of the Experimental Forest Dacha of the RGAU–MSHA named after K.A. Timiryazev for 150 years]. Izvestiya Timiryazevskoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Proceedings of the Timiryazev Agricultural Academy], 2018, no. 4, pp. 5–19.

[12] Korotkov S.A., Zakharov V.P. Osobennosti estestvennogo vozobnovleniya duba na territorii Orekhovo-zuevskogo lesnichestva Moskovskoy oblasti [Natural regeneration pecularities of oak in Orekhovo-Zuevo forestry, Moscow Region]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 5. С. 22–29. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-5-22-29

[13] Bragg D.C., Roberts D.W., Crow T.R. A hierarchical approach for simulating northern forest dynamics. Ecological Modeling, 2004, t. 173, no. 1, pp. 31–94.

[14] Gromtsev A. Natural disturbance dynamics in the boreal forests of European Russia: a review. Silva fennica, 2002, t. 36, no. 1, pp. 41–55.

[15] Danchenko A.M., Danchenko M.A., Myasnikov A.G. Sovremennoe sostoyanie gorodskikh lesov i ikh ispol’zovanie [The current state of urban forests and their use]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya [Bulletin of the Tomsk State University. Biology], 2010, no. 4 (12), pp. 90–104.

[16] Nevolin O.A., Gritsynin A.N., Torkhov S.V. O raspade i gibeli vysokovoz rastnykh el’nikov v Bereznikovskom leskhoze Arkhangel’skoy oblasti [On the decay and death of tall spruce forests in the Berezniki forestry of the Arkhangelsk region]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2005, no. 6, pp. 7–22.

[17] Stonozhenko L.V., Korotkov S.A., Kiseleva V.V. Tendentsii estestvennogo vozobnovleniya v khvoyno-shirokolistvennykh lesakh (na primere Shchelkovskogo uchebno-opytnogo leskhoza, natsional’nykh parkov «Losinyy ostrov» i «Ugra») [Trends in natural regeneration in coniferous-broad-leaved forests (on the example of the Shchelkovsky educational and experimental forestry, the Losiny Ostrov and Ugra national parks)]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Actual directions of scientific research of the XXI century: theory and practice], 2017, v. 5, no. 1( 27), pp. 116–119.

[18] Loginov V.F. O vozmozhnoy prichine zharkogo leta 2010 g. [On the possible cause of the hot summer of 2010]. Prirodopol’zovanie [Nature Management], 2010, no. 18, pp. 5–8.

[19] Malakhova E.G. Sovershenstvovanie lesovodstvennykh meropriyatiy i gosudarstvennogo lesopatologicheskogo monitoringa v elovykh lesakh Moskovskoy oblasti [Improving forestry activities and state forest pathological monitoring in the spruce forests of the Moscow region]. Dis. … Cand. Sci. (Agric.). Moscow, 2015.

[20] Gninenko Yu.I., Khegay I.V. Dinamika usykhaniya elovykh lesov v Moskovskom regione [Dynamics of shrinkage of spruce forests in the Moscow region]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry Information], 2018, no. 2, pp. 65–74.

Authors’ information

Zakharov Vladimir Petrovich — Lead engineer of the State Governmental Institution of the Moscow reg. «Mosoblles», zakharov@forest.ru

Korotkov Sergey Aleksandrovich  — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), skorotkov@mgul.ac.ru

Dubey Deyv — Student of the BMSTU (Mytishchi branch)

9

ОСОБЕННОСТИ САМОВОЗОБНОВЛЕНИЯ СОСНЫ НА ГАРИ

69–74

УДК 631.21

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-69-74

Шифр ВАК 4.1.6

О.И. Гаврилова¹, А.В. Грязькин²

¹ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», 185096, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, д. 33

²ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова», 194021, г. Санкт-Петербург, Институтский пер, 5, литер У

ogavril@mail.ru

Изложены результаты комплексного исследования гари, образовавшейся на месте сгоревшего в 2006 г. сосняка скального в южной части Республики Карелия, на восток от Онежского озера. Установлено, что самовозобновление сосны на гари протекает успешно. Здесь сформировался молодняк смешанного состава. Численность подроста сосны составляет 2400 экз./га. Его количество практически в 2 раза превышает численность, установленную Правилами лесовосстановления 2020 года. Молодое поколение сосны характеризуется значительной дифференциацией как по высоте — от 0,3 до 5 м, так и по возрасту — от 3 до 15 лет. Анализ хода роста модельных экземпляров показал, что прирост в высоту в большей степени зависит от высоты подроста сосны, чем от возраста. Максимальные значения текущего пророста составляют 25…30 см/год. В составе подлеска преобладают рябина обыкновенная и ива козья. Общая численность подлесочных пород превышает 1460 экз./га. Живой напочвенный покров представлен 21 видом, из которых 12 видов — представители покрытосеменных растений и 9 видов мхов и лишайников. Доминируют ксерофиты — вереск, кладония, политрихум можжевеловый. Почвы бедные и характеризуется преобладанием олиготорфных видов — брусники, щавелька малого, лишайников. Отмечается успешное естественное лесовозобновление на месте сгоревшего сосняка скального.

Ключевые слова: гарь, сосняк скальный, подрост сосны, средний прирост по высоте

Ссылка для цитирования: Гаврилова О.И., Грязькин А.В. Особенности самовозобновления сосны на гари // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 69–74. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-69-74

Список литературы

[1] Гаврилова О.И., Колганов Е.С., Пак К.А. Оценка успешности самовозобновления сосны на гари // Лесотехнический журнал, 2020. № 4. С. 142–150.

[2] Грязькин А.В. Смирнов А.П., Кузнецов Е.Н., Павлов Ю.В., Показий Е.С. Динамика восстановления лесной растительности и характеристика почв на участках, пройденных лесным пожаром // Роль лесных пожаров в современном мире / Материалы Российско-Финляндской науч.-практ. конф. 15 апреля 2010 г., Консульство Финляндии в Санкт-Петербурге. СПб., 2010. С. 149–151.

[3] Ильичев Ю.Н., Бушков Н.Т., Тараканов В.В. Естественное возобновление на гарях Среднеобских боров. Новосибирск: Наука, 2003. 196 с.

[4] Ильичев Ю.Н. Оценка естественного возобновления хвойных пород на минерализованных и естественных участках вырубок на гарях // Интерэкспо ГЕО-Сибирь, 2017. Т. 3. № 2. С. 235–239.

[5] Санников С.Н. Лесные пожары как фактор преобразования структуры, возобновления и эволюции биогеоценозов // Экология, 1983. № 6. С. 24–33.

[6] Cанникова Н.С., Санников С.Н., Кочубей А.А., Петрова И.В. Естественное возобновление сосны на гарях в лесостепи Западной Сибири // Сибирский лесной журнал, 2019. № 5. С. 22–29.

[7] Bond W.J., Keeley J.E. Fire as a global herbivore: the ecology and evolution of flammable ecosystems // Trends in Ecology and Evolution, 2005, no. 20(7), pp. 387–394.

[8] Borowski Z., Gil W., Rykowski K., Gawryś R., Pawlak B., Kwiatkowski M., Hilszczanska D., Plewa R., Szczygieł R., Olszowska G. 2020. Monitoring the processes of adaptation of the forest ecosystem to environmental changes as a result of fire against the background of artificial and natural regeneration of the forest in the Myszyniec Forest District // Technical Report no. 500–432 to General Directorate of State Forests, pp. 1–204.

[9] Cairney J.W.G., Bastias B.A. Influences of fire on forest soil fungal communities // Canadian J. of Forest Research, 2007, 37(2), pp. 207–215.

[10] De Bano L.F. The role of fire and soil heating on water repellency in wildland environments: a review // J. of Hydrology, 2000, v. 231–232, pp. 195–206.

[11] Dove N.C., Hart S.C. Fire reduces fungal species richness and in situ mycorrhizal colonization: a meta-analysis // Fire Ecology, 2017, no. 13, pp. 37–65.

[12] Olchowik J., Hilszczańska D., Studnicki M., Malewski T., Kariman K., Borowski Z. Post-fire dynamics of ectomycorrhizal fungal communities in a Scots pine (Pinus sylvestris L.) forest of Poland // Microbiology, 2021, PeerJ 9(e12076), pp. 1–17. DOI:10.7717/peerj.12076

[13] Dove N.C., Hart S.C. Fire reduces fungal species richness and in situ mycorrhizal colonization: a meta-analysis // Fire Ecology, 2017, no. 13, pp. 37–65.

[14] Hilszczańska D., Gil W., Olszowska G. Structure of post-fire ectomycorrhizal communities of Scots pine stand in a dry coniferous forest habitat // Sylwan, 2019, v. 163(1), pp. 71–79.

[15] PerezIzquierdo L., Clemmensen K.E., Strengbom J., Granath G., Wardle D.A., Nilsson M.C., Lindahl B.D. Crown-fire severity is more important than ground-fire severity in determining soil fungal community development in the boreal forest // J. of Ecology, 2021, v. 109, pp. 504–518.

[16] Грязькин А.В., Беляева Н.В., Кази И.А., Ефимов А.В., Сырников И.А. Особенности роста подроста сосны под пологом древостоев на сухих бедных почвах // Research Science (Banská Bystrica), 2019, no. 8, pp. 3–6.

[17] Мелехов И.С. Влияние пожаров на лес. М.; Л.: Изд-во и фототиполитогр. Гос. лесотехн. изд-ва, 1948. 126 с.

[18] Нгуен Ван Зинь, Шахов А.Г., Ву Ван Хунг. Особенности самовозобновления сосны обыкновенной // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы II Междунар. науч.-техн. конф., СПб., 24–26 мая 2017 г. / под ред. В.М. Гедьо. СПб.: Изд-во СПбГЛТУ, 2017. Т. 1. С. 40–42.

[19] Смирнов А.П., Грязькин А.В. Особенности почвенных условий и естественного возобновления на вырубках, пройденных огнем // Экология таежных лесов. Сыктывкар, 1998. С. 211.

[20] McCarthy N., Bentsen N.S., Willoughby I., Balandier P. The state of forest vegetation management in Europe in the 21st century // European J. of Forest Research, 2011, v. 130, pp. 7–16.

[21] Toberman H., Chen C., Lewis T., Elser J.J. High-frequency fire alters C: N: P stoichiometry in forest litter // Global Change Biology, 2013, v. 20 (7), p. 2321-31. https://doi.org/10.1111/gcb.12432

[22] Правила лесовосстановления, состав проекта лесовосстановления, порядок разработки проекта лесовосстановления и внесения в него изменений. URL: https://docs.cntd.ru/document/573123762 (дата обращения 15.11.2021).

[23] Краснов М.Л. Естественное возобновление сосны в связи с рубками и пожарами // Бузулукский бор. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1950. Т. 2. С. 3–97.

[24] Хлюстов В.К., Гаврилова О.И., Морозова И.В. Лесные культуры Карелии (Этапы раннего возраста). М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007. 233 c.

[25] Lindgren D., Prescher F. Optimal clone number for seed orchards with tested clones // Silvae Genetica, 2005, v. 54, iss. 2, рр. 80–92. DOI: 10.1515/sg-2005-0013

[26] Nc’cman G., Izhaki I. Stability of pre- and post-fire spatiiil structure of pine trees in Aleppo pine foresi // Ecography, 1998, v. 21, pp. 535–542.

Сведения об авторах

Гаврилова Ольга Ивановна  — д-р с.-х. наук, профессор ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», ogavril@mail.ru

Грязькин Анатолий Васильевич — д-р биол. наук, профессор ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова», lesovod@bk.ru

PINE SELF-REGENERATION IN BURNT FOREST AREA

O.I. Gavrilova¹, A.V. Gryazkin²

¹Petrozavodsk State University, 33, Lenin av., 185096, Petrozavodsk, Republic of Karelia, Russia

²St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov, 5, Institutsky Lane, letter U, 194021, St. Petersburg, Russia

ogavril@mail.ru

The results of a comprehensive study of the burnt area formed in 2006 on the site of a rocky pine forest in the southern part of the Republic of Karelia, east of Lake Onega, are presented. It has been established that the self-renewal of pine in the burnt area proceeds successfully. Here, young animals of mixed composition were formed. The number of pine undergrowth is 2400 ind./ha. Its number is almost 2 times higher than the number established by the 2020 Reforestation Rules. The young generation of pine is characterized by significant differentiation both in height — from 0,3 to 5 m, and in age — from 3 to 15 years. Analysis of the course of growth of model specimens showed that the increase in height depends to a greater extent on the height of the pine undergrowth than on age. The maximum values of the current growth are 25…30 cm/year. The composition of the undergrowth is dominated by mountain ash and goat willow. The total number of undergrowth species exceeds 1460 ind./ha. Living ground cover is represented by 21 species, of which 12 species are representatives of angiosperms and 9 species of mosses and lichens. Xerophytes dominate — heather, cladonia, juniper polytrichum. The soils are poor and are characterized by the predominance of oligopeat species — lingonberries, small sorrel, lichens. Successful natural reforestation is noted on the site of a burnt rocky pine forest.

Keywords: post-fire area, rock pine, the young generation of pine, average height gain

Suggested citation: Gavrilova O.I., Gryazkin A.V. Osobennosti samovozobnovleniya sosny na gari [Pine self-regeneration in burnt forest area]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 69–74. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-69-74

References

[1] Gavrilova O.I., Kolganov E.S., Pak K.A. Otsenka uspeshnosti samovozobnovleniya sosny na gari [Evaluation of the success of self-renewal of pine on burnt-out]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry journal], 2020, no. 4, pp. 142–150.

[2] Gryaz’kin A.V. Smirnov A.P., Kuznetsov E.N., Pavlov Yu.V., Pokaziy E.S. Dinamika vosstanovleniya lesnoy rastitel’nosti i kharakteristika pochv na uchastkakh proydennykh lesnym pozharom [Dynamics of forest vegetation restoration and characteristics of soils in areas affected by forest fires]. Rol’ lesnykh pozharov v sovremennom mire. Materialy Rossiysko-Finlyandskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [The role of forest fires in the modern world. Materials of the Russian-Finnish scientific-practical conference], St. Petersburg, April 15, 2010, Consulate of Finland in St. Petersburg. St. Petersburg, 2010, pp. 149–151.

[3] Il’ichev Yu.N., Bushkov N.T., Tarakanov V.V. Estestvennoe vozobnovlenie na garyakh Sredneobskikh borov [Natural renewal on burnt-out areas of the Sredneobskie pine forests]. Novosibirsk: Nauka. Sibirskoe otdelenie [Science. Sib. branch], 2003, 196 p.

[4] Il’ichev Yu.N. Otsenka estestvennogo vozobnovleniya khvoynykh porod na mineralizovannykh i estestvennykh uchastkakh vyrubok na garyakh [Assessment of natural regeneration of conifers in mineralized and natural areas of clearings on burned-out areas]. Interekspo GEO-Sibir’ [Interexpo GEO-Siberia], 2017, t. 3, pp. 235–239.

[5] Sannikov S.N. Lesnye pozhary kak faktor preobrazovaniya struktury, vozobnovleniya i evolyutsii biogeotsenozov [Forest fires as a factor of structure transformation, renewal and evolution of biogeocenoses]. Ekologiya [Ecology], 1983, no. 6, pp. 24–33.

[6] Cannikova N.S., Sannikov S.N., Kochubey A.A., Petrova I.V. Estestvennoe vozobnovlenie sosny na garyakh v lesostepi Zapadnoy Sibiri [Natural restoration of pine on gars in the forest steppe of Western Siberia]. Sibirskiy lesnoy zhurnal [Siberian forest journal], 2019, no. 5, pp. 22–29.

[7] Bond W.J., Keeley J.E. Fire as a global herbivore: the ecology and evolution of flammable ecosystems. Trends in Ecology and Evolution, 2005, no. 20(7), pp. 387–394.

[8] Borowski Z., Gil W., Rykowski K., Gawryś R., Pawlak B., Kwiatkowski M., Hilszczanska D., Plewa R., Szczygieł R., Olszowska G. 2020. Monitoring the processes of adaptation of the forest ecosystem to environmental changes as a result of fire against the background of artificial and natural regeneration of the forest in the Myszyniec Forest District. Technical Report no. 500–432 to General Directorate of State Forests, pp. 1–204.

[9] Cairney J.W.G., Bastias B.A. Influences of fire on forest soil fungal communities. Canadian J. of Forest Research, 2007, 37(2), pp. 207–215.

[10] De Bano L.F. The role of fire and soil heating on water repellency in wildland environments: a review. J. of Hydrology, 2000, v. 231–232, pp. 195–206.

[11] Dove N.C., Hart S.C. Fire reduces fungal species richness and in situ mycorrhizal colonization: a meta-analysis // Fire Ecology, 2017, no. 13, pp. 37–65.

[12] Olchowik J., Hilszczańska D., Studnicki M., Malewski T., Kariman K., Borowski Z. Post-fire dynamics of ectomycorrhizal fungal communities in a Scots pine (Pinus sylvestris L.) forest of Poland. Microbiology, 2021, PeerJ 9(e12076), pp. 1–17. DOI:10.7717/peerj.12076

[13] Dove N.C., Hart S.C. Fire reduces fungal species richness and in situ mycorrhizal colonization: a meta-analysis. Fire Ecology, 2017, no. 13, pp. 37–65.

[14] Hilszczańska D., Gil W., Olszowska G. Structure of post −fire ectomycorrhizal communities of Scots pine stand in a dry coniferous forest habitat. Sylwan, 2019, v. 163(1), pp. 71–79.

[15] PerezIzquierdo L., Clemmensen K.E., Strengbom J., Granath G., Wardle D.A., Nilsson M.C., Lindahl B.D. Crown-fire severity is more important than ground-fire severity in determining soil fungal community development in the boreal forest. J. of Ecology, 2021, v. 109, pp. 504–518.

[16] Gryaz’kin A.V., Belyaeva N.V., Kazi I.A., Efimov A.V., Syrnikov I.A. Osobennosti rosta podrosta sosny pod pologom drevostoev na sukhikh bednykh pochvakh [Features of the growth of pine undergrowth under the canopy of forest stands on dry poor soils]. Research Science (Banská Bystrica, Slovakia), 2019, no. 8, pp. 3–6.

[17] Melekhov I.S. Vliyanie pozharov na les [The impact of fires on the forest]. Moscow-Leningrad: Izd-vo i fototipolitogr. Gos. lesotekhn. izd-va, 1948, 126 p.

[18] Nguen Van Zin’, Shakhov A.G., Vu Van Khung Osobennosti samovozobnovleniya sosny obyknovennoy [Features of self-renewal of Scots pine. Forests of Russia: politics, industry, science, education]. Lesa Rossii: politika, promyshlennost’, nauka, obrazovanie: materialy II Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Materials of the second International scientific and technical conference]. Ed. V.M. Ged’o. St. Petersburg, May 24–26 2017. St. Petersburg: SPbGLTU, 2017, t. 1, pp. 40–42.

[19] Smirnov A.P., Gryaz’kin A.V. Osobennosti pochvennykh usloviy i estestvennogo vozobnovleniya na vyrubkakh, proydennykh ognem [Peculiarities of soil conditions and natural regeneration in clear-cut areas traversed by fire]. Ekologiya taezhnykh lesov [Ecology of taiga forests]. Syktyvkar, 1998, p. 211.

[20] McCarthy N., Bentsen N.S., Willoughby I., Balandier P. The state of forest vegetation management in Europe in the 21st century. European J. of Forest Research, 2011, v. 130, pp. 7–16.

[21] Toberman H., Chen C., Lewis T., Elser J.J. High-frequency fire alters C: N: P stoichiometry in forest litter. Global Change Biology, 2013, v. 20 (7), p. 2321-31. https://doi.org/10.1111/gcb.12432

[22] Pravila lesovosstanovleniya, sostav proekta lesovosstanovleniya, poryadok razrabotki proekta lesovosstanovleniya i vneseniya v nego izmeneniy [The rules of reforestation, the composition of the reforestation project, the procedure for developing a reforestation project and making changes to it]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/573123762 (accessed 15.11.2021).

[23] Krasnov M.L. Estestvennoe vozobnovlenie sosny v svyazi s rubkami i pozharami [Natural renewal of pine in connection with fellings and fires]. Buzuluk bor. Moscow-Leningrad: Goslesbumizdat, 1950, t. 2, pp. 3–97.

[24] Khlyustov V.K., Gavrilova O.I., Morozova I.V. Lesnye kul’tury Karelii (Etapy rannego vozrasta) [Forest cultures of Karelia (Early age stages). Moscow: RGAU-Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazeva, 2007, 233 p.

[25] Lindgren D., Prescher F. Optimal clone number for seed orchards with tested clones. Silvae Genetica, 2005, v. 54, iss. 2, рр. 80–92. DOI: 10.1515/sg-2005-0013

[26] Nc’cman G., Izhaki I. Stability of pre- and post-fire spatiiil structure of pine trees in Aleppo pine foresi. Ecography, 1998, v. 21, pp. 535–542.

