Распечатать страницу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

1

НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ ЛЕСОВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СУКЦЕСССИИ НА ВЫРУБКЕ ЕЛЬНИКА ЧЕРНИЧНИКА В СЕВЕРОТАЕЖНЫХ ЛЕСАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

5–17

УДК 630*23

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-5-17

Шифр ВАК 4.1.6; 4.1.3

А.С. Ильинцев1, 2, И.Б. Амосова2

1ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства» (СевНИИЛХ), Россия, 163062,
г. Архангельск, ул. Никитова, д. 13
2ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), Россия, 163002,
г. Архангельск, ул. Набережная Северной Двины, д. 17

a.ilintsev@narfu.ru

Представлены материалы изучения трехлетней динамики формирования растительного покрова на ранних этапах восстановительной сукцессии. Показана динамика всходов, подроста, подлеска, травяно-кустарничкового и мохового ярусов. Установлены увеличения общего проективного покрытия ярусов, внедрение новых видов, наиболее явно проявляющееся в колеях, межколейном пространстве и в пределах переувлажненной пасеки. Определено повышение фитоценотической значимости основных фоновых видов данного типа леса и видов сочетающих виолентную и эксплерентную стратегии. Выявлено преобладание типичных бореальных групп среди ценотических групп при увеличении доли водно-болотной группы на третий год наблюдений. Установлено, что на 1–2-й годы после вырубки наблюдается обильное появление всходов березы — в 15–30 раз больше, чем всходов ели и сосны. Получены данные, что на 3-й год учета большая часть отмеченных всходов и самосева перешли в стадию подроста, а густота подроста в пасеках увеличилась с 800 до 7233 шт./га вследствие наличия мелкого подроста березы, в колеях количество подроста при четырех проходах форвардера было в 10 раз меньше, нежели в пасеках, при восьми проходах форвардера — в 7 раз, при десяти проходах — в 17 раз меньше. Отмечена схожая динамика в возобновлении подлеска. Рекомендуется, согласно принципам устойчивого лесопользования, ограничение и минимизация отрицательных экологических последствий при многократном проезде лесозаготовительной техники с помощью совершенствования технологий лесосечных работ.

Ключевые слова: сплошная рубка, форвардер, количество проездов, живой напочвенный покров, всходы, подрост, подлесок

Ссылка для цитирования: Ильинцев А.С., Амосова И.Б. Начальные этапы лесовосстановительной сукцесссии на вырубке ельника черничника в северотаежных лесах европейской части России // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 5–17. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-5-17

Список литературы

[1] Wang S. One hundred faces of sustainable forest management // Forest Policy Econ., 2004, v. 6, no. 3–4, pp. 205–213.
[2] Zimmerman B., Kormos C. Prospects for sustainable logging in tropical forests // Bioscience, 2012, v. 62, no. 5, pp. 479–487.
[3] d’Oliveira M.V.N., Reutebuch S.E., McGaughey R.J., Andersen H. Estimating forest biomass and identifying low-intensity logging areas using airborne scanning lidar in Antimary State Forest, Acre State, Western Brazilian Amazon // Remote Sens. Environ., 2012, v. 124, pp. 479–491.
[4] Marchi E., Chung W., Visser R., Abbas D., Nordfjell T., Mederski P.S., McEwan A., Brinkh M., Laschi A. Sustainable Forest Operations (SFO): A new paradigm in a changing world and climate // Science of the Total Environment, 2018, v. 634, pp. 1385–1397.
[5] Fredericksen T.S., Pariona, W. Effect of skidder disturbance on commercial tree regeneration in logging gaps in a Bolivian tropical forest // For. Ecol. Manage., 2002, v. 171, pp. 223–230.
[6] Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change // Science, 2015, v. 349, v. 6259, pp. 819–821.
[7] Wei X., Giles-Hansen K., Spencer S. A., Ge X., Onuchin A., Li Q., Burenina T., Ilintsev A., Hou Y. Forest harvesting and hydrology in boreal Forests: Under an increased and cumulative disturbance context // For. Ecol. Manage., 2022, v. 522, id. 120468.
[8] Ильинцев А.С., Наквасина Е.Н. Образование колейности при проходе лесозаготовительной техники в ельниках на двучленных породах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2021. № 237. С. 168–182.
[9] Han H.-S., Page-Dumroese D.S., Han S.-K., Tirocke J. Effect of slash, machine passes, and soil moisture on penetration resistance in a cut-to-length harvesting // International J. of Forest Engineering, 2006, v. 17, pp. 11–24.
[10] Gerasimov Yu., Katarov V. Effect of Bogie Track and Slash Reinforcement on Sinkage and Soil Compaction in Soft Terrains // Croatian J. of Forest Engineering, 2010, v. 31, no. 1, pp. 35–45.
[11] Катаров В.К., Сюнев В.С., Ратькова Е.И., Герасимов Ю.Ю. Влияние форвардеров на лесные почво-грунты // Resources and Technology, 2012. Т. 9. № 2. С. 73–81.
[12] DeArmond D., Ferraz J.B.S., Higuchi N. Natural recovery of skid trails: a review // Can. J. For. Res., 2021, v. 51, pp. 948–96.
[13] Putz F.E., Blate G.M., Redford K.H., Fimbel R., Robinson J.G. Biodiversity conservation in the context of tropical forest management // Conserv. Biol., 2001, v. 15, pp. 7–20.
[14] Karsten R.J., Meilby H., Larsen J. Regeneration and management of lesser known timber species in the Peruvian Amazon following disturbance by logging // For. Ecol. Manage., 2014, v. 327, pp. 76–85.
[15] Jourgholami M., Majnounian B., Abari M.E. Effects of treelength timber skidding on soil compaction in the skid trail in Hyrcanian forests // For. Syst., 2014, v. 23, no. 2, pp. 288–293.
[16] Arevalo B., Valladarez J., Muschamp S., Kay E., Finkral A., Roopsind A., Putz F.E. Effects of reduced-impact selective logging on palm regeneration in Belize // For. Ecol. Manage., 2016, v. 369, pp. 155–160.
[17] de Carvalho, A.L., d’Oliveira, M.V.N., Putz, F.E., de Oliveira, L.C. Natural regeneration of trees in selectively logged forest in western Amazonia // For. Ecol. Manage., 2017, v. 392, pp. 36–44.
[18] Aust W.M., Bolding M.C., Barrett S.M. Silviculture in forested wetlands: summary of current forest operations, potential effects, and long-term experiments // Wetlands, 2020, v. 40, pp. 21–36.
[19] Об утверждении видов лесосечных работ, порядка и последовательности их выполнения, формы технологической карты лесосечных работ, формы акта заключительного осмотра лесосеки и порядка заключительного осмотра лесосеки: утверждены Приказом Минприроды России от 17.01.2022 № 23. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_409531/ (дата обращения 01.10.2022).
[20] Тиходеева М.Ю., Лебедева В.Х. Практическая геоботаника (анализ состава растительных сообществ). СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2015. 166 с.
[21] Флора северо-востока европейской части СССР. В 4 т. Л.: Наука. 1974. Т. I. 276 с.; 1976. Т. II. 316 с.; Т. III. 296 c.; 1977. Т. IV. 312 c.
[22] Игнатов М.С., Игнатова Е.А. Флора мхов средней части Европейской России. В 2 т. М.: КМК. 2003. Т. I. 608 с.; 2004. Т. II. 960 с.
[23] Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
[24] Плантариум. Растения и лишайники России и сопредельных стран: открытый онлайн атлас и определитель растений 2007–2022. URL: https://www.plantarium.ru/ (дата обращения: 10.09.2022).
[25] Баканов А.И. Количественная оценка доминирования в экологических сообществах. Борок: Изд-во ВИНИТИ, 1987. 63 с.
[26] Паринова Т.А., Волков А.Г. Методы изучения луговых экосистем: учебное пособие. Архангельск: КИРА, 2017. 141 с.
[27] Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука, 1971. 333 с.
[28] Grime J.P., Rinkon E.R., Wickerson B.E. Bryophytes and plant strategy theory // Botanical J. of the Linnean Society, 1990, v. 104, pp. 175–186.
[29] Заугольнова Л.Б., Смирнова О.В. Современные представления о структуре и динамике растительного покрова как основа для разработки методов сохранения видового разнообразия // Оценка и сохранение биоразнообразия лесного покрова в заповедниках Европейской России. М.: Научный мир, 2000. С. 9–14.
[30] Шмидт В. М. Флора Архангельской области. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2005. 346 с.
[31] Roberts M.R., Zhu L.X. Early response of the herba-ceous layer to harvesting in a mixed coniferous-deciduous forest in New Brunswick, Canada // For. Ecol. Manage., 2002, v. 155, pp. 17–31.
[32] Ильинцев А.С., Амосова И.Б., Третьяков С.В. Эколого-биологический анализ влияния различных видов рубок на структуру травяно-кустарничкового яруса черничных типов леса // Лесотехнический журнал, 2019. Т. 9. № 1(33). С. 31–43.
[33] Мелехов И.С. Лесоводство. М.: МГУЛ, 2003. 320 с.

Сведения об авторах

Ильинцев Алексей Сергеевич — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства» (СевНИИЛХ), доцент кафедры лесоводства и лесоустройства, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), a.ilintsev@narfu.ru
Амосова Ирина Борисовна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры биологии, экологии и биотехнологии ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), i.amosova@narfu.ru

FOREST PROGRESSIVE SUCCESSION EARLY STAGES IN BLUEBERRY SPRUCE FELLING SITE IN NORTHERN TAIGA FORESTS OF EUROPEAN PART OF RUSSIA

A.S. Ilintsev1, 2, I.B. Amosova2

1Northern Research Institute of Forestry, 13, Nikitova st., 163062, Arkhangelsk, Russia
2Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 163002, Arkhangelsk, Russia

a.ilintsev@narfu.ru

The article presents the materials of the three-year vegetation development dynamics at the early stages of progressive succession. We have shown the dynamics of young seedlings, undergrowth and forest understorey, as well as grass-shrub and moss stories at the trial plots. The total projective coverage of the stories increases. We noted the introduction of new species, which most clearly appears in the ruts, between the ruts and within the waterlogged cutting strip. Phytocenotic significance increases in the main common species of this forest type, but along with them, the species combining the violentic and explerent types of strategies. Typical boreal groups predominate among cenotic groups, with an increase in the proportion of the wetland group in the third year of monitoring. We found that for 1–2 years after logging, there is an abundant appearance of birch young seedlings, which are 15–30 times more than spruce and pine young seedlings. In the 3rd year, the density of undergrowth increased from 800 to 7233 pcs./ha in cutting strips due to small birch undergrowth. At this stage, most of the noted young seedlings have passed into the undergrowth stage. In ruts with 4 forwarder passes, the amount of undergrowth is 10 times less than in cutting strips, with 8 forwarder passes — 7 times less, with 10 forwarder passes — 17 times less. A similar dynamic is noted in the regeneration of understorey. Following the principles of sustainable forest management, it is necessary to limit and minimize the negative environmental consequences of repeated passage of logging machinery. The results of this study contribute to the understanding of the spatial and temporal patterns of formation, functioning and prognosis of the development of post-harvest forest ecosystems.

Keywords: final harvesting, forwarder, number of passages, living ground cover, young seedlings, undergrowth, understorey

Suggested citation: Ilintsev A.S., Amosova I.B. Nachal’nye etapy lesovosstanovitel’noy suktsesssii na vyrubke el’nika chernichnika v severotaezhnykh lesakh evropeyskoy chasti Rossii [Forest progressive succession early stages in blueberry spruce felling site in Northern Taiga forests of European part of Russia]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 5–17. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-5-17

References

[1] Wang S. One hundred faces of sustainable forest management. Forest Policy Econ., 2004, v. 6, no. 3–4, pp. 205–213.
[2] Zimmerman B., Kormos C. Prospects for sustainable logging in tropical forests. Bioscience, 2012, v. 62, no. 5, pp. 479–487.
[3] d’Oliveira M.V.N., Reutebuch S.E., McGaughey R.J., Andersen H. Estimating forest biomass and identifying low-intensity logging areas using airborne scanning lidar in Antimary State Forest, Acre State, Western Brazilian Amazon. Remote Sens. Environ., 2012, v. 124, pp. 479–491.
[4] Marchi E., Chung W., Visser R., Abbas D., Nordfjell T., Mederski P.S., McEwan A., Brinkh M., Laschi A. Sustainable Forest Operations (SFO): A new paradigm in a changing world and climate. Science of the Total Environment, 2018, v. 634, pp. 1385–1397.
[5] Fredericksen T.S., Pariona, W. Effect of skidder disturbance on commercial tree regeneration in logging gaps in a Bolivian tropical forest. For. Ecol. Manage., 2002, v. 171, pp. 223–230.
[6] Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change. Science, 2015, v. 349, v. 6259, pp. 819–821.
[7] Wei X., Giles-Hansen K., Spencer S. A., Ge X., Onuchin A., Li Q., Burenina T., Ilintsev A., Hou Y. Forest harvesting and hydrology in boreal Forests: Under an increased and cumulative disturbance context. For. Ecol. Manage., 2022, v. 522, id. 120468.
[8] Ilintsev A.S., Nakvasina E.N. Obrazovanie koleynosti pri prokhode lesozagotovitel’noy tekhniki v el’nikakh na dvuchlennykh porodakh [Rut formation after the passage of logging machinery in spruce forests on binomial soils]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Proceedings of the St. Petersburg Forestry Academy], 2021, no. 237, pp. 168–182.
[9] Han H.-S., Page-Dumroese D.S., Han S.-K., Tirocke J. Effect of slash, machine passes, and soil moisture on penetration resistance in a cut-to-length harvesting. International J. of Forest Engineering, 2006, v. 17, pp. 11–24.
[10] Gerasimov Yu., Katarov V. Effect of Bogie Track and Slash Reinforcement on Sinkage and Soil Compaction in Soft Terrains. Croatian J. of Forest Engineering, 2010, v. 31, no. 1, pp. 35–45.
[11] Katarov V.K., Syunev V.S., Rat’kova E.I., Gerasimov U.U. Vliyaniye forvarderov na lesnyye pochvo-grunty [Impact of forwarders on forest soils], Resources and Technology, 2012, no. 9 (2), pp. 73–81.
[12] DeArmond D., Ferraz J.B.S., Higuchi N. Natural recovery of skid trails: a review. Can. J. For. Res., 2021, v. 51, pp. 948–96.
[13] Putz F.E., Blate G.M., Redford K.H., Fimbel R., Robinson J.G. Biodiversity conservation in the context of tropical forest management. Conserv. Biol., 2001, v. 15, pp. 7–20.
[14] Karsten R.J., Meilby H., Larsen J. Regeneration and management of lesser known timber species in the Peruvian Amazon following disturbance by logging. For. Ecol. Manage., 2014, v. 327, pp. 76–85.
[15] Jourgholami M., Majnounian B., Abari M.E. Effects of treelength timber skidding on soil compaction in the skid trail in Hyrcanian forests. For. Syst., 2014, v. 23, no. 2, pp. 288–293.
[16] Arevalo B., Valladarez J., Muschamp S., Kay E., Finkral A., Roopsind A., Putz F.E. Effects of reduced-impact selective logging on palm regeneration in Belize. For. Ecol. Manage., 2016, v., 369, pp. 155–160.
[17] de Carvalho, A.L., d’Oliveira, M.V.N., Putz, F.E., de Oliveira, L.C. Natural regeneration of trees in selectively logged forest in western Amazonia. For. Ecol. Manage., 2017, v. 392, pp. 36–44.
[18] Aust W.M., Bolding M.C., Barrett S.M. Silviculture in forested wetlands: summary of current forest operations, potential effects, and long-term experiments. Wetlands, 2020, v. 40, pp. 21–36.
[19] Ob utverzhdenii vidov lesosechnykh rabot, poryadka i posledovatel’nosti ikh vypolneniya, formy tekhnologicheskoy karty lesosechnykh rabot, formy akta zaklyuchitel’nogo osmotra lesoseki i poryadka zaklyuchitel’nogo osmotra lesoseki: utverzhdeny Prikazom Minprirody Rossii ot 17.01.2022 № 23 [On the approval of the Types of logging operations, the order and sequence of their execution, the form of the technological map of logging operations, the form of the act of final inspection of the cutting area and the order of final inspection of the cutting area: Approved by the Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation dated January 17, 2022 No. 23]. Available at: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_409531/ (accessed 01.10.2022).
[20] Tichodeeva M.Yu., Lebedeva V.H. Prakticheskaya geobotanika (analiz sostava rastitel’nykh soobshchestv) [Practical geobotany (analysis of the composition of plant communities)]. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2015, 166 p.
[21] Flora severo-vostoka evropeyskoy chasti SSSR: v 4-kh tomakh [Flora of the North-East of the European part of the USSR: in 4 volumes]. Ed. A.I. Tolmacheva. Leningrad: Nauka, v. I. 1974. 276 p.; v. II. 1976. 316 p.; v. III. 1976. 296 p.; v. IV. 1977. 312 p.
[22] Ignatov M.S., Ignatova E.A. Flora mkhov sredney chasti Evropeyskoy Rossii. V 2-kh tomakh [Flora of mosses of the middle part of European Russia. In 2 volumes]. Moscow: KMK, 2003, v. I, 608 p.; 2004, v. II, 960 p.
[23] Cherepanov S.K. Sosudistye rasteniya Rossii i sopredel’nykh gosudarstv (v predelakh byvshego SSSR) [Vascular plants of Russia and neighboring countries (within the former USSR)]. St. Petersburg: Peace and family, 1995, 992 p.
[24] Plantarium. Plants and lichens of Russia and neighboring countries: open online galleries and plant identification guide. 2007–2022.Available at: https://www.plantarium.ru/ (accessed 10.09.2022).
[25] Bakanov A.I. Kolichestvennaya otsenka dominirovaniya v ekologicheskikh soobshchestvakh [Quantitative assessment of dominance in ecological communities]. Borok: VINITI, 1987, 63p.
[26] Parinova T.A., Volkov A.G. Metody izucheniya lugovykh ekosistem [Methods of studying meadow ecosystems]. Arkhangelsk: KIRA, 2017, 141p.
[27] Ramenskiy L.G. Problemy i metody izucheniya rastitel’nogo pokrova [Problems and methods of studying vegetation cover]. Leningrad: Science, Leningrad Branch, 1971, 333p.
[28] Grime J.P., Rinkon E.R., Wickerson B.E. Bryophytes and plant strategy theory. Botanical Journal of the Linnean Society, 1990, v. 104, pp. 175–186.
[29] Zaugol’nova L.B., Smirnova O.V. Sovremennye predstavleniya o strukture i dinamike rastitel’nogo pokrova kak osnova dlya razrabotki metodov sokhraneniya vidovogo raznoobraziya [Modern ideas about the structure and dynamics of vegetation cover as a basis for the development of methods of conservation of species diversity]. Otsenka i sokhranenie bioraznoobraziya lesnogo pokrova v zapovednikakh Evropeyskoy Rossii [Assessment and conservation of forest biodiversity in European Russia reserves]. Moscow: Scientific world Publ., 2000. pp. 9–14.
[30] Shmidt V. M. Flora Arkhangel’skoy oblasti [Flora of the Arkhangelsk region]. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2005, 346 p.
[31] Roberts M.R., Zhu L.X. Early response of the herba-ceous layer to harvesting in a mixed coniferous-deciduous forest in New Brunswick, Canada.For. Ecol. Manage., 2002, v. 155, pp. 17–31.
[32] Ilintsev A.S., Amosova I.B., Tretyakov S.V. Ekologo-biologicheskiy analiz vliyaniya razlichnykh vidov rubok na strukturu travyano-kustarnichkovogo yarusa chernichnykh tipov lesa [The effect of different cuttings on the ecological-biological structure of the grass-shrub layer in the blueberry forest]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forest Engineering journal], 2019, v. 9, no. 1(33), pp. 31–43.
[33] Melehov I.S. Lesovodstvo [Silviculture]. Moscow: MSFU, 2003, 320 p.

Authors’ information

Ilintsev Aleksey Sergeevich — Cand. Sci. (Agriculture), Senior Research of the Northern Research Institute of Forestry, Associate Professor of the Department of Forestry and Forest Management of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, a.ilintsev@narfu.ru
Amosova Irina Borisovna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Department of Forestry and Forest Management of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, i.amosova@narfu.ru

2

ОЦЕНКА ЗАПАСОВ УГЛЕРОДА В НАРУШЕННЫХ СИБИРСКИМ ШЕЛКОПРЯДОМ ТЕМНОХВОЙНЫХ ГОРНО-ТАЕЖНЫХ ЛЕСАХ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

18–30

УДК 632.7

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-18-30

Шифр ВАК 4.1.2; 4.1.6; 1.5.15

А.П. Мохирев, С.М. Сультсон, П.В. Михайлов, О.А. Слинкина, Н.Н. Кулакова, С.С. Кулаков, Д.А. Демидко, Н.П. Мельниченко, А.А. Горошко

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», Россия, 660037, г. Красноярск, ул. Проспект имени газеты «Красноярский рабочий», д. 31

ale-mokhirev@yandex.ru

Представлены результаты полевых исследований по оценке запаса углерода в мертвой древесине темнохвойных лесных формаций, поврежденных в результате массовой дефолиации гусеницами сибирского шелкопряда. Проведено натурное обследование в границах Алтае-Саянского горно-таежного лесного района (Ирбейское лесничество Красноярского края). По наблюдениям установлено, что после двухлетнего периода, прошедшего с момента подавления вспышки размножения сибирского шелкопряда, наблюдается массовое усыхание темнохвойных лесов, обусловленное крайне низкой устойчивостью к потере хвои (при дефолиации от 25 % и выше древостои гибнут практически полностью). Определен отпад древостоя на момент исследования — в среднем 64 ± 25 %. Получены результаты по запасам накопления крупных древесных остатков (отпада древостоя, детрита) с последующим определением запасов углерода в мертвой древесине шелкопрядников. Выполнен анализ структуры запасов валежной древесины по стадиям разложения, который показал начало динамичного процесса появления свежего валежа с переходом во вторую стадию. Получены данные о среднем запасе углерода мертвой древесины в поврежденных участках — 16,6 ± 7,4 т·С/га с очевидным увеличением ее количества на перспективу. Полученные результаты могут служить основой для дальнейшего изучения динамики отпада и оценки баланса углерода в древостоях, претерпевших масштабные нарушения от воздействия фитофагов, что на региональном уровне важно для определения параметров эмиссии углерода в момент нарушения лесных экосистем и в последующие периоды.

Ключевые слова: сибирский шелкопряд, темнохвойные лесные формации, отпад древостоя, детрит, разложение древесины, запас углерода

Ссылка для цитирования: Мохирев А.П., Сультсон С.М., Михайлов П.В., Слинкина О.А., Кулакова Н.Н., Кулаков С.С., Демидко Д.А., Мельниченко Н.П., Горошко А.А. Оценка запасов углерода в нарушенных сибирским шелкопрядом темнохвойных горно-таежных лесах Красноярского края // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 18–30. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-18-30

Список литературы
[1] Martin A.R., Domke G.M., Doraisami M. Carbon fractions in the world’s dead wood // Nature Communications, 2021, no. 12, p. 889. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21149-9.
[2] Šēnhofa S., Jaunslaviete I., Šņepsts G., Jansons J., Liepa L., Jansons Ā. Deadwood Characteristics in Mature and Old-Growth Birch Stands and Their Implications for Carbon Storage // Forests, 2020, v. 11, p. 536. https://doi.org/10.3390/f11050536
[3] Griffiths H.M., Eggleton P., Hemming-Schroeder N., Swinfield T., Woon J.S., Allison S.D., Coomes D.A., Ashton L.A., Parr C.L. Carbon flux and forest dynamics: Increased deadwood decomposition in tropical rainforest tree fall canopy gaps // Global change biology, 2021, v. 27, no. 8, pp. 1601–1613.
[4] Seibold S., Rammer W., Hothorn T., Seidl R., Ulyshen M.D., Lorz J., Aragón R. The contribution of insects to global forest deadwood decomposition // Nature, 2021, no 597, pp. 77–81. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03740-8
[5] Reed D.E., Ewers B.E., Pendall E., Frank J., Kelly R. Bark beetle-induced tree mortality alters stand energy budgets due to water budget changes // Theoretical and Applied Climatology, 2018, v. 131, no. 1, pp. 153–165.
[6] Clark K.L., Skowronski N., Hom J. Invasive insects impact forest carbon dynamics // Global Change Biology, 2010, v. 16, no. 1, pp. 88–101.
[7] Aakala T. Tree mortality and deadwood dynamics in late-successional boreal forests // Dissertationes Forestales, 2010, v. 100, p. 41.
[8] Monaco A.L., Latterini F., Tavankar F., Luziatelli G. Structure and dynamics of deadwood in pine and oak stands and their role in CO2 sequestration in lowland forests of Central Italy // Forests, 2020, v. 11, no. 3, p. 253.
[9] Fei S., Morin R., Oswalt C., Liebhold A.M. Biomass losses resulting from insect and disease invasions in US forests // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, v. 116, no. 35, pp. 17371–17376.
[10] Карелин Д.В., Уткин А.И. Скорость разложения крупных древесных остатков в лесных экосистемах // Лесоведение, 2006. № 2. С. 26–33.
[11] Russell M., Fraver S., Aakala T., Fraver S., Gove J.H. Quantifying carbon stores and decomposition in dead wood // A review, Forest Ecology and Management, 2015, v. 350, pp. 107–128. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.04.033
[12] Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И. Запасы дебриса, его депонирование и разложение в лесном фонде России: результаты расчетов // Проблемы лесной фитопатологии и микологии: Материалы 6-й Междунар. конф., Петрозаводск, Карелия, 18–22 сентября 2005 г. Петрозаводск: Изд-во Института леса КарНЦ РАН, 2005. С. 136–141.
[13] Kharuk V.I., Im S.T., Soldatov V.V. Siberian silkmoth outbreaks surpassed geoclimatic barrier in Siberian Mountains // J. of Mountain Science, 2020, v. 17, pp. 1891–1900. DOI:10.1007/s11629-020-5989-3
[14] Смагин В.Н., Ильинская С.А., Назимова Д.И., Новосельцева И.Ф., Чередникова Ю.С. Типы лесов гор Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. 336 с.
[15] Schulze E.-D., Heimann M., Harrison S., Holland E., Lloyd J. Global Biogeochemical Cycles in the Climate System. Jena: Academic Press, 2010, p. 345.
[16] Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная пром-сть, 1982. 552 с.
[17] Замолодчиков Д.Г., Уткин Г.Н., Коровин А.И. Определение запасов углерода по зависимым от возраста насаждений конверсионно-объемным коэффициентам // Лесоведение, 1998. № 3. С. 84–93.
[18] Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 27 мая 2022 г. № 371 «Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов». URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202207290034 (дата обращения 11.12.2022).
[19] Журавлев Г.П. Рекомендации по надзору за сибирским шелкопрядом в лесах Дальнего Востока. Хабаровск: Изд-во ДальНИИЛХ, 1960. 33 с.
[20] Ряполов В.Я. Формирование избыточно-плотных популяций черного пихтового усача в очагах хвоегрызущих насекомых и его численность в разреженных популяциях // Леса Урала и хозяйство в них. Екатеринбург, 2001. Вып. 21. С. 319–333.
[21] Гродницкий Д.Л., Разнобарский В.Г., Солдатов В.В., Ремарчук Н.П. Деградация древостоев в таежных шелкопрядниках // Сибирский экологический журнал, 2002. Приложение 1. С. 3–12.
[22] Криволуцкая Г.О. Скрытостволовые вредители в темнохвойных лесах Западной Сибири, поврежденных сибирским шелкопрядом. М.; Л.: Наука, 1965. 130 с.
[23] Исаев А.С., Рожков А.С., Киселев В.В. Черный пихтовый усач Monochamus urussovi (Fisch.). Новосибирск: Наука, 1988. 270 с.
[24] Kharuk V.I., Fedotova E.V., Demidko D., Dvinskaya M.L. Spatial and temporal dynamics of Siberian silkmoth large-scale outbreak in dark-needle coniferous tree stands in // Contemporary Problems of Ecology, 2016, v. 9 (№ 6), pp. 711–720. DOI:10.1134/S199542551606007X
[25] Перевозникова В.Д., Баранчиков Ю.Н. Структура запасов наземной фитомассы в свежих шелкопрядниках пихтовой тайги Нижнего Приангарья // Энтомологические исследования в Сибири. Красноярск: Изд-во КФ СО РЭО, 1999. Вып. 2. С. 87–102.
[26] Баранчиков Ю.Н., Перевозникова В.Д., Кондаков Ю.П., Кириченко Н.И. Зоогенный вклад в эмиссии углерода в очагах массового размножения сибирского шелкопряда // Лесные экосистемы Енисейского меридиана (исследования по международной геосферно-биосферной программе). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. С. 117–123.
[27] Баранчиков Ю.Н., Перевозникова В.Д. Очаги массового размножения сибирского шелкопряда как источники дополнительного выброса углерода // Чтения памяти В.Н. Сукачева. ХХ. Насекомые в лесных биогеоценозах. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. С. 32–53.
Сведения об авторах

Мохирев Александр Петрович — д-р. техн. наук, вед. инж. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», ale-mokhirev@yandex.ru
Сультсон Светлана Михайловна — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», sultson2011@yandex.ru
Михайлов Павел Владимирович — канд. с.-х. наук, вед. науч. сотр лаборатории «Лесных экосистем», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», mihaylov.p.v@mail.ru
Слинкина Ольга Александровна — инж. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», sloa@mail.ru
Кулакова Надежда Николаевна — канд. с.-х. наук, мл. науч. сотр. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», nadezha21@mail.ru
Кулаков Сергей Сергеевич — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», hbz_sibstu@mail.ru
Демидко Денис Александрович — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», sawer-beetle@yandex.ru
Мельниченко Наталья Павловна — мл. науч. сотр. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», natalia.melnichenko@mail.ru
Горошко Андрей Александрович — мл. науч. сотр. лаборатории «Защита леса», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», 902970@list.ru

CARBON STOCK ASSESSMENT IN DARK CONIFEROUS MOUNTAIN TAIGA FORESTS OF KRASNOYARSK INFESTED BY SIBERIAN SILKMOTH

A.P. Mokhirev, S.M. Sultson, P.V. Mikhaylov, O.A. Slinkina, N.N. Kulakova, S.S. Kulakov, D.A. Demidko, N.P. Melnichenko, A.A. Goroshko

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, 31, Krasnoyarskii rabochii av., 660037, Krasnoyarsk, Russia

ale-mokhirev@yandex.ru

The results of field studies on the assessment of carbon stock in the dead wood of dark coniferous forest formations damaged as a result of mass defoliation caused by Siberian silkmoth caterpillars are presented. The full-scale survey was carried out within the boundaries of the Altai-Sayan Mountains taiga forest region (Irbeisk forestry in the Krasnoyarsk Territory). According to the obtained observations, after a two-year period since the outbreak suppression, there is a massive withering of dark coniferous forests due to extremely low resistance to the loss of needles (with defoliation from 25 % and more, stands die almost completely). The stand mortality at the time of the study averaged 64 ± 25 %, the values vary from 24 to 100 %. The results on the standing volume of large wood residues (stand mortality, detritus) were obtained, followed by the carbon stock assessment in the dead wood damaged by silk moth. Analysis of the structure of dead wood stocks by decomposition stages reveals the beginning of a dynamic process of the appearance of newly dead wood with the transition to the second stage. On average, the carbon stock of dead wood in the damaged areas was 16,6 ± 7,4 t C/ga with an obvious increase in the amount in the future. The results obtained are the basis for further study of the decay dynamics and assessment of the carbon balance in stands that have undergone large-scale disturbances from phytophages, which is important at the regional level for determining the parameters of carbon emissions at the time of forest ecosystems disturbance and in subsequent periods.

Keywords: Siberian silkmoth, dark coniferous forest formations, stand decay, detritus, wood decomposition, carbon stock

Suggested citation: Mokhirev A.P., Sultson S.M., Mikhaylov P.V., Slinkina O.A., Kulakova N.N., Kulakov S.S., Demidko D.A., Melnichenko N.P., Goroshko A.A. Otsenka zapasov ugleroda v narushennykh sibirskim shelkopryadom temnokhvoynykh gorno-taezhnykh lesakh Krasnoyarskogo kraya [Carbon stock assessment in dark coniferous mountain taiga forests of Krasnoyarsk infested by Siberian silkmoth]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 18–30. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-18-30

References

[1] Martin A.R., Domke G.M., Doraisami M. Carbon fractions in the world’s dead wood. Nature Communications, 2021, no. 12, p. 889. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21149-9.
[2] Šēnhofa S., Jaunslaviete I., Šņepsts G., Jansons J., Liepa L., Jansons Ā. Deadwood Characteristics in Mature and Old-Growth Birch Stands and Their Implications for Carbon Storage. Forests, 2020, v. 11, p. 536. https://doi.org/10.3390/f11050536
[3] Griffiths H.M., Eggleton P., Hemming-Schroeder N., Swinfield T., Woon J.S., Allison S.D., Coomes D.A., Ashton L.A., Parr C.L. Carbon flux and forest dynamics: Increased deadwood decomposition in tropical rainforest tree fall canopy gaps. Global change biology, 2021, v. 27, no. 8, pp. 1601–1613.
[4] Seibold S., Rammer W., Hothorn T., Seidl R., Ulyshen M.D., Lorz J., Aragón R. The contribution of insects to global forest deadwood decomposition. Nature, 2021, no 597, pp. 77–81. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03740-8
[5] Reed D.E., Ewers B.E., Pendall E., Frank J., Kelly R. Bark beetle-induced tree mortality alters stand energy budgets due to water budget changes. Theoretical and Applied Climatology, 2018, v. 131, no. 1, pp. 153–165.
[6] Clark K.L., Skowronski N., Hom J. Invasive insects impact forest carbon dynamics. Global Change Biology, 2010, v. 16, no. 1, pp. 88–101.
[7] Aakala T. Tree mortality and deadwood dynamics in late-successional boreal forests. Dissertationes Forestales, 2010, v. 100, p. 41.
[8] Monaco A.L., Latterini F., Tavankar F., Luziatelli G. Structure and dynamics of deadwood in pine and oak stands and their role in CO2 sequestration in lowland forests of Central Italy. Forests, 2020, v. 11, no. 3, p. 253.
[9] Fei S., Morin R., Oswalt C., Liebhold A.M. Biomass losses resulting from insect and disease invasions in US forests. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, v. 116, no. 35, pp. 17371–17376.
[10] Karelin D.V., Utkin A.I. Skorost’ razlozheniya krupnyh drevesnyh ostatkov v lesnyh ekosistemah [Decomposition rate of large wood residues in forest ecosystems]. Lesovedenie [Forestry], 2006, no. 2, pp. 26–33.
[11] Russell M., Fraver S., Aakala T., Fraver S., Gove J.H. Quantifying carbon stores and decomposition in dead wood. A review, Forest Ecology and Management, 2015, v. 350, pp. 107–128. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.04.033
[12] Zamolodchikov D.G., Utkin A.I. Zapasy debrisa, ego deponirovanie i razlozhenie v lesnom fonde rossii: rezul’taty raschtetov [Stocks of debris, its deposition and decomposition in the forest fund of Russia: results of calculations. Problemy lesnoy fitopatologii i mikologii [Problems of forest Phytopathology and Mycology], Petrozavodsk, Karelia, September 18–22, 2005. Petrozavodsk: Karelnts RAS Forest Institute, 2005, pp. 136–141.
[13] Kharuk V.I., Im S.T., Soldatov V.V. Siberian silkmoth outbreaks surpassed geoclimatic barrier in Siberian Mountains. J. of Mountain Science, 2020, v. 17, pp. 1891–1900. DOI:10.1007/s11629-020-5989-3
[14] Smagin V.N., Il’inskaya S.A., Nazimova D.I., Novosel’tseva I.F., Cherednikova Yu.S. Tipy lesov gor Yuzhnoy Sibiri [Types of forests of the mountains of Southern Siberia]. Novosibirsk: Nauka, 1980. 336 p.
[15] Schulze E.-D., Heimann M., Harrison S., Holland E., Lloyd J. Global Biogeochemical Cycles in the Climate System. Jena: Academic Press, 2010, p. 345.
[16] Anuchin N.P. Lesnaya taksaciya [Forest taxation]. M.: Forest Industry, 1982. 552 p.
[17] Zamolodchikov D.G., Utkin G.N., Korovin A.I. Opredelenie zapasov ugleroda po zavisimym ot vozrasta nasazhdeniy konversionno-ob’emnym koeffitsientam [Determination of carbon reserves by age-dependent plantings conversion-volume coefficients]. Lesovedenie [Forest science], 1998, no. 3, pp. 84–93.
[18] Prikaz Ministerstva prirodnykh resursov i ekologii Rossiyskoy Federatsii ot 27 maya 2022 g. № 371 «Ob utverzhdenii metodik kolichestvennogo opredeleniya ob’emov vybrosov parnikovykh gazov i pogloshcheniy parnikovykh gazov» [Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation dated May 27, 2022. no. 371 «On approval of methods for quantitative determination of greenhouse gas emissions and greenhouse Gas uptake»]. Available at: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202207290034 (accessed 11.12.2022).
[19] Zhuravlev G.P. Rekomendatsii po nadzoru za sibirskim shelkopryadom v lesakh Dal’nego Vostoka [Recommendations for the supervision of the Siberian silkworm in the forests of the Far East]. Khabarovsk: DalnIILKH, 1960, 33 p.
[20] Ryapolov V.Ya. Formirovanie izbytochno-plotnykh populyatsiy chernogo pikhtovogo usacha v ochagakh khvoegryzushchikh nasekomykh i ego chislennost’ v razrezhennykh populyatsiyakh [Formation of excessively dense populations of black fir barbel in foci of needle-gnawing insects and its number in sparse populations]. Lesa Urala i khozyaystvo v nikh [Forests of the Urals and the economy in them], 2001, v. 21, pp. 319–333.
[21] Grodnitskiy D.L., Raznobarskiy V.G., Soldatov V.V., Remarchuk N.P. Degradatsiya drevostoev v taezhnykh shelkopryadnikakh [Degradation of stands in taiga silkworms]. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Siberian Ecological Journal], 2002, appendix 1, pp. 3–12.
[22] Krivolutskaya G.O. Skrytostvolovye vrediteli v temnokhvoynykh lesakh Zapadnoy Sibiri, povrezhdennykh sibirskim shelkopryadom [Hidden-stemmed pests in the dark coniferous forests of Western Siberia damaged by the Siberian silkworm]. Moscow–Leningrad: Nauka, 1965, 130 p.
[23] Isaev A.S., Rozhkov A.S., Kiselev V.V. Chernyy pikhtovyy usach Monochamus urussovi (Fisch.) [Black fir barbel Monochamus urussovi (Fisch.)]; Novosibirsk: Nauka, 1988, 270 p.
[24] Kharuk V.I., Fedotova E.V., Demidko D., Dvinskaya M.L. Spatial and temporal dynamics of Siberian silkmoth large-scale outbreak in dark-needle coniferous tree stands in. Contemporary Problems of Ecology, 2016, v. 9 (№ 6), pp. 711–720. DOI:10.1134/S199542551606007X
[25] Perevoznikova V.D., Baranchikov Yu.N. Struktura zapasov nazemnoy fitomassy v svezhikh shelkopryadnikakh pikhtovoy taygi Nizhnego Priangar’ya [The structure of terrestrial phytomass reserves in fresh silkworms of the fir taiga of the Lower Angara region]. Entomologicheskie issledovaniya v Sibiri [Entomological studies in Siberia]. Krasnoyarsk: KF SO REO, 1999, iss. 2, pp. 87–102.
[26] Baranchikov Yu.N. Perevoznikova V.D., Kondakov Yu.P., Kirichenko N.I. Zoogennyy vklad v emissii ugleroda v ochagakh massovogo razmnozheniya sibirskogo shelkopryada [Zoogenic contribution to carbon emissions in the centers of mass reproduction of the Siberian silkworm]. Lesnye ekosistemy Eniseyskogo meridiana (issledovaniya po mezhdunarodnoy geosferno-biosfernoy programme) [Forest ecosystems of the Yenisei meridian (research on the international geosphere-biosphere program)]. Novosibirsk: Publishing House of SB RAS, 2002, pp. 117–123.
[27] Baranchikov Yu.N., Perevoznikova V.D. Ochagi massovogo razmnozheniya sibirskogo shelkopryada kak istochniki dopolnitel’nogo vybrosa ugleroda [Centers of mass reproduction of the Siberian silkworm as sources of additional carbon emission]. Chteniya pamyati V.N. Sukacheva. KhKh. Nasekomye v lesnykh biogeotsenozakh [Readings of memory V.N. Sukachev. XX. Insects in forest biogeocenoses]. Moscow: Comrade Scientific Publishing House of the CMC, 2004, pp. 32–53.

Authors’ information

Mokhirev Aleksandr Petrovich — Dr. Sci. (Tech.), Lead Engineer of the Forest Protection Laboratory of the Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, ale-mokhirev@yandex.ru
Sultson Svetlana Mikhaylovna — Cand. Sci. (Agr.), Senior Researcher, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, sultson2011@yandex.ru
Mikhaylov Pavel Vladimirovich — Cand. Sci. (Agr.), Leading Researcher, Laboratory of Forest Ecosystems, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, mihaylov.p.v@mail.ru
Slinkina Olga Aleksandrovna — Engineer, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, sloa@mail.ru
Kulakova Nadezhda Nikolaevna — Cand. Sci. (Agr.), Junior Researcher, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, nadezha21@mail.ru
Kulakov Sergey Sergeevich — Cand. Sci. (Bio.), Senior Researcher, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, hbz_sibstu@mail.ru
Demidko Denis Aleksandrovich — Cand. Sci. (Bio.), Senior Researcher, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, sawer-beetle@yandex.ru
Melnichenko Natalya Pavlovna — Junior Researcher, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, natalia.melnichenko@mail.ru
Goroshko Andrey Aleksandrovich — Junior Researcher, Laboratory of Forest Health, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, 902970@list.ru

3

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДООХРАННЫХ ЛЕСОВ БРАТСКОГО РАЙОНА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

31–39

УДК 630.37; 629.5; 630.31

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-31-39

Шифр ВАК 4.1.6; 4.1.3; 1.5.15

Е.М. Рунова, И.А. Гарус

ФГБОУ ВО «Братский государственный университет», Россия, 665709, Иркутская обл., г. Братск, ул. Макаренко, д. 40

runova0710@mail.ru

Приведена оценка современной лесоводственно-таксационной характеристики водоохранных лесов Братского водохранилища на примере территориального управления министерства лесного комплекса Иркутской области по Братскому лесничеству, а также результаты исследования насаждений на 19 пробных площадях в возрасте от 80 до 240 лет. Исследования проводились по общепринятым методикам. Установлено, что в водоохранных лесах территориального управления министерства лесного комплекса Иркутской области по Братскому лесничеству преобладают разнотравный и разнотравно-зеленомошный типы леса, занимающие соответственно 45 и 24 % от покрытой лесом площади лесничества. Преобладающим типом лесорастительных условий в лесничестве и на пробных площадях является С2 (34,3 % от покрытой лесом площади). Насаждения произрастают по III–IV классу бонитета, полнота древостоев колеблется от 0,3 до 0,9. По результатам проведенных исследований на пробных площадях установлено, что в водоохранных лесах преобладают смешанные сосново-лиственничные древостои, средний возраст которых составляет около 160 лет. Средний диаметр сосны и лиственницы составляет соответственно 31,6 и 30,0 см, средняя высота — 22,63 и 23,05 м, что соответствует IV классу бонитета для сосны и III классу бонитета для лиственницы. Запас на пробных площадях колеблется от 140 до 380 м/га в зависимости от полноты древостоев, которые колеблются от 0,3 до 0,6. Установлено, что на 16 пробных площадях (84,2 % от общего количества пробных площадей) имеется жизнеспособный подрост хвойных пород — сосны, лиственницы, ели, что обеспечивает естественной возобновление лесов целевыми древесными породами. По основным таксационным показателям и процессам лесовозобновления древостои на пробных площадях могут выполнять защитные функции не только в настоящее, но и будущем.

Ключевые слова: водоохранные леса, Братское водохранилище, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.), пробные площади, таксационная характеристика

Ссылка для цитирования: Рунова Е.М., Гарус И.А. Современное состояние водоохранных лесов Братского района Иркутской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 31–39. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-31-39

Список литературы

[1] Леман В., Кобяков К., Винников А. Защитные леса и сохранение водных биологических ресурсов // Устойчивое лесопользование, 2018. № 1 (53). С. 2–10.
[2] Минлебаев Г. Влияние лесов на полноводность рек // ЛесПромИнформ, 2011. № 6 (80). С. 44–48.
[3] Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 01.05.2022). URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_60683/ (дата обращения 12.03.2023).
[4] Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 № 200-ФЗ (ред. от 29.12.2022). URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_64299/ (дата обращения 12.03.2023).
[5] Особенности использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов, расположенных в водоохранных зонах, лесов, выполняющих функции защиты природных и иных объектов, ценных лесов, а также лесов, расположенных на особо защитных участках лесов. Утверждены приказом Рослесхоза от 14.12.2010 № 485. URL: https://meganorm.ru/Index1/60/60047.htm (дата обращения 12.03.2023).
[6] Мустафин Р.Ф. Водоохранная и почвозащитная роль лесов Южного Урала на территории Республики Башкортостан: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Уфа, 2017, 40 с.
[7] Рубцов Н.В. Защитно-водоохранные леса. М.: Лесная пром-сть, 1972. 227 с.
[8] Толкач О.В. Водорегулирующая и поллютантно-депонирующая роль лесов. Автореф. дис…д. с.-х. н. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2015. 38 с.
[9] Водоохранно-защитные леса Уфимского плато. Экология, синтаксономия и природоохранная значимость / под ред. А.Ю. Кулагина. Уфа: Гилем, 2007. 448 с.
[10] Идзон П.Ф., Пиненова Г.С., Цыганова О.П., Вирин А.А. Влияние леса на водные ресурсы. М.: Наука, 1986. 168 с.
[11] Кожевникова Н.К. Динамика гидрологических и защитных функций горных лесов Южного Сихотэ-Алиня в процессе послерубочных восстановительных сукцессий: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Владивосток, Изд-во Биолого-почвенного института ДВО РАН, 2010. 20 с.
[12] Мартьянов Н.А., Баталов А.А., Кулагин А.Ю., Кужлева Н.Г. Водоохранно-защитные леса Уфимского плато: флороценнотическое своеобразие и охрана // Геоэкология в Урало-Каспийском регионе: Тезисы докл. Междунар. науч.-практ. конф. Ч. 2. Уфа: Гилем, 1996. 448 c.
[13] Молчанов А.А. Гидрологическая роль леса. М.: АН СССР, 1960. 487 с.
[14] Онучин А.А. Влагооборот горных лесов Сибири (локальные региональные особенности): автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Красноярск: Изд-во Биолого-почвенного института ДВО РАН, 2003. 40 с.
[15] Кобяков К.Н., Лепешкин Е.А., Титова С.В. Защитные леса: получится ли их сохранить? // Устойчивое лесопользование, 2013. № 1 (34). С. 34–44.
[16] Минлебаев Г. Влияние лесов на полноводность рек // ЛесПромИнформ, 2011. № 6 (80). С. 44–48.
[17] Никифоров А.И., Мухлынин Д.Н., Абатурова В.А. Прибрежные нерестоохранные леса в России современные проблемы права и практики // Аграрное и земельное право, 2020. № 4(184). С. 42–47.
[18] Рыжков И.Б., Мустафин Р.Ф., Арсланов А.А. Об учете растительности при оценке устойчивости склонов // Уральский регион Республики Башкортостан: Человек, природа, общество: региональная науч.-практ. конф., Сибай, 11 ноября 2010 г. Сибай: Издательство ГУП РБ «Сибайская городская типография», 2010. С. 324–326.
[19] Мустафин Р.Ф., Хайретдинов А.Ф. Водоохранные леса вдоль малых озер и водохранилищ их экологическая роль // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2016. № 44. С. 127–131.
[20] Бебия С.М. Лесные ресурсы Черноморского побережья Кавказа: проблемы и перспективы их рационального использования // Сибирский лесной журнал, 2015. № 1. С. 9–24
[21] Семечкин И.В. Динамика возрастной структуры древостоев и методы ее изучения // Вопросы лесоведения, Т. 1. Красноярск: ИЛиД, 1970. С. 422–445.
[22] Арсланов А.А Влияние древесно-кустарниковой растительности на устойчивость склонов: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Уфа, БГАУ, 2015. 23 с.
[23] Хайретдинов А.Ф., Рамазанова Г.З., Джамаев М.Н.,Мустафин Р.Ф. Исследование корневой системы сосны и ели на склонах в условиях горной местности Белорецкого района Республики Башкортостан // Аграрная наука сельскому хозяйству. Сб. статей в 3 кн. Кн. 2. Барнаул: Изд-во Алтайского ГАУ, 2016. С. 407–408.
[24] ОСТ 56-69–83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. Издание официальное. Утв. приказом (распоряжением) Госкомитета СССР по лесн. хоз-ву от 23 мая 1983 г. № 72. М.: Издательство стандартов, 1983. 60 с.
[25] Рунова Е.М., Базыльников И.В. Лесопатологическое состояние лесов Иркутской области // Актуальные проблемы лесного комплекса / под ред. Е.А. Памфилова. Брянск: Изд-во БГИТУ, 2020. № 56. С. 79–83
[26] Рунова Е.М., Гарус И.А., Гнатишина Д.М., Орлова Ю.В. Определение санитарного состояния водоохранных лесов Братского водохранилища // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2021. № 59. С. 176–179.
[27] Побединский А.В. Водоохранная и почвозащитная роль лесов. Пушкино: Изд-во ВНИИЛМ, 2013. 208 с.

Сведения об авторах

Рунова Елена Михайловна — д-р с.-х. наук, профессор кафедры воспроизводства и переработки лесных ресурсов, ФГБОУ ВО «Братский государственный университет», runova0710@mail.ru
Гарус Иван Александрович — канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой воспроизводства и переработки лесных ресурсов, ФГБОУ ВО «Братский государственный университет», ivan-garus@yandex.ru

CURRENT STATE OF WATER CONSERVATION FORESTS IN BRATSK DISTRICT (IRKUTSK REGION)

E.M. Runova, I.A. Garus

Bratsk State University, 40, Makarenko st., 665709, Bratsk, Irkutsk reg., Russia

runova0710@mail.ru

The assessment of the modern forestry taxation characteristics of the water conservation forests for the Bratsk water reservoir is given. The results of the forest taxational characteristics of water conservation forests of the Ministry of Forestry territorial administration in the Irkutsk region for Bratsk forestry, as well as the results of a study of plantings on 19 trial plots aged 80 to 240 years are presented. The research was carried out according to generally accepted methods. It has been established that in the water conservation forests of the Ministry of Forestry territorial administration in the Irkutsk region for Bratsk forestry, mixed-herbs and mixed-herbs-pleucarpous moss types of forest are predominant and occupy 45 and 24 % of the forested area respectively. The predominant type of forest growing conditions in forestry and on trial plots is C2 (34,3 % of the forested area). Plantations grow in III–IV class of bonitet, the stands normality ranges from 0,3 to 0,9. It was found that on 16 trial plots (84,2 % of the total number of test areas) there is a viable undergrowth of coniferous species such as pine, larch, spruce, which provides natural forest regeneration with target tree species. According to the main taxation indicators and the processes of reforestation, stands on trial plots can perform protective functions not only at present, but also in the future.

Keywords: water conservation forests, Bratsk water reservoir, Scots pine, Siberian larch, trial plots, taxation characteristic

Suggested citation: Runova E.M., Garus I.A. Sovremennoe sostoyanie vodookhrannykh lesov bratskogo rayona Irkutskoy oblasti [Current state of water conservation forests in Bratsk district (Irkutsk region)]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 31–39. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-31-39

References
[1] Leman V., Kobyakov K., Vinnikov A. Zashchitnye lesa i sokhranenie vodnykh biologicheskikh resursov [Protective forests and conservation of aquatic biological resources]. Ustoychivoe lesopol’zovanie [Sustainable forest management], 2018, no. 1 (53), pp. 2–10.
[2] Minlebaev G. Vliyanie lesov na polnovodnost’ rek [Influence of forests on the full flow of rivers]. LesPromInform, 2011, no. 6 (80), pp. 44–48.
[3] Vodnyy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 03.06.2006 N 74-FZ (red. ot 01.05.2022) [Water Code of the Russian Federation of 03.06.2006 N 74-FZ (as amended on 01.05.2022)]. Available at: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_60683/ (accessed 12.03.2023).
[4] Lesnoy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 04.12.2006 N 200-FZ (red. ot 29.12.2022) [Forest Code of the Russian Federation of December 4, 2006 N 200-FZ (as amended on December 29, 2022)]. Available at: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_64299/ (accessed 12.03.2023).
[5] Osobennosti ispol’zovaniya, okhrany, zashchity, vosproizvodstva lesov, raspolozhennykh v vodookhrannykh zonakh, lesov, vypolnyayushchikh funktsii zashchity prirodnykh i inykh ob’ektov, tsennykh lesov, a takzhe lesov, raspolozhennykh na osobo zashchitnykh uchastkakh lesov. Utverzhdeny prikazom Rosleskhoza ot 14.12.2010 № 485 [Features of the use, protection, protection, reproduction of forests located in water protection zones, forests that perform the functions of protecting natural and other objects, valuable forests, as well as forests located in especially protective forest areas. Approved by order of Rosleskhoz no. 485 dated December 14, 2010]. Available at: https://meganorm.ru/Index1/60/60047.htm (accessed 12.03.2023).
[6] Mustafin R.F. Vodookhrannaya i pochvozashchitnaya rol’ lesov Yuzhnogo Urala na territorii Respubliki Bashkortostan [Water-protective and soil-protective role of the forests of the Southern Urals on the territory of the Republic of Bashkortostan]. Dis. Dr. Sci. (Agric.). Ufa, 2017, 40 p.
[7] Rubtsov N.V. Zashchitno-vodookhrannye lesa [Protective water forests]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1972, 227 p.
[8] Tolkach O.V. Vodoreguliruyushchaya i pollyutantno-deponiruyushchaya rol’ lesov [Water-regulating and pollutant-depositing role of forests]. Dis. Dr. Sci. (Agric.). Ekaterinburg: UGLTU, 2015, 38 p.
[9] Vodookhranno-zashchitnye lesa Ufimskogo plato. Ekologiya, sintaksonomiya i prirodookhrannaya znachimost’ [Water protection forests of the Ufa plateau. Ecology, syntaxonomy and environmental significance]. Ed. A.Yu. Kulagin. Ufa: Guilem, 2007, 448 p.
[10] Idzon P.F., Pinenova G.S., Tsyganova O.P., Virin A.A. Vliyanie lesa na vodnye resursy [Influence of the forest on water resources]. Moscow: Nauka, 1986, 168 p.
[11] Kozhevnikova N.K. Dinamika gidrologicheskikh i zashchitnykh funktsiy gornykh lesov Yuzhnogo Sikhote-Alinya v protsesse poslerubochnykh vosstanovitel’nykh suktsessiy [Dynamics of hydrological and protective functions of the Southern Sikhote-Alin mountain forests in the process of post-cutting restoration successions]. Dis. Cand. Sci. (Biol.). Vladivostok: Biol.-soil. in-t FEB RAN, 2010, 20 p.
[12] Mart’yanov N.A., Batalov A.A., Kulagin A.Yu., Kuzhleva N.G. Vodookhranno-zashchitnye lesa Ufimskogo plato: florotsennoticheskoe svoeobrazie i okhrana [Water-protective forests of the Ufa Plateau: Florocenotic originality and protection]. Geoekologiya v Uralo-Kaspiyskom regione [Geoecology in the Ural-Caspian region: Abstracts of reports. int. Scientific and Practical Conf. Part 2]. Ufa: Gilem, 1996, 448 p.
[13] Molchanov A.A. Gidrologicheskaya rol’ lesa [The hydrological role of the forest]. Moscow: AN SSSR, 1960, 487 p.
[14] Onuchin A.A. Vlagooborot gornykh lesov Sibiri (lokal’nye regional’nye osobennosti) [Moisture turnover of Siberian mountain forests (local regional features)]. Dis. Dr. Sci. (Biol.). Krasnoyarsk: Biol.-soil. Institute of Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 2003, 40 p.
[15] Kobyakov K.N., Lepeshkin E.A., Titova S.V. Zashchitnye lesa: poluchitsya li ikh sokhranit’? [Protective forests: can they be saved?]. Ustoychivoe lesopol’zovanie [Sustainable forest management], 2013, no. 1 (34), pp. 34–44.
[16] Minlebaev G. Vliyanie lesov na polnovodnost’ rek [Influence of forests on the full flow of rivers]. LesPromInform, 2011, no. 6 (80), pp. 44–48.
[17] Nikiforov A.I., Mukhlynin D.N., Abaturova V.A. Pribrezhnye nerestookhrannye lesa v Rossii sovremennye problemy prava i praktiki [Coastal spawning forests in Russia modern problems of law and practice]. Agrarnoe i zemel’noe pravo [Agrarian and land law], 2020, no. 4(184), pp. 42–47.
[18] Ryzhkov I.B., Mustafin R.F., Arslanov A.A. Ob uchete rastitel’nosti pri otsenke ustoychivosti sklonov [On accounting for vegetation when assessing slope stability]. Ural’skiy Region Respubliki Bashkortostan: Chelovek, priroda, obshchestvo: regional’naya nauchno-prakticheskaya konferentsiya [Ural Region of the Republic of Bashkortostan: Man, Nature, Society: Regional Scientific and Practical Conference], Sibay, November 11, 2010. Sibay: Publishing House of the State Unitary Enterprise of the Republic of Belarus «Sibay City Printing House», 2010, pp. 324–326.
[19] Mustafin R.F., Khayretdinov A.F. Vodookhrannye lesa vdol’ malykh ozer i vodokhranilishch ikh ekologicheskaya rol’ [Water protection forests along small lakes and reservoirs and their ecological role]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex], 2016, no. 44, pp. 127–131.
[20] Bebiya S.M. Lesnye resursy Chernomorskogo poberezh’ya Kavkaza: problemy i perspektivy ikh ratsional’nogo ispol’zovaniya [Forest resources of the Black Sea coast of the Caucasus: problems and prospects for their rational use]. Sibirskiy lesnoy zhurnal [Siberian Forestry Journal], 2015, no. 1, pp. 9–24
[21] Semechkin I.V. Dinamika vozrastnoy struktury drevostoev i metody ee izucheniya [Dynamics of the age structure of forest stands and methods of its study]. Voprosy lesovedeniya [Problems of Forest Science], v. 1. Krasnoyarsk: ILiD, 1970, pp. 422–445.
[22] Arslanov A.A Vliyanie drevesno-kustarnikovoy rastitel’nosti na ustoychivost’ sklonov [Influence of tree and shrub vegetation on the stability of slopes]. Dis. Cand. Sci. (Agric.). Ufa: BSAU, 2015, 23 p.
[23] Khayretdinov A.F., Ramazanova G.Z., Dzhamaev M.N.,Mustafin R.F. Issledovanie kornevoy sistemy sosny i eli na sklonakh v usloviyakh gornoy mestnosti Beloretskogo rayona Respubliki Bashkortostan [Study of the root system of pine and spruce on the slopes in the mountainous terrain of the Beloretsk region of the Republic of Bashkortostan]. Agrarnaya nauka sel’skomu khozyaystvu. Sbornik statey v 3 knigakh. Kn. 2 [Agrarian science for agriculture. Collection of articles in 3 books. Volume 2]. Barnaul: Altai State Agrarian University, 2016, pp. 407–408.
[24] OST 56-69–83 Ploshchadi probnye lesoustroitel’nye. Metod zakladki. Izdanie ofitsial’noe. Utv. prikazom (rasporyazheniem) Goskomiteta SSSR po lesn. khoz-vu ot 23 maya 1983 g. № 72 [Trial forest inventory areas. bookmark method. Official edition. Approved by order (instruction) of the USSR State Committee for Forestry. household of May 23, 1983 No. 72]. Moscow: Publishing House of Standards, 1983, 60 p.
[25] Runova E.M., Bazyl’nikov I.V. Lesopatologicheskoe sostoyanie lesov Irkutskoy oblasti [Forest pathological state of the forests of the Irkutsk region]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex]. Ed. E.A. Pamfilova. Bryansk: BGITU, 2020, no. 56, pp. 79–83
[26] Runova E.M., Garus I.A., Gnatishina D.M., Orlova Yu.V. Opredelenie sanitarnogo sostoyaniya vodookhrannykh lesov Bratskogo vodokhranilishcha [Determination of the sanitary condition of water protection forests of the Bratsk reservoir]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex], 2021, no. 59, pp. 176–179.
[27] Pobedinskiy A.V. Vodookhrannaya i pochvozashchitnaya rol’ lesov [Water protection and soil protection role of forests]. Pushkino: VNIILM, 2013, 208 p.

Authors’ information

Runova Elena Mikhaylovna — Dr. Sci. (Agriculture), Professor of the Department of Reproduction and Processing of Forest Resources of the Bratsk State University, runova0710@mail.ru
Garus Ivan Aleksandrovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Head of the Department of Reproduction and Processing of Forest Resources of the Bratsk State University, ivan-garus@yandex.ru

4

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТСКИХ ПЛОЩАДОК ДЛЯ ДЕТЕЙ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ

40–55

УДК 630*712.413

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-40-55

Шифр ВАК 4.1.6

В.В. Кругляк1, Н.П. Карташова2

1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1
2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, д. 8

kruglyak_vl@mail.ru

Рассмотрена проблема формирования окружающего пространства без барьеров для детей с ограниченными возможностями. Проанализированы направления современного опыта проектирования, определяющие создание равноценных условий для жизнедеятельности детей-инвалидов и здоровых детей. Представлены результаты исследования аспектов проектирования доступной среды для детей с ограниченными возможностями и условий, определяющих и обосновывающих использование специального оборудования. Разработана классификация условий целесообразного проектирования специальных средств для устранения архитектурно-строительных барьеров. Предложено применение принципов универсального дизайна детских площадок с позиций пространственной, полисенсорной и смысловой доступности.

Ключевые слова: детская площадка, дети с ограниченными возможностями, озеленение и благоустройство

Ссылка для цитирования: Кругляк В.В., Карташова Н.П. Особенности формирования детских площадок для детей с ограниченными возможностями // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 40–55. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-40-55

Список литературы

[1] Барсова О.Ю. О проблеме проектирования детских игровых площадок, как части предметно-пространственной среды современного города // Молодежь и наука: шаг к успеху: Сб. науч. статей Всерос. науч. конф. перспективных разработок молодых ученых: в 3-х т. Курск: Университетская книга, 2017. С. 10–13.
[2] Вострикова Д.А. Принципы проектирования детских игровых площадок // Инновации. Наука. Образование, 2020. № 23. С. 432–437.
[3] Боговая И.О., Фурсова Л.М. Ландшафтное искусство. М.: Агропромиздат, 1988. 223 с.
[4] Биоразнообразие города Воронежа / под ред. О.П. Негробова. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 2004. 98 с.
[5] Куно Н. Сочетание цветов на практике. Минск: Попурри, 2020. 304 с.
[6] Васильева О.И., Бочкова И.Ю. Цвет как средство выразительности в архитектурно-ландшафтной композиции // Сб. докл. III Междунар. науч.-практ. конф. Устойчивое развитие территорий, Москва, МИСИ–МГСУ, 2021 г., 26–27 мая. М.: Изд-во МИСИ–МГСУ, 2021. С. 34–38.
[7] Омельяненко Е.В. Цветоведение и колористика. М.: Планета Музыки; Лань, 2014. 104 с.
[8] Халлер К. Маленькая книга цвета / пер. с англ. Ю. Гольдберг. М.: КоЛибри, 2019. 272 с.
[9] Карташова Н.П.,Хазова Е.П. Благоустройство и озеленение территорий общеобразовательных детских учреждений на примере Воронежской области // Лесотехнический журнал, 2016. Т. 6. № 1 (21). С. 85–92.
[10] Горохов В.А. Городское зеленое строительство. М.: Стройиздат, 1991. 416 с.
[11] Стармер А. Умные решения для организации жизненного пространства. М.: КоЛибри, 2021. 272 с.
[12] ГОСТ 34614.1–2019 Оборудование и покрытия детских игровых площадок. Безопасность конструкции и методы испытаний. Общие требования. Введ. 2020-08-01. М.: Издательство стандартов, 2020. 92 с.
[13] Тетиор А.Н. Экология городской среды. М.: Академия, 2013. 352 с.
[14] Фирсова Н.В., Кругляк В.В. Закономерности размещения городов в системе лесных комплексов Центрально-Черноземного региона // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология, 2011. № 2. С. 26-32.
[15] Инструкция по проведению инвентаризации и паспортизации городских озелененных территорий. М.: Прима-М, 2002. 23 с.
[16] Кругляк В.В., Карташова Н.П. Урбоэкология и мониторинг среды. В 2 ч. Ч. 1. Воронеж: Изд-во ВГЛТА, 2004. 71 с.
[17] Фирсова Н.В. Эколого-градостроительный анализ состояния зеленых насаждений Воронежа // Проблемы озеленения крупных городов, 2005. Вып. 11. С. 69–71.
[18] Теодоронский В.С., Жеребцова Г.П. Озеленение населенных мест. Градостроительные основы. М.: Академия, 2010. 256 с.
[19] Фатиев М.М. Строительство городских объектов озеленения. М.: Форум, 2012. 204 с.
[20] Ибрагимов И.А., Козюк Н.Б. Архитектурное проектирование детской игровой площадки для увлекательных игр. Екатеринбург: Изд-во Уральского федерального университета, 2019. 95 с.
[21] ГОСТ 28329–89. Озеленение городов. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990. 13 с.
[22] Финли В. Цвет. Захватывающее путешествие по оттенкам палитры. М.: Бомбора, 2022. 416 с.
[23] Алексахин Н.Н., Васильева О.И. Основы цветоведения в ландшафтном проектировании. М.: МГУЛ, 2010. 76 с.
[24] ГОСТ 25769–83. Саженцы деревьев хвойных пород для озеленения городов. Технические условия от 23 июня 2009 г. М.: Росстандарт, 2009. 10 с.
[25] Кругляк В.В., Гурьева Е.И. Древоводство. Воронеж: Изд-во ВГЛТА, 2011. 144 с.
[26] Shen Q., Liu Y. Exploring Association between Morphology of Tree Planting and User Activities in Urban Public Space; An opportunity of Urban Public Space Revitalisation // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2018, v. 128, p. 012054. https://doi.org/10.1088/1755-1315/128/1/012054
[27] Теодоронский В.С., Авсиевич Н.А., Фролова В.А., Якубов Х.Г. О качественном и количественном аспектах оценки состояния растений в городских зеленых насаждениях // Экология большого города. Проблемы содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. Вып. 4. М.: Прима-Пресс-М, 2000. С. 29–37.

Сведения об авторах

Кругляк Владимир Викторович — д-р с.-х. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», kruglyak_vl@mail.ru
Карташова Нелли Павловна — канд. с.-х. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», Kartashova_73@mail.ru

SPECIAL FEATURES OF PLAYGROUNDS FOR DISABILED CHILDREN

V.V. Kruglyak1, N.P. Kartashova2

1Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great, 1, Michurinast., 394087, Voronezh, Russia
2Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov, 8, Timiryazeva st., 39408, Voronezh, Russia

kruglyak_vl@mail.ru

The article deals with the issue of forming an accessible environment for children with disabilities. The modern design trend experience to create the same conditions for the disabled and healthy children are analyzed. The aspects of designing an accessible environment for children with disabilities, as well as the conditions determining and justifying the use of special equipment, were studied. The classification of conditions for the relevant design of special equipment to eliminate architectural barriers has been formed. The application principles of playgrounds universal design from the standpoint of spatial, poly sensory and semantic accessibility are proposed.

Keywords: children’s playground, children with disabilities, greening and landscaping

Suggested citation: Kruglyak V.V., Kartashova N.P. Osobennosti formirovaniya detskikh ploshchadok dlya detey s ogranichennymi vozmozhnostyami [Special features of playgrounds for disabiled children]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 40–55. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-40-55

References

[1] Barsova O.Yu. O probleme proektirovaniya detskikh igrovykh ploshchadok, kak chasti predmetno-prostranstvennoy sredy sovremennogo goroda [On the problem of designing children’s playgrounds as part of the subject-spatial environment of a modern city]. Molodezh’ i nauka: shag k uspekhu: sb. nauch. statey Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii perspektivnykh razrabotok molodykh uchenykh: v 3-kh tomakh [Youth and science: a step towards success: coll. scientific articles of the All-Russian scientific conference of promising developments of young scientists: in 3 volumes]. Kursk: Universitetskaya kniga, 2017, pp. 10–13.
[2] Vostrikova D.A. Printsipy proektirovaniya detskikh igrovykh ploshchadok [Principles of designing children’s playgrounds]. Innovatsii. Nauka. Obrazovanie [Innovations. The science. Education], 2020, no. 23, pp. 432–437.
[3] Bogovaya I.O., Fursova L.M. Landshaftnoe iskusstvo [Landscape Design]. Moscow: Agropromizdat, 1988, 223 p.
[4] Bioraznoobrazie goroda Voronezha [Biodiversity of the city of Voronezh]. Ed. O.P. Negrobov. Voronezh: Voronezh State University, 2004, 98 p.
[5] Kuno N. Sochetanie tsvetov na praktike [Combination of colors in practice]. Minsk: Potpourri, 2020, 304 p.
[6] Vasil’eva O.I., Bochkova I.Yu. Tsvet kak sredstvo vyrazitel’nosti v arkhitekturno-landshaftnoy kompozitsii [Color as a means of expression in architectural and landscape composition]. Sb. dokl. III Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Ustoychivoe razvitie territoriy [Sat. report III Intern. scientific-practical. conf. Sustainable development of territories]. Moscow: MISI–MGSU, 2021, pp. 34–38.
[7] Omel’yanenko E.V. Tsvetovedenie i koloristika [Color science and coloristics]. Moscow: Planet of Music; Lan’, 2014, 104 p.
[8] Haller K. Malen’kaya kniga tsveta [The Little book of color]. Moscow: Kolibri, 2019, 272 p.
[9] Kartashova N.P.,Khazova E.P. Blagoustroystvo i ozelenenie territoriy obshcheobrazovatel’nykh detskikh uchrezhdeniy na primere Voronezhskoy oblasti [Landscaping and landscaping of the territories of educational children’s institutions on the example of the Voronezh region]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry technical journal], 2016, v. 6, no. 1 (21), pp. 85–92.
[10] Gorokhov V.A. Gorodskoe zelenoe stroitel’stvo [Urban green building]. Moscow: Stroyizdat, 1991, 416 p.
[11] Starmer A. Umnyye resheniya dlya organizatsii zhiznennogo prostranstva [Smart solutions for the organization of living space]. Moscow: KoLibri, 2021, 272 p.
[12] GOST 34614.1–2019 Equipment and coverings of children’s playgrounds. Design safety and test methods. General requirements - Introduction. 2020-08-01. Moscow : Publishing House of Standards, 2020, 92 p.
[13] Tetior A.N. Ekologiya gorodskoy sredy [Ecology of the urban environment]. Moscow: Publishing Center «Academy», 2013, 352 p.
[14] Firsova N.V., Kruglyak V.V. Zakonomernosti razmeshcheniya gorodov v sisteme lesnykh kompleksov Tsentral’no-Chernozemnogo regiona [Patterns of location of cities in the system of forest complexes of the Central Black Earth region]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geografiya. Geoekologiya [Bulletin of the Voronezh State University. Series: Geography. Geoecology], 2011, no. 2, pp. 26–32.
[15] Instruktsiya po provedeniyu inventarizatsii i pasportizatsii gorodskikh ozelenennykh territoriy [Instructions for inventory and certification of urban green areas]. Moscow: Prima-M, 2002, 23 p.
[16] Kruglyak V.V., Kartashova N.P. Urboekologiya i monitoring sredy [Urban ecology and environmental monitoring]. P. 1. Voronezh: VGLTA, 2004, 71 p.
[17] Firsova N.V. Ekologo-gradostroitel’ny yanaliz sostoyaniya zelenykh nasazhdeniy Voronezha [Environmental and urban planning analysis of the state of green plantations Voronezh]. Problemy ozeleneniya krupnykh gorodov [Problems landscaping large cities]. Moscow: Prima-M, 2005, v. 11, pp. 69–71.
[18] Teodoronskiy V.S., Zherebtsova G.P. Ozelenenie naselennykh mest. Gradostroitel’nye osnovy [Greening populated areas. Town building foundations]. Moscow: Academy, 2010, 256 p.
[19] Fatiev M.M. Stroitel’stvo gorodskikh ob’ektov ozeleneniya [Construction of urban landscaping facilities]. Moscow: Forum, 2012, 204 p.
[20] Ibragimov I.A., Kozyuk N.B. Arkhitekturnoe proektirovanie detskoy igrovoy ploshchadki dlya uvlekatel’nykh igr [Architectural design of a children’s playground for exciting games]. Yekaterinburg: Ural Federal University Press, 2019, 95 p.
[21] GOST 28329–89 Ozelenenie gorodov. Terminy i opredeleniya [Greening of cities. Terms and Definitions]. Moscow: Ed. Standards, 1990, 13 p.
[22] Finley V. Tsvet. Zakhvatyvayushchee puteshestvie po ottenkam palitry [Color: A Natural History of the Palette]. Moscow: Bombora, 2021, 416 p.
[23] Aleksakhin N.N., Vasil’eva O.I. Osnovy tsvetovedeniya v landshaftnom proektirovanii [Fundamentals of color science in landscape design]. Moscow: MSFU, 2010, 76 p.
[24] GOST 25769–83 Sazhentsy derev’ev khvoynykh porod dlya ozeleneniya gorodov [Saplings of coniferous trees for landscaping cities]. Specifications of June 23, 2009. Moscow: Rosstandart, 2009, 10 p.
[25] Kruglyak V.V., Gur’eva E.I. Drevovodstvo [Tree breeding]. Voronezh: VGLTA, 2011, 144 p.
[26] Shen Q., Liu Y. Exploring Association between Morphology of Tree Planting and User Activities in Urban Public Space; An opportunity of Urban Public Space Revitalisation // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2018, v. 128, p. 012054. https://doi.org/10.1088/1755-1315/128/1/012054
[27] Teodoronskiy V.S., Avsievich N.A., Frolova V.A., Yakubov Kh.G. O kachestvennom i kolichestvennom aspektakh otsenki sostoyaniya rasteniy v gorodskikh zelenykh nasazhdeniyakh [About the qualitative and quantitative aspects of assessing the state of plants in urban green areas]. Ekologiya bol’shogo goroda. Problemy soderzhaniya zelenykh nasazhdeniy v usloviyakh Moskvy [Ecology of a big city. Problems of maintenance of green spaces in Moscow]. Moscow: Prima-Press-M, 2000, iss. 4, pp. 29–37.