Authors’ information

Gavrilova Ol’ga Ivanovna — Dr. Sci. (Agriculture), Professor of the Petrozavodsk State University, ogavril@mail.ru

Gryaz’kin Anatoliy Vasil’evich — Dr. Sci. (Biology), Professor of the St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov, lesovod@bk.ru

10

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СИЛАМИ И СРЕДСТВАМИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

75–84

УДК 614.842

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-75-84

Шифр ВАК 4.1.6

Н.А. Коршунов¹, В.А. Савченкова^{1, 2}, А.В. Перминов¹, М.Е. Конюшенков¹

¹ФБОУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства» (ФБУ ВНИИЛМ), 141202, Московская обл., г. Пушкино, ул. Институтская, д. 15

²МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

v9651658826@yandex.ru

Рассматривается проблема территориального рассредоточения пожарных вдоль периметра лесного пожара в ходе его тушения. Приведено обоснование необходимости решения вопроса координации действий пожарных в условиях постоянно изменяющейся внешней среды с учетом задач, стоящих перед руководителем тушением лесного пожара. Обоснована актуальность создания автоматизированной системы управления силами и средствами тушения лесного пожара, а также методики управления силами и средствами пожаротушения при ликвидации крупных лесных пожаров. Определены основные задачи, лежащие в основе методики управления силами пожаротушения и техническими решениями: формирование ситуационной осведомленности для участников тушения пожара и обеспечение эффективной коммуникации за счет внедрения ее новых форм между участниками тушения. Представлена реализация указанной методики в виде автоматизированной системы управления, которая войдет в состав подсистемы информационной системы дистанционного мониторинга ИСДМ-Рослесхоз. Проведен теоретический анализ основных управленческих задач, возникающих перед руководителем тушения лесного пожара. С учетом интеллектуальных и технических наработок, приведено обоснование целесообразности интегрирования подсистемы в существующую информационную систему дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства. Определена значимость работы, которая заключается в разработке алгоритмов автоматизированного формирования рекомендаций для принятия управленческих решений при организации тушения крупных лесных пожаров, внедрения электронных форм коммуникации при тушении лесного пожара. Определены информационные связи между участниками производственных процессов. Приведен пример составления схемы тушения лесного пожара. Представлен порядок действий руководителя тушением лесного пожара и руководителей, подчиненных ему подразделений, а также типовой алгоритм их работы. Указаны блоки автоматизированной системы управления для каждого этапа ее создания. Приведены планируемые результаты исследования.

Ключевые слова: лесной пожар, автоматизированная система, методика, тушение

Ссылка для цитирования: Коршунов Н.А., Савченкова В.А., Перминов А.В., Конюшенков М.Е. Научное обоснование методики автоматизированного управления силами и средствами пожаротушения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 75–84. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-75-84

Список литературы

[1] Валендик Э.Н., Матвеев П.М., Софронов М.А. Крупные лесные пожары. М.: Наука, 1979. 198 с.

[2] Валендик Э.Н. Районирование территории Сибири и Дальнего Востока по условиям возникновения крупных лесных пожаров // Методы и средства борьбы с лесными пожарами. М: ВНИИЛМ, 1986. С. 102–118.

[3] Валендик Э.Н. Особенности распространения крупных лесных пожаров // Лесные пожары и борьба с ними. М: ВНИИЛМ, 1987. С. 28–42.

[4] Главацкий Г.Д., Груманс В.М. Особенности тактики тушения лесных пожаров в многолесных районах Сибири // Вестник МГУЛ – Лесной Вестник, 2001. № 5. С. 23–37.

[5] Груманс В.М. Особенности организации и тактики тушения крупных лесных пожаров (КЛП): На примере Красноярского Приангарья: дис. ... д-ра с.-х. наук. Москва: 06.03.03. 1999. 222 с.

[6] Денисов А.Н. Методы, модели и алгоритмы поддержки управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров: дис. д-ра с.-х. наук: 06.03.03. Москва. 2018. 406 с.

[7] Доррер Г.А., Курбатский Н.П. Математические модели лесных пожаров: основные понятия, классификация, требования // Прогнозирование лесных пожаров. Красноярск: Изд-во Ин-та леса и древесины им. Сукачева СО АН СССР, 1978. С. 5–26.

[8] Доррер Г.А., Ушанов С.В. Расчет оптимальных путей локализации лесных пожаров // Горение и пожары в лесу. Красноярск: Изд-во ИЛиД Со АН СССР, 1984. С. 72–74.

[9] Коровин Г.М. Особенности расчета параметров лесных низовых пожаров // Сб. Науч.-иссл. работ по лесному хозяйству. М.: Гослес-бумиздат, 1969. Вып. 12. С. 244–262.

[10] Коляда А.В. Оптимизация процесса тушения лесного пожара с использованием имитационного моделирования // Ученые записки Российского государственного социального университета, 2010. № 8 (84). С. 89–94.

[11] Конев Э.В. К расчету сил и средств на остановку лесного пожара // ИВУЗ Лесной журнал, 1987. № 5. С. 24–29

[12] Овсянников И.В. Расчет состава группы по тушению лесных пожаров // Лесное хозяйство, 1971. № 11. С. 61–63.

[13] Овчинников Ф.М. Оперативная лесопирологическая схема для руководителя тушения пожара // Лесное хозяйство, 1992. № 12. С. 43–44.

[14] Овчинников Ф.М. Разведка и составление плана тушения крупного лесного пожара // Лесное хозяйство. 1993. № 4. С. 44–45.

[15] Овчинников Ф.М. Тактические расчеты при тушении лесного пожара. Техника безопасности // Лесное хозяйство. 1994. № 2. С. 38–41.

[16] Повзик Я.С. Пожарная тактика. М.: ЗАО «Спецтехника», 2004. 416 с.

[17] Таранцев А.А. Модель применения беспилотных летательных аппаратов в целях тушения крупных лесных пожаров в зоне применения наземных сил и средств // Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России. 2016. № 2. С. 21–27.

[18] Телицын Г.П. Определение параметров крупных лесных пожаров при организации их тушения // Лесное хозяйство, 1980, № 7. С. 58–60.

[19] Телицын Г.П. Организация тушения крупных лесных пожаров в условиях задымленности // Методы и средства борьбы с лесными пожарами. М.: ВНИИЛМ, 1985. С. 24–31.

[20] Телицын Г.П. Рекомендации по борьбе с крупными лесными пожарами на Дальнем Востоке. Хабаровск: Изд-во ДальНИИЛХ, 1987. 48 с.

[21] Яркин В.В. Организация управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров (на примере Ленинградской области) дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы, 2015. 216 с.

[22] Беккиев А.Ю. ЕСУ ТЗ: время делать следующий шаг. URL: https://topwar.ru/ 11789-esu-tz-vremya-delat-sleduyuschiy-shag.html (дата обращения 10.11.2021 г.).

[23] Военное обозрение. Автоматизированная система управления войсками «Андромеда-Д». URL: https://topwar.ru/32527-avtomatizirovannaya-sistema-upravleniya-voyskami-andromeda-d.html (дата обращения 10.11.2021 г.).

[24] Noonan-Wright E.K. et al. Developing the US Wildland Fire Decision Support System // Hindawi Publishing Corporation J. of Combustion, 2011, article ID 168473, pp. 1–14. DOI:10.1155/2011/168473

[25] Приказ Минприроды России от 08.07.2014 № 313 (ред. от 16.02.2017) «Об утверждении Правил тушения лесных пожаров». URL: https://docs.cntd.ru/document/420208466 (дата обращения 10.11.2021 г.).

Сведения об авторах

Коршунов Николай Александрович — канд. с.-х. наук, зав. отделом лесной пирологии и охраны лесов от пожаров, Центр развития приоритетных беспилотных технологий в лесной отрасли ФБУ ВНИИЛМ, letnab21@yandex.ru

Савченкова Вера Александровна — д-р с.-х. наук, доцент, гл. науч. сотр. отдела лесной пирологии и охраны лесов от пожаров, ФБУ ВНИИЛМ, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), v9651658826@yandex.ru

Перминов Анатолий Викторович — ст. науч. сотр. отдела лесной пирологии и охраны лесов от пожаров, Центр развития приоритетных беспилотных технологий в лесной отрасли ФБУ ВНИИЛМ, avperminov@mail.ru

Конюшенков Михаил Евгеньевич — зам. зав. отделом лесной пирологии и охраны лесов от пожаров, Центр развития приоритетных беспилотных технологий в лесной отрасли ФБУ ВНИИЛМ, 4x4drive@mail.ru

AUTOMATED CONTROL METHODOLOGY OF FIRE EXTINGUISHING MEANS SCIENTIFIC SUBSTANTIATION

N.A. Korshunov¹, V.A. Savchenkova^{1, 2}, A.V. Perminov¹, M.E. Konyushenkov¹

¹All-Russian Scientific Research Institute for Forestry and Forestry Mechanization, 15, Institutskaya st., 141202, Pushkino,

Moscow reg., Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

v9651658826@yandex.ru

The issue of firefighters territorial dispersal along the perimeter of a forest fire during its extinguishing is considered. Justification of firefighters’ coordination actions in a constantly changing external environment, taking into account the tasks facing the head of extinguishing a forest fire, was provided. The urgency of creating an automated control system for the forces and means of extinguishing a forest fire, as well as methods of controlling the forces and means of fire extinguishing in the elimination of large forest fires were substantiated. The main tasks underlying the methods of fire extinguishing forces management and technical solutions were given, such as the formation of situational awareness for participants in fire extinguishing and ensuring effective communication through the introduction of its new forms between participants in extinguishing. The implementation of this technique in the form of an automated control system was presented. This will be part of the subsystem of the ISDM-Rosleskhoz remote monitoring information system. The theoretical analysis of the main management tasks arising from the head of extinguishing a forest fire is carried out. Taking into account intellectual and technical developments, the rationale for the feasibility of integrating the subsystem into the existing remote monitoring information system of the Federal Forestry Agency is given. The significance of the work is identified, which consists in the development of algorithms for the automated formation of recommendations for making managerial decisions when organizing the extinguishing large forest fires, the introduction of electronic forms of communication when extinguishing a forest fire. Information links between participants of production processes are defined. An example of drawing up a scheme for extinguishing a forest fire is given. The procedure of actions of the head of extinguishing a forest fire and the heads of subordinate units, as well as a typical algorithm of their work, is presented. The blocks of the automated control system for each stage of its creation are indicated. The planned results of the study are presented.

Keywords: forest fire, automated system, methodology, extinguishing

Suggested citation: Korshunov N.A., Savchenkova V.A., Perminov A.V., Konyushenkov M.E. Nauchnoe obosnovanie metodiki avtomatizirovannogo upravleniya silami i sredstvami pozharotusheniya [Automated control methodology of fire extinguishing means scientific substantiation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 75–84. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-75-84

References

[1] Valendik E.N., Matveyev P.M., Sofronov M.A. Krupnye lesnye pozhary [Large forest fires]. Moscow: Nauka, 1979, 198 p.

[2] Valendik E.N. Rayonirovaniye territorii Sibiri i Dalnego Vostoka po usloviyam vozniknoveniya krupnykh lesnykh pozharov [Zoning of the territory of Siberia and the Far East according to the conditions of occurrence of large forest fires]. Metody i sredstva borby s lesnymi pozharami [Methods and means of combating forest fires], 1986, pp. 102–118.

[3] Valendik E.N. Osobennosti rasprostraneniya krupnykh lesnykh pozharov [Features of the spread of large forest fires]. Lesnye pozhary i borba s nimi [Forest fires and their fight], 1987, pp. 28–42.

[4] Glavatsky G.D., Grumans V.M. Osobennosti taktiki tusheniya lesnykh pozharov v mnogolesnykh rayonakh Sibiri [Features of forest fire fighting tactics in multi-forest areas of Siberia]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2001, no. 5, pp. 23–37.

[5] Grumans V.M. Osobennosti organizatsii i taktiki tusheniya krupnykh lesnykh pozharov (KLP): na primere Krasnoyarskogo Priangarya [Features of the organization and tactics of extinguishing large forest fires (CLIP): on the example of the Krasnoyarsk Angara region]. Diss. Dr. Sci. (Agric.). Moscow, 1999, 222 p.

[6] Denisov A.N. Metody, modeli i algoritmy podderzhki upravleniya pozharno-spasatel’nymi podrazdeleniyami pri tushenii pozharov [Methods, models and algorithms for supporting management of fire and rescue units in extinguishing fires]. Diss. Dr. Sci. (Agric.). Moscow, 2018, 406 p.

[7] Dorrer G.A., Kurbatsky N.P. Matematicheskiye modeli lesnykh pozharov: osnovnye ponyatiya, klassifikatsiya, trebovaniya [Mathematical models of forest fires: basic concepts, classification, requirements]. Prognozirovaniye lesnykh pozharov [Forecasting of forest fires], 1978, pp. 5–26.

[8] Dorrer G.A., Ushanov S.V. Raschet optimalnykh putey lokalizatsii lesnykh pozharov [The calculation of the optimum ways of localization of forest fires]. Gorenie i pozhary v lesu. [Burning and fires in the forest]. Krasnoyarsk, 1984, pp. 72–74.

[9] Korovin G.M. Osobennosti rascheta parametrov lesnykh nizovykh pozharov [Peculiarities of calculation of parameters of the forest ground fires]. Sb. Nauchno-issledovat. rabot po lesnomu khozyaystvu [Sat. Scientific research forestry work]. Moscow, 1969, no. 12, pp. 244–262.

[10] Kolyada A.V. Optimizatsiya protsessa tusheniya lesnogo pozhara s ispolzovaniyem imitatsionnogo modelirovaniya [Optimization of the forest fire extinguishing process using simulation modeling]. Uchenye zapiski Rossyskogo gosudarstvennogo sotsialnogo universiteta [Scientific notes of the Russian State Social University], 2010, no. 8 (84), pp. 89–94.

[11] Konev E.V. K raschetu sil i sredstv na ostanovku lesnogo pozhara [To calculate the forces and means to stop a forest fire]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 1987, no. 5, pp. 24–29.

[12] Ovsyannikov I.V. Raschet sostava gruppy po tusheniyu lesnykh pozharov [Calculation of the composition of the forest fire extinguishing group]. Lesnoye khozyaystvo [Forestry], 1971, no. 11, pp. 61–63.

[13] Ovchinnikov F.M. Operativnaya lesopirologicheskaya schema dlya rukovoditelya tusheniya pozhara [Operational forest fire prevention scheme for the fire extinguishing Manager]. Lesnoye khozyaystvo [Forestry], 1992, no. 12, pp. 43–44.

[14] Ovchinnikov F.M. Razvedka i sostav leniye plana tusheniya krupnogo lesnogo pozhara [Exploration and preparation of a plan to extinguish a large forest fire]. Lesnoye khozyaystvo [Forestry], 1993, no. 4, pp. 44–45.

[15] Ovchinnikov F.M. Takticheskiye raschety pri tushenii lesnogo pozhara. Tekhnika bezopasnosti [Tactical calculations when extinguishing a forest fire. Safety]. Lesnoye khozyaystvo [Forestry], 1994, no. 2, pp. 38–41.

[16] Povzik Ya.S. Pozharnaya taktika [Firetactics]. Moscow: ZAO «Spetstekhnika», 2004, 416 p.

[17] Tarantsev A.A. Model primeneniya bespilotnykh letatelnykh apparatov v tselyakh tusheniya krupnykh lesnykh pozharov v zone primeneniya nazemnykh sil i sredstv [Model of the use of unmanned aerial vehicles to extinguish large forest fires in the zone of use of ground forces and means]. Nauchno-analitichesky zhurnal vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta gosudarstvennoy protivopozharnoy sluzhby MChS Rossii [Scientific and analytical journal Bulletin of the St. Petersburg University of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia], 2016, no 2, pp. 21–27.

[18] Telitsyn G.P. Opredeleniye parametrov krupnykh lesnykh pozharov pri organizatsii ikh tusheniya [Determining the parameters of large forest fires in the organization of their extinguishing]. Lesnoye khozyaystvo [Forestry], 1980, no 7, pp. 58–60.

[19] Telitsyn G.P. Organizatsiya tusheniya krupnykh lesnykh pozharov v usloviyakh zadymlyonnosti [Organization of extinguishing large forest fires in smoke-filled conditions]. Metody i sredstva borby s lesnymi pozharami. Moscow: VNIILM, 1985, pp. 24–31.

[20] Telitsyn G.P. Rekomendatsii po borbe s krupnymi lesnymi pozharami na Dalnem Vostoke [Recommendations for fighting large forest fires in the far East]. Khabarovsk: DalNIILKh, 1987, 48 p.

[21] Yarkin V.V. Organizatsiya upravleniya sovmestnymi deystviyami podrazdeleny razlichnoy vedomstvennoy prinadlezhnosti pri tushenii krupnykh lesnykh i torfyanykh pozharov (na primere Leningradskoy oblasti) [Organization of management of joint actions of divisions of various departmental affiliation in extinguishing large forest and peat fires (on the example of the Leningrad region]. Diss. Dr. Sci. (Tech.). Petersburg: St. Petersburg State Fire Service Institute, 2015, 216 p.

[22] BekkiyevA.Yu. YeSU TZ: vremya delat sleduyushchy shag [Time to take the next step]. Available at: https://topwar.ru/11789-esu-tz-vremya-delat-sleduyuschiy-shag.html (accessed 10.11.2021).

[23] Voyennoye obozreniye. Avtomatizirovannaya sistema upravleniya voyskami «Andromeda-D» [Andromeda-D automated command and control system»]. Available at: https://topwar.ru/32527-avtomatizirovannaya-sistema-upravleniya-voyskami-andromeda-d.html (accessed 10.11.2021).

[24] Noonan-Wright E.K. Developing the US Wildland Fire Decision Support System. Hindawi Publishing Corporation J. of Combustion, 2011, article ID 168473, pp. 1–14. DOI:10.1155/2011/168473

[25] Prikaz Minprirody Rossii ot 08.07.2014 № 313 (red. ot 16.02.2017) «Ob utverzhdenii Pravil tusheniya lesnykh pozharov» [Order of the Ministry of Natural Resources of Russia «On the approval of the Rules for extinguishing forest fires»]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/420208466 (accessed 10.11.2021).

Authors’ information

Korshunov Nikolay Aleksandrovich — Cand. Sci. (Agriculture), Head of the Department of Forest pyrology and forest fire protection, Center for Development of Priority Unmanned Technologies in Forestry of the Federal Budgetary Institution All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry, letnab21@yandex.ru

Savchenkova Vera Aleksandrovna — Dr. Sci. (Agriculture), Associate Professor, Chief Researcher of the Department of Forest pyrology and fire protection of forests at the Federal Budget Institution All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry, Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), v9651658826@yandex.ru

Perminov Anatoliy Viktorovich — Senior Researcher of the Department of forest pyrology and forest fire protection, Center for the Development of Priority Unmanned Technologies in the Forest Sector of the Federal Budgetary Institution All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry, avperminov@mail.ru

Konyushenkov Mikhail Evgen’evich — Deputy Head of the Department of Forest pyrology and forest fire protection, Center for the development of priority unmanned technologies in the forest industry of the Federal Budgetary Institution All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry, 4x4drive@mail.ru

Ландшафтная архитектура

11

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТОВ LONICERA CAERULEA L.

85–92

УДК 634.74

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-85-92

Шифр ВАК 4.1.2

Н.Д. Орлова, Е.Н. Раева-Богословская, О.И. Молканова

ФГБУН «Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук» (ГБС РАН), 127276, Москва, Ботаническая ул., д. 4

irosvet96@mail.ru

Рассмотрены вопросы оптимизации методики клонального микроразмножения ценных сортов Lonicera caerulea L. Установлено влияние различных компонентов питательной среды на всех этапах культивирования в условиях in vitro. Наибольший коэффициент размножения у сортов Диана и Югана отмечен при добавлении глюкозы в концентрации 40 г/л и добавлении сахарозы в концентрации 20 г/л. Определен наибольший процент укоренения у сортов Югана на питательной среде с индолилмасляной кислотой (99 %) и у сорта Гжелка — с индолилуксусной кислотой (96 %). Выявлено положительное влияние 200 мг/л хелата железа (Fe(III)-EDDHA) в составе питательной среды на процент корнеобразования сорта Диана — 81 %. Сделан вывод о том, что для сорта Югана (укореняемость 76 %) предпочтительно использование питательной среды с добавлением хелата железа Fe(III)-EDTA в концентрации 73,4 мг/л.

Ключевые слова: Lonicera caerulea, in vitro, питательная среда, источники углеводов, источники железа

Ссылка для цитирования: Орлова Н.Д., Раева-Богословская Е.Н., Молканова О.И. Совершенствование методики клонального микроразмножения перспективных сортов Lonicera caerulea L. // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 85–92. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-85-92

Список литературы

[1] Сорокопудов В.Н., Куклина А.Г., Упадышев М.Т. Сорта съедобной жимолости: биология и основы культивирования: монография; под науч. ред. акад. РАН И. М. Куликова. М.: Изд-во ФГБНУ ВСТИСП, 2018. 160 с.

[2] Хохрякова Л.А. Новые сорта жимолости как основа индустриальной технологии возделывания культуры //Современные проблемы возделывания сельскохозяйственных культур и пути повышения величины и качества урожая, 2006. № 7. С. 147–149.

[3] Гидзюк И.К. Жимолость со съедобными плодами. Томск: Изд-во Томского университета, 1981. 168 с.

[4] Thompson M., Chaovanalikit A. Preliminary observations on adaptation and nutraceutical values of blue honeysuckle (Lonicera caerulea) in Oregon // Acta Hortic, 2003, no. 626, pp. 65–72 DOI: 10.17660/ActaHortic.2003.626.8

[5] Пигуль М.Л., Шалкевич М.С. Продуктивность жимолости синей (Lonicera caeruleae L.) // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, 2013. № 2. С. 47–50.