Authors’ information

Kruglyak Vladimir Viktorovich — Dr. Sci. (Agriculturе), Professor of the Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great, kruglyak_vl@mail.ru
Kartashova Nelly Pavlovna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov, Kartashova_73@mail.ru

5

ТЕНДЕНЦИИ И ФАКТОРЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА РФ В 2022 Г.

56–65

УДК 630.6

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-56-65

Шифр ВАК 4.1.6

Н.Б. Пинягина, Е.Б. Назаренко, Н.С. Горшенина

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

gorshenina2303@icloud.com

Проанализировано состояние и определены тенденции изменения экспортного потенциала предприятий лесного комплекса РФ. Указаны факторы, влияющие на динамику объемов производства и реализации лесобумажной продукции в условиях санкционной политики. Обоснована необходимость поиска новых подходов формирования структуры международных лесных рынков. Рекомендованы основные направления повышения эффективности внешнеэкономической деятельности лесопромышленных предприятий в современных условиях.

Ключевые слова: экспорт, импорт, цены, рынки, лесной комплекс, внешнеэкономическая деятельность, лесобумажная продукция, индексы, санкции, спрос

Ссылка для цитирования: Пинягина Н.Б., Назаренко Е.Б., Горшенина Н.С. Тенденции и факторы изменения показателей внешнеэкономической деятельности предприятий лесного комплекса РФ в 2022 г. // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 56–65. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-56-65

Список литературы

[1] Российский статистический ежегодник 2022 г. URL: http://www.rosstat.gov.ru (дата обращения 10.04.2023).
[2] Шкваря Л.В. Мировая экономика. М.: Юнити-Дана, 2017. 303 с.
[3] Агибалов А.В., Бичева Е.Е., Алещенко О.М. Международные финансы. Воронеж: Изд-во ВГАУ, 2015. 241 с
[4] Щегорцов В.А., Таран В.А. Мировая финансовая система. Международный финансовый контроль / под ред. В.А. Щегорцова. М.: Юнити-Дана, 2017. 529 с.
[5] Berglof E., Foray D., Landesmann M., Lin J. Y., Campos M. N., Sanfey P., Radosevic S., Volchkova N. Transition economics meets new structural economics // J. of Economic Policy Reform, 2015, v. 18, no. 3, pp. 191–220.
[6] Cimoli M., Porcile G. Technology, structural change and BOP-constrained growth: A structuralist toolbox // Cambridge J. of Economics, 2014, v. 38, no. 1, pp. 215–237.
[7] De Vries G., Timmer M., de Vries K. Structural transformation in Africa: Static gains, dynamic losses // The J. of Development Studies, 2015, v. 51, no. 6, pp. 674–688.
[8] Di Meglio G., Gallego J., Maroto A., Savona M. Services in developing economies: A new chance for catching-up? // SPRU Working Paper Series, 2015, no. 2015–32, pp. 1–33.
[9] Felipe J., Mehta A. Deindustrialization? A global perspective // Economics Letters, 2016, v. 149, pp. 148–151.
[10] Gouvea R., Lima G. Balance of payments constrained growth in a multisectoral framework: A panel data investigation // J. of Economic Studies, 2013, v. 40, no. 2, pp. 240–254.
[11] Haraguchi N., Cheng C.F.C., Smeets E. The importance of manufacturi ng in economic development: Has this changed? // World Development, 2017, v. 93, pp. 293–315.
[12] Herrendorf B., Rogerson R., Valentinyi A. Growth and structural transformation. Handbook of economic growth, vol. 2 / Eds. P. Aghion, S. Durlauf. Amsterdam and New York: North Holland, 2014, pp. 855–941.
[13] Marconi N., de Borja Reis C.F., de Araújo E.C. Manufacturing and economic development: The actuality of Kaldor’s first and second laws // Structural Change and Economic Dynamics, 2016, v. 37, pp. 75–89.
[14] McMillan M., Rodrik D., Sepulveda C. Structural change, fundamentals and growth: A framework and case studies. NBER Working Paper, 2017, no. 23378. URL: http://www.nber.org/papers/w23378 (accessed 15.03.2022).
[15] Oreiro J. Inconsistency and over determination in balance of payments constrained growth models: A note // Review of Keynesian Economics, 2016, v. 4, no. 2, pp. 193–200.
[16] Romano L., Trau F. The nature of industrial development and the speed of structural change // Structural Change and Economic Dynamics, 2017, v. 42, pp. 26–37.
[17] Romero J., McCombie J. The multi-sectoral Thirlwall’s law: Evidence from 14 developed European countries using product level data // International Review of Applies Economics, 2016, v. 30, no. 3, pp. 301–332.
[18] Timmer M.P., de Vries G.J., de Vries K. Patterns of structural change in developing countries. Routledge handbook of industry and development / Eds. J. Weiss, M. Tribe. UK and New York: Routledge, 2015, pp. 65–83.
[19] Vorona A.A., Panishko E.P., Osipova A.I. Trends and prospects of forestry and timber export in the Russian Federation: regional aspect. The Eurasian Scientific Journal, 2021, no. 2(13). URL: https://esj.today/PDF/45ECVN221.pdf (accessed 15.03.2022).
[20] UNECE/FAO «Annual Forest Product Market Review 2015–2020», Timber Bulletin, 2022. URL: https://unece.org/info/publications/pub/348599 (accessed 15.03.2022).
[21] Пинягина Н.Б., Горшенина Н.С. Обзор реализации стратегических задач развития лесного комплекса России // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 6. С. 105–116.
[22] Пинягина Н.Б., Горшенина Н.С. Назаренко Е.Б. Исследование влияния новых экономических условий на социально-экономические результаты деятельности предприятий лесного комплекса за 2022 год и пути преодоления кризиса // Экономика и предпринимательство, 2023. № 1. С. 660–666.
[23] Пинягина Н.Б., Горшенина Н.С. Исследование тенденций изменения показателей целлюлозно-бумажной промышленности по основным видам продукции в 2021 г. // Экономика и предпринимательство, 2022. № 1. С. 435–448.
[24] Пинягина Н.Б., Горшенина Н.С. Назаренко Е.Б. Влияние новой экономической реальности 2022 года на производственные показатели предприятий и организаций лесного комплекса // Экономика и предпринимательство, 2023. № 2 (152). С. 162–168.
[25] Пинягина Н.Б. Обзор и анализ статистической информации о деятельности целлюлозной промышленности за три квартала 2021 г. // Научно-публицистический журнал для профессионалов и лидеров упаковочной отрасли «Packaging R&D», 2022. № 1(45). С. 6–46.
[26] Пинягина Н.Б., Горшенина Н.С. Современное состояние, тенденции и перспективы развития целлюлозно-бумажной промышленности Российской Федерации // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 6. С. 148–160.

Сведения об авторах

Пинягина Наталья Борисовна — д-р экон. наук, профессор кафедры «Экономика и управление», ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), nbp50@yandex.ru
Назаренко Елена Борисовна — канд. экон. наук, доцент, зав. кафедрой «Экономика и управление», ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), lena1409@yandex.ru
Горшенина Наталья Станиславовна — канд. экон. наук, доцент кафедры «Экономика и управление», ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), gorshenina2303@icloud.com

TRENDS AND FACTORS OF CHANGES IN FOREIGN ECONOMIC ACTIVITIES OF TIMBER INDUSTRY COMPANIES IN RUSSIAN FEDERATION 2022

N.B. Pinyagina, E.B. Nazarenko, N.S. Gorshenina

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

gorshenina2303@icloud.com

Based on a study of indicators of foreign economic activity and manufacturers’ prices for timber and paper products for 2021 and 2022, the impact of the sanctions policy of unfriendly countries on the changes in prices was assessed. Analysis of trends in exports and imports of the main types of products by timber industry companies over the past two years made it possible to identify the periods and reasons for their decline. The article presents the results of the work of the export-oriented timber industry companies in adapting to the new economic conditions, searching for the new foreign partners and promptly reconfiguring logistics and trade routes in the southeast direction.

Keywords: export, import, prices, markets, timber industry, foreign economic activity, timber and paper products, indices, sanctions, demand

Suggested citation: Pinyagina N.B., Nazarenko E.B., Gorshenina N.S. Tendentsii i faktory izmeneniya pokazateley vneshneekonomicheskoy deyatel’nosti predpriyatiy lesnogo kompleksa RF v 2022 g. [Trends and factors of changes in foreign economic activities of timber industry companies in Russian Federation 2022]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 56–65. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-56-65

References

[1] Rossiyskiy statisticheskiy ezhegodnik 2022 g. URL: http://www.rosstat.gov.ru (accessed 10.04.2023).
[2] Shkvarya L.V. Mirovaya ekonomika [World economy]. Moscow: Yuniti-Dana, 2017, 303 p.
[3] Agibalov A.V., Bicheva E.E., Aleshchenko O.M. Mezhdunarodnye finansy [International finance]. Voronezh: VGAU, 2015, 241 p.
[4] Shchegortsov V.A., Taran V.A. Mirovaya finansovaya sistema. Mezhdunarodnyy finansovyy kontrol’ [The global financial system. International financial control]. Ed. V.A. Shchegortsova. Moscow: Yuniti-Dana, 2017, 529 p.
[5] Berglof E., Foray D., Landesmann M., Lin J.Y., Campos M.N., Sanfey P., Radosevic S., Volchkova N. Transition economics meets new structural economics. J. of Economic Policy Reform, 2015, v. 18, no. 3, pp. 191–220.
[6] Cimoli M., Porcile G. Technology, structural change and BOP-constrained growth: A structuralist toolbox. Cambridge J. of Economics, 2014, v. 38, no. 1, pp. 215–237.
[7] De Vries G., Timmer M., de Vries K. Structural transformation in Africa: Static gains, dynamic losses. The J. of Development Studies, 2015, v. 51, no. 6, pp. 674–688.
[8] Di Meglio G., Gallego J., Maroto A., Savona M. Services in developing economies: A new chance for catching-up?. SPRU Working Paper Series, 2015, no. 2015–32, pp. 1–33.
[9] Felipe J., Mehta A. Deindustrialization? A global perspective. Economics Letters, 2016, v. 149, pp. 148–151.
[10] Gouvea R., Lima G. Balance of payments constrained growth in a multisectoral framework: A panel data investigation. J. of Economic Studies, 2013, v. 40, no. 2, pp. 240–254.
[11] Haraguchi N., Cheng C.F.C., Smeets E. The importance of manufacturing in economic development: Has this changed? World Development, 2017, v. 93, pp. 293–315.
[12] Herrendorf B., Rogerson R., Valentinyi A. Growth and structural transformation. Handbook of economic growth, v. 2 / Eds. P. Aghion, S. Durlauf. Amsterdam and New York: North Holland, 2014, pp. 855–941.
[13] Marconi N., de Borja Reis C.F., de Araújo E.C. Manufacturing and economic development: The actuality of Kaldor’s first and second laws. Structural Change and Economic Dynamics, 2016, v. 37, pp. 75–89.
[14] McMillan M., Rodrik D., Sepulveda C. Structural change, fundamentals and growth: A framework and case studies. NBER Working Paper, 2017, no. 23378. Available at: http://www.nber.org/papers/w23378 (accessed 15.03.2022).
[15] Oreiro J. Inconsistency and over determination in balance of payments constrained growth models: A note. Review of Keynesian Economics, 2016, v. 4, no. 2, pp. 193–200.
[16] Romano L., Trau F. The nature of industrial development and the speed of structural change. Structural Change and Economic Dynamics, 2017, v. 42, pp. 26–37.
[17] Romero J., McCombie J. The multi-sectoral Thirlwall’s law: Evidence from 14 developed European countries using product level data. International Review of Applies Economics, 2016, v. 30, no. 3, pp. 301–332.
[18] Timmer M.P., de Vries G.J., de Vries K. Patterns of structural change in developing countries. Routledge handbook of industry and development / Eds. J. Weiss, M. Tribe. UK and New York: Routledge, 2015, pp. 65–83.
[19] Vorona A.A., Panishko E.P., Osipova A.I. Trends and prospects of forestry and timber export in the Russian Federation: regional aspect. The Eurasian Scientific Journal, 2021, no. 2(13). Available at: https://esj.today/PDF/45ECVN221.pdf (accessed 15.03.2022).
[20] UNECE/FAO «Annual Forest Product Market Review 2015–2020», Timber Bulletin, 2022. Available at: https://unece.org/info/publications/pub/348599 (accessed 15.03.2022).
[21] Pinyagina N.B., Gorshenina N.S. Obzor realizatsii strategicheskikh zadach razvitiya lesnogo kompleksa Rossii [Review of implementation of the strategic objectives on Russian forest complex development]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 6, pp. 105–116.
[22] Pinyagina N.B., Gorshenina N.S. Nazarenko E.B. Issledovanie vliyaniya novykh ekonomicheskikh usloviy na sotsial’no-ekonomicheskie rezul’taty deyatel’nosti predpriyatiy lesnogo kompleksa za 2022 god i puti preodoleniya krizisa [Studying the impact of the new economic environment on the socio-economic results of the forest complex enterprises activities in 2022 and ways to overcome the crisis]. Ekonomika i predprinimatel’stvo [Economics and Entrepreneurship]. 2023, no. 1, pp. 660–666.
[23] Pinyagina N.B., Gorshenina N.S. Issledovanie tendentsiy izmeneniya pokazateley tsellyulozno-bumazhnoy promyshlennosti po osnovnym vidam produktsii v 2021 godu [A study of trends in the performance of the pulp and paper industry by main types of products in 2021]. Ekonomika i predprinimatel’stvo [Economics and Entrepreneurship], 2022, no. 1, pp. 435–448.
[24] Pinyagina N.B., Gorshenina N.S. Nazarenko E.B. Vliyanie novoy ekonomicheskoy real’nosti 2022 goda na proizvodstvennye pokazateli predpriyatiy i organizatsiy lesnogo kompleksa [The influence of the new economic reality of 2022 on the performance of enterprises and organizations of the timber complex]. Ekonomika i predprinimatel’stvo [Economics and Entrepreneurship], 2023, no. 2, pp. 162–168.
[25] Pinyagina N.B. Obzor i analiz statisticheskoy informatsii o deyatel’nosti tsellyuloznoy promyshlennosti za tri kvartala 2021 g. [Review and analysis of statistical information on the activities of the pulp industry for the three quarters of 2021] Nauchno-publitsisticheskiy zhurnal dlya professionalov i liderov upakovochnoy otrasli «Packaging R&D» [Scientific journalistic journal for professionals and leaders of the packaging industry «Packaging R&D»], 2022, no. 1, pp. 6–46.
[26] Pinyagina N.B., Gorshenina N.S. Sovremennoe sostoyanie, tendentsii i perspektivy razvitiya tsellyulozno-bumazhnoy promyshlennosti Rossiyskoy Federatsii [Current state, trends and prospects of development of the pulp and paper industry of the Russian Federation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 6, pp. 148–160.

Authors’ information

Pinyagina Natal’ya Borisovna — Dr. Sci. (Economy), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), nbp50@yandex.ru
Nazarenko Elena Borisovna — Cand. Sci. (Economy), Associate Professor, Head of the Department «Economics and Management», BMSTU (Mytishchi branch), lena1409@yandex.ru
Gorshenina Natal’ya Stanislavovna — Cand. Sci. (Economy), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), gorshenina2303@icloud.com

6

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМИРОВАНИЯ ИННОВАЦИОННОГО ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННОГО КЛАСТЕРА В СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

66–74

УДК 630.6; 332.14

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-66-74

Шифр ВАК 4.1.6

Г.П. Бутко1, М.А.Меньшикова2, А.В. Мехренцев3, Е.А. Тихомиров4, Л.А. Раменская1, П.А. Поротников5

1ФГБОУ ВО «Уральский государственный экономический университет», Россия, 620144, г. Екатеринбург,
ул. 8 Марта / Народной Воли, д. 62/45
2ФГБОУ ВО «Технологический университет имени дважды Героя Советского Союза летчика-космонавта А.А. Леонова»,
Россия, 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Гагарина, д. 42
3ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», 620100, Россия, г. Екатеринбург,
ул. Сибирский тракт, д. 37
4ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследова- тельский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1
5ФГКОУ ВО «Уральский юридический институт Министерства внутренних дел Российской Федерации»,
Россия, 620057, Екатеринбург, ул. Корепина, д. 66

gpbutko@mail.ru

Рассмотрены обеспечение экономического роста и диверсификация экономики в результате повышения конкурентоспособности предприятий-поставщиков оборудования и предприятий, предоставляющих специализированные услуги проведения научно-исследовательской деятельности в лесных производственных кластерах, а также конкретные вопросы становления инновационного кластера. Приведен аналитический метод получения информации о естественно-исторических и экономических условиях Свердловской области. Охарактеризованы проблемы состояния экологии и восстановления лесопользования. Выделены такие экономические параметры, как область опережающей эффективности и область отстающей эффективности. Впервые представлены две составляющие, необходимые для создания кластера: экономическая и организационная, а также в дополнение к ним сырьевая и кадровая составляющие и научно-технический потенциал. Показаны эффективность промышленного лесного кластера и целесообразность его рассмотрения с позиции обеспеченности ресурсами и степени локализации в экономическом пространстве региона, что в отличие от существующих подходов позволяет более четко сформулировать приоритеты применения методов идентификации и оценки эффективности развития экономических кластеров. Дана оценка возможности притока инвестиций и в целом инновационных возможностей структурных подотраслей лесного сектора экономики.

Ключевые слова: инновационный кластер, лесной сектор экономики, устойчивое развитие региона, модернизация региональной экономики, конкурентоспособность, конкурентные преимущества, древесные ресурсы

Ссылка для цитирования: Бутко Г.П., Меньшикова М.А., Мехренцев А.В., Тихомиров Е.А., Раменская Л.А., Поротников П.А. Экономическая оценка формирования инновационного лесохозяйственного кластера в Свердловской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 66–74. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-66-74

Список литературы

[1] Головин В.А. Анализ факторов и потенциала развития экономических кластеров республики Марий Эл по видам экономической деятельности // Экономика региона, 2017. Т. 13. Вып. 4. С. 1068–1079.
[2] Боброва С.Я., Жукова Н.В., Яровова В.В. Актуальные вопросы формирования кластеров как инструмента повышения конкурентоспособности региона // Фундаментальные исследования, 2017. № 12. С. 508–509.
[3] Бутко Г.П. Конкуренция: теория, методология, практика. Екатеринбург: ООО «УМК», 2012. 342 с.
[4] Бутко Г.П., Зотов Ф.П. Проблемы кластерного подхода в промышленности // Агропродовольственная политика России, 2016. № 7. С. 55–59.
[5] Астапов К.Л., Жданов Д.И. Стратегические инициативы развития стартапов в сфере информационных технологий России // Экономика промышленности, 2022. Т. 15. № 1. С. 78–92.
[6] Поконов А.А. Методические вопросы формирования стратегии технологического развития предприятий лесопромышленного комплекса в регионе // Инновации и инвестиции, 2016. № 11. С. 143–146.
[7] Пинягина Н.Б., Кравченко Р.В. Условия и перспективы создания в Архангельской области лесного территориально-производственного кластера // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2014. № 3. С. 111–119.
[8] Мехренцев А.В., Бутко Г.П., Герц Э.Ф. О рациональной производственной структуре регионального лесопромышленного комплекса Свердловской области в контексте цифровых технологий // Системы. Методы. Технологии, 2021. № 1 (49). С. 72–77.
[9] Петрова Е.М. Актуальные проблемы развития сельских территорий в контексте муниципальной реформы // Современные гуманитарные исследования, 2011. № 6. С. 33–36.
[10] Портер М.Э. Конкуренция. М.: Вильямс, 2022. 496 с.
[11] Таран Е.Г. Роль малого предпринимательства в развитии муниципальных образований: автореф. дис. … канд. экон. наук. Ставрополь, 2015. 19 с.
[12] Агаларова Е.Г. Кластерный подход как инструмент устойчивого развития сельских территорий // Молодой ученый, 2012. № 4. С. 92–95.
[13] Вершинина Д. Умножение кластера // Наука Урала, 2019. № 7. С. 5.
[14] Резанов К.В. Методологический подход к обеспечению устойчивого развития кластерной модели лесного комплекса региона // Управление экономическими системами, 2016. № 4 (86). С. 2.
[15] Бутко Г.П., Поротников П.А., Велиева О.В. Управление природоохранной деятельностью на основе кластера инновационного типа // Известия УрГЭУ, 2010. № 2 (28). С. 162–168.
[16] Погодина Т.В, Задорова Т.В. Оценка инвестиционного потенциала кластеров // Экономический анализ, 2014. № 24. (375). С. 321–329.
[17] Яковенко Н.В. Бутко Г.П., Мехренцев А.В. Типологические особенности инновационного развития ЛПК // Актуальные направления научных исследований ХХI века: теория и практика, 2022. Т. 10. № 2(57). С. 124–138.
[18] Пак О.Б., Меньшикова М.А. Исследование понятия инновационной среды и задачи по управлению // Механизмы информационного обеспечения устойчивого развития экономики / под ред. М.А. Меньшиковой, М.Д. Джамалдиновой: сб. статей ежегодной регион. межвуз. науч.-практ. конф. преподавателей, аспирантов и магистрантов кафедры экономики, Москва, 28 января 2021 г. М.: Научный консультант, 2021.
С. 10–14.
[19] Малютина Л.В., Бутко Г.П., Поротников П.А. Экономический механизм устойчивого управления лесами на основе инновационного развития // Эффективный ответ на современные вызовы с учетом взаимодействия человека и природы, человека и технологий: социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса: материалы XIII Междунар. науч.-тех. конф., Екатеринбург, 02–04 февраля 2021 г. Екатеринбург: Изд-во Уральского государственного лесотехнического университета, 2021. С. 590–595.
[20] Меделяева З.П., Босая И.Г., Ляшко С.Н. Социально-экономические кластеры как фактор комплексного развития региона // Международный сельскохозяйственный журнал, 2015. № 6. С. 52–55.
[21] Сараджева О.В. Совершенствование механизма инновационного развития региона // Образование. Наука. Научные кадры, 2011. № 4. С. 148–149.
[22] Шарапова В.М., Шарапова Н.В., Шарапов Ю.В. Социальные факторы, сдерживающие развитие сельских территорий // Международный сельскохозяйственный журнал, 2020. № 6 (378). С. 49–52.
[23] Томилина Ю.В. Кластерный подход к повышению конкурентоспособности Орловской области // Регион: системы, экономика, управление, 2013. № 1 (20). С. 42–47.
[24] Боровикова Н.В. Приоритетные направления развития промышленности Ставропольского края // Вестник Института дружбы народов Кавказа (Теория экономики и управления народным хозяйством). Экономические науки, 2016. № 4 (40). С. 9.
[25] Кундиус В.А., Пецух Н.И., Домникова Е.Ю., Харченко А.Н. Разработка методики и расчеты доходов домашних хозяйств, микрокластер сельских территорий // Вестник алтайской науки, 2014. № 1 (19). С. 80–85.
[26] Prokhorova V.V., Artemova E.I., Miroshnichenko M.B. Cluster technology as a basis for the competitive development of industries in Russia // Revista de la Universidad del Zulia, 2020, t. 11, no. 29, pp. 265–275.
[27] Головин В.А. Оценка и повышение экономической эффективности агропромышленного кластера Республики Марий Эл. Йошкар-Ола: Марийский гос. ун-т, 2019. 187 с.
[28] Головин В.А., Смирнов А.А. Стратегические мероприятия по повышению эффективности развития регионального агропромышленного кластера // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки», 2020. Т. 6. № 3. С. 351–358.
[29] Бузкова А.А. Управление трансфером технологических инноваций: отраслевая цепочка ценностей // Проблемы теории и практики управления, 2021. № 1. С. 111–119.
[30] Иванин П.И. Гармоничный инновационный менеджмент. М.: Либроком, 2021. 140 с.
[31] Игнатенко К.О., Кончаков Д.В. Реализация эффективной конкурентной политики ЕС в сфере инноваций посредством общего интеллектуального права // Законы России: опыт, анализ, практика, 2019. № 2. С. 19–23.
[32] Зверева Т.М. Необходимость обновления форм и методов управления в условиях использования инновационного менеджмента // Электронный научный журнал, 2020. № 1(30). С. 67–70.

Сведения об авторах

Бутко Галина Павловна — д-р экон. наук, профессор кафедры информационных технологий и статистики ФГБОУ ВО «Уральский государственный экономический университет», gpbutko@mail.ru
Меньшикова Маргарита Аркадьевна — д-р экон. наук, профессор кафедры экономики ФГБОУ ВО «Технологический университет имени дважды Героя Советского Союза летчика-космонавта А.А. Леонова», lvn-3@yandex.ru
Мехренцев Андрей Вениаминович — канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой технологии организации лесопромышленного производства ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», mecrenzev@mail.ru
Тихомиров Евгений Александрович — канд. экон. наук, доцент кафедры экономики и управления МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), tihomirov@mgul.ac.ru
Раменская Людмила Александровна — канд. экон. наук, доцент кафедры корпоративного управления ФГБОУ ВО «Уральский государственный экономический университет», ramen_lu@mail.ru
Поротников Павел Анатольевич — канд. экон. наук, доцент, кафедра социально-экономических дисциплин, ФГКОУ ВО «Уральский юридический институт Министерства внутренних дел Российской Федерации», pekin-auto@mail.ru

ECONOMIC ASSESSMENT OF INNOVATIVE FOREST CLUSTER FORMATION IN SVERDLOVSK REGION

G.P. Butko1, M.A. Menshikova2, A.V. Mekhrentsev3, E.A. Tikhomirov4, L.A. Ramenskaya1, P.A. Porotnikov5

1Ural State University of Economics, 62/45, 8 Marta/Narodnaya Volya st., 620144, Ekaterinburg, Russia
2Technological University of twice Hero of the Soviet Union, Cosmonaut A.A. Leonov, 42, Gagarina st., 141070, Korolev, Russia
3Ural State Forestry Engineering University, 37, Sibirsky Trakt st., 620100, Ekaterinburg, Russia
4BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia
5Ural Law Institute of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation, 66, Korepina st., 620057, Ekaterinburg, Russia

gpbutko@mail.ru

The issues of forming an industrial cluster for the rational and sustainable use of raw materials are considered at the regional level. The role of state institutions in supporting expensive import substitution investment projects was noted. At the same time, the issue of the state of ecology and, as a consequence, the reforestation of the territory is important. Alongside with the problem of the cluster approach formation, there are also quite significant shortcomings, which are based on unresolved issues related to financial investments and their insufficiency, the formation of an adequate pricing policy and the creation of effective project management in the field of legal support and regulatory documentation. To determine the dynamics of an industrial cluster of a specific area of the forest sector, it is necessary to set 2 parameters in relation to the studied areas: the area of advanced efficiency; the area of lagging efficiency. For the first time, two components necessary for the creation of a cluster are presented: economic and organisational, as well as in addition to them raw materials, human resources, scientific and technological potential. The efficiency of the industrial forest cluster and the expediency of its consideration from the position of resource endowment and the degree of localisation in the economic space of the region are shown, which, in contrast to existing approaches, allows us to formulate more clearly the priorities of the application of methods for identifying and assessing the efficiency of economic cluster development. The article assesses the possibility of investment inflow and, in general, the innovative capabilities of structural sub-branches of the forest sector.

Keywords: protection, use, forest management, protection and reproduction of forests, environmental and economic problems, forest management, effective methods of logging, reforestation, sustainable development

Suggested citation: Butko G.P., Menshikova M.A., Mekhrentsev A.V., Tikhomirov E.A., Ramenskaya L.A., Porotnikov P.A. Ekonomicheskaya otsenka formirovaniya innovatsionnogo lesnogo klastera v Sverdlovskoy oblasti [Economic assessment of innovative forest cluster formation in Sverdlovsk region]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 66–74. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-66-74

References

[1] Golovin V.A. Analiz faktorov i potentsiala razvitiya ekonomicheskikh klasterov respubliki Mariy El po vidam ekonomicheskoy deyatel’nosti [Analysis of factors and potential for the development of economic clusters of the Mari El Republic by type of economic activity]. Ekonomika regiona [Regional Economics], 2017, v. 13, iss. 4, pp. 1068–1079.
[2] Bobrova S.Ya., Zhukova N.V., Yarovova V.V. Aktual’nye voprosy formirovaniya klasterov kak instrumenta povysheniya konkurentosposobnosti regiona [Topical issues of cluster formation as a tool for increasing the competitiveness of the region]. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental Research], 2017, no. 12, pp. 508–509.
[3] Butko G.P. Konkurentsiya: teoriya, metodologiya, praktika [Competition: theory, methodology, practice]. Ekaterinburg: UMK LLC, 2012, 342 p.
[4] Butko G.P., Zotov F.P. Problemy klasternogo podkhoda v promyshlennosti [Problems of the cluster approach in industry]. Agroprodovol’stvennaya politika Rossii [Agricultural Policy of Russia], 2016, no. 7, pp. 55–59.
[5] Astapov K.L., Zhdanov D.I. Strategicheskie initsiativy razvitiya startapov v sfere informatsionnykh tekhnologiy Rossii [Strategic initiatives for the development of startups in the field of information technologies in Russia]. Ekonomika promyshlennosti [Economics of Industry], 2022, v. 15, no. 1, pp. 78–92.
[6] Pokonov A.A. Metodicheskie voprosy formirovaniya strategii tekhnologicheskogo razvitiya predpriyatiy lesopromyshlennogo kompleksa v regione [Methodological issues of forming a strategy for the technological development of timber industry enterprises in the region]. Innovatsii i investitsii [Innovations and investments], 2016, no. 11, pp. 143–146.
[7] Pinyagina N.B., Kravchenko R.V. Usloviya i perspektivy sozdaniya v Arkhangel’skoy oblasti lesnogo territorial’no-proizvodstvennogo klastera [Conditions and prospects for creation in the Arkhangelsk region of the forest territorial-production cluster]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2014, no. 3, pp. 111–119.
[8] Mekhrentsev A.V., Butko G.P., Gerts E.F. O ratsional’noy proizvodstvennoy strukture regional’nogo lesopromyshlennogo kompleksa Sverdlovskoy oblasti v kontekste tsifrovykh tekhnologiy [On the rational production structure of the regional timber industry complex of the Sverdlovsk region in the context of digital technologies]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2021, no. 1 (49), pp. 72–77.
[9] Petrova E.M. Aktual’nye problemy razvitiya sel’skikh territoriy v kontekste munitsipal’noy reformy [Current problems of development of rural areas in the context of municipal reform]. Sovremennye gumanitarnye issledovaniya [Modern Humanitarian Research], 2011, no. 6, pp. 33–36.
[10] Porter M.E. Konkurentsiya [Competition]. Moscow: Williams, 2022, 496 p.
[11] Taran E.G. Rol’ malogo predprinimatel’stva v razvitii munitsipal’nykh obrazovaniy [The role of small business in the development of municipalities]. Dis. Cand. Sci. (Econ.). Stavropol, 2015. 19p.
[12] Agalarova E.G. Klasternyy podkhod kak instrument ustoychivogo razvitiya sel’skikh territoriy [Cluster approach as a tool for sustainable development of rural areas]. Molodoy uchenyy [Young scientist], 2012, no. 4, pp. 92–95.
[13] Vershinina D. Umnozhenie klastera [Cluster multiplication]. Nauka Urala [Science of the Urals], 2019, no. 7, p. 5.
[14] Rezanov K.V. Metodologicheskiy podkhod k obespecheniyu ustoychivogo razvitiya klasternoy modeli lesnogo kompleksa regiona [Methodological approach to ensuring sustainable development of the cluster model of the regional forest complex]. Upravlenie ekonomicheskimi sistemami [Management of economic systems], 2016, no. 4 (86), p. 2.
[15] Butko G.P., Porotnikov P.A., Velieva O.V. Upravlenie prirodookhrannoy deyatel’nost’yu na osnove klastera innovatsionnogo tipa [Management of environmental activities based on an innovation-type cluster]. Izvestiya UrGEU [Izvestia USUE], 2010, no. 2 (28), pp. 162–168.
[16] Pogodina T.V, Zadorova T.V. Otsenka investitsionnogo potentsiala klasterov [Assessment of the investment potential of clusters]. Ekonomicheskiy analiz [Economic analysis], 2014, no. 24 (375), pp. 321–329.
[17] Yakovenko N.V. Butko G.P., Mekhrentsev A.V. Tipologicheskie osobennosti innovatsionnogo razvitiya LPK [Typological features of innovative development of timber industry]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy KhKhI veka: teoriya i praktika [Current directions of scientific research of the 21st century: theory and practice], 2022, t. 10, no. 2(57), pp. 124–138.
[18] Pak O.B., Men’shikova M.A. Issledovanie ponyatiya innovatsionnoy sredy i zadachi po upravleniyu [Study of the concept of innovation environment and management tasks]. Mekhanizmy informatsionnogo obespecheniya ustoychivogo razvitiya ekonomiki: sbornik statey ezhegodnoy regional’noy mezhvuzovskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii prepodavateley, aspirantov i magistrantov kafedry ekonomiki [Mechanisms of information support for sustainable development of the economy: collection of articles of the annual regional interuniversity scientific and practical conference of teachers, graduate students and undergraduates of the Department of Economics, Moscow, January 28, 2021]. Ed. M.A. Menshikova, M.D. Dzhamaldinova. Moscow: Scientific consultant, 2021, pp. 10–14.
[19] Malyutina L.V., Butko G.P., Porotnikov P.A. Ekonomicheskiy mekhanizm ustoychivogo upravleniya lesami na osnove innovatsionnogo razvitiya [Economic mechanism for sustainable forest management based on innovative development]. Effektivnyy otvet na sovremennye vyzovy s uchetom vzaimodeystviya cheloveka i prirody, cheloveka i tekhnologiy: sotsial’no-ekonomicheskie i ekologicheskie problemy lesnogo kompleksa: materialy XIII Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Effective response to modern challenges, taking into account the interaction of man and nature, man and technology: socio-economic and environmental problems of the forestry complex: materials of the XIII International Scientific and Technical Conference], Ekaterinburg, February 02–04 2021 Ekaterinburg: Ural State Forestry University, 2021. pp. 590–595.
[20] Medelyaeva Z., Bosaya I., Lyashko S. Sotsial’no-ekonomicheskie klastery kak faktor kompleksnogo razvitiya regiona [Socio-economic clusters as a factor in the complex development of the region]. Mezhdunarodnyy sel’skokhozyaystvennyy zhurnal [International Agricultural J.], 2015, no. 6, pp. 52–55.
[21] Saradzheva O.V. Sovershenstvovanie mekhanizma innovatsionnogo razvitiya regiona [Improving the mechanism of innovative development of the region]. Obrazovanie. Nauka. Nauchnye kadry [Education. The science. Scientific personnel], 2011, no. 4, pp. 148–149.
[22] Sharapova V.M., Sharapova N.V., Sharapov Yu.V. Sotsial’nye faktory, sderzhivayushchie razvitie sel’skikh territoriy [Social factors constraining the development of rural areas]. Mezhdunarodnyy sel’skokhozyaystvennyy zhurnal [International Agricultural J.], 2020, no. 6 (378), pp. 49–52.
[23] Tomilina Yu.V. Klasternyy podkhod k povysheniyu konkurentosposobnosti Orlovskoy oblasti [Cluster approach to increasing the competitiveness of the Oryol region]. Region: sistemy, ekonomika, upravlenie [Region: systems, economics, management], 2013, no. 1 (20), pp. 42–47.
[24] Borovikova N.V. Prioritetnye napravleniya razvitiya promyshlennosti Stavropol’skogo kraya [Priority directions for the development of industry in the Stavropol Territory]. Vestnik Instituta druzhby narodov Kavkaza (Teoriya ekonomiki i upravleniya narodnym khozyaystvom). Ekonomicheskie nauk [Bulletin of the Institute for Friendship of Peoples of the Caucasus (Theory of Economics and National Economy Management). Economic Sciences], 2016, no. 4 (40), p. 9.
[25] Kundius V.A., Petsukh N.I., Domnikova E.Yu., Kharchenko A.N. Razrabotka metodiki i raschety dokhodov domashnikh khozyaystv, mikroklaster sel’skikh territoriy [Development of methods and calculations of household income, microcluster of rural areas]. Vestnik altayskoy nauki [Bulletin of Altai Science], 2014, no. 1 (19), pp. 80–85.
[26] Prokhorova V.V., Artemova E.I., Miroshnichenko M.B. Cluster technology as a basis for the competitive development of industries in Russia. Revista de la Universidad del Zulia, 2020, t. 11, no. 29, pp. 265–275.
[27] Golovin V.A. Otsenka i povyshenie ekonomicheskoy effektivnosti agropromyshlennogo klastera Respubliki Mariy El [Assessment and improvement of economic efficiency of the agro-industrial cluster of the Republic of Mari El]. Yoshkar-Ola: Mari State Univ., 2019, 187 p.
[28] Golovin V.A., Smirnov A.A. Strategicheskie meropriyatiya po povysheniyu effektivnosti razvitiya regional’nogo agropromyshlennogo klastera [Strategic measures to improve the efficiency of development of the regional agro-industrial cluster]. Vestnik Mariyskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Sel’skokhozyaystvennye nauki. Ekonomicheskie nauki» [Bulletin of the Mari State University. Series «Agricultural Sciences. Economic Sciences»], 2020, v. 6, no. 3, pp. 351–358.
[29] Buzkova A.A. Upravlenie transferom tekhnologicheskikh innovatsiy: otraslevaya tsepochka tsennostey [Managing the transfer of technological innovations: industry value chain]. Problemy teorii i praktiki upravleniya [Problems of theory and practice of management], 2021, no. 1, p. 120.
[30] Ivanin P.I. Garmonichnyy innovatsionnyy menedzhment [Harmonious innovative management]. Moscow: Librocom, 2021, 140 p.
[31] Ignatenko K.O., Konchakov D.V. Realizatsiya effektivnoy konkurentnoy politiki ES v sfere innovatsiy posredstvom obshchego intellektual’nogo prava [Implementation of effective EU competition policy in the field of innovation through common intellectual law]. Zakony Rossii: opyt, analiz, praktika [Laws of Russia: experience, analysis, practice], 2019, no. 2, p. 23.
[32] Zvereva T.M. Neobkhodimost’ obnovleniya form i metodov upravleniya v usloviyakh ispol’zovaniya innovatsionnogo menedzhmenta [The need to update forms and methods of management in the context of using innovative management]. Elektronnyy nauchnyy zhurnal [Electronic scientific journal], 2020, no. 1 (30), pp. 67–70.

Authors’ information

Butko Galina Pavlovna — Dr. Sci. (Economic), Professor of the Department of Economics of the Ural State University of Economics, gpbutko@mail.ru
Men’shikova Margarita Arkad’evna — Dr. Sci. (Economic), Professor of the Department of Economic, Technological University of twice Hero of the Soviet Union, Cosmonaut A.A. Leonov, lvn-3@yandex.ru
Mekhrentsev Andrey Veniaminovich — Cand. Sci. (Tech.), Professor of the Ural State Forestry Engineering University, mecrenzev@mail.ru
Tikhomirov Evgeniy Aleksandrovich — Cand. Sci. (Economic), Associate Professor of the Department of Economics and Management, of the BMSTU (Mytishchi branch), tihomirov@mgul.ac.ru
Ramenskaya Lyudmila Aleksandrovna — Cand. Sci. (Economic), Associate Professor of the Department of Corporate Governance Ural State University of Economics, ramen_lu@mail.ru
Porotnikov Pavel Anatol’evich — Cand. Sci. (Economic), Associate Professor of the Department of Social and Economic Disciplines, Ural Law Institute of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation, pekin-auto@mail.ru

7

РЕКУПЕРАЦИЯ ЛИСТОВОГО ОПАДА В КОРМОВЫЕ ПРОДУКТЫ С ВЫСОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ

75–83

УДК 636.085

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-75-83

Шифр ВАК 4.1.3; 1.5.20

А.Н. Иванкин, А.Н. Веревкин

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

aivankin@mgul.ac.ru

Изложено описание процесса биотрансформации in vitro листового опада в присутствии дрожжевых культур с целью получения продукта кормового назначения. Показано, что рекуперация растительного сырья, в качестве которого использовали смесь опавших листьев тополя бальзамического Populus balzamifera L. и березы повислой Bеtula pеndula, в присутствии 10…15 % к массе сырья отходов пивоваренного производства — дрожжевых культур Saccharomyces carlsbergensis 16-й генерации позволяет путем твердофазного ферментирования в течение 6 сут получать биоэффективные добавки кормового назначения. Установлено, что для балансирования конечного состава продукта в исходную смесь целесообразно добавлять боенскую кровь. Показано, что процесс биотехнической переработки листового сырья с помощью дрожжей сопровождается умеренной биотрансформацией лигниновых веществ с уменьшением их содержания в конечном продукте, трансформацией углеводных компонентов, а также увеличением содержания белка. Приведен аминокислотный состав белковой части ферментированного продукта и показано, что в нем содержатся все эссенциальные аминокислоты, необходимые для полноценного развития живого организма. Установлено, что в продукте, кроме связанных в структуре белка аминокислот, содержится также незначительное количество свободных аминокислот. Изучен базовый элементный состав зольных компонентов субстратов до и после культивирования и отмечено, что количество макро- и микробиоэлементов соответствует безопасному уровню их содержания в объектах природного происхождения. Установлены основные физико-химические показатели качества продукта, определяющие его эффективность использования в кормовых целях. Проведены предварительные испытания полученного продукта и показано, что ферментированная дрожжами масса листового сырья после сушки может использоваться в качестве высокоусвояемой добавки для корма поросят, а также может служить питательной основой для получения биоэффективных кормов при выращивании других сельскохозяйственных животных.

Ключевые слова: растительное сырье, листовой опад, пивные дрожжи, биодеградация, гидролиз, корма

Ссылка для цитирования: Иванкин А.Н., Веревкин А.Н. Рекуперация листового опада в кормовые продукты с высокой биологической ценностью // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 75–83. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-75-83

Список литературы

[1] Vostrikova N.L., Chernukha I.M., Mashentseva N.G., Kulikovskii A.V., Ivankin A.N. Achremko A.G Proteomics as a tool for studying meat autolysis // 63-rd International Congress of Meat Science and Technology 13–18 August, 2017, Cork, Ireland. pp. 870–873. DOI: 10.3921/978-90-8686-860-5
[2] Baburina M.I., Vostrikova N.L., Kulikovskii A.V., Zarubina A.N., Ivankin A.N. Defragmenting processing of collagen-containing wastes of meat processing industry into functional feed additives for obtaining high-quality food // World J. of Food Science and Technology, 2017, v. 1, no. 2, pp. 39–46. DOI: 10.11648/j.wjfst.20170102.12
[3] Бабурина М.И., Кузнецова Т.Г., Горбунова Н.А., Становова И.А., Иванкин А.Н. Влияние маннанолигосахаридов питательных рационов животных на качество мясной продукции // Теория и практика переработки мяса. Все о мясе, 2017. № 1. С. 33–36.
[4] Giura L., Urtasun L., Ansorena D., Astiasarán I. Effect of freezing on the rheological characteristics of protein enriched vegetable puree containing different hydrocolloids for dysphagia diets // LWT, 2022, v. 169, no. 10, p. 114029. doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114029
[5] Lyda K.R., Moldovan S.I., Choo K. Influence of mixing and diffusion on moisture content of maize in a feed mill wet bin // Biosystems Engineering, 2019, v. 178, no. 2, pp. 102–108. DOI: doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2018.11.007
[6] Saha N., Goates C., Hernandez S., Jin W., Westover T., Klinger J. Characterization of particle size and moisture content effects on mechanical and feeding behavior of milled corn stover // Powder Technology, 2022, v. 405, no. 6, p. 117535. doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117535
[7] Менщиков С.Л., Кузьмина Н.А., Мохначев П.Е. Аккумуляция металлов в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvéstris L.), в почве и снеговой воде в условиях техногенного загрязнения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 3. С. 94–102. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-3-94-102
[8] Корма, их классификация и питательная ценность. URL: https://helpiks.org/8-101241.html (дата обращения 03.03.2023).
[9] Аминокислоты в кормах животных. URL: http://belagrotorg.ru/stati/3009-aminokisloty-v-kormakh-zhivotnykh (дата обращения 03.03.2023).
[10] Кононов Г.Н., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В., Жукова В.А. Древесина как химическое сырье. История и современность. IV. Делигнификация древесины как путь получения целлюлозы. Часть II // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 2. С. 69–84. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-2-69-84
[11] Кононов Г.Н. Дендрохимия. Химия, нанохимия и биогеохимия компонентов клеток, тканей и органов древесных растений. В 2 т. М.: МГУЛ, 2015. 1111 с.
[12] Hoyos-Carvajal O.S., Bissett J. 2009. Genetic and metabolic biodiversity of Trichoderma from Colombia and adjacent neotropical regions // Fungal Genetics and Biology, 2009, v. 46, no. 3, pp. 615–631.
[13] Kasprzyk I. Forensic botany: who?, how?, where?, when? Review // Science & Justice, 2023, v. 63, no. 2, pp. 258–275. doi.org/10.1016/j.scijus.2023.01.002
[14] Уланова Р.В., Гольштейн В.Г., Колпакова В.В. Изучение культивирования штамма Pleurotus ostreatus в глубинной культуре на среде зернового экстракта // Достижение науки и техники АПК, 2018. Т. 32. № 8. С. 82–87.
[15] Pinedo-Rivilla C., Aleu J., Collado I.G. Pollutans biodegradation by Fungi // Curr. Org. Chem., 2009, v. 13, no. 12, pp. 1194–1214. DOI: 10.2174/138527209788921774
[16] Mshandete A.M., Mgonja J.R. Submerged liquid fermentation of some Tanzanian Basidiomycetes for the production of mycelial biomass, exopolysaccharides and mycelium protein using wastes peels media // ARPN J. of Agricultural and Biological Science, 2009, v. 4, no. 6, pp. 1–13.
[17] Мамаева О.О., Исаева Е.В., Лоскутов С.Р., Пляшечник М.А. Компонентный состав продукта биодеструкции опавших листьев базидиальными грибами Pleurotus Pulmonarius // Химия растительного сырья, 2021. № 1. С. 277–285. DOI: 10.14258/jcprm.2021018851
[18] Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д., Прошина О.П. Особенности коллагена в мясном сырье // Мясная индустрия, 2009. № 1. С. 59–63.
[19] Кузнецова Т.Г., Иванкин А.Н., Куликовский А.В. Наносенсорный анализ мясного сырья и растительных объектов. Саарбрюккен: LAMBERT Academic Publishing, 2012. 224 с.
[20] Neklyudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. Production and purification of protein hydrolysates (review) // Applied Biochemistry and Microbiology, 2000, v. 36, no. 4, pp. 317–324.
[21] Азаров В.И., Винославский В.А., Кононов Г.Н. Практикум по химии древесины и синтетических полимеров. М.: МГУЛ, 2006. 249 с.
[22] Лисицын А.Б., Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д. Методы практической биотехнологии. М.: Изд-во ВНИИМП, 2002. 408 с.
[23] Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 351 с.
[24] Волова А.В., Наквасина Е.Н. Содержание макро- н микроэлементов в листьях березы (Betula pendula Roth) различных форм // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 6. С. 5–12. DOI: 10.1S698/2542-1468-2019-6-5-12
[25] Jonczak J. The influence of birch trees (Betula spp.) on soil environment — A review // Forest Ecology and Management, 2020, v. 477, no.12, 118486. doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118486.
[26] Нормы и требования №13-7-2/174. Ветеринарно-санитарные нормы и требования к качеству кормов для непродуктивных животных. М.:[б. и.], 1997. 100 с.
[27] Иванкин А.Н. Химическая и биодеградация белковых компонентов растительного происхождения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 85–94. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-85-94

Сведения об авторах

Иванкин Андрей Николаевич — д-р хим. наук, академик Международной академии наук высшей школы (МАН ВШ), профессор кафедры химии и химических технологий лесного комплекса, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), aivankin@mgul.ac.ru
Веревкин Алексей Николаевич — канд. хим. наук, доцент кафедры химии и химических технологий лесного комплекса, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), verevkin@mgul.ac.ru

LEAF LITTER RECOVERY INTO FORAGE PRODUCTS WITH HIGH BIOLOGICAL VALUE

A.N. Ivankin, A.N. Verevkin

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

aivankin@mgul.ac.ru

The process of in vitro biotransformation of leaf litter in the presence of yeast cultures is described in order to obtain a feeding stuff product. A mixture of leaf litter of balsam poplar (Populus balzamifera L.) and silver birch (Betula pendula) was used as the initial raw material. The recovery of the mixture of vegetable raw materials was carried out in the presence of brewing waste — yeast cultures of Saccharomyces carlsbergensis of the 16th generation, which were added in an amount of 10...15 % to the mass of raw materials. The fermentation process by the solid-phase method was carried out with moderate stirring and heating for 6 days. To balance the final composition of the product, slaughtering blood was added to the initial mixture. The fermented product was dried and used as feed for cattle. It is shown that the process of biotechnical processing of leaf raw materials in the presence of yeast is accompanied by a moderate biotransformation of lignin substances with a decrease in their content in the final product, the transformation of carbohydrate components, and an increase in protein content. The amino acid composition of the protein part of the fermented product has been studied and it has been shown that it contains all the essential amino acids necessary for the full development of a living organism. It was also shown that in the product, in addition to the amino acids associated in the protein structure, the presence of an insignificant amount of free amino acids is recorded. The basic elemental composition of the ashy constituents of the substrates before and after cultivation was studied and it was noted that the amount of macro and micro bioelements corresponds to a safe level of their content in objects of natural origin. The main physical and chemical indicators of the product quality are established, which determine its efficiency for fodder purposes. Preliminary tests of the obtained product have been carried out and it has been shown that the mass of leaf raw materials fermented with yeast after drying can be used as a highly digestible additive for piglets' feedingstuff, and can also serve as a nutritional basis for obtaining bioeffective feed for growing farm animals.

Keywords: vegetable raw materials, leaf litter, brewer's yeast, biodegradation, hydrolysis, feed

Suggested citation: Ivankin A.N., Verevkin A.N. Rekuperatsiya listovogo opada v kormovye produkty s vysokoy biologicheskoy tsennost’yu [Leaf litter recovery into forage products with high biological value]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 75–83. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-75-83

References

[1] Vostrikova N.L., Chernukha I.M., Mashentseva N.G., Kulikovskii A.V., Ivankin A.N. Achremko A.G Proteomics as a tool for studying meat autolysis. 63-rd International Congress of Meat Science and Technology 13–18 August, 2017, Cork, Ireland. pp. 870–873. DOI: 10.3921/978-90-8686-860-5
[2] Baburina M.I., Vostrikova N.L., Kulikovskii A.V., Zarubina A.N., Ivankin A.N. Defragmenting processing of collagen-containing wastes of meat processing industry into functional feed additives for obtaining high-quality food. World J. of Food Science and Technology, 2017, v. 1, no. 2, pp. 39–46. DOI: 10.11648/j.wjfst.20170102.12
[3] Baburina M.I., Kuznetsova T.G., Gorbunova N.A., Stanovova I.A., Ivankin A.N. Vliyanie mannanoligosakharidov pitatel’nykh ratsionov zhivotnykh na kachestvo myasnoy produktsii [Influence of mannanoligosaccharides of animal diets on the quality of meat products]. Teoriya i praktika pererabotki myasa. Vse o myase [Theory and Practice of Meat Processing. All about meat], 2017, no. 1, pp. 33–36.
[4] Giura L., Urtasun L., Ansorena D., Astiasarán I. Effect of freezing on the rheological characteristics of protein enriched vegetable puree containing different hydrocolloids for dysphagia diets. LWT, 2022, v. 169, no. 10, p. 114029. doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114029
[5] Lyda K.R., Moldovan S.I., Choo K. Influence of mixing and diffusion on moisture content of maize in a feed mill wet bin. Biosystems Engineering, 2019, v. 178, no. 2, pp. 102–108. DOI: doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2018.11.007
[6] Saha N., Goates C., Hernandez S., Jin W., Westover T., Klinger J. Characterization of particle size and moisture content effects on mechanical and feeding behavior of milled corn stover. Powder Technology, 2022, v. 405, no. 6, p. 117535. doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117535
[7] Menshchikov S.L., Kuz’mina N.A., Mokhnachev P.E. Akkumulyatsiya metallov v khvoe sosny obyknovennoy (Pinus sylvéstris L.), v pochve i snegovoy vode v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya [Accumulation of metals in Scotch pine needles (Pinus sylvéstris L.), in soil and snow water under conditions of technogenic pollution] // Forestry Bulletin, 2020, v. 24, no. 3, pp. 94–102. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-3-94-102
[8] Korma, ikh klassifikatsiya i pitatel’naya tsennost’ [Feed, their classification and nutritional value]. Available at: https://helpiks.org/8-101241.html (accessed 03.03.2023).
[9] Aminokisloty v kormakh zhivotnykh [Amino acids in animal feed]. Available at: http://belagrotorg.ru/stati/3009-aminokisloty-v-kormakh-zhivotnykh (accessed 03.03.2023).
[10] Kononov G.N., Verevkin A.N., Serdyukova Ju.V., Zhukova V.A. Drevesina kak khimicheskoe syr’e. Istoriya i sovremennost’. IV. Delignifikatsiya drevesiny kak put’ polucheniya tsellyulozy. Chast’ II [Wood as chemical raw material. History and modernity. IV. Wood delignification as a way to produce cellulose. Part II]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 2, pp. 69–84. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-2-69-84
[11] Kononov G.N. Kononov G.N. Dendrokhimiya. Khimiya, nanokhimiya i biogeokhimiya komponentov kletok, tkaney i organov drevesnykh rasteniy [Dendrochemistry — chemistry, nanochemistry and biogeochemistry of the components of cells, tissues and organs of woody plants]. In 2 vol. Moscow: MGUL, 2016, 1111 p.
[12] Hoyos-Carvajal O.S., Bissett J. 2009. Genetic and metabolic biodiversity of Trichoderma from Colombia and adjacent neotropical regions. Fungal Genetics and Biology, 2009, v. 46, no. 3, pp. 615–631.
[13] Kasprzyk I. Forensic botany: who?, how?, where?, when? Review. Science & Justice, 2023, v. 63, no. 2, pp. 258–275. doi.org/10.1016/j.scijus.2023.01.002
[14] Ulanova R.V., Gol’shteyn V.G., Kolpakova V.V. Izuchenie kul’tivirovaniya shtamma Pleurotus ostreatus v glubinnoy kul’ture na srede zernovogo ekstrakta [Study of the cultivation of the strain Pleurotus ostreatus in deep culture on the medium of grain extract]. Dostizhenie nauki i tekhniki APK [Achievement of science and technology of the APK], 2018, v. 32, no. 8, pp. 82–87.
[15] Pinedo-Rivilla C., Aleu J., Collado I.G. Pollutans biodegradation by Fungi. Curr. Org. Chem., 2009, v. 13, no. 12, pp. 1194–1214. DOI: 10.2174/138527209788921774
[16] Mshandete A.M., Mgonja J.R. Submerged liquid fermentation of some Tanzanian Basidiomycetes for the production of mycelial biomass, exopolysaccharides and mycelium protein using wastes peels media. ARPN J. of Agricultural and Biological Science, 2009, v. 4, no. 6, pp. 1–13.
[17] Mamaeva O.O., Isaeva E.V., Loskutov S.R., Plyashechnik M.A. Komponentnyy sostav produkta biodestruktsii opavshikh list’ev bazidial’nymi gribami Pleurotus Pulmonarius [Component composition of the product of biodestruction of fallen leaves by Pleurotus Pulmonarius basidial fungi]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of vegetable raw materials], 2021, no. 1, pp. 277–285. DOI: 10.14258/jcprm.2021018851
[18] Ivankin A.N., Neklyudov A.D., Proshina O.P. Osobennosti kollagena v myasnom syr’e [Features of collagen in meat raw materials]. Myasnaya industriya [Meat industry], 2009, no. 1, pp. 59–63.
[19] Kuznetsova T.G., Ivankin A.N., Kulikovskiy A.V. Nanosensornyy analiz myasnogo syr’ya i rastitel’nykh ob’ektov [Nanosensor analysis of meat raw materials and plant objects]. Saarbrücken: LAP LAMBERT, 2012, 224 p.
[20] Neklyudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. Production and purification of protein hydrolysates (review). Applied Biochemistry and Microbiology, 2000, v. 36, no. 4, pp. 317–324.
[21] Azarov V.I., Vinoslavskiy V.A., Kononov G.N. Praktikum po khimii drevesiny i sinteticheskikh polimerov [Workshop on the chemistry of wood and synthetic polymers]. Moscow: MSFU, 2006, 249 p.
[22] Lisitsyn A.B., Ivankin A.N., Neklyudov A.D. Metody prakticheskoy biotekhnologii [Methods of practical biotechnology]. Moscow: VNIIMP, 2002, 408 p.
[23] Lakin G.F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: Higher School, 1990, 351 p.
[24] Volova A.V.. Nakvasina E.N. Soderzhanie makro- n mikroelementov v list’yakh berezy (Betula pendula Roth) razlichnykh form [The content of macro- and microelements in birch leaves (Betula pendula Roth) of various forms] // Forestry Bulletin, 2019, v. 23, no. 6, pp. 5–12. DOI: 10.1S698/2542-1468-2019-6-5-12
[25] Jonczak J. The influence of birch trees (Betula spp.) on soil environment — A review. Forest Ecology and Management, 2020, v. 477, no.12, 118486. doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118486.
[26] Normy i trebovaniya №13-7-2/174. Veterinarno-sanitarnye normy i trebovaniya k kachestvu kormov dlya neproduktivnykh zhivotnykh [Norms and requirements No. 13-7-2/174. Veterinary and sanitary norms and requirements for the quality of feed for unproductive animals]. Moscow, 1997, 100 p.
[27] Ivankin A.N. Khimicheskaya i biodegradatsiya belkovykh komponentov rastitel’nogo proiskhozhdeniya [Chemical and biological degradation of phytogenic protein components]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 85–94. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-85-94

Authors’ information

Ivankin Andrey Nikolaevich — Dr. Sci. (Chem.), Academician of the International Higher Education Academy of Sciences (IHEAS), Professor of the Department of Chemistry, BMSTU (Mytishchi branch), aivankin@mgul.ac.ru
Verevkin Aleksey Nikolaevich — Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor, Department of Chemistry and Chemical Technologies of the Forest Complex, BMSTU (Mytishchi branch), verevkin@mgul.ac.ru

8

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА ПОСЛЕЭКСТРАКЦИОННОГО ОСТАТКА ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS L.)

84–97

УДК 674.87/66.092–997

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-84-97

Шифр ВАК 4.3.4

Л.К. Казарян1, 2, С.Р. Лоскутов1, О.А. Шапченкова1, М.А. Пляшечник1, Г.В. Пермякова1, Ю.С. Шимова2

1ФГБУН «Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук» — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Россия, 660036, г. Красноярск, Академгородок, д. 50, стр. 28
2ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», Россия, 660049, г. Красноярск, пр. Мира, д. 82

kazaryan.lk@ksc.krasn.ru

Экстракционной переработкой хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) получают продукты, используемые для производства товаров в сельскохозяйственной, медицинской, пищевой, парфюмерно-косметической и других отраслях. При этом послеэкстракционный остаток хвои, являясь специфическим лигноцеллюлозным сырьем, пока не находит должного (эффективного) использования для получения инновационных продуктов. С помощью методов термогравиметрии (ТГ/ДТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии установлены показатели термического разложения (окисления) биоугля, образующегося в результате пиролиза послеэкстракционного остатка хвои. На основе результатов термического анализа по уравнениям Бройдо и Колмогорова — Ерофеева — Авраами рассчитаны кинетические параметры: кажущаяся энергия активации и константа скорости термоокислительной деструкции угля на разных стадиях. Установлены температурные диапазоны стадий и тепловые эффекты окислительной термодеструкции. По методу Криадо определен механизм термического разложения (окисления) биоугля. На основе четвертой производной контура ДТГ выявлена детальная «фракционность» убыли массы при нагреве биоугля в условиях термогравиметрического теста. Приведены ИК-спектральные параметры биоугля. Зарегистрировано 46 пиков на пирограмме в результате аналитического флэш-пиролиза послеэкстракционного остатка хвои. Идентифицировано 29 компонентов пиролизата с вероятностью соответствия масс-спектральной базе данных NIST ≥ 90 %. Среди них выявлены соединения, которые могут применяться в органическом синтезе, производстве технических и пищевых продуктов, парфюмерии, при создании медицинских товаров и т. п. Определены особенности строения частиц биоугля и элементный состав минеральных включений. Полученные результаты рекомендуется применять при проектировании объектов производства технических продуктов с повышенной добавленной стоимостью и масштабировании технологий пиролиза отходов экстракционной переработки хвои (древесной зелени) и подобного растительного сырья.

Ключевые слова: хвоя, послеэкстракционный остаток, продукты пиролиза, биоуголь, физико-химические характеристики

Ссылка для цитирования: Казарян Л.К., Лоскутов С.Р., Шапченкова О.А., Пляшечник М.А., Пермякова Г.В., Шимова Ю.С. Характеристика продуктов пиролиза послеэкстракционного остатка хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 84–97. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-84-97

Список литературы

[1] Медников Ф.А. Комплексное использование древесной зелени для получения лечебных препаратов и кормовых продуктов // ИзВУЗ Лесной журнал, 1976. № 3. С. 116–118.
[2] ГОСТ 21769–84. Государственный стандарт. Зелень древесная. Технические условия. Введ. 23.03.84. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1984. 7 с.
[3] Бондарев В.Я., Гусева Л.М. Особенности подготовки сырья для пиролиза древесины // Вестник Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. Т. 4. С. 106–110.
[4] Ерохина О.А., Пекарец А.А., Сандимирова А.Г., Кузнецов А.Г., Аким Э.Л. Изучение упруго-релаксационных свойств пластифицированной древесины лиственницы и сосны // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., посвященной памяти профессора В.И. Комарова, Архангельск, 09–11 сентября 2021 г. Архангельск: Изд-во Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, 2021. С. 92–98.
[5] Нагимов З.Я., Артемьева И.Н., Шевелина И.В., Нагимов В.З. Видовой состав и запасы фитомассы живого напочвенного покрова в сосняках лишайниковых ХМАО – Югры // Леса России и хозяйство в них, 2022. № 1 (80). С. 48–56.
[6] Загидуллина А.Т. Пространственная структура, динамика и продуктивность лишайниково-зеленомошных сосняков (Карельский лесной район): дис. … канд. биол. наук: 1.5.15. Санкт-Петербург, 2021. 171 с.
[7] Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени / под ред. Ю.И. Холькина. Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. 224 с.
[8] Левин Э.Д., Репях С.М. Переработка древесной зелени. М.: Лесная пром-сть, 1984. 120 с.
[9] Сибирский хвойный доктор. URL: https://pk-ecovit.ru/katalog/ (дата обращения: 20.06.2022).
[10] Kumain A., Bhattacharya T.K., Sharma H.K. Physico-chemical and Thermal Characteristics of Pine Needle Biochar Briquetted Fuel using Soil, Lime and Cement as a Binder // Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 2020, v. 9, no. 10, pp. 3675–3690.
[11] Медведев С.О., Терентьев И.И. Анализ технологий производств топливных гранул на основе древесного сырья // Научный журнал КубГАУ, 2019. № 149. С. 1–8.
[12] Крысанова К.О., Крылова А.Ю., Пудова Я.Д., Борисов А.В. Исследование минеральных компонентов биоуглей из опила, полученных низкотемпературными методами // Уголь, 2021. № 12. С. 41–43.
[13] Саввов С.И., Маркова Е.Б., Фоминых Ю.Г., Чередниченко А.Г. Исследование процесса пиролиза образцов хвойных пород древесины // Успехи в химии и химической технологии, 2018. № 8. С. 8–11.
[14] Мамышов А.А. Методы получения активированного угля из растительного сырья // Бюл. науки и практики, 2020. № 12. С. 268–273.
[15] Слюсарский К.В., Ларионов К.Б., Ивашкина Е.Н., Заворин А.С., Губин В.Е. Технологические решения по утилизации жидких продуктов медленного пиролиза древесной биомассы // Изв. Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2021. № 12. С. 173–188.
[16] Pandey D., Daverey A., Dutta K., Yata V.K. Valorization of waste pine needle biomass into biosorbents for the removal of methylene blue dye from water: Kinetics, equilibrium and thermo-dynamics study // Environmental Technology & Innovation, 2022, v. 25, pp. 8–12.
[17] Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. 320 с.
[18] Лоскутов С.Р., Шапченкова О.А., Анискина А.А. Термический анализ древесины основных лесообразующих пород Средней Сибири // Сибирский лесной журнал, 2015. № 6. С. 17–30.
[19] Кондрашева Н.К., Еремеева А.М. Получение биодизельного топлива из растительного сырья // Записки Горного института, 2023. Т. 260. С. 248–256.
[20] Petrunina E.A., Loskutov S.R., Ryazanova T.V., Aniskina A.A., Permyakova G.V., Stasova V.V. Comparative analysis of physico-chemical properties of larch and pine bark: thermal analysis and analytical pyrolysis // Siberian Forest J., 2022, no. 4, pp. 35–49.
[21] Broido A. A simple, sensitive graphical method of treating thermogravimetric analysis data // J. Polym. Sci., 1969, part A-2, v. 7, pp. 1761–1773.
[22] Criado J., Malek J., Ortega A. Applicability of the master plots in kinetic analysis of nonisothermal data // Thermochim Acta, 1989, v. 147, pp. 377–385.
[23] Ярусова С.Б., Макаренко Н.В., Гордиенко П.С., Карпенко М.А., Новикова Е.С. Влияние температуры на кинетику сорбции ионов Со2+ и Ni2+ сорбентом на основе производного инозитгексафосфорной кислоты // Журнал физической химии, 2018. Т. 92. № 3. С. 451–456.
[24] Ray A. Characterization of Biochars from Various Agricultural ByProducts Using FTIR Spectroscopy, SEM focused with image Processing // International J. of Agriculture, Environment and Biotechnology, 2020, v. 13(4), pp. 423–430.
[25] Тараканов В.В., Милютин Л.И., Куценогий К.П., Ковальская Г.А., Игнатьев Л.А., Самсонова А.Е. Элементный состав хвои в разных клонах сосны обыкновенной // Лесоведение, 2007. № 1. С. 28–35.
[26] Sharma P., Diwan P.K. Study of thermal decomposition process and the reaction mechanism of the eucalyptus wood // Wood Sci Technol., 2017, v. 51, pp. 1081–1094.
[27] Pérez-Maqueda L.A., Criado J.M. The accuracy of Senum and Yang’s approximations to the Arrhenius integral // J. Therm Anal Calorim, 2000, v. 60, pp. 909–915.
[28] Baldassarre M., Li C., Eremina N., Goormaghtigh E. Simultaneous Fitting of Absorption Spectra and Their Second Derivatives for an Improved Analysis of Protein Infrared Spectra // Molecules, 2015, v. 20, pp. 12599–12622.
[29] Лоскутов С.Р.,Тютькова Е.А., Пляшечник М.А., Петрунина Е.А., Шапченкова О.А., Анискина А.А. Ранняя инструментальная диагностика грибных инфекций в древесине // Сибирский лесной журнал, 2021. № 6. С. 39–45.
[30] Fuente E., Menéndez J.A., Díez Díaz-Estébanez M.A., Suárez D. Infrared Spectroscopy of Carbon Materials: A Quantum Chemical Study of Model Compounds // J. Phys. Chem., 2003, v. 107, pp. 6350–6359.
[31] Тарасевич Б.Н. Основы ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье. Подготовка проб в ИК-спектроскопии. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. 22 с.
[32] Rodil S.E., Ferrari A.C., Robertson J., Muhl S. Infrared spectra of carbon nitride films // Thin Solid Films, 2002, no. 420–421, pp. 122–131.
[33] Bornemann L. Rapid assessment of black carbon in soil organic matter using mid-infrared spectroscopy // Organic Geochemistry, 2008, v. 39(11), pp. 1537–1544.
[34] Монгуш Г.Р. Исследование изменения технических показателей и химических свойств (методом ИК-спектрального анализа) угольных смесей тувинских месторождений // Междунар. журн. прикладных и фундаментальных исследований. Химические науки, 2019. № 12. С. 157–162.
[35] Parsi Z., Hartog N., Górecki T., Poerschmann J. Analytical pyrolysis as a tool for the characterization of natural organic matter – A comparison of different approaches // J Anal Appl Pyrolysis, 2007, v. 79, iss. 1–2, pp. 9–15.
[36] Fengel D., Grosser D. Chemische Zusammensetzung von Nadel- und Laubhölzern // Holz Roh Werkst, 1975, v. 33, no. 1, pp. 32–34.
[37] Trubetskaya A., Attard T.M., Budarin V., Hunt A. Supercritical extraction of biomass – a green and sustainable method to control the pyrolysis product distribution // ACS Sustainable Chemistry & Engineering is a Transformative Journal, 2021, v. 9, pp. 5278–5287.
[38] Dijkstra E.F., Boon J.J., van Mourik J.M. Analytical pyrolysis of a soil profile under Scots pine // European J. of Soil Science, 1998, v. 49, pp. 295–304.
[39] Петрунина Е.А., Рязанова Т.В., Анискина А.А., Пермякова Г.В., Стасова В.В. Сравнительный анализ физико-химических свойств коры лиственницы и сосны: термический анализ и аналитический пиролиз // Сибирский лесной журнал, 2022. № 4. С. 35–49.
[40] Лоскутов С.Р., Шапченкова О.А., Петрунина Е.А., Пляшечник М.А., Тютькова Е.А., Пашенова Н.В., Гродницкая И.Д., Анискина А.А., Сенашова В.А. Диагностика ранних изменений физико-химических свойств древесины под действием грибных инфекций // Химия растительного сырья, 2022. № 2. С. 61–72.
[41] Валеева А.Р., Валиуллина А.И., Бикбулатова Г.М., Башкиров В.Н. Уменьшение массовой доли свободного формальдегида в фенолоформальдегидных смолах с замещением фенола жидкими продуктами пиролиза древесины // Деревообрабатывающая промышленность, 2021. № 3. С. 94–102.
[42] Реарус. Материалы для лаборатории. URL: https://rearus.ru/ (дата обращения 24.06.2022).
[43] Лазу. URL: https://lazu-newzealand.com/med-manuka (дата обращения 29.06.2022).
[44] Химия во всех проявлениях — химический портал. URL: https://chemport.ru/ (дата обращения 29.06.2022).
[45] Пат. 2154527 Российская Федерация. Способ получения бутен-2-диола-1,4 / Маттиас Ирганг, 20.08.00. 2021. 8 с.
[46] Гулиев А.М. Модификация эпоксидиановой смолы эпоксиалкени-циклопропанами // Журнал прикладной химии, 1978. № 2. С. 417–420.
[47] Wikieto.ru. URL: https://wikieto.ru/wiki/a-2-Methoxy-4-vinylphenol (дата обращения 30.06.2022).
[48] Varma A.K., Mondal P. Pyrolysis of sugarcane bagasse in semi batch reactor: Effects of process parameters on product yields and characterization of products // Industrial Crops and Products, 2017, v. 95, pp. 704–717.