[6] Колесниченко М. Н., Козубаева Л. А. Химический состав и применение плодов жимолости // Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: материалы XIV Междунар. науч-практ. конф., Барнаул, 29 ноября 2013. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2013. № 1(19). С. 20–21.

[7] Jurikova T., Rop O., Mlcek J., Sochor J., Balla S., Szekeres L., Hegedusova A., Hubalek J., Adam V., Kizek R. Phenolic profile of edible honeysuckle berries (genus Lonicera) and their biological effects // Molecules, 2012, t. 17, no. 1, pp. 61–79. DOI: 10.3390/molecules17010061

[8] Becker R., Szakiel A. Phytochemical characteristics and potential therapeutic properties of blue honeysuckle Lonicera caerulea L.(Caprifoliaceae) // J. of Herbal Medicine, 2019, t. 16, p. 100237. DOI: 10.1016/j.hermed.2018.10.002

[9] Grobelna A., Kalisz S., Kieliszek M. Effect of processing methods and storage time on the content of bioactive compounds in blue honeysuckle berry purees // Agronomy, 2019, t. 9, no. 12, p. 860. DOI: 10.3390/agronomy9120860

[10] Gołba M., Sokół-Łętowska A., Kucharska A. Health Properties and Composition of Honeysuckle Berry Lonicera caerulea L. // Molecules, 2012, no. 25, pp. 4467–4477. DOI: 10.3390/molecules25030749

[11] Sedlák J., Paprštein F. In vitro propagation of blue honeysuckle // Horticultural Science, 2007, t. 34, no. 4, p. 129. DOI:10.17221/1871-HORTSCI

[12] Fira AI., Clapa D., Cristea V., Plopa C. In vitro propagation of Lonicera kamtschatica // Agriculture-Science and Practice, 2014, no. 1–2, pp. 89–90.

[13] Dziedzic E. Propagation of blue honeysuckle (Lonicera caerulea var. kamtschatica Pojark.) in in vitro culture // J. of fruit and ornamental plant research, 2008, t. 16, pp. 93–100.

[14] Krupa-Małkiewicz M., Ochmian I. Propagation of blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) in in vitro culture // J. of Basic and Appliced Sciences, 2014, t. 10, pp. 164–169. DOI: 10.6000/1927-5129.2014.10.22

[15] Debnath S.C. Strategies to propagate Vaccinium nuclear stocks for the Canadian berry industry // Canadian J. of Plant Science, 2007, t. 87, no. 4, pp. 911–922. DOI: 10.4141/P06-131

[16] Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе. М.: ФБК-Пресс, 1999. 160 с.

[17] Mолканова O.И., Королева O.В., Стахеева T.С., Крахмалева И.Л., Мелещук E.A. Совершенствование технологии клонального микроразмножения ценных плодовых и ягодных культур для производственных условий // Достижения науки и техники АПК, 2018. Т. 32. № 9. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10915

[18] Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Physiologia plantarum, 1962, t. 15, no. 3, pp. 473–497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

[19] Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1980. 352 с.

[20] Высоцкий В.А. Биотехнологические приемы в современном садоводстве // Садоводство и виноградарство, 2006. № 2. С. 2–3.

[21] Митрофанова И.В. Методология биотехнологических исследований цветочно-декоративных культур. Симферополь: Ариал, 2018. 268 с.

[22] Кутас Е.Н. Морфогенез интродуцированных сортов жимолости съедобной (Lonicera edulis Turcz. ex Freyn) в зависимости от состава питательных сред // Роль ботанических садов и дендрариев в сохранении, изучении и устойчивом использовании разнообразия растительного мира, 2017. С. 259–262.

[23] Черевченко Т.М., Лаврентьева А.Н., Иванников А.Н. Биотехнология тропических и субтропических растений in vitro. Киев: Наукова думка, 2008. 560 с.

[24] Álvarez-Fernández A., Garcıa-Marco S., Lucena J.J. Evaluation of synthetic iron (III)-chelates (EDDHA/Fe3+, EDDHMA/Fe3+ and the novel EDDHSA/Fe3+) to correct iron chlorosis // European J. of Agronomy, 2005, t. 22, no. 2, pp. 119–130. DOI: 10.1016/j.eja.2004.02.001

[25] Zhang Y. Plant nutrition status, yield and quality of satsuma mandarin (Citrus unshiu Marc.) under soil application of Fe-EDDHA and combination with zinc and manganese in calcareous soil // Scientia Horticulturae, 2014, t. 174, pp. 46–53. DOI: 10.1016/j.scienta.2014.05.005

Сведения об авторах

Орлова Наталия Дмитриевна — мл. науч. сотр. лаборатории, ФГБУН Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН, irosvet96@mail.ru

Раева-Богословская Екатерина Николаевна — мл. науч. сотр. лаборатории, ФГБУН Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН, katyaraeva@rambler.ru

Молканова Ольга Ивановна — канд. с.-х. наук, вед. науч. сотр., зав. лабораторией, ФГБУН Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН, molkanova@mail.ru

CLONAL MICROPROPAGATION IMPROVEMENT TECHNIQUE OF LONICERA CAERULEA L. PROMISING CULTIVARS

N.D. Orlova, E.N. Raeva-Bogoslovskaya, O.I. Molkanova

The N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, 4, Botanicheskaya st., 127276, Moscow, Russia

irosvet96@mail.ru

The work is devoted to the optimization of clonal micropropagation method of the Lonicera caerulea L. cultivars. The influence of various components of the nutrient medium at all stages of cultivation in vitro has been established. The highest multiplication factor in varieties Diana and Yugana was noted with the addition of glucose at a concentration of 40 g/l and the addition of sucrose at a concentration of 20 g/l. When studying the effect of auxin type on the root formation of honeysuckle varieties, the highest percentage of rooting in Yugana varieties was observed on a nutrient medium with indolylbutyric acid (99 %), and in Gzhelka variety with indoleacetic acid (96 %). It was found that 200 mg/l of iron chelate (Fe(III)-EDDHA) in the composition of the nutrient medium had a positive effect on the percentage of root formation of the variety Diana 81 %. For the Yugana variety (rooting rate 76 %), it is better to use a nutrient medium with the addition of iron chelate Fe(III)-EDTA at a concentration of 73,4 mg/l.

Keywords: Blue honeysuckle, in vitro, nutrient medium, carbohydrate sources, iron sources, rooting

Suggested citation: Orlova N.D., Raeva-Bogoslovskaya E.N., Molkanova O.I. Sovershenstvovanie metodiki klonal’nogo mikrorazmnozheniya perspektivnykh sortov Lonicera caerulea L. [Clonal micropropagation improvement technique of Lonicera Caerulea L. promising cultivars]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 85–92. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-85-92

References

[1] Sorokopudov V.N., Kuklina A.G., Upadyshev M.T. Sorta s’edobnoy zhimolosti: biologiya i osnovy kul’tivirovaniya [Varieties of blue honeysuckle: biology and the basics of cultivation]. Moscow: VSTISP, 2018, 160 p.

[2] Khokhryakova L.A. Novye sorta zhimolosti kak osnova Industrial’noy tekhnologii vozdelyvaniya kul’tury [New varieties of honeysuckle as a basis industrial technology of culture cultivation]. Sovremennye problemy vozdelyvaniya sel’skokhozyaystvennykh kul’tur i puti povysheniya velichiny i kachestva urozhaya [Modern problems of cultivation of agricultural crops and ways to increase the size and quality of the crop], 2006, no. 7, pp. 147–149.

[3] Gidzyuk I.K. Zhimolost’ so s’edobnymi plodami [Honeysuckle with edible fruits]. Tomsk: Izd-vo Tomskogo universiteta, 1981, 168 p.

[4] Thompson M., Chaovanalikit A. Preliminary observations on adaptation and nutraceutical values of blue honeysuckle (Lonicera caerulea) in Oregon. Acta Hortic, 2003, no. 626, pp. 65–72 DOI: 10.17660/ActaHortic.2003.626.8

[5] Pigul’ M.L., Shalkevich M.S. Produktivnost’ zhimolosti siney (Lonicera caeruleae L.) [Productivity of blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.)]. Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Belarusian State Agricultural Academy], 2013, no. 2, pp. 47–50.

[6] Kolesnichenko M.N., Kozubaeva L.A. Khimicheskiy sostav i primenenie plodov zhimolosti [Chemical composition and application of honeysuckle fruits]. Sovremennye problemy tekhniki i tekhnologii pishchevykh proizvodstv: Materialy XIV Mezhdunarodnoy nauchnoprakticheskoy konferentsii [Modern problems of technology and technology of food production: Materials of the XIV International Scientific and Practical Conference], 2013, no. 1(19), pp. 20–21.

[7] Jurikova T., Rop O., Mlcek J., Sochor J., Balla S., Szekeres L., Hegedusova A., Hubalek J., Adam V., Kizek R. Phenolic profile of edible honeysuckle berries (genus Lonicera) and their biological effects. Molecules, 2012, t. 17, no. 1, pp. 61–79. DOI: 10.3390/molecules17010061

[8] Becker R., Szakiel A. Phytochemical characteristics and potential therapeutic properties of blue honeysuckle Lonicera caerulea L.(Caprifoliaceae). J. of Herbal Medicine, 2019, t. 16, p. 100237. DOI: 10.1016/j.hermed.2018.10.002

[9] Grobelna A., Kalisz S., Kieliszek M. Effect of processing methods and storage time on the content of bioactive compounds in blue honeysuckle berry purees. Agronomy, 2019, t. 9, no. 12, p. 860. DOI: 10.3390/agronomy9120860

[10] Gołba M., Sokół-Łętowska A., Kucharska A. Health Properties and Composition of Honeysuckle Berry Lonicera caerulea L.. Molecules, 2012, no. 25, pp. 4467–4477. DOI: 10.3390/molecules25030749

[11] Sedlák J., Paprštein F. In vitro propagation of blue honeysuckle. Horticultural Science, 2007, t. 34, no. 4, p. 129. DOI:10.17221/1871-HORTSCI

[12] Fira AI., Clapa D., Cristea V., Plopa C. In vitro propagation of Lonicera kamtschatica. Agriculture-Science and Practice, 2014, no. 1–2, pp. 89–90.

[13] Dziedzic E. Propagation of blue honeysuckle (Lonicera caerulea var. kamtschatica Pojark.) in in vitro culture. J. of fruit and ornamental plant research, 2008, t. 16, pp. 93–100.

[14] Krupa-Małkiewicz M., Ochmian I. Propagation of blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) in in vitro culture. J. of Basic and Appliced Sciences, 2014, t. 10, pp. 164–169. DOI: 10.6000/1927-5129.2014.10.22

[15] Debnath S.C. Strategies to propagate Vaccinium nuclear stocks for the Canadian berry industry. Canadian J. of Plant Science, 2007, t. 87, no. 4, pp. 911–922. DOI: 10.4141/P06-131

[16] Butenko R.G. Biologiya kletok vysshikh rasteniy in vitro i biotekhnologiya na ikh osnove [Biology of higher plant cells in vitro and biotechnology based on them]. Moscow: FBK-Press, 1999, 160 p.

[17] Molkanova O.I., Koroleva O.V., Stakheeva T.S., Krakhmaleva I.L., Meleshchuk E.A. Sovershenstvovanie tekhnologii klonal’nogo mikrorazmnozheniya tsennykh plodovykh i yagodnykh kul’tur dlya proizvodstvennykh usloviy [Improving the technology of clonal micro-propagation of valuable fruit and berry crops for production condition]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the agro-industrial complex], 2018, t. 32, no. 9. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10915

[18] Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia plantarum, 1962, t. 15, no. 3, pp. 473–497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

[19] Lakin G. F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: Vysshaya shkola, 1980, 352 p.

[20] Vysotskiy V.A. Biotekhnologicheskie priemy v sovremennom sadovodstve [Biotechnological techniques in modern gardening]. Sadovodstvo i vinogradarstvo [Gardening and viticulture], 2006, no. 2, pp. 2–3.

[21] Mitrofanova I.V. Metodologiya biotekhnologicheskikh issledovaniy tsvetochno-dekorativnykh kul’tur [Methodology of biotechnological research of flower and ornamental crops]. Simferopol’: Arial, 2018, 268 p.

[22] Kutas E.N. Morfogenez introdutsirovannykh sortov zhimolosti s’edobnoy (Lonicera edulis Turcz. ex Freyn) v zavisimosti ot sostava pitatel’nykh sred [Morphogenesis of introduced varieties of blue honeysuckle (Lonicera edulis Turcz. ex Freyn) depending on the composition of nutrient media]. Rol’ botanicheskikh sadov i dendrariev v sokhranenii, izuchenii i ustoychivom ispol’zovanii raznoobraziya rastitel’nogo mira [The role of botanical gardens and arboretums in the conservation, study and sustainable use of the diversity of the plant world], 2017, pp. 259–262.

[23] Cherevchenko T.M., Lavrent’eva A.N., Ivannikov A.N. Biotekhnologiya tropicheskikh i subtropicheskikh rasteniy in vitro [Biotechnology of tropical and subtropical plants in vitro]. Kiev: Naukova dumka, 2008, 560 p.

[24] Álvarez-Fernández A., Garcıa-Marco S., Lucena J.J. Evaluation of synthetic iron (III)-chelates (EDDHA/Fe3+, EDDHMA/Fe3+ and the novel EDDHSA/Fe3+) to correct iron chlorosis. European J. of Agronomy, 2005, t. 22, no. 2, pp. 119–130. DOI: 10.1016/j.eja.2004.02.001

[25] Zhang Y. Plant nutrition status, yield and quality of satsuma mandarin (Citrus unshiu Marc.) under soil application of Fe-EDDHA and combination with zinc and manganese in calcareous soil. Scientia Horticulturae, 2014, t. 174, pp. 46–53. DOI: 10.1016/j.scienta.2014.05.005

Authors’ information

Orlova Natalia Dmitrievna — Junior Researcher of the Laboratory, Fsbis Main Botanical Garden Named after N.V. Tsitsin, irosvet96@mail.ru

Raeva-Bogoslovskaya Ekaterina Nikolaevna — Junior Researcher of the Laboratory, Fsbis Main Botanical Garden Named after N.V. Tsitsin, katyaraeva@rambler.ru

Molkanova Ol’ga Ivanovna — Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, Head of the Laboratory, Fsbis Main Botanical Garden Named after N.V. Tsitsin, molkanova@mail.ru

12

АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ КОЛЛЕКЦИИ СОРТОВ РОДА CLEMATIS L. В СОСТАВЕ СОВРЕМЕННОГО КОЛЛЕКЦИОННОГО ФОНДА ЛАБОРАТОРИИ ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ ГЛАВНОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА РАН

93–104

УДК 58.006

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-93-104

Шифр ВАК 4.1.2

Н.Н. Трубина, Н.А. Мамаева, Ю.А. Хохлачева

ФГБУН «Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина Российской академии наук» (ГБС РАН), 127276, Москва, Ботаническая ул., д. 4

jusic-la@yandex.ru

Приведены результаты анализа структуры современной коллекции сортов рода Clematis L. лаборатории декоративных растений ГБС РАН. Установлены особенности распределения культиваров по принадлежности к группам обрезки. Охарактеризовано распределение сортов в зависимости от страны их происхождения. Выявлено доминирование СССР и Великобритании, являвшихся в разное время лидерами мировой селекции культуры. Изучено распределение сортов по периодам их создания: от культиваров, полученных в 1850–1860 гг. до селекционных достижений XXI в., что подтверждает наличие в составе коллекции широкого морфологического разнообразия культигенных представителей рода Clematis L. Предложен вариант размещения части сортов на коллекционно-экспозиционном участке лаборатории декоративных растений ГБС РАН, позволяющий, кроме научной работы, при необходимости, реализовывать образовательные и просветительские проекты.

Ключевые слова: сорта рода Clematis L., коллекция, история селекции, размещение сортов

Ссылка для цитирования: Трубина Н.Н., Мамаева Н.А., Хохлачева Ю.А. Анализ структуры коллекции сортов рода Clematis L. в составе современного коллекционного фонда лаборатории декоративных растений Главного ботанического сада РАН // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 93–104. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-93-104

Список литературы

[1] Toomey M., Leeds E. An Illustrated Encyclopedia of Clematis. Portland: Timber Press, 2001, 426 p.

[2] Риекстиня В.Э., Риекстиньш И.Р. Клематисы. Л.: Агропромиздат, Ленинградское отделение, 1990. 287 с.

[3] Орлов М.И. Клематисы. Киев: Урожай, 1972. 66 с.

[4] Русанов Ф.Н. Новые методы интродукции растений // Бюл. Главного ботанического сада, 1950. Вып. 7. С. 27–36

[5] Бескаравайная М.А. Методические указания по первичному сортоизучению клематисов. Ялта: Изд-во Никитского ботанического сада, 1975. 36 с.

[6] Бескаравайная М.А., Тимошенко Н.М. Методические указания по культуре и подбору ассортимента крупноцветковых клематисов. Ялта: Изд-во Никитского ботанического сада, 1977. 36 с.

[7] Карписонова Р.А., Демидов А.С. Принципы создания и изучения коллекций декоративных растений ГБС РАН // Информационный бюллетень Совета ботанических садов России, 1997. № 7. С. 25–31.

[8] Коллекция клематисов Ботанического сада УРО РАН, 2021. URL: http://botgard.uran.ru/index.php/kollektsii/rasteniya-otkrytogo-grunta/37-kollekcii/107-klematisy (дата обращения 12.05.2021).

[9] Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, 2021. URL: https://csbg-nsk.ru/unu_collection (дата обращения 30.04.2021).

[10] Южно-Уральский ботанический сад-институт, 2021. URL: https://xn--80aacn2csgej.xn--p1ai/kolektsiya/ rasteniya-otkry-togo-grunta/klematisy-clematis/ (дата обращения 15.04.2021).

[11] НИИ Ботанический сад Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, 2021. URL: http://www.unn.ru/botanicus/cat.htm (дата обращения 01.04.2021).

[12] Ботанический сад-институт ДВО РАН, 2021. URL: https://www.botsad.ru/menu/visitors/collections-bgi-feb-ras/catalog/ (дата обращения 11.04.2021).

[13] Ботанический сад Самарского государственного университета, 2021. URL: https://ssau.ru/botsad (дата обращения 15.04.2021).

[14] Бочкова И.Ю. Создаем красивый цветник. Принципы подбора растений. Основы проектирования. М.: Фитон+, 2015. 240 с.

[15] Демидов А.С., Кузьмин З.Е., Шатко В.Г. Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН (история, становление и достижения). К 60-летию основания. М.: ГБС РАН; Тула: Гриф и К, 2005. 112 с.

[16] Рогинский А.В. Анализ и перспективы интродукции видов рода Clematis L. флоры Советского Дальнего Востока: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М.: Изд-во Главного ботанического сада, 1988. 23 с.

[17] Бескаравайная М.А. Клематис. Киев: Урожай. 1989. 142 с.

[18] Evison R.J. The Gardener’s Guide to Growing Clematis. Portland: Timber Press, 1998, 154 p.

[19] Бескаравайная М.А. Культура и селекция клематиса (практические рекомендации). Ялта: Изд-во Государственного Никитского ботанического сада, 1983. 115 с.

[20] Бранденбург В.Л., Ван де Ворен Е.Г. Крупноцветковые клематисы: виды, гибриды и культивары // Вклад селекционеров в развитие культуры клематиса. Рига: Изд-во Бот. сада АН ЛатвССР, 1988. С. 67–75.

[21] Донюшкина Е.А., Зубкова Н.В. Клематисы. М.: Кладезь Букс, 2005. 96 с.

[22] Fisk J. Clematis. The Queen of Climbers. England: Cassel, 1989, 160 p.

[23] British Clematis Society, 2021. URL: http://www.britishclematis.org.uk/pruning.htm (дата обращения 10.01.21).

[24] Максимов В.А. Клематисы. Л.: Лениздат, 1985. 404 с.

[25] Johnson M. The Genus Clematis L. Sweden: Plantskola AB. Sodertalje, 2001, 156 p.

[26] Коротков О.И. Формирование и комплексное изучение коллекции клематисов (род Clematis L.): биотехнологические и молекулярно-генетические аспекты: дис. … канд. биол. наук. М.: Изд-во ГБС РАН, 2008. 239 с.

[27] Tamura M. A classification of genus Clematis // Acta Phytotax. Geobot, 1987, v. 38, pp. 38–44.

[28] Шаповалова Н.Н. Никитский сад – родина отечественных шедевров клематиса. URL: https://www.agroxxi.ru/zhurnal-agromir-xxi/stati-rastenievodstvo/nikitskii-sad-rodina-otechestvennyh-shedevrov-klematisa.html. (дата обращения 15.11.2021)

[29] Кивистик У.Я. Девять лет селекции клематисов // Вклад селекционеров в развитие культуры клематиса. Рига: Изд-во Бот. сада АН ЛатвССР, 1988. С. 36–42.

[30] Зубкова Н.В. Биологические особенности представителей рода Clematis L. Никитского ботанического сада: дис. …канд. биол. наук. Ялта, Никитский ботанический сад, 2018. 271с.

[31] Fretwell V. Clematis. London: Collins, 1989, 160 p.

[32] Калоша Н.В., Полынцев В.М. Клематисы. Новосибирск, 2004. 26 с.

[33] Ткаченко К.Г., Ши Л. Общественные и ботанические сады Китая — как центры сохранения и изучения культурного наследия, приоритета экологии на службе улучшения жизни человека // Hortus botanicus, 2018. Т. 1. С. 786–789. URL: http://hb.karelia.ru/journal/ atricle.php?id=5744 (дата обращения 19.12.2020).

[34] Горбунов Ю.Н. Стратегия ботанических садов России по сохранению биоразнообразия растений. URL: http://ibpc.ysn.ru/wp-content/uploads/2017/03/СТРАТЕГИЯ-Ботсадов России.pdf (дата обращения 12.01.2021).

Сведения об авторах

Трубина Нина Николаевна — агроном, ФГБУН «Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАН», n.trubina@bk.ru

Мамаева Наталья Анатольевна — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. ФГБУН «Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАН», mamaeva_n@list.ru

Хохлачева Юлия Анатольевна — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. ФГБУН «Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАН», jusic-la@yandex.ru

ANALYSIS OF GENUS CLEMATIS L. VARIETIES COLLECTION IN MODERN COLLECTION FUND OF MAIN BOTANICAL GARDEN RAS LABORATORY OF ORNAMENTAL PLANTS

N.N. Trubina, N.A. Mamaeva, Yu.A. Khokhlacheva

The N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, 4, Botanicheskaya st., 127276, Moscow, Russia

jusic-la@yandex.ru

This paper presents the results of the analysis of the structure of the modern collection of varieties of the genus Clematis L. of the Laboratory of Ornamental Plants of the Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences. The peculiarities of the distribution of cultivars by belonging to the pruning groups are established. The distribution of varieties depending on their country of origin is characterized. The dominance of the USSR and Great Britain, which at different times were the leaders of the world culture selection, is revealed. The distribution of varieties by the periods of their creation has been studied: from cultivars obtained in 1850–1860 to the breeding achievements of the XXI century, which confirms the presence of a wide morphological diversity of cultigenic representatives of the genus Clematis L. A variant of placing some varieties on the collection and exposition site of the Laboratory of Ornamental Plants of the Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, allowing, in addition to scientific work, if necessary, implement educational and educational projects.

Keywords: varieties of the genus Clematis L., collection, history of breeding, placement of varieties

Suggested citation: Trubina N.N., Mamaeva N.A., Khokhlacheva Yu.A. Analiz struktury kollekcii sortov roda Clematis L. v sostave sovremennogo kollekcionnogo fonda laboratorii dekorativnyh rastenij Glavnogo botanicheskogo sada RAN [Analysis of genus Clematis L. varieties collection in modern collection fund of Main Botanical Garden RAS Laboratory of Ornamental Plants]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 93–104. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-93-104

References

[1] Toomey M., Leeds E. An Illustrated Encyclopedia of Clematis. Portland: Timber Press, 2001, 426 p.

[2] Riekstinya V.E., Riekstin’sh I.R. Klematisy [Clematis]. Leningrad: Agropromizdat, Leningrad branch, 1990, 287 p.

[3] Orlov M.I. Klematisy [Clematis]. Kiev: Urozhay, 1972, 66 p.

[4] Rusanov F.N. Novye metody introduktsii rasteniy [New methods of plant introduction]. Byul. Glavnogo botanicheskogo sada [Bulletin of the Main Botanical Garden], 1950, iss 7, pp. 27–36.

[5] Beskaravaynaya M.A. Metodicheskie ukazaniya po pervichnomu sortoizucheniyu klematisov [Methodological guidelines for the primary variety study of clematis]. Yalta: Nikitskiy botanicheskiy sad [Nikitsky Botanical Garden], 1975, 36 p.

[6] Beskaravaynaya M.A., Timoshenko N.M. Metodicheskie ukazaniya po kul’ture i podboru assortimenta krupnotsvetkovykh klematisov [Guidelines for the culture and selection of the assortment of large-flowered clematis]. Yalta: Nikitskiy botanicheskiy sad [Nikitsky Botanical Garden], 36 p.

[7] Karpisonova R.A., Demidov A.S. Printsipy sozdaniya i izucheniya kollektsiy dekorativnykh rasteniy GBS RAN [Principles of creation and study of collections of ornamental plants of the MBG RAS]. Informatsionnyy byulleten’ Soveta botanicheskikh sadov Rossii [Newsletter Council of Botanic Gardens of Russia], 1997, iss. 7, pp. 25–31.

[8] Kollektsiya klematisov Botanicheskogo sada URO RAN [Collection of clematis of the Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences], 2021. Available at: http://botgard.uran.ru/index.php/kollektsii/ rasteniya-otkrytogo-grunta/37-kollekcii/107-klematisy (accessed 12.05.2021).

[9] Tsentral’nyy sibirskiy botanicheskiy sad SO RAN [Central Siberian Botanical Garden Siberian Branch RAS], 2021. Available at: https://csbg-nsk.ru/unu_collection (accessed 30.04.2021).

[10] Yuzhno-Ural’skiy botanicheskiy sad-institut [South Ural Botanical Garden-Institute], 2021. Available at: https:// xn--80aacn2csgej.xn--p1ai/kolektsiya/rasteniya-otkry-togo-grunta/klematisy-clematis/ (accessed 15.04.2021).

[11] NII Botanicheskiy sad Nizhegorodskogo gosudarstvennogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo [Research Institute Botanical Garden of Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky], 2021. Available at: http://www.unn.ru/

botanicus/cat.htm (accessed 01.04.2021).

[12] Botanicheskiy sad-institut DVO RAN [Botanical Garden-Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences], 2021. Available at: https://www.botsad.ru/menu/visitors/collections-bgi-feb-ras/catalog/ (accessed 11.04.2021).

[13] Botanicheskiy sad Samarskogo gosudarstvennogo universiteta [Botanical Garden of Samara State University], 2021. Available at: https://ssau.ru/botsad (accessed 15.04.2021).

[14] Bochkova I.Yu. Sozdaem krasivyy tsvetnik. Printsipy podbora rasteniy. Osnovy proektirovaniya [Creating a stylish flower garden. Principles of plant selection. Design basics]. Мoscow: Phyton+, 2015, 240 p.

[15] Demidov A.S., Kuz’min Z.E., Shatko V.G. Glavnyy botanicheskiy sad im. N.V. Tsitsina RAN (istoriya, stanovlenie i dostizheniya). K 60-letiyu osnovaniya [N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences (history, formation and achievements). To the 60th anniversary of the foundation]. Moscow:GBS RAS; Tula: Griph and K, 2005, 112 p.

[16] Roginskiy A.V. Analiz i perspektivy introduktsii vidov roda Clematis L. flory Sovetskogo Dal’nego Vostoka [Analysis and prospects of introduction of species of the genus Clematis L. flora of the Soviet Far East]. Dis. Cand. Sci. (Biol.). Moscow, USSR Academy OF Sciences. Main Botanical Garden, 1988.

[17] Beskaravaynaya M.A. Klematis [Clematis]. Kiev: Urozhaj, 1989, 142 p.

[18] Evison R.J. The Gardener’s Guide to Growing Clematis. Portland: Timber Press, 1998, 154 p.

[19] Beskaravaynaya M.A. Kul’tura i selektsiya klematisa (prakticheskie rekomendatsii) [Culture and breeding of clematis (practical recommendations)]. Yalta, 1983, 115 p.

[20] Brandenburg V.L., Van de Voren E.G. Krupnotsvetkovye klematisy: vidy, gibridy i kul’tivary [Large-flowered clematis: Species, hybrids and cultivars]. Vklad selektsionerov v razvitie kul’tury klematisa [Contribution of breeders to the development of clematis culture], Riga: Bot Garden of the Latvian SSR Academy of Sciences, 1988, pp. 67–75.

[21] Donyushkina E.A., Zubkova N.V. Klematisy [Clematis]. Мoscow: Kladez-Buks, 2005, 96 p.

[22] Fisk J. Clematis. The Queen of Climbers. England, 1989, 160 p.

[23] British Clematis Society, 2021. Available at: http://www.britishclematis.org.uk/pruning. htm (accessed 10.01.21).

[24] Maksimov V.A. Klematisy [Clematis]. Leningrad: Lenizdat, 1985, 404 p.

[25] Johnson M. The Genus Clematis L. Sweden: Plantskola AB. Sodertalje, 2001, 156 p.

[26] Korotkov O.I. Formirovanie i kompleksnoe izuchenie kollektsii klematisov (rod Clematis L.): biotekhnologicheskie i molekulyarno-geneticheskie aspekty [Formation and comprehensive study of the clematis collection (genus Clematis L.): biotechnological and molecular genetic aspects]. Dis. Sci. Cand. (Biol.). Moscow: Maim Botanical Garden, 2008.

[27] Tamura M. A classification of genus Clematis. Acta Phytotax. Geobot., 1987, v. 38, pp. 38–44.

[28] Shapovalova N.N. Nikitskiy sad — rodina otechestvennykh shedevrov klematisa [Nikitsky Garden — the birthplace of domestic masterpieces of clematis]. Available at: https://www.agroxxi.ru/zhurnal-agromir-xxi/stati-rastenievodstvo/nikitskii-sad-rodina-otechestvennyh-shedevrov-klematisa.html. (accessed 15.11.2021)

[29] Kivistik U.Ya. Devyat’ let selektsii klematisov [Nine years of clematis breeding]. Vklad selektsionerov v razvitie kul’tury klematisa [Contribution of breeders to the development of clematis culture]. Riga: Bot Garden of the Latvian SSR Academy of Sciences, 1988, pp. 36–42.

[30] Zubkova N.V. Biologicheskie osobennosti predstaviteley roda Clematis L. Nikitskogo botanicheskogo sada [Biological features of representatives of the genus Clematis L. of the Nikitsky Botanical Garden]. Dis. Sci. Cand. (Biol.). Yalta: Nikitsky Botanical Garden, 2018.

[31] Fretwell V. Clematis. London: Collins, 1989, 160 p.

[32] Kalosha N.V., Polyntsev V.M. Klematisy [Clematis]. Novosibirsk, 2004, 26 p.

[33] Tkachenko K.G., Shi L. Obshchestvennye i botanicheskie sady Kitaya — kak tsentry sokhraneniya i izucheniya kul’turnogo naslediya, prioriteta ekologii na sluzhbe uluchsheniya zhizni cheloveka [Public and botanical gardens of China as centers for the preservation and study of cultural heritage, the priority of ecology in the service of improving human life]. Hortus botanicus [Hortus botanicus], 2018, v. 1, pp. 786–789. Available at: http://hb.karelia.ru/journal/atricle.php?id=5744 (accessed 19.12.2020).

[34] Gorbunov Yu.N. Strategiya botanicheskikh sadov Rossii po sokhraneniyu bioraznoobraziya rasteniy [Strategy of Botanical Gardens of Russia for the conservation of plant biodiversity]. Institut biologicheskih problem kriolitozony Sibirskogo otdeleniya RAN [Institute of Biological Problems of the Cryolithozone of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences], 2003. Available at: http://ibpc.ysn.ru/wp-content/uploads/2017/03/СТРАТЕГИЯ-Ботсадов России.pdf (accessed 12.01.2021).

Authors’ information

Trubina Nina Nikolaevna — Agronomist of the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, n.trubina@bk.ru

Mamaeva Natal’ya Anatol’yevna — Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher of the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, mamaeva_n @list.ru

Khokhlacheva Yuliya Anatol’yevna — Cand. Sci. (Agriculturе), Senior Researcher of the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, jusic-la@yandex.ru

Деревообработка и химическая переработка древесины

13

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СЛАБООСНОВНЫХ КАТИОННЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ В ТЕХНОЛОГИИ БУМАГИ И КАРТОНА

105–114

УДК 676.262.014

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-105-114

Шифр ВАК 4.3.4

Н.В. Черная, Ж.С. Шашок, С.В. Карпова, Е.П. Усс, О.А. Мисюров

УО «Белорусский государственный технологический университет», 220006, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Свердлова, д. 13а

chornaya@belstu.by

Исследовано влияние слабоосновных катионных полиэлектролитов на структурообразующие и бумагообразующие свойства проклеенных волокнистых суспензий и на качество полученных из них клееных и мелованных образцов бумаги и картона. Впервые показано, что эффективность применения катионных полиэлектролитов повышается по отношению к канифольной эмульсии и электролиту в 2–3 раза за счет изменения последовательности их введения в проклеенные волокнистые суспензии (целлюлозные и макулатурные) и вследствие «корректирования» их расхода. Установлено, что использование разработанной технологии позволяет участвовать катионным полиэлектролитам не только в процессе флокуляции, но и в формировании новых проклеивающих комплексов в виде мелкодисперсных положительно заряженных пептизированных частиц. Выявлено, что замена процесса проклейки в режиме гомокоагуляции на более эффективный режим гетероадагуляции пептизированных частиц вследствие применения слабоосновных катионных полиэлектролитов обеспечивает повышение гидрофобности и прочности клееных видов бумаги и картона. Обоснована целесообразность использования катионных полиэлектролитов для получения высококачественной продукции в разработанной ресурсосберегающей и экологически безопасной технологии клееных видов бумаги и картона на основании установленного увеличения степени удержания волокон и проклеивающих комплексов и одновременного снижения содержания взвешенных веществ в оборотной воде. Определено, что мелование клееных образцов бумаги и картона, полученных с использованием слабоосновных катионных полиэлектролитов, позволяет улучшить печатные свойства полученной продукции. Даны рекомендации по замене в рецептуре меловальной пасты традиционно применяемого комплекса природных соединений, включающего в себя крахмал окисленный (2,0 мас. ч.), натрийкарбоксиметилцеллюлозу (0,7 мас. ч.) и казеиновый клей (2,0 мас. ч.), на одно синтетическое связующее — модифицированный карбамидоформальдегидный олигомер (3,2 мас. ч.).

Ключевые слова: проклейка, гомокоагуляция, гетероадагуляция, упрочнение, структурообразование, флокуляция

Ссылка для цитирования: Черная Н.В., Шашок Ж.С., Карпова С.В., Усс Е.П., Мисюров О.А. Разработка способа повышения эффективности применения слабоосновных катионных полиэлектролитов в технологии бумаги и картона // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 105–114. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-105-114

Список литературы

[1] Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3 т. Т. II. Производство бумаги и картона. Ч. 2. Основные виды и свойства бумаги, картона, фибры и древесных плит. СПб.: Политехника, 2006. 499 с.

[2] Черная Н.В. Теория и технология клееных видов бумаги и картона. Минск: Изд-во БГТУ, 2009. 394 с.

[3] Хованский В.В., Дубовый В.К., Кейзер П.М. Применение химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона. СПб.: Изд-во СПбГТУРП, 2013. 151 с.

[4] Кожевников С.Ю., Андреева С.Л. Упрочнение бумаги синтетической катионно-анионной полиакриламидной смолой // Химия растительного сырья, 2011. № 2. С. 177–182.

[5] Лапин B.B., Смоляков А.И. Специализированные виды катионного крахмала для бумажного производства // Целлюлоза. Бумага. Картон, 2000. № 11–12. С. 23–25.

[6] Осипов П.В. Эффекты синергизма между синтетическими полимерами и катионным крахмалом в макулатурных композициях // Целлюлоза. Бумага. Картон, 2011. № 3. С. 74–77.

[7] Остапенко А.А., Мороз В.Н., Барбаш В.А., Кожевников С.Ю., Дубовый В.К., Ковернинский И.Н. Повышение качества бумаги из макулатуры химическими функциональными веществами // Химия растительного сырья, 2012. № 1. С. 187–190.

[8] Черная Н.В., Ламоткин А.И. Проклейка бумаги и картона в кислой и нейтральной средах. Минск: Изд-во БГТУ, 2003. 345 с.

[9] Черная Н.В. Концептуальное развитие теории и технологии проклейки бумаги и картона гидродисперсиями модифицированной канифоли в режиме гетероадагуляции пептизированных частиц // Полимерные материалы и технологии, 2015. Т. 1. № 1. С. 76–90.

[10] Мишурина О.А., Ершова О.А. Способы гидрофобизации и упрочнения композиционных целлюлозных материалов из вторичного сырья // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2016. № 10. С. 363–366.

[11] Гордейко С.А., Жолнерович Н.В., Черная Н.В., Флейшер В.Л., Драпеза А.А., Андрюхова М.В., Макарова Д.С. Повышение прочности тароупаковочной бумаги с использованием азотсодержащих соединений // Труды БГТУ. Химия, технология органических веществв и биотехнология, 2013. № 3. С. 165–168.

[12] Лирова Б.И., Русинова Е.В. Анализ полимерных композиционных материалов. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2008. 187 с.

[13] Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты. Ленинград: Химия, 1987. 204 с.

[14] Берлин А.А., Кисленко В.Н., Соломенцева И.М. Математическое моделирование флокуляции суспензий полиэлектролитами // Коллоидный журнал, 1998. Т. 60. № 5. С. 592–597.

[15] Kallmes O., Kallmes P., Bishop B. Monitoring floculation on the paper machine // TAPPI, 1994, v. 77, no. 7, pp. 194–198.

[16] Лапин В.В. О быстром взаимодействии в системе волокнистая дисперсия — разбавленный раствор катионного полиэлектролита // Исследования в области химии бумаги: сб. тр. ЦНИИБ. М., 1976. № 12. С. 55–63.

[17] Тесленко В.В., Данилова Д.А., Федюкин А.В., Нехайчук О.Г. Некоторые особенности использования синтетических флокулянтов // Бумажная пром-сть, 1989. № 9. С. 13–14.

[18] Пузырев С.А., Воробьев О.В., Седова Е.В. Применение катионных флокулянтов в производстве бумаги // Новые технические виды бумаги и картона, 1987. С. 22–27.

[19] Linolstrom T., Flonen Т. The effect of filler particle size on the olry-strenghtening effect of cationic starch wet- and adolition // Nord. PulpandPaperRes. J., 1987, v. 2, no. 4, pp. 142–151.

[20] Флейшер В.Л., Черная Н.В., Шишаков Е.П., Чернышева Т.В. Способ получения упрочняющей добавки для изготовления бумаги. Пат. № 23441 РБ, заявитель и патентообладатель УО «Белорусский государственный технологический университет», 2018.

[21] Копылович М.Н., Радион Е.В., Баев А.К. Распределение различных форм алюминия (III) и меди (II) в растворах и схема процесса гетероядерного гидроксокомплексообразования // Координационная химия, 1995. Т. 21, № 1. С. 66–71.

[22] Фролов Ю.Г., Гродский А.С. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. М.: Химия, 1986. 186 с.

[23] Примаков С.Ф., Миловзоров В.П., Кухникова М.С. Лабораторный практикум по целлюлозно-бумажному производству. М.: Лесная пром-сть, 1980. 168 с.

[24] Бондарев А.И. Производство бумаги и картона с покрытием. М.: Лесная пром-сть, 1985. 192 с.

[25] Карпова С.В., Черная Н.В. Изучение свойств мелованной бумаги при замене природного связующего на новое синтетическое // Химия и химическая технология переработки растительного сырья: Материалы докладов Междунар. науч.-техн. конф., 10–12 октября 2018 г., Минск, БГТУ. Минск: Изд-во БГТУ, 2018. С. 187–191.

[26] Chernaya N.V., Fleisher V.L., Zholnerovich N.V. The creation and implementation of the resource-conserving technology of paper and paperboard sizing with hydro-dispersions of modified rosin in mode of hetero-adagulation of peptized particles // PNRPU. Appliedecology. Urbandevelopment, 2017, no. 2, pp.87–101. DOI: 10.15593/2409-5125/2017.02.08

Сведения об авторах

Черная Наталья Викторовна — д-р техн. наук, профессор кафедры химической переработки древесины УО «Белорусский государственный технологический университет», chornaya@belstu.by

Шашок Жанна Станиславовна — д-р техн. наук, профессор кафедры полимерных композиционных материалов УО «Белорусский государственный технологический университет», shashok@belstu.by

Карпова Светлана Валерьевна — ассистент кафедры химической переработки древесины УО «Белорусский государственный технологический университет», aspirantura.bgtu@tut.by

Усс Елена Петровна — канд. техн. наук, доцент кафедры полимерных композиционных материалов УО «Белорусский государственный технологический университет», uss@belstu.by

Мисюров Олег Александрович — аспирант кафедры химической переработки древесины УО «Белорусский государственный технологический университет», omisurov@mail.ru

APPLICATION OF WEAK CATIONIC POLYELECTROLYTES IN PAPER AND CARDBOARD EFFICIENCY IMPROVMENT TECHNOLOGY

N.V. Сhernaya, Zh.S. Shashok, S.V. Karpova, E.P. Uss, O.A. Misyurov

Belarusian State Technological University, 13a, Sverdlova st., 220006, Minsk, Republic of Belarus

chornaya@belstu.by

The article considers the effect of weak cationic polyelectrolytes on the structure- and paper-forming properties of glued fibrous suspensions and the quality of glued and coated paper and cardboard samples obtained from them. It is shown for the first time that the efficiency of using cationic polyelectrolytes increases by 2…3 times due to a change in the sequence of its introduction into glued fibrous suspensions (cellulose and waste paper) in relation to rosin emulsion and electrolyte, as well as by «correction» their dosages. It is found that the use of the developed technology allows cationic polyelectrolytes to participate not only in the process of flocculation, but also in the formation of new sizing complexes in the form of finely dispersed positively charged peptized particles. It is revealed that the replacement of the sizing process in the homocoagulation mode with a more efficient mode of heteroadagulation of peptized particles due to the use of weakly basic cationic polyelectrolytes provides an increase in hydrophobicity and strength of the glued types of paper and cardboard. The expediency of using cationic polyelectrolytes to obtain high-quality products in the developed resource-saving and ecologically safe technology of glued types of paper and cardboard is substantiated based on the established increase in the degree of retention of fibers and sizing complexes and the simultaneous decrease in the content of suspended solids in recycled water. It is determined that the coating of glued paper and cardboard samples obtained with weakly basic cationic polyelectrolytes improves the printing properties of the resulting products. Recommendations are given for replacing the traditionally used complex of natural compounds in the coating paste formulation, including oxidized starch (2,0 parts by weight), sodium carboxymethyl cellulose (0,7 parts by weight) and casein glue (2,0 parts by weight), for one synthetic binder — modified urea-formaldehyde oligomer (3,2 parts by weight).