Сведения об авторах

Казарян Лилит Кареновна — инженер, ФГБУН «Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук» — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, kazaryan.lk@ksc.krasn.ru
Лоскутов Сергей Реджинальдович — д-р. хим. наук, академик IAWS, зав. лабораторией физ.-хим. биологии древесных растений, ФГБУН «Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук» — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, lsr@ksc.krasn.ru
Шапченкова Ольга Александровна — канд. биол. наук, ст. науч. сотр., ФГБУН «Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук» — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, sholga@ksc.krasn.ru
Пляшечник Мария Анатольевна — науч. сотр., ФГБУН «Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук» — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, lilwood@ksc.krasn.ru
Шимова Юлия Сергеевна — канд. хим. наук, доцент кафедры химической технологии древесины и биотехнологии, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», shimovays@mail.sibsau.ru
Пермякова Галина Васильевна — науч. сотр., ФГБУН «Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук» — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, permyakova.gv.@ksc.krasn.ru

PYROLYSIS PRODUCTS CHARACTERISTICS OF PINE NEEDLES (PINUS SYLVESTRIS L.) POST-EXTRACTION RESIDUE

L.K. Kazaryan1, 2, S.R. Loskutov1, О.A. Shapchenkova1, M.A. Plyashechnik1, Yu.S. Shimova2, G.V. Permyakova1

1Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center» SB RAS, 50, build. 28,
Akademgorodok, 660036, Krasnoyarsk, Russia
2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, 82 Mira Ave., Krasnoyarsk, Russia

kazarya.lk@ksc.krasn.ru

Extraction processing of pine needles (Pinus sylvestris L.) gives products used for the manufacturing goods for agriculture, medicine, food, perfumery and cosmetics and other industries. At the same time, the post-extraction residue of pine needles, being a specific lignocellulose raw material, has not yet found wide application for obtaining innovative products. Thermogravimetry (TG/DTG) and differential scanning calorimetry (DSC) methods were used to establish parameters of thermal oxidative degradation of biochar obtained by pyrolysis of the post-extraction residue of pine needles. Considering the results of thermal analysis, we used the Broido and Kolmogorov — Yerofeyev — Avraami equations to calculate kinetic parameters: the apparent activation energy and the rate constant of oxidative degradation of biochar at different stages. The temperature ranges of the stages, the thermal effects of thermal oxidative degradation, as well as the IR spectral parameters for biochar were established. By the method of the fourth derivative of the DTG contour, a detailed «fractionality» of the biochar mass loss was established. A pyrogram of post-extraction residue of pine needles showed 46 peaks, among which them 29 compounds were identified with a 90 % probability of matching the NIST mass spectral database. Many of the identified compounds can be used in organic synthesis, in the production of technical and food products, perfumes, medical products, etc. Using a scanning electron microscope with an X-ray spectral analyzer (TM-1000-Swift-TM EDX), the structural features of biochar particles were observed; the mineral inclusions consisted of Al, Fe, K, Ca, Si, Mg, Na, S, Ti, P, Cl, Cr. The results obtained can be used to design the production of technical products with increased added value and to scale up the pyrolysis technology of waste extraction processing of pine needles and, possibly, similar plant raw materials.

Keywords: needles, post-extraction residue, pyrolysis products, bio-coal, physico-chemical characteristics

Suggested citation: Kazaryan L.K., Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Plyashechnik M.A., Permyakova G.V., Shimova Yu.S. Kharakteristika produktov piroliza posleekstraktsionnogo ostatka khvoi sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) [Pyrolysis products characteristics of pine needles (Pinus sylvestris L.) post-extraction residue]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 84–97. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-84-97

References

[1] Mednikov F.A. Kompleksnoe ispol’zovanie drevesnoy zeleni dlya polucheniya lechebnykh preparatov i kormovykh produktov [Complex use of woody greens for the production of medicinal preparations and feed products]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 1976, no. 3, pp. 116–118.
[2] GOST 21769–84 Gosudarstvennyy standart. Zelen’ drevesnaya. Tekhnicheskie usloviya [State standard. Woody greens. Technical conditions]. Enter. 23.03.84. Moscow: USSR State Committee for Standards, 1984, 7 p.
[3] Bondarev V.Ya., Guseva L.M. Osobennosti podgotovki syr’ya dlya piroliza drevesiny [Features of the preparation of raw materials for wood pyrolysis]. Vestnik Nizhegorodskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Nizhny Novgorod State Agricultural Academy], 2014, t. 4, pp. 106–110.
[4] Erokhina O.A., Pekarets A.A., Sandimirova A.G., Kuznetsov A.G., Akim E.L. Izuchenie uprugo-relaksatsionnykh svoystv plastifitsirovannoy drevesiny listvennitsy i sosny [Study of elastic-relaxation properties of plasticized larch and pine wood]. Problemy mekhaniki tsellyulozno-bumazhnykh materialov: mater. VI Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii, posvyashchennoy pamyati professora V.I. Komarova [Problems of mechanics of pulp and paper materials: material. VI International Scientific and Technical Conference dedicated to the memory of Professor V.I. Komarova], Arkhangelsk, September 09–11, 2021. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 2021, pp. 92–98.
[5] Nagimov Z.Ya., Artem’eva I.N., Shevelina I.V., Nagimov V.Z. Vidovoy sostav i zapasy fitomassy zhivogo napochvennogo pokrova v sosnyakakh lishaynikovykh KhMAO – Yugry [Species composition and phytomass reserves of living ground cover in lichen pine forests of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Yugra]. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh [Forests of Russia and management in them], 2022, no. 1 (80), pp. 48–56.
[6] Zagidullina A.T. Prostranstvennaya struktura, dinamika i produktivnost’ lishaynikovo-zelenomoshnykh sosnyakov (Karel’skiy lesnoy rayon) [Spatial structure, dynamics and productivity of lichen-green moss pine forests (Karelian forest region)]. Dis. Cand. Sci. (Biol.): 1.5.15. St. Petersburg, 2021, 171 p.
[7] Yagodin V.I. Osnovy khimii i tekhnologii pererabotki drevesnoy zeleni [Fundamentals of chemistry and technology for processing woody greens]. Ed. Yu.I. Kholkina. Leningrad: Leningrad State University Publishing House, 1981, 224 p.
[8] Levin E.D., Repyakh S.M. Pererabotka drevesnoy zeleni [Processing of woody greens]. Moscow: Lesnaya prom-st’ [Forest industry], 1984, 120 p.
[9] Sibirskiy khvoynyy doktor [Siberian coniferous doctor]. Available at: https://pk-ecovit.ru/katalog/ (accessed 20.06.2022).
[10] Kumain A., Bhattacharya T.K., Sharma H.K. Physico-chemical and Thermal Characteristics of Pine Needle Biochar Briquetted Fuel using Soil, Lime and Cement as a Binder. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 2020, v. 9, no. 10, pp. 3675–3690.
[11] Medvedev S.O., Terent’ev I.I. Analiz tekhnologiy proizvodstv toplivnykh granul na osnove drevesnogo syr’ya [Analysis of technologies for the production of fuel pellets based on wood raw materials]. Nauchnyy zhurnal KubGAU [Scientific J. of KubSAU], 2019, no. 149, pp. 1–8.
[12] Krysanova K.O., Krylova A.Yu., Pudova Ya.D., Borisov A.V. Issledovanie mineral’nykh komponentov biougley iz opila, poluchennykh nizkotemperaturnymi metodami [Study of the mineral components of biochars from sawdust obtained by low-temperature methods]. Ugol’ [Coal], 2021, no. 12, pp. 41–43.
[13] Savvov S.I., Markova E.B., Fominykh Yu.G., Cherednichenko A.G. Issledovanie protsessa piroliza obraztsov khvoynykh porod drevesiny [Study of the pyrolysis process of softwood samples]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in chemistry and chemical technology], 2018, no. 8, pp. 8–11.
[14] Mamyshov A.A. Metody polucheniya aktivirovannogo uglya iz rastitel’nogo syr’ya [Methods for producing activated carbon from plant raw materials]. Byulleten’ nauki i praktiki [Bulletin of Science and Practice], 2020, no. 12, pp. 268–273.
[15] Slyusarskiy K.V., Larionov K.B., Ivashkina E.N., Zavorin A.S., Gubin V.E. Tekhnologicheskie resheniya po utilizatsii zhidkikh produktov medlennogo piroliza drevesnoy biomassy [Technological solutions for the disposal of liquid products slow pyrolysis of woody biomass]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov [News of Tomsk Polytechnic University. Georesource Engineering], 2021, no. 12, pp. 173–188.
[16] Pandey D., Daverey A., Dutta K., Yata V.K. Valorization of waste pine needle biomass into biosorbents for the removal of methylene blue dye from water: Kinetics, equilibrium and thermo-dynamics study. Environmental Technology & Innovation, 2022, v. 25, pp. 8–12.
[17] Obolenskaya A.V., El’nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose]. Mosccow: Ecology, 1991, 320 p.
[18] Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Aniskina A.A. Termicheskiy analiz drevesiny osnovnykh lesoobrazuyushchikh porod Sredney Sibiri [Thermal analysis of wood of the main forest-forming species of Central Siberia]. Sibirskiy lesnoy zhurnal [Siberian Forest Journal], 2015, no. 6, pp. 17–30.
[19] Kondrasheva N.K., Eremeeva A.M. Poluchenie biodizel’nogo topliva iz rastitel’nogo syr’ya [Production of biodiesel fuel from plant raw materials]. Zapiski Gornogo instituta [Notes of the Mining Institute], 2023, t. 260, pp. 248–256.
[20] Petrunina E.A., Loskutov S.R., Ryazanova T.V., Aniskina A.A., Permyakova G.V., Stasova V.V. Comparative analysis of physico-chemical properties of larch and pine bark: thermal analysis and analytical pyrolysis. Siberian Forest J., 2022, no. 4, pp. 35–49.
[21] Broido A. A simple, sensitive graphical method of treating thermogravimetric analysis data. J. Polym. Sci., 1969, part A-2, v. 7, pp. 1761–1773.
[22] Criado J., Malek J., Ortega A. Applicability of the master plots in kinetic analysis of nonisothermal data. Thermochim Acta, 1989, v. 147, pp. 377–385.
[23] Yarusova S.B., Makarenko N.V., Gordienko P.S., Karpenko M.A., Novikova E.S. Vliyanie temperatury na kinetiku sorbtsii ionov So2+ i Ni2+ sorbentom na osnove proizvodnogo inozitgeksafosfornoy kisloty [The influence of temperature on the kinetics of sorption of Co2+ and Ni2+ ions by a sorbent based on a derivative of inositol hexaphosphoric acid]. Zhurnal fizicheskoy khimii [J. of Physical Chemistry], 2018, v. 92, no. 3, pp. 451–456.
[24] Ray A. Characterization of Biochars from Various Agricultural ByProducts Using FTIR Spectroscopy, SEM focused with image Processing. International J. of Agriculture, Environment and Biotechnology, 2020, v. 13(4), pp. 423–430.
[25] Tarakanov V.V., Milyutin L.I., Kutsenogiy K.P., Koval’skaya G.A., Ignat’ev L.A., Samsonova A.E. Elementnyy sostav khvoi v raznykh klonakh sosny obyknovennoy [Elemental composition of needles in different clones of Scots pine]. Lesovedenie, 2007, no. 1, pp. 28–35.
[26] Sharma P., Diwan P.K. Study of thermal decomposition process and the reaction mechanism of the eucalyptus wood. Wood Sci Technol., 2017, v. 51, pp. 1081–1094.
[27] Pérez-Maqueda L.A., Criado J.M. The accuracy of Senum and Yang’s approximations to the Arrhenius integral. J. Therm Anal Calorim, 2000, v. 60, pp. 909–915.
[28] Baldassarre M., Li C., Eremina N., Goormaghtigh E. Simultaneous Fitting of Absorption Spectra and Their Second Derivatives for an Improved Analysis of Protein Infrared Spectra. Molecules, 2015, v. 20, pp. 12599–12622.
[29] Loskutov S.R.,Tyut’kova E.A., Plyashechnik M.A., Petrunina E.A., Shapchenkova O.A., Aniskina A.A. Rannyaya instrumental’naya diagnostika gribnykh infektsiy v drevesine [Early instrumental diagnosis of fungal infections in wood]. Sibirskiy lesnoy zhurnal [Siberian Forest J.], 2021, no. 6, pp. 39–45.
[30] Fuente E., Menéndez J.A., Díez Díaz-Estébanez M.A., Suárez D. Infrared Spectroscopy of Carbon Materials: A Quantum Chemical Study of Model Compounds. J. Phys. Chem., 2003, v. 107, pp. 6350–6359.
[31] Tarasevich B.N. Osnovy IK-spektroskopii s preobrazovaniem Fur’e. Podgotovka prob v IK-spektroskopii [Fundamentals of Fourier transform IR-spectroscopy. Sample preparation in IR-spectroscopy]. Moscow: Moscow State University named after. M.V. Lomonosova, 2012, 22 p.
[32] Rodil S.E., Ferrari A.C., Robertson J., Muhl S. Infrared spectra of carbon nitride films. Thin Solid Films, 2002, no. 420–421, pp. 122–131.
[33] Bornemann L. Rapid assessment of black carbon in soil organic matter using mid-infrared spectroscopy. Organic Geochemistry, 2008, v. 39(11), pp. 1537–1544.
[34] Mongush G.R. Issledovanie izmeneniya tekhnicheskikh pokazateley i khimicheskikh svoystv (metodom IK-spektral’nogo analiza) ugol’nykh smesey tuvinskikh mestorozhdeniy [Study of changes in technical indicators and chemical properties (using the method of IR-spectral analysis) of coal mixtures of Tuvan deposits]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. Khimicheskie nauki [International J. of Applied and Fundamental Research. Chemical Sciences], 2019, no. 12, pp. 157–162.
[35] Parsi Z., Hartog N., Górecki T., Poerschmann J. Analytical pyrolysis as a tool for the characterization of natural organic matter – A comparison of different approaches. J Anal Appl Pyrolysis, 2007, v. 79, iss. 1–2, pp. 9–15.
[36] Fengel D., Grosser D. Chemische Zusammensetzung von Nadel- und Laubhölzern. Holz Roh Werkst, 1975, v. 33, no. 1, pp. 32–34.
[37] Trubetskaya A., Attard T.M., Budarin V., Hunt A. Supercritical extraction of biomass – a green and sustainable method to control the pyrolysis product distribution. ACS Sustainable Chemistry & Engineering is a Transformative Journal, 2021, v. 9, pp. 5278–5287.
[38] Dijkstra E.F., Boon J.J., van Mourik J.M. Analytical pyrolysis of a soil profile under Scots pine. European J. of Soil Science, 1998, v. 49, pp. 295–304.
[39] Petrunina E.A., Ryazanova T.V., Aniskina A.A., Permyakova G.V., Stasova V.V. Sravnitel’nyy analiz fiziko-khimicheskikh svoystv kory listvennitsy i sosny: termicheskiy analiz i analiticheskiy piroliz [Comparative analysis of the physicochemical properties of larch and pine bark: thermal analysis and analytical pyrolysis]. Sibirskiy lesnoy zhurnal [Siberian Forest J.], 2022, no. 4, pp. 35–49.
[40] Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Petrunina E.A., Plyashechnik M.A., Tyut’kova E.A., Pashenova N.V., Grodnitskaya I.D., Aniskina A.A., Senashova V.A. Diagnostika rannikh izmeneniy fiziko-khimicheskikh svoystv drevesiny pod deystviem gribnykh infektsiy [Diagnostics of early changes in the physical and chemical properties of wood under the influence of fungal infections]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant raw materials], 2022, no. 2, pp. 61–72.
[41] Valeeva A.R., Valiullina A.I., Bikbulatova G.M., Bashkirov V.N. Umen’shenie massovoy doli svobodnogo formal’degida v fenoloformal’degidnykh smolakh s zameshcheniem fenola zhidkimi produktami piroliza drevesiny [Reducing the mass fraction of free formaldehyde in phenol-formaldehyde resins by replacing phenol with liquid products of wood pyrolysis]. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Woodworking industry], 2021, no. 3, pp. 94–102.
[42] Rearus. Available at: https://rearus.ru/ (accessed 24.06.2022).
[43] Lazu. Available at: https://lazu-newzealand.com/med-manuka (accessed 29.06.2022).
[44] Khimicheskiy portal [Chemical portal]. Available at: https://chemport.ru/ (accessed 29.06.2022).
[45] Pat. 2154527 Russian Federation. Sposob polucheniya buten-2-diola-1,4 [Method for producing butene-2-diol-1,4]. Matthias Irgang, publ. 20.08.00, 2021, 8 p.
[46] Guliev A.M. Modifikatsiya epoksidianovoy smoly epoksialkeni-tsiklopropanami [Modification of epoxy resin with epoxyalkene-cyclopropanes]. Zhurnal prikladnoy khimii [Journal of Applied Chemistry], 1978, no. 2, pp. 417–420.
[47] Wikieto.ru. Available at: https://wikieto.ru/wiki/a-2-Methoxy-4-vinylphenol (accessed 30.06.2022).
[48] Varma A.K., Mondal P. Pyrolysis of sugarcane bagasse in semi batch reactor: Effects of process parameters on product yields and characterization of products. Industrial Crops and Products, 2017, v. 95, pp. 704–717.

Author’s information

Kazaryan Lilit Karenovna — Engineer, Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS», kazaryan.lk@ksc.krasn.ru
Loskutov Sergey Redzhinaldovich — Dr. Sci. (Chemistry), Fellow of the IAWS, Head of the Laboratory of Physicochemical Biology of Woody Plants, Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS», lsr@ksc.krasn.ru
Shapchenkova Olga Aleksandrovna — Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher, Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center» SB RAS, sholga@ksc.krasn.ru
Plyashechnik Mariya Anatol’evna — Research Assistant, Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS», lilwood@ksc.krasn.ru
Shimova Yuliya Sergeevna — Cand. Sci. (Chemistry), Associate Professor of the Department of Chemical technology of wood and biotechnology, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, shimovays@mail.sibsau.ru
Permyakova Galina Vasil’evna — Research Assistant, Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS» permyakova.gv.@ksc.krasn.ru

ЛАНДШАФТНАЯ АРХИТЕКТУРА

9

ДРЕВЕСИНА КАК ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ V. ДРЕВЕСНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА КАК ПРИРОДНОЕ ПОЛИМЕРНОЕ СЫРЬЕ. ЧАСТЬ II

98–113

УДК 676.16: 630.86

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-98-113

Шифр ВАК 4.3.4

Г.Н. Кононов, А.Н. Веревкин, Ю.В. Сердюкова, В.А. Петухов

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследова-тельский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

verevkin@mgul.ac.ru

Рассмотрены вопросы истории развития химической переработки облагороженных технических древесных целлюлоз в целях получения на их основе аддитивных соединений, сложных и простых эфиров. Подробно изложена историческая трансформация технологии получения растительного пергамента, фибры, медно-аммиачного волокна, синтеза нитратов, ксантогенатов и ацетатов целлюлозы, а также методов переработки этих производных в целевые продукты и материалы. Приведено историческое описание получения и перспективы применения простых эфиров целлюлозы и модификации гидратцеллюлозных волокон. Настоящая статья является пятой в цикле «Древесина как химическое сырье. История и современность»; предыдущие части опубликованы в журнале «Лесной вестник» / Forestry Bulleten (2020, т. 24 № 1, № 5; 2021, т. 25 № 3; 2022, т. 26 № 1).

Ключевые слова: аддитивные соединения, нитраты целлюлозы, ксантогенаты целлюлозы, ацетаты целлюлозы, простые эфиры целлюлозы, привитые сополимеры

Ссылка для цитирования: Кононов Г.Н., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В., Петухов В.А. Древесина как химическое сырье. История и современность. V. Древесная целлюлоза как природное полимерное сырье. Часть II // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 98–113. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-98-113

Список литературы

[1] Кононов Г.Н., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В., Хвалько Д.Д. Древесина как химическое сырье. История и современность. V. Древесная целлюлоза как природное полимерное сырье. Часть I // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 3. С. 128–142. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-3-128-142
[2] Кононов Г.Н., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В., Миронов Д.А. Древесина как химическое сырье. История и современность. IV. Делигнификация древесины как путь получения целлюлозы.Часть I // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 1. С. 97–113. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-1-97-113
[3] Пузырев С.А., Бурова Т.С., Кречетова С.П., Рыжов П.Т. Технология обработки и переработки бумаги и картона. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 312 с.
[4] Разумеев А.А. Справочник по производству искусственного волокна / под ред. А.И. Меоса. М.: ОНТИ, 1937. 516 с.
[5] Бытенский В.Я., Кузнецова Е.П. Производство эфиров целлюлозы / под ред. Н.И. Кленковой. Л.: Химия. 1974. 206 с.
[6] Яценкова О.В., Скрипников А.М., Карачаров А.А., Мазурова Е.В., Воробьев С.А., Кузнецов Б.Н. Новый метод получения микрофибриллированной целлюлозы из древесины ели // Химия растительного сырья, 2020. № 1. С. 303–314.
[7] Степина И.В., Содомон М., Кононов Г.Н., Петухов В.А. Компонентный состав модифицированного растительного сырья // Инженерный вестник Дона, 2022. № 9 (93). С. 223–231.
[8] Корнев П.П., Максимов А.А., Баранова А.Е., Осовская И.И. Получение целлюлозы из растительного сырья // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: матер. VII Всероссийской научно-технической конференции. Санкт-Петербург, 2022. С. 198–199.
[9] Кононов Г.Н., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В. Миколиз древесины, его продукты и их использование // Сб. тезисов докл. Междунар. симп. МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана «Лесной комплекс в цифровой экономике». М.: Научные технологии, 2019. С. 89–90.
[10] Никитина З.К., Гордонова И.К. Изучение целлюлазной активности коллекционных штаммов мицелиальных грибов // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2022. Т. 25. № 11. С. 29–35.
[11] Минес К. Бензилцеллюлоза и другие простые и сложные эфиры целлюлозы. М.: Гослестехиздат, 1936. 117 с.
[12] Роговин З.А. Химия и технология искусственных волокон. М.: Гизлегпром, 1952. 676 с.
[13] Гесс К. Химия целлюлозы и ее спутников / пер. с нем. З. Роговина, А. Пакшвер / под ред. и с доп. проф. П. Шорыгина. Л.: Госхимтехиздат, 1934. 620 с.
[14] Кононов Г.Н. Дендрохимия. Химия, нанохимия и биогеохимия компонентов клеток тканей и органов древесных растений: в 2 т. М.: МГУЛ, 2015. Т. 1. 480 с.
[15] Словарь целлюлозно-бумажного производства / Е.М. Беркман, С.М. Вишневский, Л.О. Иоффе / под ред. Н.В. Рюхина. М.: Лесная пром-сть, 1969. 299 с.
[16] Васильев Д.Н. Производство фибры. М.–Л.: Гослесбумиздат, 1959. 170 с.
[17] Аким Э.Л., Перепечкин Л.П. Целлюлоза для ацетилирования и ацетаты целлюлозы. М.: Лесн. пром-сть, 1971. 232 с.
[18] Голдинг Б. Химия и технология полимерных материалов / пер. с англ. В.В. Арнольдова / под ред. Н.Т. Романченко. М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 666 с.
[19] Закощиков А.П. Нитроцеллюлоза. М.: Оборонгиз, 1950. 372 с.
[20] Киттель Г. Целлюлозные лаки / под ред. Е.Ф. Беленького. Л.: Госхимиздат, 1957. 327 с.
[21] Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон. В 2 т. М.: Химия, 1974. Т. 1. 518 с.
[22] Хувинк Р., Ставерман А. Химия и технология полимеров. В 2 т. М.; Л.: Химия 1966. Т. 2. 1124 с.
[23] Ушаков С.Н. Эфиры целлюлозы и пластические массы на их основе. Л.: Госхимиздат, 1941. 502 с.
[24] Пен Р.З. Технология целлюлозы. Красноярск: Изд-во СИБГТУ, 2006. Т. 1. 343 с.; Т. 2. 349 с.
[25] Филатова А.Е., Сульман А.М., Шиманская Е.И., Гребенникова О.В., Монжаренко М.А. Влияние свойств полимерной матрицы катализатора на процесс переработки растительной биомассы // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия, 2023. № 1 (51). С. 45–50.
[26] Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Alexandrov A.A., Gainutdinov R.V., Petukhov D.I., Voronov V.V., Chernova E.V., Fedorov P.P. High lignin content cellulose nanofibrils obtained from thermomechanical pulp // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2022. Т. 13. № 6. С. 698–708.
[27] Хакимова Ф.Х., Носкова О.А., Котельников С.А., Синяев К.А. Получение природного полимерного материала для использования в энергонасыщенных композициях // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, 2019. № 56. С. 72–82.
[28] Косточко А.В., Валишина З.Т., Дебердеев Р.Я. Особенности структуры и свойств нитратов пеньковой целлюлозы // Пластические массы, 2019. № 9-10. С. 41–44.
[29] Крюгер Д. Ацетилцеллюлоза и другие органические эфиры целлюлозы / под ред. З.А. Роговина. М.: Изд-во ГОНТИ, 1938. 448 с.

Сведения об авторах

Кононов Георгий Николаевич — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), академик РАЕН, уч. секретарь секции «Химия и химическая технология древесины» РХО им. Д.И. Менделеева, kononov@mgul.ac.ru
Веревкин Алексей Николаевич — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), verevkin@mgul.ac.ru
Сердюкова Юлия Владимировна — ст. преподаватель МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), caf-htdip@mgul.ac.ru
Петухов Владимир Алексеевич — студент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал)

WOOD AS CHEMICAL RAW MATERIAL. HISTORY AND MODERNITY V. WOOD PULP AS NATURAL POLYMER RAW MATERIAL. PART II

G. N. Kononov, A.N. Verevkin, Yu.V. Serdyukova, V.A. Petukhov

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

verevkin@mgul.ac.ru

The development history of the chemical processing of treated industrial wood pulps in order to obtain addition compounds, esters and simple ethers on their basis is considered. The historical transformation of the technology to obtain vegetable parchment, fibre, copper-ammonia fibre, synthesis of nitrates, xanthogenates and cellulose acetates, as well as methods of processing these derivatives into desired products and materials are described in detail. A historical description of how it was prepared and future prospects to apply cellulose ethers and hydrated cellulose fibres modification is given. The present article is the fifth in the cycle «Wood as a chemical raw material. History and Modernity»; the previous parts were published in the journal Forestry Bulletin (2020, vol. 24 no. 1, no. 5; 2021, vol. 25 no. 3; 2022, vol. 26 no. 1).

Keywords: additive compounds, cellulose nitrates, cellulose xanthogenates, cellulose acetates, cellulose esters, grafted copolymers

Suggested citation: Kononov G.N., Verevkin A.N., Serdyukova Yu.V., Petukhov V.A. Drevesina kak khimicheskoe syr’e. Istoriya i sovremennost’. V. Drevesnaya tsellyuloza kak prirodnoe polimernoe syr’e. Chast’ II [Wood as chemical raw material. History and modernity. V. Wood pulp as natural polymer raw material. Part II]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 98–113. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-98-113

References

[1] Kononov G.N., Verevkin A.N., Serdyukova Yu.V., Khval’ko D.D. Drevesina kak khimicheskoe syr’e. Istoriya i sovremennost’. V. Drevesnaya tsellyuloza kak prirodnoe polimernoe syr’e. Chast’ I [Wood as chemical raw material. History and modernity. V. Wood pulp as natural polymer raw material. Part I]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 3, pp. 128–142. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-3-128-142
[2] Kononov G.N., Verevkin A.N., Serdyukova Ju.V., Mironov D.A. Drevesina kak khimicheskoe syr’e. Istoriya i sovremennost’. IV. Delignifikatsiya drevesiny kak put’ polucheniya tsellyulozy. Chast’ I [Wood as chemical raw material. History and modernity. IV. Wood delignification to produce cellulose. Part I]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 1, pp. 97–113. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-1-97-113
[3] Puzyrev S.A., Burova T.S., Krechetova S.P., Ryzhov P.T. Tekhnologiya obrabotki i pererabotki bumagi i kartona [Paper and cardboard processing and recycling technology]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forestry industry], 312 p.
[4] Razumeev A.A. Spravochnik po proizvodstvu iskusstvennogo volokna [Handbook on the artificial fiber production]. Ed. A.I. Meos. Moscow: ONTI, 1937, 516 p.
[5] Bytenskiy V.Ya., Kuznetsova E.P. Proizvodstvo efirov tsellyulozy [Production of cellulose esters]. Ed. N.I. Klenkova. Leningrad: Chemistry: Leningrad Branch, 1974, 206 p.
[6] Yatsenkova O.V., Skripnikov A.M., Karacharov A.A., Mazurova E.V., Vorob’ev S.A., Kuznetsov B.N. Novyy metod polucheniya mikrofibrillirovannoy tsellyulozy iz drevesiny eli [A new method for obtaining microfibrillated cellulose from spruce wood]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant raw materials], 2020, no. 1, pp. 303–314.
[7] Stepina I.V., Sodomon M., Kononov G.N., Petukhov V.A. Komponentnyy sostav modifitsirovannogo rastitel’nogo syr’ya [Component composition of modified plant raw materials]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2022, no. 9 (93), pp. 223–231.
[8] Kornev P.P., Maksimov A.A., Baranova A.E., Osovskaya I.I. Poluchenie tsellyulozy iz rastitel’nogo syr’ya [Obtaining cellulose from vegetable raw materials]. Lesa Rossii: politika, promyshlennost’, nauka, obrazovanie. materialy VII Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Forests of Russia: politics, industry, science, education. materials of the VII All-Russian Scientific and Technical Conference]. St. Petersburg, 2022, pp. 198–199.
[9] Kononov G.N., Verevkin A.N., Serdyukova Yu.V. Mikoliz drevesiny, ego produkty i ikh ispol’zovanie. Collection of abstracts of the international symposium of the MF Bauman Moscow State Technical University «Forest Complex in the digital Economy». Moscow: Scientific Technologies, 2019, pp. 89–90.
[10] Nikitina Z.K., Gordonova I.K. Izuchenie tsellyulaznoy aktivnosti kollektsionnykh shtammov mitselial’nykh gribov [Study of the cellulase activity of collection strains of filamentous fungi]. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii [Questions of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry], 2022, v. 25, no. 11, pp. 29–35.
[11] Mines K. Benziltsellyuloza i drugie prostye i slozhnye efiry tsellyulozy [Benzylcellulose and other simple and complex cellulose esters]. Moscow: Goslestehizdat, 1936, 117 p.
[12] Rogovin Z.A. Khimiya i tekhnologiya iskusstvennykh volokon [Chemistry and technology of artificial fibers]. Moscow: Gizlegprom, 1952, 676 p.
[13] Gess K. Khimiya tsellyulozy i ee sputnikov [Pulp chemistry and its satellites]. Ed. P. Shorygina. Leningrad: Goskhimtekhizdat, 1934, 620 p.
[14] Kononov G.N. Dendrokhimiya. Khimiya, nanokhimiya i biogeokhimiya komponentov kletok tkaney i organov drevesnykh rasteniy [Dendrochemy. Chemistry, nanochemistry and biogeochemistry of components of tissue cells and organs of woody plants], in 2 v. Moscow: MGUL, 2015, v. 1, 480 p.
[15] Slovar’ tsellyulozno-bumazhnogo proizvodstva [Dictionary of pulp and paper production] / E.M. Berkman, S.M. Vishnevsky, L.O. Ioffe. Ed N.V. Ryukhin. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forestry industry], 1969, 299 p.
[16] Vasil’ev D.N. Proizvodstvo fibry [Production of fiber]. Moscow–Leningrad: Goslesbumizdat, 1959, 170 p.
[17] Akim E.L., Perepechkin L.P. Tsellyuloza dlya atsetilirovaniya i atsetaty tsellyulozy [Cellulose for acetylation and cellulose acetates]. Moscow: Forest Industry, 1971, 232 p.
[18] Golding B. Khimiya i tekhnologiya polimernykh materialov [Chemistry and technology of polymer materials]. Ed. N.T. Romanchenko. Moscow: Publishing House of Foreign Literature, 1963, 666 p.
[19] Zakoshchikov A.P. Nitrotsellyuloza [Nitrocellulose]. Moscow: Publishing house and printing house Oborongiz, 1950, 372 p.
[20] Kittel’ G. Tsellyuloznye laki [Cellulose varnishes]. Ed. E.F. Belenky. Leningrad: Goskhimizdat, 1957, 327 p.
[21] Rogovin Z.A. Osnovy khimii i tekhnologii khimicheskikh volokon [Fundamentals of chemistry and technology of chemical fibers] [For universities]. In 2 vol. Moscow: Himiya [Chemistry], 1974, v. 1, 518 p.
[22] Khuvink R., Staverman A. Khimiya i tekhnologiya polimerov [Chemistry and technology of polymers]. In 2 vol. Moscow–Leningrad: Publishing House Chemistry, 1966, v. 2, 1124 p.
[23] Ushakov S.N. Efiry tsellyulozy i plasticheskie massy na ikh osnove [Cellulose esters and plastic masses based on them]. Leningrad: Goskhimizdat, 1941, 502 p.
[24] Pen R.Z. Tekhnologiya tsellyulozy [Pulp Technology]. Krasnoyarsk: SIBGTU, 2006, v. 1, 343 p; v. 2, 349 p.
[25] Filatova A.E., Sul’man A.M., Shimanskaya E.I., Grebennikova O.V., Monzharenko M.A. Vliyanie svoystv polimernoy matritsy katalizatora na protsess pererabotki rastitel’noy biomassy [Influence of the properties of the polymer matrix of the catalyst on the processing of plant biomass]. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Khimiya [Bulletin of the Tver State University. Series: Chemistry], 2023, no. 1 (51), pp. 45–50.
[26] Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Alexandrov A.A., Gainutdinov R.V., Petukhov D.I., Voronov V.V., Chernova E.V., Fedorov P.P. High lignin content cellulose nanofibrils obtained from thermomechanical pulp. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2022. Т. 13. № 6. С. 698–708.
[27] Khakimova F.Kh., Noskova O.A., Kotel’nikov S.A., Sinyaev K.A. Poluchenie prirodnogo polimernogo materiala dlya ispol’zovaniya v energonasyshchennykh kompozitsiyakh [Obtaining natural polymeric material for use in energy-saturated compositions]. Vestnik Permskogo natsional’nogo issledovatel’skogo politekhnicheskogo universiteta. Aerokosmicheskaya tekhnika [Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Aerospace Engineering], 2019, no. 56, pp. 72–82.
[28] Kostochko A.V., Valishina Z.T., Deberdeev R.Ya. Osobennosti struktury i svoystv nitratov pen’kovoy tsellyulozy [Features of the structure and properties of hemp cellulose nitrates]. Plasticheskie massy [Plastic masses], 2019, no. 9–10, pp. 41–44.
[29] Kryuger D. Atsetiltsellyuloza i drugie organicheskie efiry tsellyulozy [Acetylcellulose and other organic cellulose esters]. Ed. Z.A. Rogovin. Moscow: GONTI, 1938, 448 p.

Authors’ information

Kononov Georgiy Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences, the Scientific Secretary of section «Chemistry and engineering chemistry of wood» RHO of D.I. Mendeleyev, kononov@mgul.ac.ru
Verevkin Aleksey Nikolaevich — Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), verevkin@mgul.ac.ru
Serdyukova Yulia Vladimirovna — Senior Lecturer of the BMSTU (Mytishchi branch),
caf-htdip@mgul.ac.ru
Petukhov Vladimir Alekseevich — student of the BMSTU (Mytishchi branch)

10

ТИПИЗАЦИЯ ФАКТОРНЫХ МНОЖЕСТВ ОБЪЕКТОВ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА И ПРЕДПРОЕКТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИХ РАЗМЕЩЕНИЯ

114–125

УДК 630*31

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-114-125

Шифр ВАК 4.3.4

С.Б. Якимович, А.В. Мехренцев

ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», 620100, Россия, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37

yakimovichsb@m.usfeu.ru

Представлен критический анализ известных работ по проблематике типизации в лесном комплексе и выделения однородных множеств на основе кластерного анализа. Сформулирована проблема типизации природно-производственных условий и параметрически известной системы лесных машин, с одной стороны, и отсутствия производного множества недвижимых объектов в виде лесных дорог, промышленных площадок и др., размещаемых на арендуемых лесных участках — с другой. Определена эффективность заготовки древесины на основе модифицирования методики рационального объединения (пересечения) и типизации множеств природно-производственных условий лесных участков, известной системы машин заготовки и транспорта древесины, а также рекомендаций по рациональному множеству лесных дорог, размещенных промышленных площадок и др. объектов для транспортных, погрузочно-разгрузочных, обрабатывающих и информационных функций, реализуемых на арендуемых лесных участках. Выполнены модифицирование и практическая промышленная апробация методики, отличающейся от известных включением обрабатывающих транспортно-перегрузочных множеств локальных объектов лесного комплекса, параметрически заданной системы лесных машин, а также множеств лесных участков.