Keywords: sizing, homocoagulation, heteroadagulation, hardening, structure formation, flocculation

Suggested citation: Сhernaya N.V., Shashok Zh.S., Karpova S.V., Uss E.P., Misyurov O.A. Razrabotka sposoba povysheniya effektivnosti primeneniya slaboosnovnykh kationnykh polielektrolitov v tekhnologii bumagi i kartona [Application of weak cationic polyelectrolytes in paper and cardboard efficiency improvment technology]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 105–114. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-105-114

References

[1] Tekhnologiya tsellyulozno-bumazhnogo proizvodstva. V 3 t. T. II. Proizvodstvo bumagi i kartona. CH. 2. Osnovnyye vidy i svoystva bumagi, kartona, fibry i drevesnykh plit [Pulp and paper technology. In 3 vol. Vol. II. Manufacture of paper and cardboard. Part 2. The main types and properties of paper, cardboard, fiber and wood-based panels]. Sankt-Peterburg: Politekhnika, 2006, 499 p.

[2] Chernaya N.V. Teoriya i tekhnologiya kleyenykh vidov bumagi i kartona [Theory and technology of glued types of paper and cardboard]. Minsk: BSTU Publ., 2009, 394 p.

[3] Khovanskiy V.V., Dubovyy V.K., Keyzer P.M. Primeneniye khimicheskikh vspomogatel’nykh veshchestv v proizvodstve bumagi i kartona [The use of chemical excipients in the production of paper and cardboard]. Sankt-Peterburg: SPbGTURP, 2013, 151 p.

[4] Kozhevnikov S.Yu., Andreyeva S.L. Uprochneniye bumagi sinteticheskoy kationno-anionnoy poliakrilamidnoy smoloy [Strengthening paper with synthetic cationic-anionic polyacrylamide resin]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of vegetable raw materials], 2011, no. 2, pp. 177–182.

[5] Lapin V.V., Smolyakov A.I. Spetsializirovannyye vidy kationnogo krakhmala dlya bumazhnogo proizvodstva [Specialized types of cationic starch for paper production]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton [Cellulose. Paper. Cardboard], 2000, no. 11–12, pp. 23–25.

[6] Osipov P.V. Effekty sinergizma mezhdu sinteticheskimi polimerami i kationnym krakhmalom v makulaturnykh kompozitsiyakh [Synergistic effects between synthetic polymers and cationic starch in waste paper compositions]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton [Cellulose. Paper. Cardboard], 2011, no. 3, pp. 74–77.

[7] Ostapenko A.A., Moroz V.N., Barbash V.A., Kozhevnikov S.YU., Dubovyy V.K., Koverninskiy I.N. Povysheniye kachestva bumagi iz makulatury khimicheskimi funktsional’nymi veshchestvami [Mproving the quality of paper from waste paper by chemical functional substances]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of vegetable raw materials], 2012, no. 1, pp. 187–190.

[8] Chernaya N.V., Lamotkin A.I. Prokleyka bumagi i kartona v kisloy i neytral’noy sredakh [Sizing paper and cardboard in acidic and neutral environments]. Minsk: BGTU, 2003, 345 p.

[9] Chernaya N.V. Kontseptual’noye razvitiye teorii i tekhnologii prokleyki bumagi i kartona gidrodispersiyami modifitsirovannoy kanifoli v rezhime geteroadagulyatsii peptizirovannykh chastits [Conceptual development of the theory and technology of gluing paper and cardboard with hydrodispersions of modified rosin in the mode of heteroadagulation of peptized particles]. Polimernyye materialy i tekhnologii [Polymer materials and technologies], 2015, vol. 1, no. 1, pp. 76–90.

[10] Mishurina O.A., Yershova O.A. Sposoby gidrofobizatsii i uprochneniya kompozitsionnykh tsellyuloznykh materialov iz vtorichnogo syr’ya [Methods of hydrophobization and hardening of composite cellulose materials from secondary raw materials]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy [International J. of Applied and Fundamental Research], 2016, no. 10, pp. 363–366.

[11] Gordeyko S.A., Zholnerovich N.V., Chernaya N.V., Fleysher V.L., Drapeza A.A., Andryukhova M.V., Makarova D.S. Povysheniye prochnosti taroupakovochnoy bumagi s ispol’zovaniyem azotsoderzhashchikh soyedineniy [Increasing the strength of packaging paper using nitrogen-containing compounds]. Trudy BGTU. Khimiya, tekhnologiya organicheskikh veshchestvv i biotekhnologiya [Proceedings of BSTU. Chemistry, technology of organic substances and biotechnology], 2013, no. 3, pp. 165–168.

[12] Lirova B.I., Rusinova Ye.V. Analiz polimernykh kompozitsionnykh materialov [Analysis of polymer composite materials]. Yekaterinburg: Izdatel’stvo Ural’skogo universiteta, 2008, 187 p.

[13] Zapol’skiy A.K., Baran A.A. Koagulyanty i flokulyanty [Coagulants and flocculants]. Leningrad: Khimiya, 1987, 204 p.

[14] Berlin A.A., Kislenko V.N., Solomentseva I.M. Matematicheskoye modelirovaniye flokulyatsii suspenziy poli-elektrolitami [Mathematical modeling of flocculation of suspensions with poly-electrolytes]. Kolloidnyy zhurnal [Colloid Journal], 1998, vol. 60, no. 5, pp. 592–597.

[15] Kallmes O., Kallmes P., Bishop B. Monitoring floculation on the paper machine. TAPPI, 1994, vol. 77, no. 7, pp. 194–198.

[16] Lapin V.V. O bystrom vzaimodeystvii v sisteme voloknistaya dispersiya — razbavlennyy rastvor kationnogo polielektrolita [On fast interaction in the system fibrous dispersion — diluted solution of cationic polyelectrolyte]. Issledovaniya v oblasti khimii bumagi: sbornik trudov TSNIIB [Research in paper chemistry: Proceedings of the TsNIIB]. Moskva, 1976, no. 12, pp. 55–63.

[17] Teslenko V.V., Danilova D.A., Fedyukin A.V., Nekhaychuk O.G. Nekotoryye osobennosti ispol’zovaniya sinteticheskikh flokulyantov [Some features of the use of synthetic flocculants]. Bumazhnaya promyshlennost’ [Paper industry], 1989, no. 9, pp 13–14.

[18] Puzyrev S.A., Vorob’yev O.V., Sedova Ye.V. Primeneniye kationnykh flokulyantov v proizvodstve bumagi [The use of cationic flocculants in paper production]. Novyye tekhnicheskiye vidy bumagi i kartona [New technical types of paper and cardboard], 1987, pp. 22–27.

[19] Linolstrom T., Flonen Т. The effect of filler particle size on the olry-strenghtening effect of cationic starch wet- and adolition. Nord. Pulpand Paper Res. J., 1987, v. 2, no. 4, pp. 142–151.

[20] Fleysher V.L., Chernaya N.V., Shishakov Ye.P., Chernysheva T.V. Sposob polucheniya uprochnyayushchey dobavki dlya izgotovleniya bumagi [A method of obtaining a hardening additive for the manufacture of paper]. Patent RB, no. 23441, 2018.

[21] Kopylovich M.N., Radion Ye.V., Bayev A.K. Raspredeleniye razlichnykh form alyuminiya (III) i medi (II) v rastvorakh i skhema protsessa geteroyadernogo gidroksokompleksoobrazovaniya [Distribution of various forms of aluminum (III) and copper (II) in solutions and the scheme of the process of heteronuclear hydroxocomplexation]. Koordinatsionnaya khimiya [Coordination chemistry], 1995, v. 21, no. 1, pp. 66–71.

[22] Frolov Yu.G., Grodskiy A.S. Laboratornyye raboty i zadachi po kolloidnoy khimii [Laboratory work and tasks in colloidal chemistry]. Moscow, Khimiya, 1986, 186 p.

[23] Primakov S.F., Milovzorov V.P., Kukhnikova M.S. Laboratornyy praktikum po tsellyulozno-bumazhnomu proizvodstvu [Laboratory workshop on pulp and paper production]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1980, 168 p.

[24] Bondarev A.I. Proizvodstvo bumagi i kartona s pokrytiyem [Manufacture of coated paper and board]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1985, 192 p.

[25] Karpova S.V., Chernaya N.V. Izucheniye svoystv melovannoy bumagi pri zamene prirodnogo svyazuyushchego na novoye sinteticheskoye [Studying the Properties of Coated Paper when Replacing a Natural Binder with a New Synthetic]. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya pererabotki rastitel’nogo syr’ya: materialy dokladov Mezhdunar. nauchno-tekhn. konf. [Chemistry and Chemical Technology of Plant Raw Material Processing: Proc. Int. Science and Technology Conf.]. Minsk: BSTU, 2018, pp. 187–191.

[26] Chernaya N.V., Fleisher V.L., Zholnerovich N.V. The creation and implementation of the resource-conserving technology of paper and paperboard sizing with hydro-dispersions of modified rosin in mode of heteroadagulation of peptized particles. PNRPU. Appliedecology. Urbandevelopment, 2017, no. 2, pp. 87–101. DOI: 10.15593/2409-5125/2017.02.08

Authors’ information

Сhernaya Natal’ya Viktorovna — Dr. Sci. (Tech.), Professor of Department of Chemical Processing of Wood of the Belarusian State Technological University, chornaya@belstu.by

Shashok Zhanna Stanislavovna — Dr. Sci. (Engineering), Professor of Department of Polymer Composite Materials of the Belarusian State Technological University, shashok@belstu.by

Karpova Svetlana Valerievna — Assistant of Department of Chemical Processing of Wood of Belarusian State Technological University, aspirantura.bgtu@tut.by

Uss Elena Petrovna — Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor of Department of Polymer Composite Materials of Belarusian State Technological University, uss@belstu.by

Misyurov Oleg Aleksandrovich — Pg. of Department of Chemical Processing of Wood of Belarusian State Technological University, omisurov@mail.ru

Математическое моделирование

14

ГЛОБАЛЬНОСТЬ РАДИОВИДИМОСТИ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

115–124

УДК 629.78

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-115-124

Шифр ВАК 2.3.5

Ю.С. Луценко¹, В.М. Поливников¹, А.А. Малашин²

¹АО «ЦНИИмаш», 141070, Россия, г. Королев, Московская обл., ул. Пионерская, д. 4

²МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

malashin@mgul.ac.ru

Рассмотрены несколько вариантов аналитических методов расчета глобальности видимости, что позволяет оценить возможности оперативного управления космическими аппаратами и получения целевой информации, загрузку наземных средств, объем передаваемой (принимаемой) информации и эффективность систем. Приведены вывод соотношений расчета коэффициента глобальности, графики его изменения для низкоорбитальных космических аппаратов, оценка точности полученных соотношений. Показано, что графики глобальности видимости позволяют на начальном этапе проектирования легко определиться с оптимальными характеристиками пространственно-временны́х структур создаваемых систем. Получены оценки точности результатов с использованием «точных» моделей полета космических аппаратов, подтверждающие рекомендации по их практическому применению. Результаты разработки представляют практический интерес при проектировании любых космических систем космических аппаратов на круговых орбитах.

Ключевые слова: зона видимости, наземные средства, коэффициент глобальности, проектирование

Ссылка для цитирования: Луценко Ю.С., Поливников В.М., Малашин А.А. Глобальность радиовидимости низкоорбитальных космических аппаратов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 115–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-115-124

Список литературы

[1] Луценко Ю.С., Матюшин М.М. Вопросы оптимизации пространственно-временной структуры космической группировки // Материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. «Актуальные проблемы создания космических систем дистанционного зондирования Земли», ВНИИЭМ, 2016. М.: ВНИИЭМ, 2016. С. 16–22.

[2] Основы теории полета космических аппаратов / под ред. Г.С. Нариманова. М.: Машиностроение, 1972. 608 с.

[3] Поливников В.М. Распределение наземных средств управления космическими аппаратами методом последовательного исключения конфликтных ситуаций // Сборник статей VII науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов Центра управления полетами, посвященной памяти В.И. Лобачева, ЦНИИмаш, 4–7 апреля 2017 г., г. Королев Московской обл. Королев: Изд-во ЦНИИмаш, 2017. С. 292–296.

[4] Тригонометрические соотношения в сферическом треугольнике, Энциклопедия элементарной математики. В 5 т. Т. 4. М.: Физматгиз, 1963, 568 с.

[5] Официальная страница ФГБУ «Научно исследовательский Центр «Планета». URL: http://planet.iitp.ru (дата обращения 05.07.2021).

[6] Bate R.R., Mueller D.D., White J.E. Fundamentals of Astrodynamics. New York: Dover Publications, 1971, 455 p.

[7] Battin R.H. An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, Revised Edition. Reston, Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1999, 796 p.

[8] Battin R.H. An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics. New York: AIAA Education Series, 1987, 796 p.

[9] Scharf D.P., Hadaegh F.Y., Kang B.H. A survey of spacecraft formation flying guidance. Int. Symp. on Formation Flying, Missions and Technologies, November 2002. Toulouse, France. URL: https://trs.jpl.nasa.gov/bitstream/handle/2014/37195/02-2493.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата обращения 07.12. 2021 г.)

[10] Schaub H. Relative orbit geometry through classical orbit element differences // J. of Guidance, Control and Dynamics, 2004, no. 27(5), pp. 839–848.

[11] Bordner R.E., Wiesel W.E. Trajectory estimation for satellite clusters // J. of Guidance, Control, and Dynamics, 2006, v. 29, iss. 1, pp. 172–178.

[12] Schaub H., Alfriend K.T. Hybrid Cartesian and Orbit Element Feedback Law for Formation Flying Spacecraft // J. of Guidance, Control and Dynamics, 2002, v. 25, pp. 387–393.

[13] Alfriend K.T., Vaddi S.S., Lovell T.A. Formation maintenance for low Earth near-circular orbits // AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, 2003, number AAS pp. 03–652.

[14] Yang, Y. Quaternion based model for momentum biased nadir pointing spacecraft // Aerosp. Sci. Tech., 2010, no. 14(3), pp. 199–202.

[15] Legostaev V.P., Mikrin E.A. History of spacecraft control systems // Automation and Remote Control, 2013, v. 74, iss. 3, pp. 331–347.

[16] D’Amico S., Montenbruck O., Arbinger Ch., Fiedler H. Formation flying concept for close remote 14 sensing satellites // 15th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Conference, Copper Mountain, Colorado, 2005, number AAS pp. 05–156.

[17] Won C. Comparative study of various control methods for attitude control of a LEO satellite // Aerosp. Sci. Tech., 1999, no. 3(5), pp. 323–333.

[18] D’Amico S., Montenbruck O. Proximity operations of formation-flying spacecraft using an eccentricity/inclination vector separation // J. of Guidance, Control, and Dynamics, 2006, no. 29(3), pp. 554–563.

[19] Sidi M. Spacecraft Dynamics and Control: A Practical Engineering Approach. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1997, 409 p.

[20] Ardaens J.S., D’Amico S. Control of Formation Flying Spacecraft at a Lagrange Point. DLR/GSOC, 2008, 43 p.

[21] Ardaens J.S., D’Amico S., Kazeminejad B., Montenbruck O., Gill E. Spaceborne autonomous and ground based relative orbit control for the TerraSAR-X/TanDEM-X formation // 20th International Symposium on Space Flight Dynamics. Number 03-652, September 24–28, 2007. Annapolis, USA: Goddard Space Flight Center, 2007, pp. 1–13.

[22] Wen J., Kreutz-Delgado K. The attitude control problem // IEEE Tran. Automat. Control, 1991, no. 36(10), pp. 1148–1161.

[23] Clohessy W.H., Wiltshire R.S. Terminal guidance system for satellite rendezvous // J. of the Aerospace Sciences, 1960, no. 27, pp. 653–658.

[24] Won C. Comparative study of various control methods for attitude control of a LEO satellite // Aerosp. Sci. Tech., 1999, no. 3(5), pp. 323–333.

[25] Markley F.L., Crassidis J.L. Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control. Springer, 2014, 486 p.

Сведения об авторах

Луценко Юрий Станиславович — канд. техн. наук, и. о. гл. науч. сотр. АО «ЦНИИмаш», colon.lys@gmail.com

Поливников Владимир Михайлович — инженер 1 категории АО «ЦНИИмаш», polivnikov.v@gmail.com

Малашин Алексей Анатольевич — зав. кафедрой «Прикладная математика, информатика и вычислительная техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), malashin@mgul.ac.ru

GLOBAL RADIO VISIBILITY OF LOW-ORBIT SPACECRAFT

Y.S. Lucenko¹, V.M. Polivnikov¹, A.A. Malashin² 

¹JSC «TsNIIMash», 4, Pionerskaya st., 141070, Korolev, Moscow reg., Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

malashin@mgul.ac.ru

Design optimization of the orbital and target groups of spacecrafts, ground-based control facilities and reception of target information is impossible without taking into account the global visibility of the spacecraft by ground-based means. The estimation of this parameter is traditionally performed using numerical methods for calculating spacecraft flight paths over long time intervals and does not allow us to visualize the relationship between the trajectory parameters and the effectiveness of the systems. The article considers several variants of analytical methods for calculating the global visibility, which allows us to evaluate the capabilities of operational control of the spacecraft and to obtain target information, the load of ground-based means, the volume of transmitted (received) information and the effectiveness of systems. The conclusion of the ratios for calculating the globality coefficient, graphs of its changes for low-orbit spacecraft, and an estimate of the accuracy of the obtained ratios are given. The graphs of global visibility make it easy to determine the optimal characteristics of the space-time structures of the created systems at the initial stage of design. Estimates of the accuracy of the results were obtained using «accurate» spacecraft flight models and confirm the recommendations for the practical application of the research results. The results obtained are of practical interest in the design of any space spacecraft systems in circular orbits.

Keywords: visibility zone, ground facilities, globality coefficient, design

Suggested citation: Lucenko Y.S., Polivnikov V.M., Malashin A.A. Global’nost’ radiovidimosti nizkoorbital’nykh kosmicheskikh apparatov [Global radio visibility of low-orbit spacecraft]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 115–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-115-124

References

[1] Lutsenko Yu.S., Matyushin M.M. Voprosy optimizatsii prostranstvenno-vremennoy struktury kosmicheskoy gruppirovki [Issues of optimizing the spatio-temporal structure of the space constellation]. Materialy chetvertoy mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Aktual’nye problemy sozdaniya kosmicheskikh sistem distantsionnogo zondirovaniya Zemli» [Proceedings of the fourth international scientific and technical conference «Actual problems of creating space systems for remote sensing of the Earth»], VNIIEM, 2016, pp. 16–22.

[2] Osnovy teorii poleta kosmicheskikh apparatov [Fundamentals of the theory of spacecraft flight]. Ed. G.S. Narimanov Moscow: Mashinostroenie [Mechanical Engineering], 1972, 608 p.

[3] Polivnikov V.M. Raspredelenie nazemnykh sredstv upravleniya kosmicheskimi apparatami metodom posledovatel’nogo isklyucheniya konfliktnykh situatsiy [Distribution of ground-based spacecraft controls by the method of sequential exclusion of conflict situations]. Sbornik statey VII nauchno-tekhnicheskoy konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov Tsentra upravleniya poletami, posvyashchennoy pamyati V.I. Lobacheva [Collection of articles of the VII scientific and technical conference of young scientists and specialists of the Mission Control Center, dedicated to the memory of V.I. Lobacheva], TsNIIMash, April 4–7, 2017, Korolev, Moscow Region. Korolev: TsNIIMash, 2017, pp. 292–296.

[4] Trigonometricheskie sootnosheniya v sfericheskom treugol’nike, Entsiklopediya elementarnoy matematiki [Trigonometric relations in a spherical triangle, Encyclopedia of Elementary Mathematics], in 5 vol., vol. 4. Moscow: Fizmatgiz, 1963, 568 p.

[5] Ofitsial’naya stranitsa FGBU «Nauchno issledovatel’skiy Tsentr «Planeta» [Research Center «Planeta» official page]. Available at: http://planet.iitp.ru (accessed 05.07.2021).

[6] Bate R.R., Mueller D.D., White J.E. Fundamentals of Astrodynamics. New York: Dover Publications, 1971, 455 p.

[7] Battin R.H. An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, Revised Edition. Reston, Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1999, 796 p.