Ключевые слова: лесные участки, производное множество локальных объектов, природно-производственные условия, кластеризация

Ссылка для цитирования: Якимович С.Б., Мехренцев А.В. Типизация факторных множеств объектов лесного комплекса и предпроектное обоснование их размещения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 114–125. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-114-125

Список литературы

[1] Обыденников В.И., Кожухов Н.И., Коротков С.А. Актуальные проблемы отечественной лесной типологии // Лесной вестник / Forestry Bulletin. 2019. Т. 23, № 2. с. 5–11. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-2-5-11
[2] Сукачев В.Н. Избранные труды. Т. I. Л.: Наука, 1972. 420 с.
[3] Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Лесная пром-сть, 1980. 497 с.
[4] Барановский В.А., Некрасов Р.М. Системы машин для лесозаготовок/ В.А. Барановский. М.: Лесная пром-сть, 1977. 248 с.
[5] Захариков В.М. Определение эффективных систем машин лесосечных работ на расчетных и оптимизационных моделях // Сб. науч. трудов Московского лесотехнического института, 1981. № 118. С. 5–8.
[6] Типизация природно-производственных условий лесозаготовительных районов: рекомендации. Химки: Изд-во ЦНИИМЭ, 1986. 23 с.
[7] Якимович С.Б., Тетерина М.А. Выбор систем заготовки древесины в условиях неопределенности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2008. № 185. С. 263–268.
[8] Якимович С.Б., Тетерина М.А. Синхронизация обрабатывающе-транспортных систем заготовки и первичной обработки древесины: монография. Йошкар-Ола: Изд-во Марийского государственного технического университета, 2011. 201 c.
[9] Рябухин П.Б., Казаков Н.В., Бурлов А.Н. Метод лесопромышленной типизации лесосек по природно-производственным условиям на примере ельников Дальневосточного федерального округа // Системы. Методы. Технологии, 2010. № 2(6). С. 52–57.
[10] Казаков Н.В., Рябухин П.Б., Садетдинов М.А. Метод типизации лесного фонда // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, 2013. № 10. С. 157–161.
[11] Якимович С.Б., Ефимов Ю.В. Оценка эффективности систем машин и харвестерных агрегатов для заготовки древесины по фундаментальному критерию технолога — удельной энергоемкости // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 1. С. 59–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-1-59-68
[12] Шегельман И.Р., Будник П.В. Типизация лесных территорий по природно-производственным условиям на основе кластерного анализа // ИзВУЗ Лесной журнал, 2021. № 1. С. 120–137. DOI: 10.17238/issn0536-1036
[13] Шегельман И.Р., Будник П.В., Баклагин В.Н. Минимизация техногенного воздействия лесных машин на экосистемы лесов на основе кластеризации природно-производственных условий лесозаготовок // Успехи современного естествознания, 2018. № 11 (ч. 1). С. 72–78. DOI: 10.17513/use.36908
[14] Якимович С.Б. Методика типизации и выделения однородных совмещенных множеств объектов лесного комплекса / RusForest 2022: I Ежегодная междунар. науч.-практ. конф. «Устойчивое и инновационное развитие лесопромышленного комплекса», Екатеринбург, 03–04 февраля 2022. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2022. URL: https://disk.yandex.ru/d/gDEnugXlzCWmJw
[15] Постановление Правительства Российской Федерации от 06.12.2021 № 2214. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/000120211210000.
[16] Обоснование технологических процессов переработки низкосортных круглых лесоматериалов, не подлежащих переработке на фанеру и экспортные пиломатериалы на предприятиях ООО «Синергия»: Отчет о НИР (Договор № Н-74/2021 от 22.10.2021 года). Екатеринбург: Изд-во Уральского государственного лесотехнического университета, 2021. 130 с.
[17] Влияние природных и антропогенных факторов на лесные экосистемы и пути минимизации отрицательного воздействия техногенеза : отчет о НИР (промежуточный): FEUG-2020-0013 Экологические аспекты рационального природопользования. Екатеринбург: Изд-во Уральского государственного лесотехнического университета, 2020. 130 с.
[18] Ким Дж.-О., Мьюллер Ч.У., Клекка У.Р. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1989. 215 с.
[19] Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.: Мир, 1976. 165 с.
[20] Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2001. 656 с.
[21] ООО «Синергия», «Создание высокотехнологичного деревообрабатывающего производства на территории Свердловской области». Екатеринбург: 2022. URL https://mpr.midural.ru/deyatelnost/investprojects/investproekty/siner-gia.php
[22] Лесохозяйственные регламенты 31 лесничества Свердловской области, утвержденные приказом Министерства природных ресурсов и экологии Свердловской области от 10.12.2020 № 1720 «О внесении изменений в Лесохозяйственные регламенты лесничеств Свердловской области». Екатеринбург, 2022. URL: https://mprso.midural.ru/article/show/id/10187
[23] Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1980. 976 с.
[24] Боровиков В.П. Программа STATISTICA для студентов и инженеров. М.: КомпьютерПресс, 2001. 299 с.
[25] Кириллов В.И. Квалиметрия и системный анализ. М.: ИНФРА-М, Новое знание, 2011. 440 с.

Сведения об авторах

Якимович Сергей Борисович — д-р техн. наук, профессор кафедры технологии и оборудования лесопромышленного производства ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», yakimovichsb@m.usfeu.ru
Мехренцев Андрей Вениаминович — канд. техн. наук, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», mehrentsevav@m.usfeu.ru

FACTOR SETS TYPIFICATION OF FOREST COMPLEX OBJECTS AND PRE-PROJECT PLACEMENT JUSTIFICATION

S.B. Yakimovich, A.V. Mehrentsev

Ural State Forestry University, 37, Sibirskiy trakt st., 620100, Ekaterinburg, Russia

yakimovichsb@m.usfeu.ru

The article provides a critical analysis of well-known works on the typification in the forest complex and the allocation of homogeneous sets based on cluster analysis. The typification of natural production conditions and parametrically known system of forest machines on the one hand and the absence of a derived set of real objects such as forest roads, industrial facility sites and other objects located on leased forest plots on the other hand is formulated. The efficiency of wood harvesting is determined on the basis of modifying the methodology of rational unification (intersection) and typification of sets of natural production conditions in forest areas, a well-known system of machines for harvesting and transporting timber, as well as recommendations for a rational set of forest roads, industrial sites and other objects for transport, loading and unloading, processing and information functions implemented on leased forest plots. Modification and practical industrial approbation of the technique, which differs from the well-known ones by including local processing transport and transshipment sets of local objects of the forest complex, a parametrically specified system of forest machines, as well as sets of forest plots, are carried out. The final result was obtained in the form of recommendations on rational sets of forest roads, the placement of industrial sites and other objects for transport, loading and unloading and processing functions implemented on leased forest plots.

Keywords: forest areas, derived set of local objects, natural production conditions, clustering

Suggested citation: Yakimovich S.B., Mehrentsev A.V. Tipizatsiya faktornykh mnozhestv ob’ektov lesnogo kompleksa i predproektnoe obosnovanie ikh razmeshcheniya [Factor sets typification of forest complex objects and pre-project placement justification]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 114–125. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-114-125

References

[1] Obydyonnikov V.I., Kozhukhov N.I., Korotkov S.A. Aktual’nye problemy otechestvennoy lesnoy tipologii [Domestic forest typology current issues]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 2, pp. 5–11. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-2-5-11
[2] Sukachev V.N. Izbrannye trudy [Selected Works]. Leningrad: Nauka, 1972, 420 p.
[3] Melekhov I.S. Lesovedenie [Forest Science]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1980, 497 p.
[4] Baranovsky V.A., Nekrasov R.M. Sistemy mashin dlja lesozagotovok [Systems of machines for logging]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1977, 248 p.
[5] Zakharikov, V.M. Opredelenie effektivnykh sistem mashin lesosechnykh rabot na raschetnykh i optimizatsionnykh modelyakh [Determination of effective systems of cutting machines on even and optimization models]. Sb. nauchn. tr. Moskovskogo lesotekhnicheskogo instituta [Collection of scientific tr. of the Moscow Forestry Institute], 1981, no. 118, pp. 5–8.
[6] Tipizatsiya prirodno-proizvodstvennykh usloviy lesozagotovitel’nykh rayonov: rekomendatsii [Typification of natural production conditions of logging areas: recommendations]. Khimki: TSNIIME, 1986, 23 p.
[7] Yakimovich S.B., Teterina M.A. Vybor sistem zagotovki drevesiny v usloviyakh neopredelennosti [The choice of wood harvesting systems in conditions of uncertainty]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Proceedings of the St. Petersburg Forestry Academy], 2008, no. 185, pp. 263–268.
[8] Yakimovich S.B., Teterina M.A. Sinkhronizatsiya obrabatyvayushche-transportnykh sistem zagotovki i pervichnoy obrabotki drevesiny: monografiya. [Synchronization of processing and transport systems of harvesting and primary processing of wood: monograph]. Yoshkar-Ola: Mariyskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet, 2011, 201 p.
[9] Ryabukhin P.B., Kazakov N.V., Burlov A.N. Metod lesopromyshlennoy tipizatsii lesosek po prirodno-proizvodstvennym usloviyam na primere el’nikov Dal’nevostochnogo federal’nogo okruga [Method of timber industry typification of cutting areas according to natural production conditions on the example of spruce forests of the Far Eastern Federal District]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [The system. Methods. Technologies], 2010, no. 2(6), pp. 52–57.
[10] Kazakov N.V., Ryabukhin P.B., Sadetdinov M.A. Metod tipizatsii lesnogo fonda [Method of forest fund typification]. Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University], 2013, no. 10, pp. 157–161.
[11] Yakimovich S.B., Efimov Yu.V. Otsenka effektivnosti sistem mashin i kharvesternykh agregatov dlya zagotovki drevesiny po fundamental’nomu kriteriyu tekhnologa — udel’noy energoemkosti [Estimation of machinery and harvesting heads efficiency systems for preparation of wood by fundamental criteria technology — special storage density]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 1, pp. 59–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-1-59-68
[12] Shegelman I.R., Budnik P.V. Tipizatsiya lesnykh territoriy po prirodno-proizvodstvennym usloviyam na osnove klasternogo analiza [Typification of forest territories by natural production conditions based on cluster analysis]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2021, no. 1, pp. 120–137. DOI: 10.17238/issn0536-1036
[13] Shegelman I.R., Budnik P.V., Baklagin V.N. Minimizatsiya tekhnogennogo vozdeystviya lesnykh mashin na ekosistemy lesov na osnove klasterizatsii prirodno-proizvodstvennykh usloviy lesozagotovok [Minimization of technogenic impact of forest machines on forest ecosystems based on clustering of natural production conditions of logging]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Successes of modern natural science], 2018, no. 11(part 1), pp. 72–78. DOI: 10.17513/use.36908
[14] Yakimovich S.B. Metodika tipizatsii i vydeleniya odnorodnykh sovmeshchennykh mnozhestv ob’ektov lesnogo kompleksa [Method of typification and allocation of homogeneous combined sets of objects of the forest complex]. RusForest 2022: I Ezhegodnaya mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya «Ustoychivoe i innovatsionnoe razvitie lesopromyshlennogo kompleksa» [I Annual International scientific and Practical Conference «Sustainable and innovative development of the agricultural complex»]. Yekaterinburg: UGLTU, 2022. Available at: https://disk .yandex.ru/d/gDEnugXlzCWmJw (accessed 15.09.2022).
[15] Postanovlenie Pravitel’stva Rossiyskoy Federatsii ot 06.12.2021 № 2214 [Decree of the Government of the Russian Federation No. 2214 dated 06.12.2021. Official publication of legal acts], 2021. Available at: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/000120211210000 (accessed 15.09.2022).
[16] Obosnovanie tekhnologicheskikh protsessov pererabotki nizkosortnykh kruglykh lesoma-terialov, ne podlezhashchikh pererabotke na faneru i eksportnye pilomaterialy na predpri-yatiyakh OOO «Sinergiya»: Otchet o NIR (Dogovor № N-74/2021 ot 22.10.2021 goda) [Substantiation of technological processes for processing low-grade round timber that cannot be processed into plywood and export lumber at the enterprises of Synergy LLC: Research report (Contract No. N-74/2021 dated 10.22.2021)]. Yekaterinburg: Ural State Forestry University, 2021, 130 p.
[17] Vliyanie prirodnykh i antropogennykh faktorov na lesnye ekosistemy i puti minimizatsii otritsatel’nogo vozdeystviya tekhnogeneza: otchet o NIR (promezhutochnyy): FEUG-2020-0013 Ekologicheskie aspekty ratsional’nogo prirodopol’zovaniya [The influence of natural and anthropogenic factors on forest ecosystems and ways to minimize the negative impact of technogenesis : research report (interim): FEUG-2020-0013 Ecological aspects of rational nature management]. Yekaterinburg: Ural State Forestry University, 2020, 130 p.
[18] Kim J.-O., Muller C.W., Klekka W.R. Faktornyy, diskriminantnyy i klasternyy analiz [Factorial, discriminant and cluster analysis]. Moscow: Finance and Statistics, 1989, 215 p.
[19] Zadeh L.A. Ponyatie lingvisticheskoy peremennoy i ego primenenie k prinyatiyu priblizhennykh resheniy [The concept of a linguistic variable and its application to making immediate decisions]. Moscow: Mir, 1976, 165 p.
[20] Borovikov V.P. STATISTICA: iskusstvo analiza dannykh na komp’yutere. Dlya professionalov [STATISTICA: the art of data analysis on a computer. For professionals]. St. Petersburg: Peter, 2001, 656 p.
[21] OOO «Sinergiya», «Sozdanie vysokotekhnologichnogo derevoobrabatyvayushchego proizvodstva na territorii Sverdlovskoy oblasti» [Synergy LLC, «Creation of high-tech woodworking production in the territory of the Sverdlovsk region». Yekaterinburg, 2022. Available at: https://mpr.midural.ru/deyatelnost/investprojects/investproekty/siner-gia.php (accessed 15.09.2022).
[22] Lesokhozyaystvennye reglamenty 31 lesnichestva sverdlovskoy oblasti, utverzhdennye prikazom Ministerstva prirodnykh resursov i ekologii Svepd-lovskoy oblasti ot 10.12.2020 № 1720 «O vnesenii izmeneniy v Lesokhozyaystvennye regla-menty lesnichestv Sverdlovskoy oblasti» [Forestry regulations of the 31 forestry districts of the sverdlovsk region, approved by the Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Sverdlovsk Region dated 10.12.2020 No. 1720 «On Amendments to the Forestry Regulations of the Forestry districts of the Sverdlovsk Region»]. Yekaterinburg, 2022. Available at: https://mprso.midural.ru/article/show/id/10187 (accessed 15.09.2022).
[23] Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Spravochnik po matematike dlya inzhenerov i uchashchikhsya vtuzov [Handbook of mathematics for engineers and students of higher education institutions]. Moscow: Nauka [Science], 1980, 976 p.
[24] Borovikov V.P. Programma STATISTICA dlya studentov i inzhenerov [Program STATISTICA for students and engineers]. Moscow: ComputerPress, 2001, 299 p.
[25] Kirillov V.I. Kvalimetriya i sistemnyy analiz [Qualimetry and system analysis]. Moscow: INFRA-M, Novoe znanie [New Knowledge], 2011, 440 p.

Authors’ information

Yakimovich Sergey Borisovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the Department of Technology and Equipment of Forestry Production of the Ural State Forestry University, yakimovichsb@m.usfeu.ru
Mehrentsev Andrey Veniaminovich — Cand. Sci. (Tech.), Head of the Department of Technology and Equipment of Forestry Production of the Ural State Forestry University, mehrentsevav@m.usfeu.ru

11

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

126–138

УДК 630*160.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-126-138

Шифр ВАК 4.3.4

А.Н. Брюховецкий1, А.В. Скрыпников1, Д.Г. Козлов2, П.В. Романов1, П.А. Бойков1, М.Н. Казачек3

1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», Россия, 394036, г. Воронеж,
пр-т Революции, д. 19
2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», Россия, 394087,
г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1
3ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», Россия, 394087,
г. Воронеж, ул. Тимирязева, д. 8

dimvsau@mail.ru

Представлен анализ расчетных схем исследования тепловлажностных свойств грунтов лесовозных автомобильных дорог. Показаны их достоинства и недостатки. Предложен рациональный метод определения тепловлажностных свойств данных грунтов. Выявлены все факторы учитываемые при их анализе. Проведено математическое моделирование и определена целевая функция, являющаяся основной частью математической модели со всеми элементами и связями. С помощью математической модели установлены важнейшие тепловлажностные характеристики, позволяющие получить необходимые значения коэффициентов системы, по которым можно рассчитать поля влажности и температуры для технологического или эксплуатационного тепломассообмена при строительстве лесовозных автомобильных дорог. Разработана структурная схема исследования тепловлажностных свойств, указанных грунтов для моделирования тепломассообмена.

Ключевые слова: свойства грунтов, тепловлажностные свойства грунта, тепловой поток, температуропроводность грунтов, лесные автомобильные дороги

Ссылка для цитирования: Брюховецкий А.Н., Скрыпников А.В., Козлов Д.Г., Романов П.В., Бойков П.А., Казачек М.Н. Структурная схема исследования тепловлажностных свойств грунтов лесовозных автомобильных дорог // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 126–138. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-126-138

Список литературы

[1] Хомяк Я.В. Проектирование сетей автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1983. 207 с.
[2] Чернышова Е.В. Методы формирования цифровой модели местности при трассировании лесовозных автомобильных дорог // Системы. Методы. Технологии, 2017. № 3(35). С. 143–148.
[3] Тихомиров П.В., Скрыпников А.В., Чернышова Е.В., Бондарев А.Б., Казачек М.Н., Брюховецкий А.Н. Анализ современных методов изыскания лесовозных автомобильных дорог // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2023. № 242. С. 179–188.
[4] Mogutnov R.V., Skrypnikov A.V., Kozlov V.G., Zavrazhnov A.I., Belyaev A.N., Zelikov V.A., Tikhomirov P.V., Mikheev N.V. Designing Mathematical Models of Geometric and Technical Parameters for Modern Road-Building Machines Versus the Main Parameter of the System // Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology: proc. of the Int. Symp. «Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research» dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019), Groznyi, 12–13 June 2019. V. 1. Groznyi: Atlantis Press, 2019, pр. 823–827. DOI: 10.2991/isees-19.2019.165
[5] Berestnev O, Soliterman Y, Goman A Development of Scientific Bases of Forecasting and Reliability Increasement of Mechanisms and Machines — One of the Key Problems of Engineering Science // Int. Symp. on History of Machines and Mechanisms Proceedings, 2000, pp. 325–332.
[6] Козлов В.Г. Методы, модели и алгоритмы проектирования лесовозных автомобильных дорог с учетом влияния климата и погоды на условия движения: дис. ... д-ра техн. наук. 05.21.01 Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства. Архангельск, 2017. 406 с.
[7] Бондарев А.Б., Козлов Д.Г. Обследование эксплуатационного состояния лесовозных автомобильных дорог // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж, 06–07 июня 2022 г.). Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2022. С. 196–200.
[8] Бойков П.А., Козлов Д.Г. Целесообразность мероприятий по повышению технико-эксплуатационного состояния лесовозных дорог // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж, 06–07 июня 2022 г.). Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2022. С. 190–195.
[9] Боровлев А.О., Козлов Д.Г., Тихомиров П.В., Логойда В.С. Методология проектирования лесовозных автомобильных дорог // Проблемы ресурсообеспеченности и перспективы развития агропромышленного комплекса: Материалы Нац. науч.-практ. конф. (01 октября 2021 г., г. Воронеж). Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2021. С. 168–175.
[10] Козлов Д.Г., Никитин В.В., Скрыпников А.В., Брюховецкий А.Н., Сапелкин Р.С., Тихомиров П.В., Тверитнев О.Н., Денисенко В.В. Интеллектуальные системы проектирования сетей лесовозных автомобильных дорог. Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2021. 206 с.
[11] Константинов А.Р. Испарение в природе. Л.: ГИМИЗ, 1968. 59 с.
[12] Мезенцев В.С. Расчеты водного баланса. Омск: ОмСХИ, 1976. 74 с.
[13] Сиденко В.М. Стандартизация и контроль качества в дорожном строительстве. Киев: Высшая школа, 1985. 256 с.
[14] Никитин В.В., Козлов Д.Г., Скрыпников А.А., Брюховецкий А.Н., Викулин И.А., Злобина Н.И., Сапелкин Р.С. Методический подход к расчёту удельных затрат при строительстве лесовозных дорог // Строительные и дорожные машины, 2021, № 12. С. 50–54.
[15] Никитин В.В., Денисенко В.В., Скрыпников А.В., Брюховецкий А.Н., Тихомиров П.В., Козлов Д.Г., Сапелкин Р.С., Прокопец В.С. Методика разработки нормативов для проектирования лесотранспортных сетей // Строительные и дорожные машины, 2021. № 12. С. 45–49.
[16] Прокопец В.С., Скрыпников А.А., Козлов Д.Г., Тихомиров П.В., Букреев В.Ю., Казачек М.Н. Методика проведения обследования эксплуатационного состояния лесовозных автомобильных дорог // Строительные и дорожные машины, 2022. № 2. С. 51–54.
[17] Тимофеев В.А., Тихомиров П.В., Козлов Д.Г., Тверитнев О.Н., Скрыпников А.А., Боровлев Ю.А., Щербаков Е.Д., Казачек М.Н., Жук А.Ю. Исследование состояний подсистемы последовательного анализа лесовозных автомобильных дорог с прогнозированием объема контрольно-приемочных измерений на основе теории Марковских случайных процессов // Системы. Методы. Технологии, 2022. № 3(55). С. 146–151.
[18] Козлов Д.Г. Анализ видов и назначений ведомственных дорог // Теория и практика инновационных технологий в АПК: Материалы Нац. науч.-практ. конф. (Воронеж, 19–21 апреля 2022 г.). Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2022. С. 336–342.
[19] Козлов Д.Г. Технологические особенности автомобильных лесовозных дорог // Теория и практика инновационных технологий в АПК: Материалы Нац. науч.-практ. конф. (Воронеж, 19–21 апреля 2022 г.). Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2022. С. 343–349.
[20] Бондарев А.Б., Козлов Д.Г. Обследование эксплуатационного состояния лесовозных автомобильных дорог // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж, 06–07 июня 2022 г.). Воронеж: Изд-во Воронежского ГАУ, 2022. С. 196–200.
[21] Kozlov V.G., Skrypnikov A.V., Samtsov V.V., Nikitin V.V., Boltnev D.E., Borovlev A.O. Influence of natural and technogenic factors on the complexity of construction of timber highways // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science (Zernograd, Rostov Region, 27–28 August, 2020). Zernograd, Rostov Region: IOP Publishing Ltd, 2021, p. 012137.
[22] Zelikov V.A., Skrypnikov A.V., Kozlov V.G., Samtsov V.V., Tikhomirov P.V., Borovlev A.O. Structural Models of Road Landscapes and Microlandscapes // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Zernograd, Rostov Region, 27–28 August, 2020). Zernograd, Rostov Region: IOP Publishing Ltd, 2021, p. 012116.
[23] Боровлев А.О., Скрыпников А.В., Высоцкая И.А., Брюховецкий А.Н., Никитин В.В. Сочетания криволинейных участков плана и продольного профиля трассы лесовозных автомобильных дорог // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2021. № 235. С. 19–207.
[24] Жук А.Ю., Саблин С.Ю., Скрыпников А.В., Болтнев Д.Е., Высоцкая И.А. Исследование математической модели рельефа местности при проектировании автомобильных дорог // Системы. Методы. Технологии. 2021. № 2(50). С. 88–93.
[25] Popov V.N., Vasilenko V.N., Khvostov V.A., Denisenko V.V., Skrypnikov A.V., Ivanov A.V., Belyaev A.N., Stukalo O.G. Security threats to personal data in the implementation of distance educational services using mobile technologies // J. of Theoretical and Applied Information Technology, 2021, v. 99, no. 15, pp. 3935–3946.

Сведения об авторах

Брюховецкий Андрей Николаевич — экстерн, канд. техн. наук, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», bruhoveckiy@rambler.ru
Скрыпников Алексей Васильевич — д-р техн. наук, декан факультета «Управление и информатика в технологических системах», ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», skrypnikovvsafe@mail.ru
Козлов Дмитрий Геннадиевич — канд. техн. наук, зам. декана по трудоустройству Агроинженерного факультета, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», dimvsau@mail.ru
Романов Павел Олегович — экстерн, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», Romanov_pa@yandex.ru
Бойков Павел Александрович — экстерн, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», pboy-kov23@mail.ru
Казачек Мария Николаевна — аспирант, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», kazachekmaria@yandex.ru

STRUCTURAL DIAGRAM OF TRUCK HAULROADS HYGROTHERMAL SOILS PROPERTIES

A.N. Bryukhovetsky1, A.V. Skrypnikov1, D.G. Kozlov2, P.V. Romanov1, P.A. Bokov1, M.N. Kazachеk3

1Voronezh State University of Engineering Technologies, 19, Revolution Av., 394036, Voronezh, Russia
2Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great, 1, Michurina st., 394087, Voronezh, Russia
3Voronezh State Forestry University named after G.F. Morozov, 8, Timiryazev st., 394087, Voronezh, Russia

dimvsau@mail.ru

The analysis of the calculation schemes of the truck haulroads hygrothermal soils properties is presented, which showed its advantages and disadvantages, also a block diagram of the most rational method for determining the hygrothermal properties was proposed while mathematical modeling was carried out with the identification of all factors taken into account in the analysis of the haulroads soils. The objective function is defined, which is the main part of the mathematical model and includes all the elements and connections of the system for studying the elements of the haulroads soils properties. As a result of mathematical modeling, the most important hygrothermal characteristics were determined to obtain the coefficient values of the system, which makes it possible to calculate the field of humidity and temperature for technological or operational heat and mass transfer in the construction of haulroads. As a result of mathematical modeling, a structural diagram of the relationship of the main coefficients was obtained, which allows to simulate hygrothermal transfer in soils to the greatest extent, which in turn allows to substantiate the shape and properties of samples, as well as the initial and boundary conditions when determining the heat and moisture properties of the soil.

Keywords: soil properties, hygrothermal properties of soil, heat flow, thermal conductivity of soils, truck haulroads

Suggested citation: Bryukhovetskiy A.N., Skrypnikov A.V., Kozlov D.G., Romanov P.V., Boykov P.A., Kazachek M.N. Strukturnaya skhema issledovaniya teplovlazhnostnykh svoystv gruntov lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Structural diagram of truck haulroads hygrothermal soils properties]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 126–138. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-126-138

References

[1] Khomyak Ya.V. Proektirovanie setey avtomobil’nykh dorog [Design of highway networks]. Moscow: Transport, 1983, 207 p.
[2] Chernyshova E.V. Metody formirovaniya tsifrovoy modeli mestnosti pri trassirovanii lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Methods for the formation of a digital terrain model when tracing logging roads]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2017, no. 3(35), pp. 143–148.
[3] Tikhomirov P.V., Skrypnikov A.V., Chernyshova E.V., Bondarev A.B., Kazachek M.N., Bryukhovetskiy A.N. Analiz sovremennykh metodov izyskaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Analysis of modern methods of surveying logging roads]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Proceedings of the St. Petersburg Forestry Academy], 2023, no. 242, pp. 179–188.
[4] Mogutnov R.V., Skrypnikov A.V., Kozlov V.G., Zavrazhnov A.I., Belyaev A.N., Zelikov V.A., Tikhomirov P.V., Mikheev N.V. Designing Mathematical Models of Geometric and Technical Parameters for Modern Road-Building Machines Versus the Main Parameter of the System. Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology: proc. of the Int. Symp. «Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research» dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019), Groznyi, 12–13 June 2019. V. 1. Groznyi: Atlantis Press, 2019, pр. 823–827. DOI: 10.2991/isees-19.2019.165
[5] Berestnev O, Soliterman Y, Goman A Development of Scientific Bases of Forecasting and Reliability Increasement of Mechanisms and Machines — One of the Key Problems of Engineering Science. Int. Symp. on History of Machines and Mechanisms Proceedings, 2000, pp. 325–332.
[6] Kozlov V.G. Metody, modeli i algoritmy proektirovaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog s uchetom vliyaniya klimata i pogody na usloviya dvizheniya [Methods, models and algorithms for designing logging roads, taking into account the influence of climate and weather on traffic conditions]. Dis. Dr. Sci. (Tech.) 05.21.01. Arkhangelsk, 2017, 406 p.
[7] Bondarev A.B., Kozlov D.G. Obsledovanie ekspluatatsionnogo sostoyaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Survey of the operational state of logging roads]. Energoeffektivnost’ i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve: Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Energy efficiency and energy saving in modern production and society: Proceedings of the international scientific and practical conference], Voronezh, June 06–07, 2022. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2022, pp. 196–200.
[8] Boykov P.A., Kozlov D.G. Tselesoobraznost’ meropriyatiy po povysheniyu tekhniko-ekspluatatsionnogo sostoyaniya lesovoznykh dorog [Feasibility of measures to improve the technical and operational condition of logging roads]. Energoeffektivnost’ i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Energy efficiency and energy saving in modern production and society: materials of the International Scientific and Practical Conference]. Voronezh, June 06–07, 2022. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2022, pp. 190–195.
[9] Borovlev A.O., Kozlov D.G., Tikhomirov P.V., Logoyda V.S. Metodologiya proektirovaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Methodology for designing logging roads]. Problemy resursoobespechennosti i perspektivy razvitiya agropromyshlennogo kompleksa: Materialy natsional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Problems of resource availability and prospects for the development of the agro-industrial complex: Proceedings of the national scientific and practical conference]. Voronezh, October 01, 2021. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2021, pp. 168–175.
[10] Kozlov D.G., V Nikitin.V., Skrypnikov A.V., Bryukhovetskiy A.N., Sapelkin R.S., Tikhomirov P.V., Tveritnev O.N., Denisenko V.V. Intellektual’nye sistemy proektirovaniya setey lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Intelligent systems for designing networks of logging roads]. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2021, 206 p.
[11] Konstantinov A.R. Isparenie v prirode [Evaporation in nature]. Leningrad: GIMIZ, 1968, 59 p.
[12] Mezentsev V.S. Raschety vodnogo balansa [Water balance calculations]. Omsk: OmSKhI, 1976, 74 p.
[13] Sidenko V.M. Standartizatsiya i kontrol’ kachestva v dorozhnom stroitel’stve [Standardization and quality control in road construction]. Kyiv: Higher School, 1985, 256 p.
[14] Nikitin V.V., Kozlov D.G., Skrypnikov A.A., Bryukhovetskiy A.N., Vikulin I.A., Zlobina N.I., Sapelkin R.S. Metodicheskiy podkhod k raschetu udel’nykh zatrat pri stroitel’stve lesovoznykh dorog [Methodical approach to the calculation of unit costs in the construction of logging roads]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny [Stroitelnye i dorozhnye mashiny], 2021, no. 12, pp. 50–54.
[15] Nikitin V.V., Denisenko V.V., Skrypnikov A.V., Bryukhovetskiy A.N., Tikhomirov P.V., Kozlov D.G., Sapelkin R.S., Prokopets V.S. Metodika razrabotki normativov dlya proektirovaniya lesotransportnykh setey [Methodology for the development of standards for the design of forest transport networks]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny [Construction and road machines], 2021, no. 12, pp. 45–49.
[16] Prokopets V.S., Skrypnikov A.A., Kozlov D.G., Tikhomirov P.V., Bukreev V.Yu., Kazachek M.N. Metodika provedeniya obsledovaniya ekspluatatsionnogo sostoyaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Methodology for conducting a survey of the operational state of logging roads]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny [Construction and road machines], 2022, no. 2, pp. 51–54.
[17] Timofeev V.A., Tikhomirov P.V., Kozlov D.G., Tveritnev O.N., Skrypnikov A.A., Borovlev Yu.A., Shcherbakov E.D., Kazachek M.N., Zhuk A.Yu. Issledovanie sostoyaniy podsistemy posledovatel’nogo analiza lesovoznykh avtomobil’nykh dorog s prognozirovaniem ob’ema kontrol’no-priemochnykh izmereniy na osnove teorii Markovskikh sluchaynykh protsessov [Investigation of the states of the subsystem of sequential analysis of logging roads with forecasting the volume of control and acceptance measurements based on the theory of Markov random processes]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Sistemy. Methods. Technologies], 2022, no. 3(55), pp. 146–151.
[18] Kozlov D.G. Analiz vidov i naznacheniy vedomstvennykh dorog [Analysis of the types and purposes of departmental roads]. Teoriya i praktika innovatsionnykh tekhnologiy v APK: materialy natsional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Theory and practice of innovative technologies in the agro-industrial complex: materials of the national scientific and practical conference], Voronezh, April 19–21, 2022. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2022, pp. 336–342.
[19] Kozlov D.G. Tekhnologicheskie osobennosti avtomobil’nykh lesovoznykh dorog [Technological features of logging roads]. Teoriya i praktika innovatsionnykh tekhnologiy v APK: materialy natsional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Theory and practice of innovative technologies in the agro-industrial complex: materials of the national scientific and practical conference], Voronezh, April 19–21, 2022. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2022, pp. 343–349.
[20] Bondarev A.B., Kozlov D.G. Obsledovanie ekspluatatsionnogo sostoyaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Survey of the operational state of logging roads]. Energoeffektivnost’ i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve: materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Energy efficiency and energy saving in modern production and society: materials of the international scientific and practical conference], Voronezh, June 06–07, 2022. Voronezh: Voronezh State Agrarian University, 2022, pp. 196–200.
[21] Kozlov V.G., Skrypnikov A.V., Samtsov V.V., Nikitin V.V., Boltnev D.E., Borovlev A.O. Influence of natural and technogenic factors on the complexity of construction of timber highways. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Zernograd, Rostov Region, 27–28 августа 2020 года). Zernograd, Rostov Region: IOP Publishing Ltd, 2021, p. 012137.
[22] Zelikov V.A., Skrypnikov A.V., Kozlov V.G., Samtsov V.V., Tikhomirov P.V., Borovlev A.O. Structural Models of Road Landscapes and Microlandscapes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Zernograd, Rostov Region, 27–28 августа 2020 года). Zernograd, Rostov Region: IOP Publishing Ltd, 2021, p. 012116.
[23] Borovlev A.O., Skrypnikov A.V., Vysotskaya I.A., Bryukhovetskiy A.N., Nikitin V.V. Sochetaniya krivolineynykh uchastkov plana i prodol’nogo profilya trassy lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Combinations of curvilinear sections of the plan and the longitudinal profile of the route of logging roads]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [News of the St. Petersburg Forestry Academy], 2021, no. 235, pp. 19–207.
[24] Zhuk A.Yu., Sablin S.Yu., Skrypnikov A.V., Boltnev D.E., Vysotskaya I.A. Issledovanie matematicheskoy modeli rel’efa mestnosti pri proektirovanii avtomobil’nykh dorog [Investigation of the mathematical model of the terrain in the design of highways]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2021, no. 2(50), pp. 88–93.
[25] Popov V.N., Vasilenko V.N., Khvostov V.A., Denisenko V.V., Skrypnikov A.V., Ivanov A.V., Belyaev A.N., Stukalo O.G. Security threats to personal data in the implementation of distance educational services using mobile technologies. J. of Theoretical and Applied Information Technology, 2021, v. 99, no. 15, pp. 3935–3946.

Authors’ information

Bryukhovetskiy Andrey Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Voronezh State University of Engineering Technologies, bruhoveckiy@rambler.ru
Skrypnikov Aleksey Vasil’evich — Dr. Sci. (Tech.), Dean of the faculty of Management and computer science in technological systems, of the Voronezh State University of Engineering Technologies, skrypnikovvsafe@mail.ru
Kozlov Dmitry Gennadievich — Cand. Sci. (Tech.), Deputy Dean for Employment of the Faculty of Agricultural Engineering, Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great, dimvsau@mail.ru
Romanov Pavel Olegovich — External, Voronezh State University of Engineering Technologies, Romanov_pa@yandex.ru
Boikov Pavel Aleksandrovich — External, Voronezh State University of Engineering Technologies, pboy-kov23@mail.ru
Kazachek Maria Nikolaevna — Candidate of the Department of Information Security, Voronezh State Forestry University named after G.F. Morozov, kazachekmaria@yandex.ru

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

12

ГРАБЛИ ЛЕСНЫЕ: НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ

139–150

УДК 625.144.6

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-139-150

Шифр ВАК 4.3.4

А.А. Платонов

ФГБОУ ВО «Ростовский государственный университет путей сообщения», Россия, 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2

paa7@rambler.ru

Рассмотрено современное состояние технических средств механизации сбора и сгребания порубочных остатков в России и в мире. Рекомендовано обозначать указанные технические средства как «грабли лесные», обосновано их определение и выявлена область применения. Раскрыты качественные характеристики грабель лесных, в частности ширина захвата, количество и ширина рабочих элементов (зубьев). Установлено, что около 50 % моделей грабель лесных, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью, имеют ширину зубьев в диапазоне 19…32 мм, ширину захвата 1000…2000 мм (≈51 %), около 25 % всех моделей грабель лесных обладают количеством зубьев — 5 или 6, а более 58 % — количеством зубьев 5…9. Впервые разработана классификация грабель лесных, предусматривающая три первичных классификационных признака с наибольшим уровнем иерархии полученного классификационного дерева, равным 6. Представленные результаты могут быть использованы производственными предприятиями, занимающимися содержанием и эксплуатацией территорий различных объектов.