[8] Battin R.H. An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics. New York: AIAA Education Series, 1987, 796 p.

[9] Scharf D.P., Hadaegh F.Y., Kang B.H. A survey of spacecraft formation flying guidance. International Symposium on Formation Flying, Missions and Technologies, November 2002. Toulouse, France. URL: https://trs.jpl.nasa.gov/bitstream/handle/2014/37195/02-2493.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата обращения 07.12.2021 г.)

[10] Schaub H. Relative orbit geometry through classical orbit element differences. J. of Guidance, Control and Dynamics, 2004, no. 27(5), pp. 839–848.

[11] Bordner R.E., Wiesel W.E. Trajectory estimation for satellite clusters. J. of Guidance, Control, and Dynamics, 2006, v. 29, iss. 1, pp. 172–178.

[12] Schaub H., Alfriend K.T. Hybrid Cartesian and Orbit Element Feedback Law for Formation Flying Spacecraft. J. of Guidance, Control and Dynamics, 2002, v. 25, pp. 387–393.

[13] Alfriend K.T., Vaddi S.S., Lovell T.A. Formation maintenance for low Earth near-circular orbits. AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, 2003, number AAS pp. 03–652.

[14] Yang, Y. Quaternion based model for momentum biased nadir pointing spacecraft. Aerosp. Sci. Tech., 2010, no. 14(3), pp. 199–202.

[15] Legostaev V.P., Mikrin E.A. History of spacecraft control systems. Automation and Remote Control, 2013, v. 74, iss. 3, pp. 331–347.

[16] D’Amico S., Montenbruck O., Arbinger Ch., Fiedler H. Formation flying concept for close remote 14 sensing satellites. 15th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Conference, Copper Mountain, Colorado, 2005, number AAS pp. 05–156.

[17] Won C. Comparative study of various control methods for attitude control of a LEO satellite. Aerosp. Sci. Tech., 1999, no. 3(5), pp. 323–333.

[18] D’Amico S., Montenbruck O. Proximity operations of formation-flying spacecraft using an eccentricity/inclination vector separation. J. of Guidance, Control, and Dynamics, 2006, no. 29(3), pp. 554–563.

[19] Sidi M. Spacecraft Dynamics and Control: A Practical Engineering Approach. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1997, 409 p.

[20] Ardaens J.S., D’Amico S. Control of Formation Flying Spacecraft at a Lagrange Point. DLR/GSOC, 2008, 43 p.

[21] Ardaens J.S., D’Amico S., Kazeminejad B., Montenbruck O., Gill E. Spaceborne autonomous and ground based relative orbit control for the TerraSAR-X/TanDEM-X formation. 20th International Symposium on Space Flight Dynamics. Number 03-652, September 24–28, 2007. Annapolis, USA: Goddard Space Flight Center,2007, pp. 1–13.

[22] Wen J., Kreutz-Delgado K. The attitude control problem. IEEE Tran. Automat. Control, 1991, no. 36(10), pp. 1148–1161.

[23] Clohessy W.H., Wiltshire R.S. Terminal guidance system for satellite rendezvous. J. of the Aerospace Sciences, 1960, no. 27, pp. 653–658.

[24] Won C. Comparative study of various control methods for attitude control of a LEO satellite. Aerosp. Sci. Tech., 1999, no. 3(5), pp. 323–333.

[25] Markley F.L., Crassidis J.L. Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control. Springer, 2014, 486 p.

Authors’ information

Lucenko Yuriy Stanislavovich — Cand. Sci. (Tech.), Acting Chief Scientific Officer JSC Tsniimash, Colon.lys@gmail.com

Polivnikov Vladimir Mikhaylovich — Engineer of the 1st category of the TsNIIMash,

polivnikov.v@gmail.com

Malashin Aleksey Anatol’evich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), malashin@mgul.ac.ru

15

МАТРИЧНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОЕКТОРОВ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ

125–130

УДК 512.643.8

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-125-130

Шифр ВАК 2.3.5

А.М. Ветошкин^1, А.А. Шум²

¹МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

²ТГТУ, 170026, г. Тверь, наб. Афанасия Никитина, д. 22

vetkin@mgul.ac.ru

Предлагается формула вычисления псевдообратной матрицы для блочной матрицы [A:B] в случае, когда подпространства строк матриц A и B пересекаются только по нулю ({A}∩{B} = 0): . Рассмотрены полезные примеры применения приведенной формулы. Получена формула Андерсона — Даффина для двух ортопроекторов  и  Установлено: , где ; псевдообратная матрица коммутатора РР^* – Р^*Р равна сумме четырех проекторов. Найдена псевдообратная матрица от суммы двух проекторов.

Ключевые слова: проектор, ортопроектор, косой проектор, псевдообратная матрица, формула Клайна

Ссылка для цитирования: Ветошкин А.М., Шум А.А. Матричные представления проекторов и их приложения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 125–130. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-125-130

Cписок литературы

[1] Cline R.E. Representation for the generalized inverse of a partitioned matrix // J. Soc. Industr. Appl. Math., 1964, v. 12, no. 3, p. 588–600.

[2] Lütkepohl H. Handbook of matrices. NY:Wiley, 1996, 304 p.

[3] Bernstein D.S. Matrix Mathematics. Theory, Facts, and Formulas. Princeton: Prince-ton University Press, 2009, 1101 p.

[4] Воеводин В.В. Энциклопедия линейной алгебры. Электронная система ЛИНЕАЛ. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 544 с.

[5] Ветошкин А.М. Произведение проекторов. Случай вложенных подпространств // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2018. Т. 25. № 3. С. 235–236.

[6] Anderson W.N.Jr., Duffin R.J. Series and parallel addition of matrices // J. Math. Anal. Appl., 1969, v. 26, pp. 576–594.

[7] Магнус Я.Р., Нейдеккер Х. Матричное дифференциальное исчисление с приложениями к статистике и эконометрике. М.: Физматлит, 2002. 496 с.

[8] Беклемишев Д.В. Дополнительные главы линейной алгебры. СПб.: Лань, 2008. 496 с.

[9] Ветошкин А.М. Компактная форма формулы Клайна // Обозрение прикл. и промышл. матем., 2014. Т. 21. Вып. 4. С. 337–338.

[10] Ветошкин А.М. Следствия из формулы Клайна // Обозрение прикл. и промышл. матем., 2015. Т. 22. Вып. 4. С. 446–447.

[11] Campbell S.L., Meyer C.D. Generalized inverses of linear transformations. London: Pitman Pub., 1979, 272 p.

[12] Cvetković Ilić D. S., Yimin Wei. Algebraic Properties of Generalized Inverses. Singapore: Springer, 2017, 194 p.

[13] Yanai H., Takeuchi K., Takane Y. Projection Matrices, Generalized Inverse Matrices, and Singular Value Decomposition. Springer, 2011, 234 p.

[14] Albert A. Regression and the Moor-Penrose pseudoinverse. NY&London: Academic Press, 1972, v. 94, 224 p.

[15] Barnet S. Matrices: methods and applications. Oxford: Сlarendon Press, 1996, 466 p.

[16] Ben-Israel A., Greville T.N.E. Generalized inverses. Theory and Applications. Springer, 2003, 420 p.

[17] Meyer C.D. Matrix analysis and applied linear algebra. SIAM, 2000, 718 p.

[18] Малышев А.Н. Введение в вычислительную линейную алгебру. Новосибирск: Наука, 1991. 400 с.

[19] Ветошкин А.М., Шум А.А. Строго косые проекторы и их свойства // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 5. С. 122–127. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-122-127

[20] Koliha J.J., Rakocevic V., Straskraba I. The difference and sum of projectors // Linear Algebra and its Applications, 2004, v. 388, p. 279–288.

Сведения об авторах

Ветошкин Александр Михайлович — канд. техн. наук, доцент МГТУ им Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), vetkin@mgul.ac.ru

Шум Александр Анатольевич — канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры высшей математики ТГТУ, shum@tstu.tver.ru

MATRIX REPRESENTATIONS OF PROJECTORS AND THEIR APPLICATIONS

A.M. Vetoshkin^1, A.A. Shum²

¹BMSTU (Mytishchi branch), 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg. Russia

²Tver State Technical University named after Afanasy Nikitin, 22, Tver, 170026, Russia

vetkin@mgul.ac.ru

The paper proposes a formula for calculating the pseudoinverse matrix for the block matrix [A:B] in the case when the subspaces of the rows of the matrices A and B intersect only at zero ({A}∩{B} = 0): In this paper, useful examples of the application of the above formula are considered. The Anderson — Duffin formula is obtained; for two orthoprojectors  and . It is established , where  It is established that the pseudoinverse matrix of the commutator РР* – Р*Р is equal to the sum of four projectors. The pseudoinverse matrix of the sum of two projectors is found.

Keywords: projector, orthoprojector, oblique projector, generalized inverse matrix, Сline’s formula

Suggested citation: Vetoshkin A.M., Shum A.A. Matrichnye predstavleniya proektorov i ikh prilozheniya [Matrix representations of projectors and their applications]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 125–130. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-125-130

References

[1] Cline R.E. Representation for the generalized inverse of a partitioned matrix. J. Soc. Industr. Appl. Math., 1964, v. 12, no. 3, p. 588–600.

[2] Lütkepohl H. Handbook of matrices. NY:Wiley, 1996, 304 p.

[3] Bernstein D.S. Matrix Mathematics. Theory, Facts, and Formulas. Princeton: Prince-ton University Press, 2009, 1101 p.

[4] Voevodin V.V. Entsiklopediya lineynoy algebry. Elektronnaya sistema LINEAL [Encyclopedia of linear algebra. Electronic system LINEAL]. Saint Petersburg: BHV-Peterburg, 2006, 544 p.

[5] Vetoshkin A.M. Frobeniusovy jendomorfizmy mnozhestva proektorov [Frobenius endomorphisms of set of projectors]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2012, no. 6(89), pp. 116–122.

[6] Anderson W.N.Jr., Duffin R.J. Series and parallel addition of matrices. J. Math. Anal. Appl., 1969, v. 26, pp. 576–594.

[7] Magnus J.R., Neudecker H. Matrichnoe differentsial’noe ischislenie s prilozheniyami k statistike i ekonometrike [Matrix differential calculus. With applications in statistics and econometrics]. Moscow: Fizmatlit, 2002, 496 p.

[8] Beklemishev D.V. Dopolnitel’nye glavy lineynoy algebry [Additional chapters of linear algebra]. Saint Petersburg: Lan’, 2008, 496 p.

[9] Vetoshkin A.M. Kompaktnaya forma formuly Klayna [Compact form of the Cline formula]. Obozrenie prikl. i promyshl. matem. [Review app. and industrial Math.], 2014, t. 21, v. 4, pp. 337–338.

[10] Vetoshkin A.M. Sledstviya iz formuly Klayna [Consequences from Clin’s formula] Obozrenie prikl. i promyshl. matem. [Review app. and industrial Math.], 2015, t. 22, v. 4, pp. 446–447.

[11] Campbell S.L., Meyer C.D. Generalized inverses of linear transformations. London: Pitman Pub., 1979, 272 p.

[12] Cvetković Ilić D.S., Yimin Wei. Algebraic Properties of Generalized Inverses. Singapore: Springer, 2017, 194 p.

[13] Yanai H., Takeuchi K., Takane Y. Projection Matrices, Generalized Inverse Matrices, and Singular Value Decomposition. Springer, 2011, 234 p.

[14] Albert A. Regression and the Moor-Penrose pseudoinverse. NY&London: Academic Press, 1972, v. 94, 224 p.

[15] Barnet S. Matrices: methods and applications. Oxford: Сlarendon Press, 1996, 466 p.

[16] Ben-Israel A., Greville T.N.E. Generalized inverses. Theory and Applications. Springer, 2003, 420 p.

[17] Meyer C.D. Matrix analysis and applied linear algebra. SIAM, 2000, 718 p.

[18] Malyshev A.N. Vvedenie v vychislitel’nuyu lineynuyu algebru [Introduction to Computational Linear Algebra]. Novosibirsk: Nauka, 1991, 400 p.

[19] Vetoshkin A.M., Shum A.A. Strogo kosye proektory i ikh svoystva [Strictly oblique projectors and their properties]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 5, pp. 122–127. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-122-127.

[20] Koliha J.J., Rakocevic V., Straskraba I. The difference and sum of projectors // Linear Algebra and its Applications, 2004, v. 388, p. 279–288.

Authors’ information

Vetoshkin Aleksandr Mikhaylovich — Cand. Sci. (Tech), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), vetkin@mgul.ac.ru

Shum Aleksandr Anatol’evich — Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor of the TvSTU, shum@tstu.tver.ru

16

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОСАЖДЕНИЯ ТОПЛИВА В БАКАХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК РАЗГОННЫХ БЛОКОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАЛОЙ ПЕРЕГРУЗКИ

131–136

УДК 629.7.063.6:51-72:532.22: 532.521.1

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-131-136

Шифр ВАК 1.2.2

А.В. Корольков¹, В.Б. Сапожников²

¹МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

²МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5

an_korolkov@mail.ru

Сформулированы проблемы, возникающие при подаче жидкого топлива в двигательную установку разгонных блоков в условиях невесомости. Определены процессы осаждения топлива и сепарации газовых включений под действием предпусковой перегрузки как ключевые. Проведен анализ существующих работ по определению параметров этих процессов. Представлена методика экспериментальных исследований и новый подход к расчетной оценке времени осаждения топлива под действием предпусковой перегрузки.

Ключевые слова: топливный бак, жидкое топливо, сплошность потока, предпусковая перегрузка, время осаждения, сепарация газа, методика эксперимента, теоретическая оценка

Ссылка для цитирования: Корольков А.В., Сапожников В.Б. Моделирование процессов осаждения топлива в баках двигательных установок разгонных блоков под действием малой перегрузки // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 131–136. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-131-136

Список литературы

[1] Корольков А.В., Сапожников В.Б. Имитационная модель изменения формы газового пузыря в жидкости в условиях реального космического полета // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2005. № 4. С. 51–52.

[2] Sapozhnikov V.B., Korolkov A.V. Mathematical modeling of a spacecrafts’ fuel tank empty in-gin the orbital flight conditions // International Scientific Conference «Physical and Mathematical Problems of Advanced Technology Development», Moscow, Bauman MSTU, 17–19 November 2014). Moscow: Bauman MSTU Publ., 2014, pp. 80–81.

[3] Burge G.W., Blackmon J.B., Madsen R.A. Analytical approaches for the design of orbital refueling system // AIAA Paper, 1969, no. 69–567, p. 53.

[4] Калинин Э.К., Невровский В.А. К оценке времени осаждения жидкости в баке под действием малой перегрузки // Инженерно-физический журнал, 1986. Т. 50. № 6. С. 930–934.

[5] Математическое моделирование процесса осаждения топлива на дно бака при малых перегрузках / ГОНТИ-4, пер. № СГ-30/76, 1977. 65 с.

[6] Aydelott J.C., Mjolsness R.S., Torreу M.D., Hochstein J.I. Numerical modeling of in orbit propellant motion resulting from an impulsive acceleration // А1АА/ SAE/ ASHE/ ASEE: 23 Joint Propulsion conf. 29 June – 2 July 1987, San-Diego, Calif., USA. New-York, 1987, 22 p.

[7] Андреев А.Н., Калязин Э.Л. Расчет проектных параметров внутрибаковых устройств и элементов топливоподающих магистралей ЛА. М.: Изд-во МАИ, 1999. 36 с.

[8] Александров А.А., Графодатский О.С., Крылов В.И., Лемешевский С.А. Создание научно-производственного центра перспективных изделий из пористых сетчатых материалов для объектов космической отрасли и общепромышленного назначения на базе кооперации ФГУП «НПО имени С.А. Лавочкина» и МГТУ им. Н.Э. Баумана (история, современное состояние и перспективы) // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2017. № 2. С. 17–23.

[9] Багров В.В., Курпатенков А.В., Поляев В.М. Капиллярные системы отбора жидкости из баков космических летательных аппаратов / под ред. В.М. Поляева. М.: УНПЦ «Энергомаш», 1997. 328 с.

[10] Сапожников В.Б., Крылов В.И., Новиков Ю.М., Ягодников Д.А. Развитие идей профессора В.М. Поляева по применению пористо-сетчатых материалов для внутрибаковых устройств, обеспечивающих многократный запуск жидкостных ракетных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2006. № 2. С. 78–88.

[11] Новиков Ю.М., Александров Л.Г., Богданов А.А., Большаков В.А. Проницаемые структуры на основе комбинированного пористого сетчатого металла и сварочная технология производства изделий из них для двигательных установок космических летательных аппаратов // Вестник НПО имени С.А. Лавочкина, 2021. № 1. С. 44–51.

[12] Новиков Ю.М., Белов С.В., Большаков В.А., Колесников А.Г. Комбинированный пористый материал. Патент РФ № 1632464. МПК4 B 23 K 20/00.; патентообладатель НИИ энергетического машиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана; заявл. 04.03.88; регистр. 16.04.94.

[13] Топливный бак и его заборное устройство. Патент РФ № 2657137. дата приоритета 19.09.2016 г.; дата опубл. 26.03.2018.

[14] Сапожников В.Б., Полянский А.Р., Корольков А.В., Константинов С.Б., Александров Л.Г. Экспериментальная оценка невырабатываемых остатков топлива в баках c внутрибаковыми устройствами капиллярного типа для двигательных установок космических аппаратов // Инженерный журнал: наука и инновации, 2019. Вып. 12. URL: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-12-1941 (дата обращения 01.10.2021).

[15] Ушаков В.В., Щербаков А.М. Регулируемый наддув ракетного бака // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2020. № 1. С. 57–61.

[16] Полунин Д.А., Миркин Н.Н., Орещенко В.М., Усов Г.Л. Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями / под ред. Челомея В.Н. М.: Машиностроение, 1978. 240 с.

[17] Ягодников Д.А., Шацкий О.Е., Лоханов И.В., Карчаев Х.Ж. К 70-летию кафедры «Ракетные двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана (устойчивое развитие и преемственность исторических традиций) // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2018. № 3. С. 76–80.

[18] Александров Л.Г., Константинов С.Б., Корольков А.В., Сапожников В.Б. Топливный бак с капиллярным внутрибаковым устройством космической двигательной установки // Вестник НПО имени С.А. Лавочкина, 2021. № 4 (54). С. 15–21.

[19] Сапожников В.Б., Полянский А.Р., Корольков А.В., Расчет минимального запаса топлива, находящегося в контакте с внутрибаковым устройством, для обеспечения работы жидкостного ракетного двигателя в условиях невесомости // Инженерный журнал: наука и инновации. 2021. № 3 (111). Статья 4.

[20] Sapozhnikov V.B., Korolkov A.V., Malashin A.A., Sobolev A.V., Usachyov M.S. Experimental evaluation of rational pre-launch acceleration parameters to provide liquid-propellant rocket sustainer engine launch in microgravity // AIP Conference Proceedings. XLIII Academic Space Conference: Dedicated to the Memory of Academician S.P. Korolev and Other Outstanding Russian Scientists — Pioneers of Space Exploration, 2019, p. 130008.

[21] Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1977. 440 с.

[22] Лабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных систем. М.: Изд-во МЭИ, 2000. С. 143–146.

Сведения об авторах

Корольков Анатолий Владимирович — д-р физ.-мат. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), an_korolkov@mail.ru

Сапожников Владимир Борисович — д-р техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, sapojnikov47@mail.ru

MODELING OF PROPELLANT SETTLING PROCESSES IN UPPER STAGES PROPULSION SYSTEMS TANKS UNDER LOW OVERLOAD

A.V. Korol’kov¹, V.B. Sapozhnikov²

¹BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

²BMSTU, 5, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

an_korolkov@mail.ru

The problems arising when liquid fuel is supplied to the propulsion system of upper stages in zero gravity are formulated. The key processes are the deposition of fuel and separation of gas inclusions under the action of pre-start overload. The analysis of existing works on determining the parameters of these processes is carried out. The method of experimental studies and a new approach to the estimated time of fuel deposition under the action of pre-start overload are presented.

Keywords: fuel tank, liquid fuel, flow continuity, pre-start overload, deposition time, gas separation, experimental methodology, theoretical evaluation

Suggested citation: Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B. Modelirovanie protsessov osazhdeniya topliva v bakakh dvigatel’nykh ustanovok razgonnykh blokov pod deystviem maloy peregruzki [Modeling of propellant settling processes in upper stages propulsion systems tanks under low overload]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 131–136. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-131-136

References

[1] Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B. Imitatsionnaya model’ izmeneniya formy gazovogo puzyrya v zhidkosti v usloviyakh real’nogo kosmicheskogo poleta [Simulation model for changing the shape of a gas bubble in a liquid under conditions of a real space flight]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy vestnik, 2005, no. 4, pp. 51–52.

[2] Sapozhnikov V.B., Korolkov A.V. Mathematical modeling of a spacecrafts’ fuel tank empty in-gin the orbital flight conditions. International Scientific Conference «Physical and Mathematical Problems of Advanced Technology Development», Moscow, Bauman MSTU, 17–19 November 2014). Moscow: Bauman MSTU Publ., 2014, pp. 80–81.

[3] Burge G.W., Blackmon J.B., Madsen R.A. Analytical approaches for the design of orbital refueling system. AIAA Paper, 1969, no. 69–567, p. 53.

[4] Kalinin E.K., Nevrovskiy V.A. K otsenke vremeni osazhdeniya zhidkosti v bake pod deystviem maloy peregruzki [On the estimation of the liquid settling time in a tank under the action of a small overload]. Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal [Engineering and Physical Journal], 1986, v. 50, no. 6, pp. 930–934.

[5] Matematicheskoe modelirovanie protsessa osazhdeniya topliva na dno baka pri malykh peregruzkakh [Mathematical modeling of the process of fuel deposition on the bottom of the tank at low overloads]. GONTI-4, per. no. SG-30/76, 1977, 65 p.

[6] Aydelott J.C., Mjolsness R.S., Torreу M.D., Hochstein J.I. Numerical modeling of in orbit propellant motion resulting from an impulsive acceleration. А1АА/ SAE/ ASHE/ ASEE: 23 Joint Propulsion conf. 29 June – 2 July 1987, San-Diego, Calif., USA. New-York, 1987, 22 p.

[7] Andreev A.N., Kalyazin E.L. Raschet proektnykh parametrov vnutribakovykh ustroystv i elementov toplivopodayushchikh magistraley LA [Calculation of design parameters of in-tank devices and elements of aircraft fuel supply lines]. Moscow: MAI Publishing House, 1999, 36 p.

[8] Aleksandrov A.A., Grafodatskiy O.S., Krylov V.I., Lemeshevskiy S.A. Sozdanie nauchno-proizvodstvennogo tsentra perspektivnykh izdeliy iz poristykh setchatykh materialov dlya ob’ektov kosmicheskoy otrasli i obshchepromyshlennogo naznacheniya na baze kooperatsii FGUP «NPO imeni S.A. Lavochkina» i MGTU im. N.E. Baumana (istoriya, sovremennoe sostoyanie i perspektivy) [Creation of a research and production center for promising products from porous mesh materials for space industry and general industrial purposes on the basis of cooperation of the Federal State Unitary Enterprise «NPO named after S.A. Lavochkin» and Moscow State Technical University. N.E. Bauman (history, current state and prospects)]. Vestnik NPO im. S.A. Lavochkina, 2017, no. 2, pp. 17–23.

[9] Bagrov V.V., Kurpatenkov A.V., Polyaev V.M. Kapillyarnye sistemy otbora zhidkosti iz bakov kosmicheskikh letatel’nykh apparatov [Capillary Systems for Liquid Extraction from Spacecraft Tanks]. Ed. V.M. Polyaev. Moscow: UNPTs «Energomash», 1997, 328 p.

[10] Sapozhnikov V.B., Krylov V.I., Novikov Yu.M., Yagodnikov D.A. Razvitie idey professora V.M. Polyaeva po primeneniyu poristo-setchatykh materialov dlya vnutribakovykh ustroystv, obespechivayushchikh mnogokratnyy zapusk zhidkostnykh raketnykh dvigateley [Development of the ideas of Professor V.M. Polyaev on the use of porous-mesh materials for intra-tank devices that provide multiple launch of liquid rocket engines]. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Mashinostroenie [Bulletin of MSTU im. N.E. Bauman. Ser. Engineering], 2006, no. 2, pp. 78–88.

[11] Novikov Yu.M., Aleksandrov L.G., Bogdanov A.A., Bol’shakov V.A. Pronitsaemye struktury na osnove kombinirovannogo poristogo setchatogo metalla i svarochnaya tekhnologiya proizvodstva izdeliy iz nikh dlya dvigatel’nykh ustanovok kosmicheskikh letatel’nykh apparatov [Permeable structures based on a combined porous mesh metal and welding technology for the production of products from them for propulsion systems of space aircraft]. Vestnik NPO imeni S.A. Lavochkina [Bulletin of NPO named after S.A. Lavochkina], 2021, no. 1, pp. 44–51.

[12] Novikov Yu.M., Belov S.V., Bol’shakov V.A., Kolesnikov A.G. Kombinirovannyy poristyy material [Combined porous material]. RF patent no. 1632464. MPK4 B 23 K 20/00. Patent holder of the Research Institute of Power Engineering MSTU N.E. Bauman; dec. 03/04/88; registered 04/16/94.

[13] Toplivnyy bak i ego zabornoe ustroystvo [Fuel tank and its intake device]. Patent of the Russian Federation No. 2657137.; priority date 09.19.2016; date of publication 03.26.2018.

[14] Sapozhnikov V.B., Polyanskiy A.R., Korol’kov A.V., Konstantinov S.B., Aleksandrov L.G. Eksperimental’naya otsenka nevyrabatyvaemykh ostatkov topliva v bakakh c vnutribakovymi ustroystvami kapillyarnogo tipa dlya dvigatel’nykh ustanovok kosmicheskikh apparatov [Experimental evaluation of unusable fuel residues in tanks with capillary-type intratank devices for spacecraft propulsion systems]. Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii [Engineering Journal: Science and Innovations], 2019, iss. 12. Available at: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-12-1941 (accessed 01.10.2021).

[15] Ushakov V.V., Shcherbakov A.M. Reguliruemyy nadduv raketnogo baka [Adjustable pressurization of the rocket tank]. Vestnik NPO im. S.A. Lavochkina, 2020, no. 1, pp. 57–61.

[16] Polunin D.A., Mirkin N.N., Oreshchenko V.M., Usov G.L. Pnevmogidravlicheskie sistemy dvigatel’nykh ustanovok s zhidkostnymi raketnymi dvigatelyami [Pneumohydraulic systems of propulsion systems with liquid rocket engines]. Ed. V.N. Chelomeya. Moscow: Mashinostroenie, 1978, 240 p.

[17] Yagodnikov D.A., Shatskiy O.E., Lokhanov I.V., Karchaev Kh.Zh. K 70-letiyu kafedry «Raketnye dvigateli» MGTU im. N.E. Baumana (ustoychivoe razvitie i preemstvennost’ istoricheskikh traditsiy) [To the 70th anniversary of the department «Rocket engines» MSTU N.E. Bauman (sustainable development and continuity of historical traditions)]. Vestnik NPO im. S.A. Lavochkina [Bulletin of NPO named after S.A. Lavochkina], 2018, no. 3, pp. 76–80.

[18] Aleksandrov L.G., Konstantinov S.B., Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B. Toplivnyy bak s kapillyarnym vnutribakovym ustroystvom kosmicheskoy dvigatel’noy ustanovki [Fuel tank with a capillary intra-tank device of a space propulsion system]. Vestnik NPO im. S.A. Lavochkina [Bulletin of NPO named after S.A. Lavochkina], 2021, no. 4 (54), pp. 15–21.

[19] Sapozhnikov V.B., Polyanskiy A.R., Korol’kov A.V. Raschet minimal’nogo zapasa topliva, nakhodyashchegosya v kontakte s vnutribakovym ustroystvom, dlya obespecheniya raboty zhidkostnogo raketnogo dvigatelya v usloviyakh nevesomosti [Calculation of the minimum fuel supply in contact with an in-tank device to ensure the operation of a liquid-propellant rocket engine in weightless conditions]. Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii [Engineering Journal: Science and Innovations], 2021, no. 3 (111), Article 4.

[20] Sapozhnikov V.B., Korolkov A.V., Malashin A.A., Sobolev A.V., Usachyov M.S. Experimental evaluation of rational pre-launch acceleration parameters to provide liquid-propellant rocket sustainer engine launch in microgravity. AIP Conference Proceedings. XLIII Academic Space Conference: Dedicated to the Memory of Academician S.P. Korolev and Other Outstanding Russian Scientists — Pioneers of Space Exploration, 2019, p. 130008.

[21] Sedov L.I. Metody podobiya i razmernosti v mekhanike [Methods of similarity and dimension in mechanics]. Moscow: Nauka, 1977, 440 p.

[22] Labuntsov D.A., Yagov V.V. Mekhanika dvukhfaznykh sistem [Mechanics of two-phase systems]. Moscow: MEI Publishing House, 2000, pp. 143–146.

Authors’ information

Korol’kov Anatoliy Vladimirovich — Dr. Sci. (Phis.-Math.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), an_korolkov@mail.ru

Sapozhnikov Vladimir Borisovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU, sapojnikov47@mail.ru

17

РЕГИСТРАЦИЯ И ОБРАБОТКА БИОФИЗИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА

137–146

УДК 612.171.1; 681.2.083

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-137-146

Шифр ВАК 2.3.5

М.Е. Рулев¹, В.М. Ачильдиев^{1, 2}, Ю.П. Батырев²

¹ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», 107076, Москва, ул. Матросская Тишина, д. 23, стр. 2

²МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

maxxim98@yandex.ru

Изложены основы метода информационного анализа электрокардиосигналов и указаны разработки на его основе. Представлена блок-схема электросейсмокардиоблока, указаны особенности его конструкции и функциональности. Перечислены исследуемые биофизические сигналы и отмечены их свойства. Обоснован выбор параметров для первичной обработки биофизических сигналов и предложена методика их вычисления. Установлено, что во временной области рационально использовать такие параметры кардиоциклов, как амплитуда, период и площадь. Приведены результаты экспериментов, проведенных над группой пациентов, в целях выявления наиболее показательных параметров кардиоциклов. Предложены способы визуализации и оценки вариабельности кардиоциклов на основе фазового портрета по Такенсу. Выявлено, что на фазовой плоскости точки, соответствующие периодам кардиоциклов, аппроксимируются с помощью эллипса. Определено, что наиболее показательными параметрами эллипса, отражающими вариабельность кардиоциклов, являются площадь, малая полуось и периметр.

Ключевые слова: электрокардиография, сейсмокардиография, гирокардиография, микромеханические датчики, фазовый портрет

Ссылка для цитирования: Рулев М.Е., Ачильдиев В.М., Батырев Ю.П. Регистрация и обработка биофизических сигналов для неинвазивной диагностики заболеваний человека // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 137–146. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-137-146

Список литературы

[1] Успенский В.М. Информационная функция сердца. Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов / под ред. В.Б. Симоненко. М.: Планета, 2016. 272 с.

[2] Успенский В.М., Кравченко Ю.Г., Павловский К.Н., Авербах Ю.И. Устройство экспресс-диагностики заболеваний внутренних органов и онкопатологии. Пат. № 2159574 РФ, заявитель и патентообладатель В.М. Успенский, 2000. Бюл. № 33.

[3] Грузевич Ю.К., Успенский В.М. Ачильдиев В.М. Электрокардиоблоки высокого разрешения для скрининг-индикации заболеваний внутренних органов человека // Информационные и телекоммуникационные технологии, 2019. № 40. С. 39–46.

[4] Ачильдиев В.М., Балдин А.В., Бедро Н.А., Грузевич Ю.К., Жук Д.М., Комарова М.Н., Грызлова Л.В., Роднова И.А., Солдатенков В.А., Успенский В.А., Шабаев И.Г. Дистанционный комплекс для анализа электрокардиосигналов. Пат. № 2698980 РФ, заявители и патентообладатели ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», ООО «АРК Системс», 2019. Бюл. № 25.

[5] Солдатенков В.А., Грузевич Ю.К., Ачильдиев В.М., Бедро Н.А., Евсеева Ю.Н., Басараб М.А., Коннова Н.С. Сейсмокардиоблок и способ измерения сейсмокардиоцикла. Пат. № 2679296 РФ, заявитель и патентообладатель ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», 2019. Бюл. № 4.

[6] Ачильдиев В.М., Басараб М.А., Бедро Н.А., Солдатенков В.А., Евсеева Ю.Н., Грузевич Ю.К., Коннова Н.С., Левкович А.Д. Сейсмокардиоблок на основе микромеханических датчиков // Сб. тр. Юбилейной XXV Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, 28–30 мая 2018 г. Санкт-Петербург: Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 2018. С. 185–194.

[7] Ачильдиев В.М., Бедро Н.А., Грузевич Ю.К., Евсеева Ю.Н., Комарова М.Н., Рулев М.Е., Солдатенков В.А., Успенский В.М. Гирокардиография как способ неинвазивной диагностики заболеваний. Сб. докл. Междунар. форума «Микроэлектроника-2020» // Наноиндустрия, 2020. № S96–2. С. 381–388.

[8] Юзбашев З.Ю., Майскова Е.А. Методы исследования сердца, основанные на регистрации низкочастотных колебаний прекардиальной зоны, их диагностические возможности и перспективы // Scientific Review — Medical Sciences, 2017. № 5. С. 74–94.

[9] Успенский В.М. Способ диагностики заболеваний внутренних органов. Пат. № 2407431 РФ, заявитель и патентообладатель В.М. Успенский, 2010. Бюл. № 36.

[10] Солдатенков В.А., Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Левкович А.Д., Бедро Н.А., Комарова М.Н., Евсеева Ю.Н., Басараб М.А., Коннова Н.С., Успенский В.М. Электросейсмокардиоблок для неинвазивной диагностики заболеваний человека // Сб. тр. XXVI Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, 27–29 мая 2019 г. Санкт-Петербург: Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 2019 г. С. 233–236.

[11] Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Солдатенков В.А., Бедро Н.А., Евсеева Ю.Н., Комарова М.Н., Рулев М.Е., Успенский В.М. Электросейсмогирокардиоблок для скрининга заболеваний человека. Сб. докл. Междунар. форума «Микроэлектроника-2020» // Наноиндустрия», 2020. № S5–2. Т. 13. С. 583–593.

[12] Мурашко В.В., Струтынский А.В. Электрокардиография. М.: Медицина, 1991. 288 с.

[13] Электрическая ось сердца (ЭОС): суть, норма положения и нарушения. URL: http://sosudinfo.ru/serdce/eos-elektricheskaya-os-serdca (дата обращения 18.01.2022).

[14] Ачильдиев В.М., Евсеева Ю.Н., Бедро Н.А., Солдатенков В.А., Грузевич Ю.К., Комарова М.Н., Левкович А.Д., Успенский В.М. Цифровая обработка и анализ электросейсмокардиосигналов. Сб. докл. Междунар. форума «Микроэлектроника-2020» // Наноиндустрия, 2020. № S96–2. С. 374–380.

[15] MEMS motion sensor: three-axis digital output gyroscope. URL: https://www.st.com/resource/en/datasheet/l3gd20h.pdf (дата обращения 20.01.2022).

[16] KXR94-7050 Specifications. URL: https://kionixfs.kionix.com/en/datasheet/KXR94-7050 Specifications Rev 3.pdf (дата обращения 21.01.2022).

[17] Кузнецов С.А. Большой толковый словарь русского языка. СПб.: Норинт, 1998. 1536 с.

[18] Delphi – Embarcadero Website. URL: https://www.embarcadero.com/ru/products/delphi (дата обращения 25.01.2022).

[19] Python Official Website. URL: https://www.python.org/about (дата обращения 25.01.2022).

[20] NumPy and SciPy Documentation. URL: https:// docs.scipy.org/doc (дата обращения 25.01.2022).

[21] Pandas Documentation. URL: https://pandas.pydata.org/about (дата обращения 25.01.2022).

[22] BioSPPy 0.6.1 documentation. URL: https:// biosppy.readthedocs.io/en/stable/biosppy.signals.html#biosppy-signals-ecg (дата обращения 25.01.2022).

[23] MATLAB – MathWorks – MATLAB & Simulink Website. URL: https://www.mathworks.com/products/ matlab.html (дата обращения 25.01.2022).

[24] Achildiev V., Bedro N., Komarova M., Rulev M., Evseeva Y., Uspenckiy V., Gruzevich Y. Gyrocardiography unit for non-invasive human diseases diagnosis // 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), 2020. Pp. 1–7. DOI: 10.23919/ICINS43215.2020.9133891.

[25] Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. URL: https://www.incart.ru/assets/pdf/hrv-standards.pdf (дата обращения 27.01.2022).

[26] Рулев М.Е. Синтез параметров гирокардиоблока // Всерос. студ. конф. «Студенческая научная весна». М.: Издательский дом «Научная библиотека», 2020. С. 368–369.

[27] Барышева Е.Н., Никишов В.Н. Модели оценки финансовых показателей с учетом их стохастичности и хаотичности // Вестник Самарского государственного университета, 2012. № 4. С. 115–126.

[28] Takens F. Detecting strange attractors in turbulence // Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Mathematics. Ed. D.A. Rand, L.S. Young. Heidelberg: Springer-Verlag, 1981, pp. 366–381.

Сведения об авторах

Рулев Максим Евгеньевич — инженер I категории, ОАО «НПО Геофизика-НВ», аспирант МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), maxxim98@yandex.ru

Ачильдиев Владимир Михайлович — канд. техн. наук, гл. конструктор МНЭМС, ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», glmnems@gmail.com

Батырев Юрий Павлович — канд. техн. наук, доцент кафедры «Системы автоматического управления», МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), batyrev@bmstu.ru

BIOPHYSICAL SIGNALS REGISTRATION AND PROCESSING FOR NON-INVASIVE DIAGNOSIS OF HUMAN DISEASES

M.E. Rulev¹, V.M. Achildiev^{1, 2}, Yu.P. Batyrev²

¹Scientific Production Unity «GEOPHIZIKA-NV», 23, bld. 2, Matrosskaya Tishina st., 107076, Moscow, Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

maxxim98@yandex.ru

The basics of the electrocardiosignals informational analysis are outlined and the developments based on it are indicated. A block diagram of the electroseismic cardio unit is presented, the features of its design and functionality are indicated. The studied biophysical signals are listed and their properties are noted. The choice of parameters for the primary processing of biophysical signals is substantiated and a method for their calculation is proposed. It has been established that in the time domain it is rational to use such parameters of cardiocycles as amplitude, period and area. The results of experiments conducted on a group of patients are presented in order to identify the most revealing parameters of cardiocycles. Methods for visualization and evaluation of cardiocycle variability based on the Takens phase are proposed. It was found that on the phase plane the points corresponding to the periods of cardiocycles are approximated using an ellipse. It was determined that the most indicative parameters of the ellipse, reflecting the variability of cardiocycles, are the area, semi-minor axis and perimeter.

Keywords: electrocardiography, seismocardiography, gyrocardiography, MEMS sensors, phase portrait

Suggested citation: Rulev M.E., Achildiev V.M., Batyrev Yu.P. Registratsiya i obrabotka biofizicheskikh signalov dlya neinvazivnoy diagnostiki zabolevaniy cheloveka [Biophysical signals registration and processing for non-invasive diagnosis of human diseases]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 137–146. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-137-146

References

[1] Uspenskiy V.M. Informatsionnaya funktsiya serdtsa. Teoriya i praktika diagnostiki zabolevaniy vnutrennikh organov metodom informatsionnogo analiza elektrokardiosignalov [Information function of the heart. Theory and practice of diagnosis of diseases of internal organs by the method of information analysis of electrocardiograms]. Moscow: Planeta, 2016, 296 p.

[2] Uspenskiy V.M., Kravchenko YU.G., Pavlovskiy K.N., Averbakh YU.I. Ustroystvo ekspress-diagnostiki zabolevaniy vnutrennikh organov i onkopatologii [Device for rapid diagnosis of diseases of internal organs and oncopathology]. Pat. 2159574 of the Russian Federation, applicant and patent holder of Uspenskiy V.M., 2000, byul. no. 35.

[3] Gruzevich Yu.K., Uspenskiy V.M. Achil’diyev V.M. Elektrokardiobloki vysokogo razresheniya dlya skrining-indikatsii zabolevaniy vnutrennikh organov cheloveka [High-resolution electrocardiography units for screening and indication of diseases of human internal organs]. Informatsionnyye i telekommunikatsionnyye tekhnologii [Information and telecommunication technologies], 2019, no. 40, pp. 39–46.

[4] Achil’diyev V.M., Baldin A.V., Bedro N.A., Gruzevich YU.K., Zhuk D.M., Komarova M.N., Gryzlova L.V., Rodnova I.A., Soldatenkov V.A., Uspenskiy V.A., Shabayev I.G. Distantsionnyy kompleks dlya analiza elektrokardiosignalov [Remote complex for analyzing electrocardiosignal]. Pat. 2698980 of the Russian Federation, applicant and patent holder of SPU «GEOPHIZIKA-NV», LLC «ARK Sistems», 2019, byul. no. 25.

[5] Soldatenkov V.A., Gruzevich YU.K., Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Yevseyeva YU.N., Basarab M.A., Konnova N.S. Seysmokardioblok i sposob izmereniya seysmokardiotsikla [Seismic cardioblock and method of measurement of seismic cardiocycle]. Pat. 2679296 of the Russian Federation, applicant and patent holder of SPU «GEOPHIZIKA-NV», LLC «ARK Sistems», 2019, byul. no. 4.

[6] Achil’diyev V.M., Basarab M.A., Bedro N.A., Soldatenkov V.A., Yevseyeva YU.N., Gruzevich YU.K., Konnova N.S., Levkovich A.D. Seysmokardioblok na osnove mikromekhanicheskikh datchikov [Cardioseismometer unit based on micromechanical sensors]. 25-th Saint Petersburg international conference on integrated navigation systems (ICINS), 2018, pp. 185–194.

[7] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Gruzevich YU.K., Yevseyeva YU.N., Komarova M.N., Rulev M.E., Soldatenkov V.A., Uspenskiy V.M. Girokardiografiya kak sposob neinvazivnoy diagnostiki zabolevaniy [Gyrocardiography as a method of noninvasive diagnosis of diseases]. Moscow: «TEKHNOSFERA», Nanoindustry, 2020, no. 96–2, pp. 381–388.