Ключевые слова: нежелательная растительность, удаление, средства механизации, лесные грабли, классификация, характеристики

Ссылка для цитирования: Платонов А.А. Грабли лесные: назначение, область применения, классификация // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 139–150. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-139-150

Список литературы

[1] Абакумов Г.В. Элементы транспортной инфраструктуры. Автомобильные дороги: монография. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2012. 101 с.
[2] Солодкий А.И., Горев А.Э., Бондарева Э.Д. Транспортная инфраструктура: учебник. М.: Юрайт, 2020. 290 с.
[3] Apattsev V., Aksenov V., Zavyalov A. Upgrading technological processes of operating the railway infrastructure facilities // MATEC Web of Conferences, 2018, р. 04010. DOI: 10.1051/matecconf/201823904010
[4] Бартенев И.М., Драпалюк М.В., Казаков В.И. Совершенствование технологий и средств механизации лесовосстановления: монография. М.: ФЛИНТА-Наука, 2013. 208 с.
[5] Мохирев А.П., Зырянов М.А., Безруких Ю.А. Современные технологии заготовки и переработки древесной биомассы на стадии лесозаготовительного производства. Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2015. 73 с.
[6] Элькин С.Ю., Сафонов В.В., Полупанов И.Т. Оснастка и технология восстановления зубьев поперечных грабель // Научное обозрение, 2011. № 6. С. 32–38.
[7] Силаев Г.В. Машины и механизмы в лесном и лесопарковом хозяйстве: в 2 ч. Часть 2. М.: Юрайт, 2020. 229 с.
[8] Патякин В.И. Технология и машины лесосечных работ / под ред. В.И. Патякина. СПб.: Изд-во СПбГЛТУ, 2012. 362 с.
[9] Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Галактионов О.Н. Техническое оснащение современных лесозаготовок. СПб: Изд-во Профи-Информ, 2005. 344 с.
[10] Винокуров В.Н., Еремин Н.В. Система машин в лесном хозяйстве / под ред. В.Н. Винокурова. М.: Академия, 2004. 320 с.
[11] Кононович Д.А., Мохов С.П., Симанович В.А. Анализ конструктивных особенностей машин для сбора лесосечных отходов // Труды БГТУ. № 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность, 2016. № 2 (184). С. 31–35.
[12] Платонов А.А. Аутсорсинг в области борьбы с нежелательной растительностью на эксплуатационных объектах инфраструктуры // Научное обозрение, 2017. № 8. С. 68–73.
[13] Распоряжение ОАО «РЖД» от 17 февраля 2010 г. № 334р «Передача на сетевой аутсорсинг работ (услуг) в области защитного лесоразведения, содержания земельных участков полосы отвода и охранных зон, озеленения и благоустройства, борьбы с нежелательной растительностью на эксплуатационных объектах инфраструктуры». URL: https://jd-doc.ru/2010/
fevral-2010/
6902-rasporyazhenie-oao-rzhd-ot-17-02-2010-n-334r (дата обращения 15.07.22).
[14] Ersson B.T., Platonov A., Zimarin S.V. Analysis of the information content of tenders for the removal of unwanted vegetation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum «Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions», 2020, р. 012022. DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012022
[15] Тикачев В.И. Машины для измельчения древесины // ЛесПромИнформ, 2010. № 2 (68). С. 92–104.
[16] Тикачев В.И. Мульчеры и измельчители пней // ЛесПромИнформ, 2010. № 4 (70). С. 76–81.
[17] Ивашнев М.В. Научные основы совершенствования машин для удаления древесно-кустарниковой растительности при непрерывном движении базового трактора: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.21.01. Петрозаводск, 2019. 36 с.
[18] Ширнин Ю.А., Рукомойников К.П., Гайсин И.Г., Ширнин А.Ю. Обоснование необходимости развития стратегии технологических процессов лесопользования на лесных плантациях // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 3. С. 49–57. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-3-49-57
[19] Gerasimov Y., Senko S., Karjalainen T. Prospects of Forest Road Infrastructure Development in Northwest Russia with Proven Nordic Solutions. Scandinavian Journal of Forest Research, 2013, vol. 28, no. 8, pp. 758–774. DOI: 10.1080/02827581.2013.838299
[20] Григорьев И.В., Куницкая О.А., Рудов С.Е., Давтян А.Б. Технология и система машин для разрубки трасс линейных объектов // Энергия: экономика, техника, экология, 2019. № 10. С. 62–68.
[21] Karpachev S.P., Zaprudnov V.I., Bykovskiy M.A., Karpacheva I.P. Simulation studies on line intersect sampling of residues left after cut-to-length logging // Croatian J. of Forest Engineering, 2020, vol. 41, no. 1, pp. 95–107. DOI: 10.5552/crojfe.2020.531
[22] Norris C.E., Hogg K.E., Maynard D.G., Curran M.P. Stumping trials in British Columbia – organic matter removal and compaction effects on tree growth from seedlings to midrotation stands // Canadian J. of Forest Research, 2014, vol. 44, no. 11, pp. 1402–1418. DOI: 10.1139/cjfr-2014-0168
[23] Pergola M.T., Saulino L., Castellaneta M. Towards sustainable management of forest residues in the southern Apennine Mediterranean mountain forests: a scenario-based approach // Annals of Forest Science, 2022, v. 79, p. 14. DOI: 10.1186/s13595-022-01128-w
[24] Ranius T., Hämäläinen A., Egnell G. The effects of logging residue extraction for energy on ecosystem services and biodiversity: A synthesis // J. of Environmental Management, 2018, v. 209, рр. 409–425. DOI: 10.1016/j.jenvman.2017.12.048
[25] Waters C.M., Gonsalves L., Law B. The effect of thinning on structural attributes of a low rainfall forest in eastern Australia // Forest Ecology and Management, 2018, v. 409, рр. 571–583. DOI: 10.1016/j.foreco.2017.11.054
[26] Грабли лесные ЕМ 2200. ООО «Завод Евромаш». URL: https://www.evromash.com/catalog/navesnoe_oborudovanie/grabli.html#tabs (дата обращения 15.07.22).
[27] Fang Rake. Leading Edge Attachments. URL: https://www.digrock.com/fang-raketm/ (дата обращения 17.07.22).
[28] Excavator stick rake. Digga Manufacturing. URL: https://www.digga.com/stick-rake-excavator.html (дата обращения 17.07.22).
[29] Kenco Brush & Debris Rake. Kenco Corporation. URL: https://kenco.com/products/brush-debris-rake/ (дата обращения 17.07.22).
[30] Der Roderechen Woodcracker G. WesttecH Maschinenbau GmbH. URL: https://www.westtech.at/prod/woodcracker-g/ (дата обращения 17.07.22).
[31] Alfaia De Rechega. Fravizel Engineering. URL: https://www.fravizel.com/pt/produtos/funcao/limpeza-de-terras/alfaia-de-rechega-131 (дата обращения 17.07.22).

Сведения об авторе

Платонов Алексей Александрович — канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Ростовский государственный университет путей сообщения», paa7@rambler.ru

FOREST RAKE: PURPOSE, FIELD OF APPLICATION, CLASSIFICATION

A.A. Platonov

Rostov State Transport University, 2, Rostov Rifle Regiment of the People’s Militia, 344038, Rostov-on-Don, Russia

paa7@rambler.ru

The current state of technical means of mechanization to collect and rake groundwood both in Russia and in the world is considered. It is recommended to specify these technical means as «a forest rake», their definition is substantiated and the application area is identified. It is revealed that the qualitative characteristics of a forest rake are the span, as well as the number and width of working elements (teeth). It was revealed that about 50 % of forest rake models produced by domestic and foreign industries have a tooth width in the range of 19...32 mm, and a span of 1000...2000 mm (≈51 %), about 25 % of all forest rake models have 6, and more than 58 % with the number of teeth 5...9. The first developed classification of forest rakes provides 3 primary classification features with the highest level of hierarchy of the resulting classification tree, equal to 6. The results of the study can be used by manufacturing enterprises involved in the maintenance and operation of the territories of various objects.

Keywords: unwanted vegetation, removal, mechanization, forest rakes, classification, characteristics

Suggested citation: Platonov A.A. Grabli lesnye: naznachenie, oblast’ primeneniya, klassifikatsiya [Forest rake: purpose, field of application, classification]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 139–150. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-139-150

References

[1] Abakumov G.V. Elementy transportnoy infrastruktury. Avtomobil’nyye dorogi [Transport infrastructure elements. Highways]. Tyumen: TyumGNGU, 2012, 101 p.
[2] Solodkiy A.I., Gorev A.E., Bondareva E.D. Transportnaya infrastruktura [Transport infrastructure]. Moscow: Yurayt, 2020, 290 p.
[3] Apattsev V., Aksenov V., Zavyalov A. Upgrading technological processes of operating the railway infrastructure facilities. MATEC Web of Conferences, 2018, р. 04010. DOI: 10.1051/matecconf/201823904010
[4] Bartenev I.M., Drapalyuk M.V., Kazakov V.I. Sovershenstvovaniye tekhnologiy i sredstv mekhanizatsii lesovosstanovleniya [Improvement of technologies and means of reforestation mechanization]. Moscow: FLINTA-Nauka, 2013, 208 p.
[5] Mokhirev A.P., Zyryanov M.A., Bezrukikh Yu.A. Sovremennyye tekhnologii zagotovki i pererabotki drevesnoy biomassy na stadii lesozagotovitel’nogo proizvodstva [Modern technologies of harvesting and processing of woody biomass at the stage of logging production]. Krasnoyarsk: SibSTU, 2015, 73 p.
[6] Elkin S.Yu., Safonov V.V., Polupanov I.T. Osnastka i tekhnologiya vosstanovleniya zub’yev poperechnykh grabel’ [Tooling and technology for restoring the teeth of the transverse rake]. Nauchnoye obozreniye [Scientific Review], 2011, no. 6,
pp. 32–38.
[7] Silaev G.V. Mashiny i mekhanizmy v lesnom i lesoparkovom khozyaystve: v 2 chastyakh. Chast’ 2 [Machines and mechanisms in forestry and forestry: in 2 hours. Part 2]. Moscow: Yurayt, 2020, 229 p.
[8] Patyakin V.I. Tekhnologiya i mashiny lesosechnykh rabot [Technology and machines of logging operations]. Saint Petersburg: SPbGLTU, 2012, 362 p.
[9] Shegelman I.R., Skrypnik V.I., Galaktionov O.N. Tekhnicheskoye osnashcheniye sovremennykh lesozagotovok [Technical equipment for modern logging]. Saint Petersburg: Profi-Inform, 2005, 344 p.
[10] Vinokurov V.N. Sistema mashin v lesnom khozyaystve [System of machines in forestry]. Moscow: Academy, 2004, 320 p.
[11] Kononovich D.A., Mokhov S.P., Simanovich V.A. Analiz konstruktivnykh osobennostey mashin dlya sbora lesosechnykh otkhodov [Analysis of the design features of machines for collecting logging waste]. Trudy BGTU. № 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Proceedings of BSTU. Vol. 2. Timber and woodworking industry], 2016, no. 2 (184), pp. 31–35.
[12] Platonov A.A. Autsorsing v oblasti bor’by s nezhelatel’noy rastitel’nost’yu na ekspluatatsionnykh ob’yektakh infrastruktury [Outsourcing in the field of combating unwanted vegetation at operational infrastructure facilities]. Nauchnoye obozreniye [Scientific Review], 2017, no. 8, pp. 68–73.
[13] Order of JSC «Russian Railways» dated February 17, 2010 no. 334r «Transfer to network outsourcing of works (services) in the field of protective afforestation, maintenance of land plots of the right-of-way and protected zones, landscaping and improvement, combating unwanted vegetation at operational infrastructure facilities». Available at: https://jd-doc.ru/2010/fevral-2010/6902-rasporyazhenie-oao-rzhd-ot-17-02-2010-n-334r (accessed 15.07.22).
[14] Ersson B.T., Platonov A., Zimarin S.V. Analysis of the information content of tenders for the removal of unwanted vegetation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum «Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions», 2020, р. 012022. DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012022
[15] Tikachev V.I. Mashiny dlya izmel’cheniya drevesiny [Wood chipping machines]. LesPromInform, 2010, no. 2(68), рр. 92–104.
[16] Tikachev V.I. Mul’chery i izmel’chiteli pney [Mulchers and stump grinders]. LesPromInform, 2010, no. 4(70), рр. 76–81.
[17] Ivashnev M.V. Nauchnyye osnovy sovershenstvovaniya mashin dlya udaleniya drevesno-kustarnikovoy rastitel’nosti pri nepreryvnom dvizhenii bazovogo traktora [Scientific basis for improving machines for removing trees and shrubs with continuous movement of the base tractor]. Dis. Dr. Sci. (Tech.) 05.21.01. Petrozavodsk, 2019, 36 p.
[18] Shirnin Y.A., Gaisin I.G., Rukomojnikov K.P., Shirnin A.Y. Obosnovanie neobhodimosti razvitiya strategii tekhnologicheskih processov lesopol’zovaniya na lesnyh plantaciyah [Strategy for technological processes of forest management in forest plantations]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2021, vol. 25, no. 3, pp. 49–57. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-3-49-57
[19] Gerasimov Y., Senko S., Karjalainen T. Prospects of Forest Road Infrastructure Development in Northwest Russia with Proven Nordic Solutions. Scandinavian Journal of Forest Research, 2013, v. 28, no. 8, pp. 758–774. DOI: 10.1080/02827581.2013.838299
[20] Grigoriev I.V., Kunitskaya O.A., Rudov S.E. Tekhnologiya i sistema mashin dlya razrubki trass lineynykh ob’yektov [Technology and system of machines for cutting lines of linear objects]. Energiya: ekonomika, tekhnika, ekologiya [Energy: economics, technology, ecology], 2019, no. 10, pp. 62–68. DOI: 10.7868/S0233361919100082
[21] Karpachev S.P., Zaprudnov V.I., Bykovskiy M.A. Simulation studies on line intersect sampling of residues left after cut-to-length logging. Croatian Journal of Forest Engineering, 2020, vol. 41, no. 1, pp. 95–107. DOI: 10.5552/crojfe.2020.531
[22] Norris C.E., Hogg K.E., Maynard D.G. et al. Stumping trials in British Columbia — organic matter removal and compaction effects on tree growth from seedlings to midrotation stands. Canadian Journal of Forest Research, 2014, vol. 44, no. 11, pp. 1402–1418. DOI: 10.1139/cjfr-2014-0168
[23] Pergola M.T., Saulino L., Castellaneta M. et al. Towards sustainable management of forest residues in the southern Apennine Mediterranean mountain forests: a scenario-based approach. Annals of Forest Science, 2022, v. 79, p. 14. DOI: 10.1186/s13595-022-01128-w
[24] Ranius T., Hämäläinen A., Egnell G. The effects of logging residue extraction for energy on ecosystem services and biodiversity: A synthesis. J. of Environmental Management, 2018, vol. 209, рр. 409–425. DOI: 10.1016/j.jenvman.2017.12.048
[25] Waters C.M., Gonsalves L., Law B. The effect of thinning on structural attributes of a low rainfall forest in eastern Australia. Forest Ecology and Management, 2018, v. 409, рр. 571–583. DOI: 10.1016/j.foreco.2017.11.054
[26] Forest rake EM 2200. Euromash Plant LLC. Available at: https://www.evromash.com/catalog/navesnoe_oborudovanie/grabli.html#tabs (accessed 15.07.22).
[27] Fang Rake. Leading Edge Attachments. Available at: https://www.digrock.com/fang-raketm/ (accessed 17.07.22).
[28] Excavator stick rake. Digga Manufacturing. Available at: https://www.digga.com/stick-rake-excavator.html (accessed 17.07.22).
[29] Kenco Brush & Debris Rake. Kenco Corporation. Available at: https://kenco.com/products/brush-debris-rake/ (accessed 17.07.22).
[30] Der Roderechen Woodcracker G. WesttecH Maschinenbau GmbH. Available at: https://www.westtech.at/prod/woodcracker-g/ (accessed 17.07.22).
[31] Alfaia De Rechega. Fravizel Engineering. Available at: https://www.fravizel.com/pt/produtos/funcao/limpeza-de-terras/alfaia-de-rechega-131 (accessed 17.07.22).

Author’s information

Platonov Aleksey Aleksandrovich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the Rostov State Transport University, paa7@rambler.ru

13

ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРА ЛИНЕЙНОЙ КОМБИНАЦИИ ДВУХ ПРОЕКТОРОВ

151–159

УДК 512.643.8

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-151-159

Шифр ВАК 1.2.2

А.М. Ветошкин1, А.А. Шум2

1ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследова- тельский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1
2 ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет», Россия, 170026, г. Тверь, ул. Набережная Афанасия Никитина, д. 22

vetkin@mgul.ac.ru

Показано, что в канонической форме Жордана линейной комбинации проекторов aP + bQ при a2 – b2 ≠ 0 наблюдается следующая симметрия относительно значения β = 0,5(a + b). Если есть несколько клеток Jk(λ), то есть ровно столько же клеток Jk(2β – λ). Для клеток с λ = a, b, 0, a + b симметрия несколько нарушается: если есть клетка Jk(λ), то обязательно есть парная клетка Jl(2β – λ), где |k – l| ≤ 1, причем или k, или l больше единицы. Определено, что клетки Jk(β) должны иметь четный порядок. Для получения этого результата была применена теорема Фландерса, в которой говорится о клетках в канонической форме Жордана матриц AB и BA. Выявлено, что для случая a = 1 и b = –1, несмотря на то, что a2 – b2 = 0, результаты, сформулированные выше, частично остаются в силе. Оказалось, что в канонической форме Жордана разности P – Q наблюдается следующая симметрия. Если есть несколько жордановых клеток Jk(λ), λ ≠ 0, ±1, то есть ровно столько же клеток Jk(–λ). Для клеток с λ = 1, –1 симметрия несколько нарушена: если есть клетка Jk(±1), то обязательно есть парная клетка , где |k – l| ≤ 1, причем или k, или l больше единицы. Определено, что эти результаты очень напоминают теорему Фландерса. Оказалось, что это не случайно. Теорема Фландерса получена в данной работе, как применение приведенного выше результата о спектре разности проекторов

Ключевые слова: линейная комбинация проекторов, жорданова нормальная форма, жорданова клетка, подобие, теорема Фландерса

Ссылка для цитирования: Ветошкин А.М., Шум А.А. Особенности спектра линейной комбинации двух проекторов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 151–159. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-151-159

Список литературы

[1] Ветошкин А.М. Жорданова форма разности проекторов // Журнал вычислительной математики и математической физики, 201. Т. 54. № 3. С. 375–390.
[2] Anderson W.N., Harner E., Trapp G.E. Eigenvalues of the difference and product of projections // Linear Multilinear Algebra, 1985, v. 17, pp. 295–299.
[3] Omladic M. Spectra of the difference and product of projections // Proc. Amer. Math. Soc., 1987, v. 99, pp. 317–318.
[4] Baraa M., Boumazgour M. Spectra of the difference, sum, and product of idempotents // Studia Math., 2001, v. 148, no. 1, pp. 1–3.
[5] Ветошкин А.М. Жорданова форма линейной комбинации двух проекторов // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2022. Т. 29. Вып. 3. С. 284–285.
[6] Flanders H. Elementary divisors of AB and BA // Proc. Amer. Math. Soc., 1951, no. 2, pp. 871–874.
[7] Parker W.V., Mitchell B.E. Elementary divisors of certain matrices // Duke Math. J., 1952, v. 19, pp. 483–485.
[8] Thompson R.C. On the matrices AB and BA // Linear Algrbra Appl., 1968, no. 1, pp. 43–58.
[9] Икрамов Х.Д. О произведениях симметричных, кососимметричных, эрмитовых и инволютивных матриц // Вестник Московского университета. Серия 15, Вычислительная математика и кибернетика, 1998. № 1. С. 8–11.
[10] Drazin M.P. A note on skew-symmetric matrices // Math. Gazette, 1952, v. 36, pp. 253–255.
[11] Anderson B.D.O. Orthogonal decompositions defined by a pair of skew-symmetric forms // Linear Algebra Appl., 1974, no. 8, pp. 91–93.
[12] Gow R., Laffey T.J. Paire of alternating forms and products of two skew-symmetric matrices // Linear Algebra Appl., 1984, v. 63, pp. 119–132.
[13] Dokovic D.Z. On the product of two alternating matrices // Amer. Math. Monthly, 1991, v. 98, no. 10, pp. 935–936.
[14] Ballantine C.S. Some involutory similarities // Linear and Multilinear Algebra, 1975, no. 3, pp. 19–23.
[15] Horn R.A., Merino D.I. Contragredient equivalence: A canonical form and some applications // Linear Algebra Appl., 1995, v. 214, pp. 43–92.
[16] Lütkepohl H. Handbook of matrices. NY: Wiley, 1996, 304 p.
[17] Bernstein D.S. Matrix Mathematics. Theory, Facts, and Formulas. Princeton University Press, 2009, 1101 p.
[18] Икрамов Х.Д. Спектральные особенности специальных классов матриц // Вычислительные процессы и системы, 1991. Вып. 8. С. 168–203.
[19] Икрамов Х.Д. Численное решение матричных уравнений. М.: Наука, 1984. 192 с.
[20] Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М.: Мир, 1989. 655 с.

Сведения об авторах

Ветошкин Александр Михайлович — канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), vetkin@mgul.ac.ru
Шум Александр Анатольевич — канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры высшей математики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет», shum@tstu.tver.ru

LINEAR COMBINATION OF TWO PROJECTORS SPECTRUM FEATURES

A.M. Vetoshkin1, A.A. Shum2

1BMSTU (Mytishchi branch), 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg. Russia
2Tver’ State Technical University, 22, Afanasy Nikitin embankment st., Tver, 170026, Russia

vetkin@mgul.ac.ru

It is shown that in the canonical Jordan form of the linear combination of projectors aP + bQ for a2 – b2 ≠ 0 the following symmetry is observed with respect to the value β = 0,5(a + b). If there are several cells Jk(λ), then there are exactly the same number of cells Jk(2β – λ). For cells with λ = a, b, 0, a + b, the symmetry is somewhat broken: if there is a cell Jk(λ), then there is necessarily a paired cell Jl(2β – λ), where |k – l| ≤ 1, and either k or l is greater than one. It is determined that the cells Jk(β) must have an even order. To obtain this result, Flanders’ theorem was applied, which talks about cells in the canonical Jordan form of the matrices AB and BA. It is revealed that for the case of a = 1 and b = –1, despite the fact that a2 – b2 = 0, the results formulated above partially remain in force. It turned out that the following symmetry is observed in the canonical Jordan form of the difference P – Q. If there are several Jordan cells Jk(λ), λ ≠ 0, ±1, then there are exactly the same number of cells Jk(–λ). For cells with λ = 1, –1, the symmetry is somewhat broken: if there is a cell Jk(±1), then there is necessarily a pair cell , where |k – l| ≤ 1, and either k or l is greater than one. It is determined that these results are very similar to Flanders’ theorem. It turned out that this was no coincidence. Flanders’ theorem is obtained in this work as an application of the above result on the spectrum difference of projectors.

Keywords: linear combination of projectors, Jordan normal form, Jordan cell, similarity, Flanders’ theorem

Suggested citation: Vetoshkin A.M., Shum A.A. Osobennosti spektra lineynoy kombinatsii dvukh proektorov [Linear combination of two projectors spectrum features]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 151–159. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-151-159

References

[1] Vetoshkin A.M. Zhordanova forma raznosti proektorov [Zhordanov form of difference of projectors]. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2014, v. 54, no. 3, pp. 375–390.
[2] Anderson W.N., Harner E., Trapp G.E. Eigenvalues of the difference and product of projections. Linear Multilinear Algebra, 1985, v. 17, pp. 295–299.
[3] Omladic M. Spectra of the difference and product of projections. Proc. Amer. Math. Soc., 1987, v. 99, pp. 317–318.
[4] Baraa M., Boumazgour M. Spectra of the difference, sum, and product of idempotents // Studia Math., 2001, v. 148, no. 1, pp. 1–3.
[5] Vetoshkin A.M. Zhordanova forma lineynoy kombinatsii dvukh proektorov [Jordan form of a linear combination of two projectors]. Obozrenie prikladnoy i promyshlennoy matematiki [Survey of applied and industrial mathematics], 2022, v. 29, no. 3, pp. 284–285.
[6] Flanders H. Elementary divisors of AB and BA. Proc. Amer. Math. Soc., 1951, no. 2, pp. 871–874.
[7] Parker W.V., Mitchell B.E. Elementary divisors of certain matrices.Duke Math. J., 1952, v. 19, pp. 483–485.
[8] Thompson R.C. On the matrices AB and BA. Linear Algrbra Appl., 1968, no. 1, pp. 43–58.
[9] Ikramov Kh.D. O proizvedeniyakh simmetrichnykh, kososimmetrichnykh, ermitovykh i involyutivnykh matrits [On products of symmetric, skew-symmetric, Hermitian and involutive matrices]. Vestn. Mosk. Un-ta. Ser. 15, Vychis. Matem. i Kibern. [Vestn. Moscow University. Ser. 15, Comput. Mat. and Cybern.], 1998, no. 1, pp. 8–11.
[10] Drazin M.P. A note on skew-symmetric matrices. Math. Gazette, 1952, v. 36, pp. 253–255.
[11] Anderson B.D.O. Orthogonal decompositions defined by a pair of skew-symmetric forms. Linear Algebra Appl., 1974, no. 8, pp. 91–93.
[12] Gow R., Laffey T.J. Paire of alternating forms and products of two skew-symmetric matrices. Linear Algebra Appl., 1984, v. 63, pp. 119–132.
[13] Dokovic D.Z. On the product of two alternating matrices. Amer. Math. Monthly, 1991, v. 98, no. 10, pp. 935–936.
[14] Ballantine C.S. Some involutory similarities. Linear and Multilinear Algebra, 1975, no. 3, pp. 19–23.
[15] Horn R.A., Merino D.I. Contragredient equivalence: A canonical form and some applications. Linear Algebra Appl., 1995, v. 214, pp. 43–92.
[16] Lütkepohl H. Handbook of matrices. NY: Wiley, 1996, 304 p.
[17] Bernstein D.S. Matrix Mathematics. Theory, Facts, and Formulas. Princeton University Press, 2009, 1101 p.
[18] Ikramov Kh.D. Spektral’nyye osobennosti spetsial’nykh klassov matrits / [Spectral singularities of special classes of matrices]. Vychislitel’nyye protsessy i sistemy [Computing processes and systems]. Iss. 8. [Science. Ch. ed. Phys.-Math. lit.], 1991, pp. 168–203.
[19] Ikramov Kh.D. Chislennoe reshenie matrichnykh uravneniy [Numerical solution of matrix equations]. Moscow: Nauka, 1984, 192 p.
[20] Horn R., Johnson C. Matrichnyy analiz [Matrix analysis]. Moscow: Mir, 1989, 655 с.

Authors’ information

Vetoshkin Aleksandr Mikhaylovich — Cand. Sci. (Tech), Associate Professor of BMSTU (Mytishchi branch), vetkin@mgul.ac.ru
Shum Aleksandr Anatol’evich — Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor of TvSTU, shum@tstu.tver.ru

14

УПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЕМ СИСТЕМ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТРАБОТКИ СРЕДСТВ ВЫВЕДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ВЛИЯНИЯ ПОДРЫВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

160–177

УДК 621.396

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-160-177

Шифр ВАК 2.3.1

В.Л. Воронцов
АО «Российские космические системы», Россия, 111250, г. Москва, ул. Авиамоторная, д. 53

a762642@yandex.ru

Представлены результаты исследований, касающихся развития систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения. Рассмотрено развитие отечественных систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения в условиях влияния подрывных технологий. Показано, что необходимы организационно-технические меры по существенному улучшению управления развитием отечественных систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения, связанные с созданием, поддержкой и развитием инструментов регламентирования (прежде всего официальной концепции развития систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения и соответствующей ей системы стандартов телеметрии) и условий для их результативного применения.

Ключевые слова: общие (обобщенные) показатели, подрывные технологии, программно-технические средства, система информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения, телеметрируемый объект, телеметрическая информация

Ссылка для цитирования: Воронцов В.Л. Управление развитием систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения в условиях влияния подрывных технологий // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 160–177. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-160-177

Список литературы

[1] Воронцов В.Л. Система информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения. Стратегии усовершенствования и применения. М.: Горячая линия — Телеком, 2021. 236 с.
[2] Воронцов В.Л., Давыдов И.А. Регламентирование процесса развития систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, 2021. Т. 8. Вып. 2. С. 43–50.
[3] Воронцов В.Л., Давыдов И.А., Медведев Е.В. Подходы к регламентированию процесса развития средств информационно-телеметрического обеспечения отработки объектов ракетно-космической техники // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, 2022. Т. 9. Вып. 1. С. 42–54.
[4] Воронцов В.Л., Давыдов И.А. Регламентирование процесса развития систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения на всех этапах их жизненного цикла // Современные проблемы создания и эксплуатации вооружения, военной и специальной техники: Материалы V Всерос. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 09–10 декабря 2021 г. Санкт-Петербург: Изд-во Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского, 2022. С. 77–84.
[5] Воронцов В.Л., Давыдов И.А. Концептуальные направления реализации принципа «наука — практике» в развитии отечественных систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения // Информационно-управляющие и измерительные системы — 2023: Материалы отраслевой науч.-техн. конф. приборостроительных организаций Госкорпорации «Роскосмос», посвященной 60-летию полета первой женщины-космонавта В.В. Терешковой, Москва, 20 апреля 2023 г. М.: Изд-во Роскосмос, 2023. С. 9–17.
[6] Воронцов В.Л., Давыдов И.Д. Концепция развития систем информационно-телеметрического обеспечения отработки средств выведения // Радиоэлектронная отрасль: проблемы и их решения, 2023. № 3 (11). С. 24–32.
[7] Надежность и эффективность в технике: справочник. В 10 т. М.: Машиностроение. Т.1: Методология. Организация. Терминология / под ред. А.И. Рембезы. М.: Машиностроение, 1986. 224 с.
[8] ГОСТ 19619–74. Оборудование радиотелеметрическое. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2005. 20 с.
[9] Кристенсен К.М. Дилемма инноватора. Как из-за новых технологий погибают сильные компании. М: Альпина Бизнес Букс, 2004. 239 с.
[10] Маккей Х. Как уцелеть среди акул: (Опередить конкурентов в умении продавать, руководить, стимулировать, заключать сделки) / под ред. И.В. Липсица. М.: Экономика, 1992. 172 с.
[11] Лурье С. Вторая волна // CHIP, 2004. № 3. С. 102–104.
[12] Надежность и эффективность в технике: справочник: В 10 т. М.: Машиностроение. Т. 3: Эффективность технических систем / под ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.
[13] «Менять придется чуть более чем все!»: Алексей Чадаев о причинах технологического лидерства Запада. URL: https://www.business-gazeta.ru/article/567396, 2022 (дата обращения 23.03.2023).
[14] Порошков В.В. Создание ПИК для РКК «Энергия — Буран» // Измерительный комплекс космодрома Байконур: сб. материалов, документов, воспоминаний ветеранов измерительного комплекса космодрома Байконур / под ред. К.Х. Осканяна. Байконур: Изд-во Войсковой части 68526, 1999. С. 124–181.
[15] Сковорода-Лузин В.И. Телеметрия. Глаза и уши главного конструктора. М.: Изд-во ООО «Оверлей», 2009. 320с.
[16] Победоносцев В.А. Очерки истории развития отечественной ракетной радиотелеметрии (1946–2006 гг.) и место системы БРС-4 в этой истории. М.: Тровант, 2007. 160 с.
[17] Чуев Ю.В., Михайлов Ю.Б., Кузьмин В.И. Прогнозирование количественных характеристик процессов. М.: Сов. радио, 1975. 400 с.
[18] Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. М.: Наука, 1987. 552 с.
[19] Назаров А.В., Козырев Г.И., Шитов И.В. Современная телеметрия в теории и на практике. СПб.: Наука и техника, 2007. 672 с.
[20] Рубцов В.А., Закидкин М.Н., Андрейко А.Н. Аппаратные средства комплекса «Родник» передачи телеметрической информации по широкополосным каналам связи // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. № 10. С. 35–37.
[21] Модуль цифрового ввода М2081. Техническое описание БЛИЖ.404250.004-01 ТО, 2001 г.
[22] Модуль М2181Е1. Техническое описание БЛИЖ.404210.002-01 ТО, 2001 г.
[23] Богомолов О.С., Степкин В.С. Автоматизированная обработка телеметрической информации. М.: МО СССР, 1977. 166 с.
[24] Справочник по телеметрии / под ред. Э. Грюнберга. М.: Машиностроение, 1979. 484 с.
[25] Бассвиль М., Вилски А., Банвенист А. Обнаружение изменения свойств сигналов и динамических систем / под ред. М. Бассвиль, А. Банвениста. М.: Мир, 1989. 278 с.
[26] Каргин В.А., Скороходов Я.А., Николаев Д.А., Шовкалюк А.П. Алгоритмы оценивания вероятностных характеристик информационных процессов по статистикам превышений уровней // Труды МАИ, 2015. Вып. 84. С. 1–21.
[27] Андреев А.М., Дяченко С.И., Махров К.Б., Федоренко М.Ю. Экспериментальное исследование метода обнаружения существенных изменений в телеметрируемых параметрах // Тезисы доклада в материалах отраслевой науч.-техн. конф. приборостроительных организаций Роскосмоса «Информационно-управляющие и измерительные системы–2012», г. Королев, Моск. обл., 20–21 сентября 2012 г. Королев: ОАО «НПО ИТ», 2012. С. 11–13.
[28] Медейрос Д. CompactPCI на волне Мура // Мир компьютерной автоматизации, 1999. № 2. С. 46–48.

Сведения об авторе

Воронцов Валерий Леонидович — канд. техн. наук, ведущий специалист АО «Российские космические системы», a762642@yandex.ru

DEVELOPMENT MANAGEMENT OF INFORMATION AND TELEMETRY SUPPORT SYSTEMS FOR LAUNCH VEHICLE UNDER DISRUPTIVE TECHNOLOGIES

V.L. Vorontsov

Joint-stock company «Russian Space Systems», 53, Aviamotornaya st., 111250, Moscow, Russia

a762642@yandex.ru

The research results concerning the development of information-telemetry support systems for launch vehicle are presented. The domestic systems of information-telemetric support for launch vehicle development under the influence of disruptive technologies is considered. It is shown that it is necessary to take organizational and technical measures to significantly improve the management of the domestic systems of information-telemetry support for launch vehicles, related to the creation, support and regulation tools (first of all, the official concept of information-telemetry support systems for launch vehicle development and the corresponding system of telemetry standards) and conditions for their effective application.