[8] Yuzbashev Z.YU., Mayskova E.A. Metody issledovaniya serdtsa, osnovannyye na registratsii nizkochastotnykh kolebaniy prekardial’noy zony, ikh diagnosticheskiye vozmozhnosti i perspektivy [Examination methods of the heart based on the registration of low-frequency vibrations of the precordial zone and their diagnostic potentials and perspectives]. Scientific Review – Medical Sciences, 2017, no. 5, pp. 74–94.

[9] Uspenskiy V.M. Sposob diagnostiki zabolevaniy vnutrennikh organov [Method of diagnosis of diseases of internal organs]. Pat. 2407431 of the Russian Federation, applicant and patent holder of Uspenskiy V.M., 2010, byul. no. 36.

[10] Soldatenkov V.A., Achil’diyev V.M., Gruzevich YU.K., Levkovich A.D., Bedro N.A., Komarova M.N., Yevseyeva YU.N., Basarab M.A., Konnova N.S., Uspenskiy V.M. Elektroseysmokardioblok dlya neinvazivnoy diagnostiki zabolevaniy cheloveka [Electroseismocardiography system for non-invasive human diseases diagnosis]. 26-th Saint Petersburg international conference on integrated navigation systems (ICINS), 2019, pp. 233–236.

[11] Achil’diyev V.M., Gruzevich YU.K., Soldatenkov V.A., Bedro N.A., Yevseyeva YU.N., Komarova M.N., Rulev M.E., Uspenskiy V.M. Elektroseysmogirokardioblok dlya skrininga zabolevaniy cheloveka [Electroseismogyrocardiography system for human diseases screening]. Nanoindustry, 2020, no. S5–2, v. 13, pp. 583–593.

[12] Murashko V.V., Strutynskiy A.V. Elektrokardiografiya [Electrocardiography]. Moscow: Medicine, 1991, 288 p.

[13] Elektricheskaya os’ serdtsa: sut’, norma polozheniya i narusheniya [Electrical axis of the heart: the essence, the norm of position and violations]. Available at: http://sosudinfo.ru/serdce/eos-elektricheskaya-os-serdca (accessed 18.01.2022).

[14] Achil’diyev V.M., Yevseyeva YU.N., Bedro N.A., Soldatenkov V.A., Gruzevich YU.K., Komarova M.N., Levkovich A.D., Uspenskiy V.M. Tsifrovaya obrabotka i analiz elektroseysmokardiosignalov [Digital processing and analysis of electroseismocardiosignals]. Nanoindustry, 2020, no. 96–2, pp. 374–380.

[15] MEMS motion sensor: three-axis digital output gyroscope. Available at: https://www.st.com/resource/en/datasheet/l3gd20h.pdf (accessed 20.01.2022).

[16] KXR94-7050 Specifications. Available at: https://kionixfs.kionix.com/en/datasheet/KXR94-7050 Specifications Rev 3.pdf (accessed 21.01.2022).

[17] Kuznetsov S.A. Bol’shoy tolkovyy slovar’ russkogo yazyka [The Large Explanatory Dictionary of the Russian Language]. St. Petersburg: Norint, 1998, 1536 p.

[18] Delphi – Embarcadero Website. Available at: https://www.embarcadero.com/ru/products/delphi (accessed 25.01.2022).

[19] Python Official Website. Available at: https://www.python.org/about (accessed 25.01.2022).

[20] NumPy and SciPy Documentation. Available at: https://docs.scipy.org/doc (accessed 25.01.2022).

[21] Pandas Documentation. Available at: https://pandas.pydata.org/about (accessed 25.01.2022).

[22] BioSPPy 0.6.1 documentation. Available at: https://biosppy.readthedocs.io/en/stable/biosppy.signals.html#biosppy-signals-ecg (accessed 25.01.2022).

[23] MATLAB – MathWorks – MATLAB & Simulink Website. Available at: https://www.mathworks.com/products/matlab.html (accessed 25.01.2022).

[24] Achildiev V., Bedro N., Komarova M., Rulev M., Evseeva Y., Uspenckiy V., Gruzevich Y. Gyrocardiography unit for non-invasive human diseases diagnosis. 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), 2020, pp. 1–7. DOI: 10.23919/ICINS43215.2020.9133891

[25] Variabel’nost’ serdechnogo ritma. Standarty izmereniya, fiziologicheskoy interpretatsii i klinicheskogo ispol’zovaniya [Heart rate variability. Standards for measurement, physiological interpretation and clinical use]. Available at: https://www.incart.ru/assets/pdf/hrv-standards.pdf (accessed 27.01.2022).

[26] Rulev M.E. Sintez parametrov girokardiobloka [Synthesis of gyrocardiography unit parameters]. All-Russian Student Conference «Student Scientific Spring». Moscow: Publishing House «Scientific Library», 2020, pp. 368–369.

[27] Barysheva E.N., Nikishov V.N. Modeli otsenki finansovykh pokazateley s uchetom ikh stokhastichnosti i khaotichnosti [Models of an estimation of financial parameters in view of their stochasticity and chaotic condition]. Vestnik of Samara State University, 2012, no. 4, pp. 115–126.

[28] Takens F. Detecting strange attractors in turbulence. Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Mathematics. Ed. D.A. Rand, L.S. Young. Heidelberg: Springer-Verlag, 1981, pp. 366–381.

Authors’ information

Rulev Maksim Evgenyevich — Engineer 1-st category of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, pg. of the BMSTU (Mytishchi branch), maxxim98@yandex.ru

Achil’diev Vladimir Mikhaylovich — Cand. Sci. (Tech.), Chief designer of MNEMS of the «Scientific Production Unity GEOPHIZIKA-NV» Stock Company, glmnems@gmail.com

Batyrev Yuriy Pavlovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), batyrev@bmstu.ru

18

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО ОБЪЕМА ДОЛГОВРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОННОГО АРХИВА, ПОСТРОЕННОГО НА ОПТИЧЕСКИХ ДИСКАХ

147–152

УДК 651.56.012.2:004.085.3

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-147-152

Шифр ВАК 2.3.5

А.В. Чернышов

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

sch@mgul.ac.ru

Рассмотрена задача определения максимально возможного (технически достижимого) объема долговременного электронного архива, построенного на оптических дисках, не объединенных в массивы RAID. Представлена математическая модель, положенная в основу решения задачи, и приведен пример расчета целевого параметра для бюджетного архива небольшой организации. Рассмотрены возможные варианты увеличения целевого показателя при изменении некоторых исходных параметров, означающих снижение надежности хранения информации либо удорожание аппаратных средств обслуживания архива.

Ключевые слова: архивное хранение электронной информации, оптический диск BD-R, параметры, влияющие на емкость архива

Ссылка для цитирования: Чернышов А.В. Определение максимального объема долговременного электронного архива, построенного на оптических дисках // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 147–152. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-147-152

Список литературы

[1] Школьный музей: из века XX — в XXI // Музей, 2010. № 07. С. 70–73.

[2] ГОСТ Р 54989-2012 / ISO TR 18492:2005 Обеспечение долговременной сохранности электронных документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200096286 (дата обращения 17.05.2021).

[3] Чернышов А.В. К вопросу о применении оптических дисков для создания долговременных электронных архивных хранилищ информации небольших организаций // Информационные технологии, 2016. Т. 22. № 8. С. 635–640.

[4] Data Archiver LB-DH8 series. URL: http://panasonic.net/avc/archiver/lb-dh8/ (дата обращения 01.05.2021).

[5] Optical Jukeboxes and Libraries: KINTRONIX: IP Security Solutions. URL: https://kintronics.com/solutions/optical-jukeboxes-and-libraries/ (дата обращения 14.05.2021).

[6] New Sony Everspan Library System Delivers Reliable Optical Disc Archiving For Data Centers // CDRinfo. URL: http://www.cdrinfo.com/Sections/News/Details.aspx?NewsId=45763 (дата обращения 14.05.2021).

[7] Panasonic LB-DM9 series Data Archiver. URL: http://panasonic.net/avc/archiver/lb-dm9/LB-DM9series-PE.pdf (дата обращения: 27.09.2021).

[8] ODS-L10 Optical Disc Archive 10-Slot library. URL: http://www.pro.sony.eu/pro/lang/en/eu/product/archiving-storage-oda-small-library/ods-l10/overview/ (дата обращения 17.05.2021).

[9] Юмашева Ю.Ю. Методические рекомендации по электронному копированию архивных документов и управлению полученным информационным массивом. М.: ВНИИДАД, 2012. 125 с.

[10] Рекомендации по комплектованию, учету и организации хранения электронных архивных документов в государственных и муниципальных архивах. М.: Федеральное архивное агентство. ВНИИДАД, 2013. 49 с.

[11] Zalaev G.Z., Kalenov N.E., Tsvetkova V.A. Some Issues of Long-Term Storage of Electronic Documents // Sci. Tech. Inf. Proc., 2016, v. 43, no. 4, pp. 268–274. DOI: https://doi.org/10.3103/S0147688216040110

[12] Corrado E.M., Moulaison H.L. Digital Preservation for Libraries, Archives, and Museums // Libraries and the Academy, 2015, no. 15(2), pp. 375–376. DOI:10.1353/pla.2015.0019

[13] Акимова Г.П., Пашкин М.А., Пашкина Е.В., Соловьев А.В. Электронные архивы: возможные решения проблем долгосрочного хранения данных // Труды Инсти тута системного анализа Российской академии наук, 2013. Т. 63. № 4. С. 39–49.

[14] Bradley K. Risks Associated With the Use of Recordable CDs and DVDs as Reliable Storage Media in Archival Collections: Strategies and Alternatives. Paris: UNESCO, 2006, 31 p.

[15] Smith E. When Discs Die. // Tedium, 2017. URL: https://tedium.co/2017/02/02/disc-rot-phenomenon/ (дата обращения 18.11.2019).

[16] Корепанов И. Как сохранить архив на десятиления? // Журнал сетевых решений/LAN, 2008. № 03. URL: http://www.osp.ru/lan/2008/03/4899898/ (дата обращения 04.11.2021).

[17] Российские организации начинают строить электронные архивы на оптических дисках // Ассоциация электронных торговых площадок. URL: http://www.aetp.ru/market-news/item/400867 (дата обращения 13.11.2019).

[18] Haus G., Polizzi C., Visconti A. Preserving cultural heritage: A new approach to increase the life expectancy of optical discs // J. of Cultural Heritage, 2018, vol. 29, pp. 67–74. https://doi.org/10.1016/j.culher.2017.08.004

[19] Лобанов А.К. Методы построения систем хранения данных // Jet Info Online, 2003, no. 7. URL: http://citforum.ru/hardware/data/db/ (дата обращения 05.05.2019).

[20] Маличенко Д.А. Эвристический алгоритм расчета размеров памяти в многоуровневой системе хранения // Информационно-управляющие системы, 2015. № 5. С. 100–105. DOI: 10.15217/issn1684-8853.2015.5.100

[21] Чернышов А.В. Модель планирования количества оптических дисков, необходимых для создания и поддержания долговременного электронного архива. // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления, 2019. Т. 15. Вып. 4. С. 578–591. DOI: https://doi.org/10.21638/11702/spbu10.2019.413

[22] Устинов В. Хранение данных на CD- и DVD-дисках: на наш век хватит? // BROADCASTING: Телевидение и радиовещание, 2006. № 4. URL: http:// www.broadcasting.ru/articles2/Oborandteh/ hranenie_dannyh_na_CD_DVD_diskah (дата обращения 12.10.2019).

[23] Пилипчук М.И., Балакирев А.Н., Дмитриева Л.В., Залаев Г.З. Рекомендации по обеспечению сохранности информации, записанной на оптических дисках (Тестирование выборочного массива документов федеральных архивов). М.: Изд-во РГАНТД, 2011. 52 с.

[24] Zheng J., Slattery O.T. NIST/Library of Congress Optical Disc Longevity Study: Final Report. September, 2007. 32 p. URL: https://www.loc.gov/preservation/resources/rt/NIST_LC_OpticalDiscLongevity.pdf (дата обращения 11.05.2019).

[25] Чернышов А.В. О результатах тестирования целостности информации на оптических дисках BD-R в электронном архиве за три года хранения. // Новые информационные технологии и системы (НИТиС-2021): Сб. науч. статей по материалам XVIII Междунар. науч.-техн. конф., г. Пенза, 24–26 ноября 2021 г. Пенза: Изд-во ПГУ, 2021. С. 170–173.

Сведения об авторе

Чернышов Александр Викторович — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н. Э. Баумана (Мытищинский филиал), sch@mgul.ac.ru

DETERMINATION OF THE MAXIMUM VOLUME OF A LONG-TERM ELECTRONIC ARCHIVE BUILT ON OPTICAL DISKS

A.V. Chernyshov

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

sch@mgul.ac.ru

The problem of determining the maximum possible (technically achievable) volume of a long-term electronic archive built on optical disks that are not combined into RAID arrays is considered. To achieve the necessary reliability of storing information on the same disks, several backup copies of information are made. The parameters that most significantly affect the target indicator are: the number of backup copies; the time spent on writing, reading, restoring an optical disk; the total time during the year allocated for disk maintenance in the archive. The article shows the mathematical model underlying the solution of the problem, and provides an example of calculating the target parameter for the budget archive of a small organization. Possible options for increasing the target indicator are considered when some initial parameters change, meaning a decrease in the reliability of information storage, or an increase in the cost of archive maintenance hardware.

Keywords: archival storage of electronic information; BD-R optical disk; parameters affecting archive capacity

Suggested citation: Chernyshov A.V. Opredelenie maksimal’nogo ob’ema dolgovremennogo elektronnogo arkhiva, postroennogo na opticheskikh diskakh [Determination of the maximum volume of a long-term electronic archive built on optical disks]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 147–152. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-147-152

References

[1] Shkol’nyy muzey: iz veka XX — v XXI [School Museum: from the 20th century to the 21st]. Muzey [Museum], 2010, no. 07, pp. 70–73.

[2] GOST R 54989-2012 / ISO TR 18492:2005 Obespechenie dolgovremennoy sokhrannosti elektronnykh dokumentov [Long-term preservation of electronic documents]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200096286 (accessed 17.05.2021).

[3] Chernyshov A.V. K voprosu o primenenii opticheskikh diskov dlya sozdaniya dolgovremennykh elektronnykh arkhivnykh khranilishch informatsii nebol’shikh organizatsiy [To the question of the use of optical discs for the creation of long-term electronic archival storage of information for small organizations]. Informatsionnye tekhnologii [Information Technologies], 2016, v. 22, no. 8, pp. 635–640.

[4] Data Archiver LB-DH8 series. Available at: http://panasonic.net/avc/archiver/lb-dh8/ (accessed 01.05.2021).

[5] Optical Jukeboxes and Libraries: KINTRONIX: IP Security Solutions. Available at: https://kintronics.com/solutions/optical-jukeboxes-and-libraries/ (accessed 14.05.2021).

[6] New Sony Everspan Library System Delivers Reliable Optical Disc Archiving For Data Centers. CDRinfo. Available at: http://www.cdrinfo.com/Sections/News/Details.aspx?NewsId=45763 (accessed 14.05.2021).

[7] Panasonic LB-DM9 series Data Archiver. Available at: http://panasonic.net/avc/archiver/lb-dm9/LB-DM9series-PE.pdf (accessed 27.09.2021).

[8] ODS-L10 Optical Disc Archive 10-Slot library. Available at: http://www.pro.sony.eu/pro/lang/en/eu/product/ archiving-storage-oda-small-library/ods-l10/overview/ (accessed 17.05.2021).

[9] Yumasheva Yu.Yu. Metodicheskie rekomendatsii po elektronnomu kopirovaniyu arkhivnykh dokumentov i upravleniyu poluchennym informatsionnym massivom [Guidelines for electronic copying of archival documents and management of the received information array]. Moscow: VNIIDAD, 2012, 125 p.

[10] Rekomendatsii po komplektovaniyu, uchetu i organizatsii khraneniya elektronnykh arkhivnykh dokumentov v gosudarstvennykh i munitsipal’nykh arkhivakh [Recommendations for the acquisition, accounting and organization of storage of electronic archival documents in state and municipal archives]. Moscow: Federal Archival Agency. VNIIDAD, 2013, 49 p.

[11] Zalaev G.Z., Kalenov N.E., Tsvetkova V.A. Some Issues of Long-Term Storage of Electronic Documents. Sci. Tech. Inf. Proc., 2016, v. 43, no. 4, pp. 268–274. DOI: https://doi.org/10.3103/S0147688216040110

[12] Corrado E.M., Moulaison H.L. Digital Preservation for Libraries, Archives, and Museums. Libraries and the Academy, 2015, no. 15(2), pp. 375–376. DOI:10.1353/pla.2015.0019

[13] Akimova G.P., Pashkin M.A., Pashkina E.V., Solov’ev A.V. Elektronnye arkhivy: vozmozhnye resheniya problem dolgosrochnogo khraneniya dannykh [Electronic archives: possible solutions to the problems of long-term data storage]. Trudy Instituta sistemnogo analiza Rossiyskoy akademii nauk [Proceedings of the Institute of System Analysis of the Russian Academy of Sciences], 2013, v. 63, no. 4, pp. 39–49.

[14] Bradley K. Risks Associated With the Use of Recordable CDs and DVDs as Reliable Storage Media in Archival Collections: Strategies and Alternatives. Paris: UNESCO, 2006, 31 p.

[15] Smith E. When Discs Die. Tedium, 2017. Available at: https://tedium.co/2017/02/02/disc-rot-phenomenon/ (accessed 18.11.2019).

[16] Korepanov I. Kak sokhranit’ arkhiv na desyatileniya? [How to save the archive for decades?]. Zhurnal setevykh resheniy/LAN [Journal of Network Solutions/LAN], 2008, no. 03. Available at: http://www.osp.ru/lan/2008/03/4899898/ (accessed 04.11.2021).

[17] Rossiyskie organizatsii nachinayut stroit’ elektronnye arkhivy na opticheskikh diskakh [Russian organizations are starting to build electronic archives on optical discs]. Assotsiatsiya elektronnykh torgovykh ploshchadok [Association of electronic trading platforms]. Available at: http://www.aetp.ru/market-news/item/400867 (accessed 13.11.2019).

[18] Haus G., Polizzi C., Visconti A. Preserving cultural heritage: A new approach to increase the life expectancy of optical discs. J. of Cultural Heritage, 2018, vol. 29, pp. 67–74. https://doi.org/10.1016/j.culher.2017.08.004

[19] Lobanov A.K. Metody postroeniya sistem khraneniya dannykh [Methods for building data storage systems. Jet Info Online], 2003, no. 7. Available at: http://citforum.ru/hardware/data/db/ (accessed 05.05.2019).

[20] Malichenko D.A. Evristicheskiy algoritm rascheta razmerov pamyati v mnogourovnevoy sisteme khraneniya [Heuristic algorithm for calculating memory sizes in a multilevel storage system]. [Information and Control Systems], 2015, no. 5, pp. 100–105. DOI: 10.15217/issn1684-8853.2015.5.100

[21] Chernyshov A.V. Model’ planirovaniya kolichestva opticheskikh diskov, neobkhodimykh dlya sozdaniya i podderzhaniya dolgovremennogo elektronnogo arkhiva [A planning model for the number of optical discs required to create and maintain a long-term electronic archive]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Prikladnaya matematika. Informatika. Protsessy upravleniya [Bulletin of St. Petersburg University. Applied Mathematics. Informatics. Management processes], 2019, v. 15, iss. 4, pp. 578–591. DOI: https://doi.org/10.21638/11702/spbu10.2019.413

[22] Ustinov V. Khranenie dannykh na CD- i DVD-diskakh: na nash vek khvatit? [Storing data on CDs and DVDs: enough for our age?]. BROADCASTING: Televidenie i radioveshchanie [BROADCASTING: Television and radio broadcasting], 2006, no. 4. Available at: http://www.broadcasting.ru/articles2/Oborandteh/hranenie_dannyh_na_CD_DVD_diskah (accessed 10.12.2019).

[23] Pilipchuk M.I., Balakirev A.N., Dmitrieva L.V., Zalaev G.Z. Rekomendatsii po obespecheniyu sokhrannosti informatsii, zapisannoy na opticheskikh diskakh (Testirovanie vyborochnogo massiva dokumentov federal’nykh arkhivov) [Recommendations for ensuring the safety of information recorded on optical discs (Testing a selective array of federal archive documents)]. Moscow: RGANTD, 2011, 52 p.

[24] Zheng J., Slattery O.T. NIST/Library of Congress Optical Disc Longevity Study: Final Report. September, 2007. 32 p. URL: https://www.loc.gov/preservation/resources/rt/NIST_LC_OpticalDiscLongevity.pdf (accessed 11.05.2019).

[25] Chernyshov A.V. O rezul’tatakh testirovaniya tselostnosti informatsii na opticheskikh diskakh BD-R v elektronnom arkhive za tri goda khraneniya [On the results of testing the integrity of information on BD-R optical discs in an electronic archive for three years of storage]. Novye informatsionnye tekhnologii i sistemy (NITiS-2021): Sbornik nauchnykh statey po materialam XVIII Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [New information technologies and systems (NITIS-2021): Collection of scientific articles based on the materials of the XVIII International Scientific and Technical Conference], Penza, November 24–26, 2021. Penza: PSU Publishing House, 2021, pp. 170–173.

Author’s information

Chernyshov Aleksandr Viktorovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), sch@mgul.ac.ru