Keywords: general (generalized) indicators, disruptive technologies, software and hardware facilities, information and telemetry support system for launch vehicle development, telemetered object, telemetry information

Suggested citation: Vorontsov V.L. Upravlenie razvitiem sistem informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki sredstv vyvedeniya v usloviyakh vliyaniya podryvnykh tekhnologiy [Development management of information and telemetry support systems for launch vehicle under disruptive technologies]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 160–177. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-160-177

References

[1] Vorontsov V.L. Sistema informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki sredstv vyvedeniya. Strategii usovershenstvovaniya i primeneniya [System of information and telemetry support for testing launch vehicles. Strategies for improvement and application]. Moscow: Hotline — Telecom, 2021, 236 p.
[2] Vorontsov V.L., Davydov I.A. Reglamentirovanie protsessa razvitiya sistem informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki sredstv vyvedeniya [Regulation of the process of development of systems for information and telemetry support for testing launch vehicles]. Raketno-kosmicheskoe priborostroenie i informatsionnye sistemy Raketno-kosmicheskoe priborostroenie i informatsionnye sistemy [Rocket and space instrument engineering and information systems], 2021, v. 8, iss. 2, pp. 43–50.
[3] Vorontsov V.L., Davydov I.A., Medvedev E.V. Podkhody k reglamentirovaniyu protsessa razvitiya sredstv informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki ob’ektov raketno-kosmicheskoy tekhniki [Approaches to regulating the process of development of means of information and telemetry support for testing objects of rocket and space technology]. Raketno-kosmicheskoe priborostroenie i informatsionnye sistemy [Rocket and space instrument engineering and information systems], 2022, v. 9, iss. 1, pp. 42–54.
[4] Vorontsov V.L., Davydov I.A. Reglamentirovanie protsessa razvitiya sistem informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki sredstv vyvedeniya na vsekh etapakh ikh zhiznennogo tsikla [Regulating the process of development of systems for information and telemetry support for testing launch vehicles at all stages of their life cycle]. Sovremennye problemy sozdaniya i ekspluatatsii vooruzheniya, voennoy i spetsial’noy tekhniki: mater. V Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Modern problems of creation and operation of weapons, military and special equipment: material. V All-Russian Scientific and Practical Conference], St. Petersburg, December 09–10, 2021 St. Petersburg: Military Space Academy named after A.F. Mozhaisky, 2022, pp. 77–84.
[5] Vorontsov V.L., Davydov I.A. Kontseptual’nye napravleniya realizatsii printsipa «nauka — praktike» v razvitii otechestvennykh sistem informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki sredstv vyvedeniya [Conceptual directions for implementing the «science-to-practice» principle in the development of domestic systems for information and telemetry support for testing launch vehicles]. Informatsionno-upravlyayushchie i izmeritel’nye sistemy — 2023: mater. otraslevoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii priborostroitel’nykh organizatsiy Goskorporatsii «Roskosmos», posvyashchennoy 60-letiyu poleta pervoy zhenshchiny-kosmonavta V.V. Tereshkovoy [Information, control and measuring systems — 2023: material. industry scientific and technical conference of instrument-making organizations of the Roscosmos State Corporation, dedicated to the 60th anniversary of the flight of the first female cosmonaut V.V. Tereshkova], Moscow, April 20, 2023. Moscow: Roscosmos, 2023, pp. 9–17.
[6] Vorontsov V.L., Davydov I.D. Kontseptsiya razvitiya sistem informatsionno-telemetricheskogo obespecheniya otrabotki sredstv vyvedeniya [Concept for the development of systems for information and telemetry support for testing launch vehicles]. Radioelektronnaya otrasl’: problemy i ikh resheniya [Radioelectronic industry: problems and their solutions], 2023.
[7] Nadezhnost’ i effektivnost’ v tekhnike [Reliability and efficiency in technology: Directory]. In 10 vol. Moscow: Mechanical Engineering. T.1: Methodology. Organization. Terminology. Ed. A.I. Rembezas. Moscow: Mechanical Engineering, 1986, 224 p.
[8] GOST 19619–74 Oborudovanie radiotelemetricheskoe. Terminy i opredeleniya [Radio telemetry equipment. Terms and Definitions]. Moscow: Standartinform, 2005, 20 p.
[9] Christensen K.M. Dilemma innovatora. Kak iz-za novykh tekhnologiy pogibayut sil’nye kompanii [The innovator’s dilemma. How strong companies perish due to new technologies]. Moscow: Alpina Business Books, 2004, 239 p.
[10] McKay H. Kak utselet’ sredi akul: (Operedit’ konkurentov v umenii prodavat’, rukovodit’, stimulirovat’, zaklyuchat’ sdelki) [How to survive among the sharks: (Be ahead of competitors in the ability to sell, manage, stimulate, make deals)].
Ed. I.V. Lipsitsa. Moscow: Economics, 1992, 172 p.
[11] Lur’e S. Vtoraya volna [Second wave. CHIP], 2004, no. 3, pp. 102–104.
[12] Nadezhnost’ i effektivnost’ v tekhnike [Reliability and efficiency in technology: Directory]: In 10 volumes. Moscow: Mechanical Engineering. T. 3: Efficiency of technical systems. Ed. V.F. Utkina, Yu.V. Kryuchkova. Moscow: Mechanical Engineering, 1988, 328 p.
[13] «Menyat’ pridetsya chut’ bolee chem vse!»: Aleksey Chadaev o prichinakh tekhnologicheskogo liderstva Zapada [Alexey Chadayev on the reasons for the technological leadership of the West]. Available at: https://www.business-gazeta.ru/article/567396, 2022 accessed 23.03.2023).
[14] Poroshkov V.V. Sozdanie PIK dlya RKK «Energiya — Buran» [Creation of PIK for RSC Energia — Buran]. Izmeritel’nyy kompleks kosmodroma Baykonur: sb. materialov, dokumentov, vospominaniy veteranov izmeritel’nogo kompleksa kosmodroma Baykonur [Measuring complex of the Baikonur cosmodrome: collection. materials, documents, memories of veterans of the measuring complex of the Baikonur cosmodrome]. Ed. K.H. Oskanyan. Baikonur: Military unit 68526, 1999, pp. 124–181.
[15] Skovoroda-Luzin V.I. Telemetriya. Glaza i ushi glavnogo konstruktora [Telemetry. The eyes and ears of the Chief Designer]. Moscow: Overley LLC, 2009, 320 p.
[16] Pobedonostsev V.A. Ocherki istorii razvitiya otechestvennoy raketnoy radiotelemetrii (1946–2006 gg.) i mesto sistemy BRS-4 v etoy istorii [Essays on the history of the development of domestic rocket radio telemetry (1946–2006) and the place of the BRS-4 system in this history]. Moscow: Trovant, 2007, 160 p.
[17] Chuev Yu.V., Mikhaylov Yu.B., Kuz’min V.I. Prognozirovanie kolichestvennykh kharakteristik protsessov [Forecasting quantitative characteristics of processes]. Moscow: Sov. radio, 1975, 400 p.
[18] Glushkov V.M. Osnovy bezbumazhnoy informatiki [Fundamentals of paperless computer science]. Moscow: Nauka, 1987, 552 p.
[19] Nazarov A.V., Kozyrev G.I., Shitov I.V. Sovremennaya telemetriya v teorii i na praktike [Modern telemetry in theory and practice]. St. Petersburg: Science and technology, 2007, 672 p.
[20] Rubtsov V.A., Zakidkin M.N., Andreyko A.N. Apparatnye sredstva kompleksa «Rodnik» peredachi telemetricheskoy informatsii po shirokopolosnym kanalam svyazi [Hardware of the Rodnik complex for transmitting telemetric information via broadband communication channels]. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol’, diagnostika [Devices and systems. Management, control, diagnostics], 2001, no. 10, pp. 35–37.
[21] Modul’ tsifrovogo vvoda M2081. Tekhnicheskoe opisanie BLIZh.404250.004-01 TO, 2001 g. [Digital input module M2081. Technical description BLIZH.404250.004-01 TO, 2001].
[22] Modul’ M2181E1. Tekhnicheskoe opisanie BLIZh.404210.002-01 TO, 2001 g. [Module M2181E1. Technical description BLIZH.404210.002-01 TO, 2001].
[23] Bogomolov O.S., Stepkin V.S. Avtomatizirovannaya obrabotka telemetricheskoy informatsii [Automated processing of telemetric information]. Moscow: USSR Ministry of Defense, 1977, 166 p.
[24] Spravochnik po telemetrii [Handbook of telemetry]. Ed. E. Grunberg. Moscow: Mechanical Engineering, 1979, 484 p.
[25] Bassvil’ M., Vilski A., Banvenist A. Obnaruzhenie izmeneniya svoystv signalov i dinamicheskikh sistem [Detection of changes in the properties of signals and dynamic systems]. Ed. M. Basseville, A. Banvenista. Moscow: Mir, 1989, 278 p.
[26] Kargin V.A., Skorokhodov Ya.A., Nikolaev D.A., Shovkalyuk A.P. Algoritmy otsenivaniya veroyatnostnykh kharakteristik informatsionnykh protsessov po statistikam prevysheniy urovney [Algorithms for assessing the probabilistic characteristics of information processes based on statistics of level excesses]. Trudy MAI [Proceedings of MAI], 2015, v. 84, pp. 1–21.
[27] Andreev A.M., Dyachenko S.I., Makhrov K.B., Fedorenko M.Yu. Eksperimental’noe issledovanie metoda obnaruzheniya sushchestvennykh izmeneniy v telemetriruemykh parametrakh [Experimental study of a method for detecting significant changes in telemetered parameters]. Tezisy doklada v materialakh otraslevoy NTK priborostroitel’nykh organizatsiy Roskosmosa «Informatsionno-upravlyayushchie i izmeritel’nye sistemy — 2012» [Abstracts of the report in the materials of the industry scientific and technical complex of instrument-making organizations of Roscosmos «Information-control and measuring systems — 2012»], g. Korolev, Mosk. obl., 20–21 sentyabrya 2012 g. Korolev: OAO «NPO IT», 2012, pp. 11–13.
[28] Medeyros D. CompactPCI na volne Mura [CompactPCI on Moore’s wave]. Mir komp’yuternoy avtomatizatsii [World of Computer Automation], 1999, no. 2, pp. 46–48.

Author’s information

Vorontsov Valeriy Leonidovich — Cand. Sci. (Tech.), Leading specialist, of the Joint-stock company «Russian Space Systems», a762642@yandex.ru

15

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЙ ИЗУЧАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕССОВ ИЗМЕРЕНИЙ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ

178–188

УДК 681.518.22

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-178-188

Шифр ВАК 1.2.2.; 2.3.1

Е.А. Тесленко, М.Ю. Екимова

Научно-испытательный центр 4-го Государственного центрального межвидового полигона Министерства обороны Российской Федерации (полигон Капустин Яр) (4 ГЦМП МО РФ), Россия, 416550, Астраханская обл., г. Знаменск, ул. Королева, д. 1

teslenko.zhenka@yandex.ru

Рассмотрен вопрос, возникающий в процессе анализа физических систем. Приведено математическое описание состояний изучаемых объектов и процессов измерений их выходных параметров в процессе функционирования, заключающееся в установлении соответствующих математических моделей состояний, оценивании состояний и параметрической идентификации динамических систем на выбранных математических моделях по результатам измерений, получаемых в процессе испытаний и экспериментов. Установлены формы математических моделей состояний, математических моделей процессов измерений для идентификации параметров и оценивание состояний динамических систем, и сводится к определению состояний и неизвестных параметров заданных моделей. Определены оценки неизвестных параметров путем установления оптимального соответствия выбранной формы математической модели, составляющей глубину ее формализации, и параметров этой модели имеющимся априорным данным и результатам измерений. Приведено доказательство сформулированного утверждения для случая нелинейной модели состояний. Разработана математическая модель состояний динамической системы и модель измерений, представлена связь уравнений состояний и измерений в наиболее общем случае, заданная в виде аддитивной смеси полезного сигнала, описываемого нелинейным уравнением измерений и случайной помехи. Представлены исследования свойств моделей состояний и измерений с применением гауссовской и марковской аппроксимации. Рассмотрено последующее использование получаемых оценок состояний параметров динамических систем на моделях, являющихся адекватными реальным системам и процессам измерений и приведение их к условиям статистической однородности.

Ключевые слова: идентификация, параметры, динамическая система, математическая модель

Ссылка для цитирования: Тесленко Е.А., Екимова М.Ю. Математическое описание состояний изучаемых объектов и процессов измерений анализируемых физических систем // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 178–188. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-178-188

Список литературы

[1] Красовский А.А. Справочник по теории автоматического управления. М.: Наука, 1987. 712 с.
[2] Кузнецов В.И. Применимость конечномерных моделей состояния и измерений в задачах параметрической идентификации динамических систем. М.: Двойные технологии, 2008. № 2. С. 38–41.
[3] Кузовков Н.Т., Салычев О.С. Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация. М.: Машиностроение, 1982. 216 с.
[4] Ли Р. Оптимальные оценки, определение характеристик и управление. М.: Наука, 1966. 190 с.
[5] Мехра Р. Идентификация и адаптивная фильтрация Калмана // Механика, 1971. № 3. С. 34–51.
[6] Кузнецов В.И. Адаптивная фильтрация в задачах параметрической идентификации нестационарных динамических систем. М.: Двойные технологии, 2008. № 1. С. 29–34.
[7] Кротов В.Ф., Гурман В.И. Методы и задачи оптимального управления. М.: Наука, 1973. 448 с.
[8] Кукушкин С.С., Гладков И.А., Чаплинский В.С. Методы и информационные технологии контроля состояния динамических систем. М.: Хоружевский А.И., 2008. 328 с.
[9] Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Бл.Х., Кузнецов В.И. Математический анализ. М.: Наука, 1979. 720 с.
[10] Корн Г., Корн М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Мир, 1982. 831 с.
[11] Городецкий А.Я. Информационные системы. Вероятностные модели и статистические решения. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. 326 с.
[12] Венцель А.Д. Курс теории случайных процессов. М.: Наука, 1996. 400 с.
[13] Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. В 3 кн. Кн. 1. М.: Советское радио, 1974. 552 с.
[14] Королюк В.С., Портенко Н.И., Скороход А.В., Турбин А.Ф. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М.: Наука, 1985. 640 с.
[15] Тихонов В.И., Кульман А.К. Нелинейная фильтрация и квазикогерентный прием сигналов. М.: Советское радио, 1975. 704 с.
[16] Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. 624 с.
[17] Сейдж Э., Мелс Дж. Теория оценивания и ее применения в связи и управлении. М.: Связь, 1976. 496 с.
[18] Острем К.Ю. Введение в стохастическую теорию управления. М.: Мир, 1983. 322 с.
[19] Сосулин Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. М.: Советское радио, 1978. 320 с.
[20] Казаков В.А. Введение в теорию марковских процессов и некоторые радиотехнические задачи. М.: Советское радио, 1973. 232 с.
[21] Тарасюк А.Е., Мосин Е.Л. Методические указания. Методика расчета тропосферных погрешностей измерения текущих навигационных параметров летательных аппаратов. М.: Гос. комитет по стандартам, 1988. 24 с.
[22] Волков И.К., Зуев С.М. Цветкова Г.М. Случайные процессы / под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крещенко. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 448 с.
[23] Инструменты и механизмы устойчивого инновационного развития. Вып. 67 / под ред. А.А. Сукиасяна. Уфа: Аэтерна, 2022. 352 с.
[24] Тесленко Е.А., Екимова М.Ю., Баранчук Н.А. Оценивание технических характеристик динамических систем в статистически неоднородных условиях испытаний // Нейрокомпьютеры и их применение. XIX Всерос. науч. конф.: тезисы докладов. Москва, 30 марта 2021 г. М.: Изд-во Московского государственного психолого-педагогического университета, 2021. С. 104–105.
[25] Тесленко Е.А., Баранчук Н.А., Екимова М.Ю., Бахурина И.А. Прогнозирование состояний динамических систем в математических экспериментах // Проблемы повышения эффективности научной работы в оборонно-промышленном комплексе России: Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф., Знаменск, 15–16 апреля 2021 г. Астрахань: Изд-во Астраханского государственного университета имени В.Н. Татищева, 2021. 433с.
[26] Тесленко Е.А., Екимова М.Ю., Баранчук Н.А. Задачи, возникающие при обработке и анализе в процессе проведения сложных экспериментов // Нейрокомпьютеры и их применение. XIX Всерос. науч. конф.: тезисы докладов. Москва, 30 марта 2021 г. М.: Изд-во Московского государственного психолого-педагогического университета, 2021. С. 96–97.
[27] Формирование и развитие новой парадигмы науки в условиях постиндустриального общества. Коллективная монография. Т. 43. / под редакцией А.А. Сукиасяна. Уфа: Аэтерна, 2021. 204 с.
[28] Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. 712 с.
[29] Гроп Д. Методы идентификации систем. М.: Мир, 1979. 302 с.
[30] Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М.: Наука, 1966. 190 с.

Сведения об авторах

Тесленко Евгений Алексеевич — канд. техн. наук, начальник отдела науч.-испытательного центра 4-го Государственного центрального межвидового полигона Министерства обороны Российской Федерации (полигон Капустин Яр) (4 ГЦМП МО РФ), teslenko.zhenka@yandex.ru
Екимова Мария Юрьевна — канд. техн. наук, ст. науч. сотр. науч.-испытательного центра 4-го Государственного центрального межвидового полигона Министерства обороны Российской Федерации (полигон Капустин Яр) (4 ГЦМП МО РФ), mashula111@yandex.ru

MATHEMATICAL DESCRIPTION OF STUDIED OBJECTS STATES AND MEASUREMENT PROCESSES OF ANALYZED PHYSICAL SYSTEMS

E.A. Teslenko, M.Yu. Ekimova

Scientific Testing Center 4 of the State Central Interspecific Landfill of the Ministry of Defense of the Russian Federation, 1, Koroleva st., 416550, Znamensk, Astrakhan reg., Russia

teslenko.zhenka@yandex.ru

The question arising in the process of analyzing physical systems is considered, as well as a mathematical description of the studied objects states and the processes of measuring their output parameters in the process of functioning, which consists in establishing appropriate mathematical models of states, evaluating states and parametric identification of dynamic systems on selected mathematical models based on the measurements results obtained during tests and experiments. Certain forms of mathematical models of states, mathematical models of measurement processes are assumed to identify parameters and evaluate the states of dynamic systems, and be reduced to determining the states and unknown parameters of given models. Estimates of unknown parameters are determined by determining the optimal correspondence of the chosen form of the mathematical model, which determines the depth of its formalization, and the parameters of this model to the available a priori data and measurement results. It is taken into account that optimal parameter estimates can be determined for the selected mathematical model, but this does not a guarantee their suitability in cases where the model is incorrect. The proof of the formulated statement for the case of nonlinear models of states is given. A mathematical model of the states of a dynamic system and a measurement model are developed, the relationship of the equations of states and measurements in the most general case is presented, given in the form of an additive mixture of a useful signal described by a nonlinear measurement equation and random interference. Studies of the properties of state models and measurements using Gaussian and Markov approximations are presented. The subsequent use of the obtained estimates of the states of parameters of dynamic systems on models that are adequate to real systems and measurement processes and their reduction to the conditions of statistical homogeneity is considered.

Keywords: identification, parameters, dynamic system, mathematical model

Suggested citation: Teslenko E.A., Ekimova M.Yu. Matematicheskoe opisanie sostoyaniy izuchaemykh ob’ektov i protsessov izmereniy analiziruemykh fizicheskikh sistem [Mathematical description of studied objects states and measurement processes of analyzed physical systems]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 178–188. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-178-188
References

[1] Krasovskiy A.A. Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya [Handbook on the theory of automatic control]. Moscow: Nauka, 1987, 712 p.
[2] Kuznetsov V.I. Primenimost’ konechnomernykh modeley sostoyaniya i izmereniy v zadachakh parametricheskoy identifikatsii dinamicheskikh sistem [Applicability of finite-dimensional models of state and measurements in problems of parametric identification of dynamical systems]. Moscow: Dvoynye tekhnologii [Double technologies], 2008, no. 2, pp. 38–41.
[3] Kuzovkov N.T., Salychev O.S. Inertsial’naya navigatsiya i optimal’naya fil’tratsiya [Inertial navigation and optimal filtering]. Moscow: Mashinostroenie, 1982, 216 p.
[4] Li R. Optimal’nye otsenki, opredelenie kharakteristik i upravlenie [Optimal estimates, characterization and control]. Moscow: Nauka, 1966, 190 p.
[5] Mekhra R. Identifikatsiya i adaptivnaya fil’tratsiya Kalmana [Identification and adaptive Kalman filtering]. Mekhanika [Mechanics], 1971, no. 3, pp. 34–51.
[6] Kuznetsov V.I. Adaptivnaya fil’tratsiya v zadachakh parametricheskoy identifikatsii nestatsionarnykh dinamicheskikh sistem [Adaptive filtering in problems of parametric identification of non-stationary dynamical systems]. Moscow: Dvoynye tekhnologii [Double technologies], 2008, no. 1, pp. 29–34.
[7] Krotov V.F., Gurman V.I. Metody i zadachi optimal’nogo upravleniya [Methods and problems of optimal control]. Moscow: Nauka, 1973, 448 p.
[8] Kukushkin S.S., Gladkov I.A., Chaplinskiy V.S. Metody i informatsionnye tekhnologii kontrolya sostoyaniya dinamicheskikh sistem [Methods and information technologies for monitoring the state of dynamic systems]. Moscow: Khoruzhevsky A.I., 2008, 328 p.
[9] Il’in V.A., Sadovnichiy V.A., Sendov Bl.Kh., Kuznetsov V.I. Matematicheskiy analiz [Mathematical analysis]. Moscow: Nauka, 1979, 720 p.
[10] Korn G., Korn M. Spravochnik po matematike dlya nauchnykh rabotnikov i inzhenerov [Handbook of mathematics for scientists and engineers]. Moscow: Mir, 1982, 831 p.
[11] Gorodetskiy A.Ya. Informatsionnye sistemy. Veroyatnostnye modeli i statisticheskie resheniya [Information Systems. Probabilistic models and statistical solutions]. St. Petersburg: Publishing house of SPbGPU, 2003, 326 p.
[12] Ventsel’ A.D. Kurs teorii sluchaynykh protsessov [Course in the theory of random processes]. Moscow: Nauka, 1996, 400 p.
[13] Levin B.R. Teoreticheskie osnovy statisticheskoy radiotekhniki [Theoretical Foundations of Statistical Radio Engineering]. In 3 books. Book. 1. Moscow: Soviet radio, 1974, 552 p.
[14] Korolyuk V.S., Portenko N.I., Skorokhod A.V., Turbin A.F. Spravochnik po teorii veroyatnostey i matematicheskoy statistike [Tech. Handbook of Probability Theory and Mathematical Statistics]. Moscow: Nauka, 1985, 640 p.
[15] Tikhonov V.I., Kul’man A.K. Nelineynaya fil’tratsiya i kvazikogerentnyy priem signalov [Nonlinear filtering and quasicoherent signal reception]. Moscow: Soviet radio, 1975, 704 p.
[16] Tikhonov V.I. Statisticheskaya radiotekhnika [Statistical radio engineering]. Moscow: Radio and communication, 1982, 624 p.
[17] Sage E., Mels J. Teoriya otsenivaniya i ee primeneniya v svyazi i upravlenii [Theory of evaluation and its applications in communication and management]. Moscow: Radio i svyaz’ [Communication], 1976, 496 p.
[18] Ostrem K.Yu. Vvedenie v stokhasticheskuyu teoriyu upravleniya [Introduction to stochastic control theory]. Moscow: Mir, 1983, 322 p.
[19] Sosulin Yu.G. Teoriya obnaruzheniya i otsenivaniya stokhasticheskikh signalov [Theory of detection and estimation of stochastic signals]. Moscow: Soviet radio, 1978, 320 p.
[20] Kazakov V.A. Vvedenie v teoriyu markovskikh protsessov i nekotorye radiotekhnicheskie zadachi [Introduction to the theory of Markov processes and some radio engineering problems]. Moscow: Soviet radio, 1973, 232 p.
[21] Tarasyuk A.E., Mosin E.L. Metodicheskie ukazaniya. Metodika rascheta troposfernykh pogreshnostey izmereniya tekushchikh navigatsionnykh parametrov letatel’nykh apparatov [Methodical instructions. Method for calculating tropospheric errors in measuring the current navigation parameters of aircraft]. Moscow: State. standards committee, 1988, 24 p.
[22] Volkov I.K., Zuev S.M. Tsvetkova G.M. Sluchaynye protsessy [Random Processes]. Ed. V.S. Zarubin, A.P. Kreshchenko. Moscow: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman, 2006, 448 p.
[23] Instrumenty i mekhanizmy ustoychivogo innovatsionnogo razvitiya [Tools and mechanisms for sustainable innovative development]. Iss. 67. Ed. A.A. Sukiasyan. Ufa: Aeterna, 2022, 352 p.
[24] Teslenko E.A., Ekimova M.Yu., Baranchuk N.A. Otsenivanie tekhnicheskikh kharakteristik dinamicheskikh sistem v statisticheski neodnorodnykh usloviyakh ispytaniy [Estimation of technical characteristics of dynamic systems in statistically inhomogeneous test conditions]. Neyrokomp’yutery i ikh primenenie. XIX Vserossiyskaya nauchnaya konferentsiya: tezisy dokladov [Neurocomputers and their application. XIX All-Russian scientific conference: abstracts of reports]. Moscow, March 30, 2021. Moscow: Moscow State University of Psychology and Education, 2021, pp. 104–105.
[25] Teslenko E.A., Baranchuk N.A., Ekimova M.Yu., Bakhurina I.A. Prognozirovanie sostoyaniy dinamicheskikh sistem v matematicheskikh eksperimentakh [Forecasting the states of dynamic systems in mathematical experiments]. Problemy povysheniya effektivnosti nauchnoy raboty v oboronno-promyshlennom komplekse Rossii: mater. IV Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Problems of increasing the efficiency of scientific work in the military-industrial complex of Russia: mater. IV All-Russian Scientific and Practical Conference], Znamensk, April 15–16, 2021. Astrakhan: Astrakhan Tatishchev State University, 2021. 433p.
[26] Teslenko E.A., Ekimova M.Yu., Baranchuk N.A. Zadachi, voznikayushie pri obrabotke i analize v protsesse provedeniya slozhnykh eksperimentov [Problems arising during processing and analysis, in the process of complex experiments]. Neyrokomp’yutery i ikh primenenie. XIX Vserossiyskaya nauchnaya konferentsiya: tezisy dokladov [Neurocomputers and their application. XIX All-Russian scientific conference: abstracts of reports]. Moscow, March 30, 2021. Moscow: Moscow State University of Psychology and Education, 2021. P. 96–97.
[27] Formirovanie i razvitie novoy paradigmy nauki v usloviyakh postindustrial’nogo obshchestva. Kollektivnaya monografiya. T. 43 [Formation and development of a new paradigm of science in a post-industrial society. Collective monograph. T. 43]. Ed. by A.A. Sukiasyana. Ufa: Aeterna, 2021, 204 p.
[28] Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya [Handbook on the theory of automatic control]. Ed. A.A. Krasovsky. Moscow: Nauka, 1987, 712 p.
[29] Grop D. Metody identifikatsii sistem [Methods for identifying systems]. Moscow: Mir, 1979, 302 p.
[30] Eickhoff P. Osnovy identifikatsii sistem upravleniya [Fundamentals of identification of control systems]. Moscow: Nauka, 1966, 190 p.

Authors’ information

Teslenko Evgeny Alekseevich — Cand. Sci. (Tech.), Head of the Department of the Scientific Testing Center of the 4th State Central Interspecific Polygon of the Ministry of Defense of the Russian Federation, teslenko.zhenka@yandex.ru
Ekimova Mariya Yur’evna — Cand. Sci. (Tech.), Senior researcher at the Research and Testing Center of the 4th State Central Interspecific Landfill of the Ministry of Defense of the Russian Federation, mashula111@yandex.ru

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

16

ВИХРЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛА И ХОЛОДА

189–198

УДК 536.248.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-189-198

Шифр ВАК 2.3.3

А.Н. Шульц

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

shultsalek@mail.ru

Рассмотрены возможности создания холодильной машины на основе испарительно-конденсационного цикла с использованием физических процессов, протекающих в тепловых трубах и абсорбционных холодильных машинах исходя из опыта исследования тепло- и массообмена при запуске тепловых труб из замороженного состояния теплоносителя. Выявлены вихревые структуры в паровом канале, создающие реальные границы, в пределах которых происходит формирование нестационарного парокапельного потока. Установлено, что поток влажного пара перемещается под влиянием вихревых структур, изменяющихся по интенсивности и направлению вращения. Предложены варианты построения испарительно-конденсационных теплообменников по принципу термодинамического цикла холодильной машины, рекомендуемые для использования при утилизации тепловых ресурсов, полученных при производстве холода или тепла в тепловых насосах.

Ключевые слова: испарение, конденсация, холодильник, тепловая труба, абсорбция, вихрь

Ссылка для цитирования: Шульц А.Н. Вихревой теплообменник для производства тепла и холода // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 189–198. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-189-198

Список литературы

[1] Васильев Л.Л. Тепловые трубы для нагрева и охлаждения грунта // Инженерно-физический журнал, 1987. Т. 52. № 4. С. 676–687.
[2] Патент № 2031347 Российская Федерация, 6F 28 D 1502. Тепловая труба / В.Н. Харченко и др. № 4949383/06; опубл. 20.03.95, Бюл. № 8. 5 с.
[3] Афанасьев А.С., Полушкин В.М., Соболев В.А., Суслов В.М., Котов Ю.Т., Знаменская Т.Д. Влияние внешней воздействующей вибрации на микроэлектромеханические системы-акселерометры // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 5. С. 138–143.
[4] Ван Ойен X., Хогендорн К.Дж. Расчеты течения пара в плоской тепловой трубе // Ракетная техника и космонавтика, 1979. Т. 17. № 11. С. 122–132.
[5] Шифрин К.С., Голиков В.И. Определение спектра капель методом малых углов // Труды 6-й межведомственной конференции по исследованию облаков, осадков и грозового электричества АН СССР, 1960. С. 2–33
[6] Hannes H. Inerferometrische Messung der thermishen Energie von elektrischen Funken // Forschung auf dem Gebiet des Ingenieurwesens A, 1963, no. 29, pp. 169-175.
[7] Варапаев В.Н., Ягодкин В.И. Об устойчивости течения в каналах с проницаемыми стенками // Механика жидкости и газа, 1969. № 5. С. 91–95.
[8] Варапаев В.Н. Течение вязкой жидкости в начальном участке плоского канала с пористыми стенками // Механика жидкости и газа, 1969. № 4. С. 179–181.
[9] Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. С. 31–32.
[10] Шульц А.Н. Определение энтальпии неравновесного парового потока // Труды 4-й Рос. нац. конф. по теплообмену. Москва, 23–27 октября 2006 г. Т. 5. М.: Изд-во МЭИ, 2006. С. 329–332.
[11] Павлов П.А. Динамика вскипания сильно перегретых жидкостей / под ред. В.П. Скрипова. Свердловск: Изд-во АН СССР, 1988. 243 с.
[12] Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкости. М.: Изд-во АН СССР, 1945. С. 4–29
[13] Хуфшмидт В., Бурк Е., Кола Г., Хофман Г. Влияние касательных напряжений, возникающих при движении пара, на ламинарный поток жидкости в капиллярах тепловых труб // Тепловые трубы. М.: Мир, 1972. 203 с.
[14] Воропаев В.Н., Ягодкин В.И. Об устойчивости некоторых непараллельных течений вязкой несжимаемой жидкости в канале // Механика жидкости и газа, 1970. Вып. № 4. С. 125–129.
[15] Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергия, 1968. 423 с.
[16] Пожилов А.А., Зайцев Д.К., Смирнов Е.М., Смирновский А.А. Численное моделирование тепломассопереноса в трехмерной модели испарителя контурной тепловой трубы // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки, 2017. Т. 10. № 3. С. 52–63. DOI: 10 18721/JPM/10305
[17] Ponapan R., Leland J.E. Rotating heat pipe for cooling of rotor in advanced generators // 6th Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, 1994, no. 6, pp. 1–10. DOI:10.2514/6.1994-2033
[18] Бараненко А.В., Бухарин Н.Н., Пекарев В.И., Сакун И.А. Холодильные машины / под ред. Л.С. Тимофеевского. СПб.: Политехника, 1997. 992 с.
[19] Геннадий Соловьев «Наша центрифуга нужна американцам» // Атомная энергия, 11 июня 2011. URL: https://www.atomic-energy.ru/interviews/2015/05/06/23342 (дата обращения 02.10. 2022).
[20] Мастеров В.Б., Глебов А.А., Краснобородько А.Б., Батеев С.В. Концептуальный подход к анализу риска использования ядерных материалов в неэнергетических целях // Эффективное антикризисное управление, 2012. № 5 (74). С. 92.
[21] Саткевич А.А. Абсорбционная холодильная установка. Л.: Транспечать, 1930. 112 с.
[22] Бадылькес И.С. Рабочие вещества холодильных машин. М.: Пищепромиздат, 1952. С. 228.
[23] Бадылькес И.С. Рабочие вещества и процессы холодильных машин. М.: Госторгиздат, 1962. С. 30–184.
[24] Бошнякович Ф. Техническая термодинамика, Ч. II. М.; Л.: Госэнергонздат, 1956. С. 20–42.
[25] Смирнов А.Ю., Гусев В.Е., Сулаберидзе Г.А., Невиница В.А., Фомиченко П.А. Анализ влияния ограничений по изотопам 232, 234, 236U в товарном НОУ на выбор способов обогащения регенерата урана в каскадах центрифуг // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2020. № 1. С. 87–96.
[26] Галка Г.А., Стрельцов А.В. Теоретический обзор авторефрижераторов и режимов их работы // Молодой ученый, 2018. № 31 (217). С. 7–11.
[27] Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971. 22 с.
[28] Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Авт. Свидетельство № 124063 от 24.08.1969. С. 4–8.
[29] Fukuda М., Tsuchiya F., Ryokai К., Mochizuki М., Mashiko К. Development of artificial permafrost storage using heat pipes // The 3rd International Heat Pipe Symposium. Tsukuba, 1988, pp. 285–289.
[30] Шульц А.Н. Мониторинг низкопотенциальных тепловых ресурсов и решение проблем их утилизации // Труды III РНКТ. М.: Изд-во МЭИ, 2002. С. 131–133.

Сведения об авторе

Шульц Александр Николаевич — д-р техн. наук, профессор кафедры «Высшая математика и физика» МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), shults@mail.ac.ru

VORTEX HEAT EXCHANGER FOR HEAT AND COLD GENERATION

A.N. Shults

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

shultsalek@mail.ru

The possibility of creating a refrigerating machine based on the evaporation-condensation cycle, which uses the physical processes of an absorption refrigerating machine and a heat pipe, is considered. The experience gained in the field of heat and mass transfer research when starting TT from the frozen state of the coolant is used in the work. Vortex structures in the steam channel are revealed, creating real boundaries within which the formation of a non-stationary vapor-droplet flow occurs. The flow of wet steam occurs under the influence of vortex structures that vary in intensity and direction of rotation. The design scheme of the hydrodynamic flow pattern should use a two-phase flow model and real boundaries created by vortex structures.

Keywords: evaporation, condensation, refrigerator, heat pipe, absorption, vortex

Suggested citation: Shults A.N. Vikhrevoy teploobmennik dlya proizvodstva tepla i kholoda [Vortex heat exchanger for heat and cold generation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 189–198. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-189-198

References

[1] Vasil’ev L.L. Teplovye truby dlya nagreva i okhlazhdeniya grunta [Heat pipes for heating and cooling the soil]. Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal [Engineering and Physical J.], 1987, t. 52, no. 4, pp. 676–687.
[2] Patent № 2031347 RF, 6F 28 D 1502. Teplovaya truba [Heat pipe]. V.N. Kharchenko et al. RF no. 4949383 06, publ. 20.03.95, bull. no. 8, 5 p.
[3] Afanasev A.S., Polushkin V.M., Sobolev V.A., Suslov V.M., Kotov Y.T., Znamenskaya T.D. Vliyanie vneshney vozdeystvuyushchey vibratsii na mikroelektromekhanicheskie sistemy-akselerometry [Influence of external vibration on microelectromechanical converters of linear acceleration]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 5, pp. 138–143. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-5-138-143
[4] Van Oyen X., Khogendorn K.Dzh. Raschety techeniya para v ploskoy teplovoy trube [Calculations of steam flow in a flat heat pipe]. Raketnaya tekhnika i kosmonavtika [Rocket technology and cosmonautics], 1979, v. 17, no. 11, pp. 122–132.
[5] Shifrin K.S., Golikov V.I. Opredelenie spektra kapel’ metodom malykh uglov [Determination of the spectrum of droplets by the small angle method]. Trudy 6-y mezhvedomstvennoy konferentsii po issledovaniyu oblakov, osadkov i grozovogo elektrichestva AN SSSR [Proceedings of the 6th Interdepartmental Conference on the Cloud Research, Precipitation and Thunderstorm Electricity of the USSR Academy of Sciences], 1960, pp. 2–33.
[6] Hannes H. Inerferometrische Messung der thermishen Energie von elektrischen Funken. Forschung auf dem Gebiet des Ingenieurwesens A, 1963, no. 29, pp. 169–175.
[7] Varapaev V.N., Yagodkin V.I. Ob ustoychivosti techeniya v kanalakh s pronitsaemymi stenkami [On the stability of flow in channels with permeable walls]. Mekhanika zhidkosti i gaza [Mechanics of liquid and gas], 1969, no. 5, pp. 91–95.
[8] Varapaev V.N. Techenie vyazkoy zhidkosti v nachal’nom uchastke ploskogo kanala s poristymi stenkami [Flow of a viscous fluid in the initial section of a flat channel with porous walls]. Mekhanika zhidkosti i gaza [Mechanics of liquid and gas], 1969, no. 4, pp. 179–181.
[9] Abramovich G.N. Prikladnaya gazovaya dinamika [Applied gas dynamics]. Moscow: Nauka, 1969, pp. 31–32.
[10] Shul’ts A.N. Opredelenie ental’pii neravnovesnogo parovogo potoka [Determination of the enthalpy of a nonequilibrium steam flow]. Trudy 4-y Ros. nats. konf. po teploobmenu [Proceedings of the 4th Ros. national conf. on heat exchange]. Moscow, October 23–27, 2006. Moscow: MPEI, 2006, t. 5, pp. 329–332.
[11] Pavlov P.A. Dinamika vskipaniya sil’no peregretykh zhidkostey [Dynamics of boiling of highly superheated liquids]. Ed. V.P. Skripova. Sverdlovsk: USSR Academy of Sciences, 1988, 243 p.
[12] Frenkel’ Y.I. Kineticheskaya teoriya zhidkosti [Kinetic theory of liquid]. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1945, pp. 4–29.
[13] Khufshmidt V., Burk E., Kola G., Khofman G. Vliyanie kasatel’nykh napryazheniy, voznikayushchikh pri dvizhenii para, na laminarnyy potok zhidkosti v kapillyarakh teplovykh trub [The influence of tangential stresses arising during the movement of steam on the laminar flow of liquid in the capillaries of heat pipes]. Teplovye truby [Heat Pipes]. Moscow: Mir, 1972, 203 p.
[14] Voropaev V.N., Yagodkin V.I. Ob ustoychivosti nekotorykh neparallel’nykh techeniy vyazkoy neszhimaemoy zhidkosti v kanale [On the stability of some non-parallel flows of a viscous incompressible fluid in a channel]. Mekhanika zhidkosti i gaza [Mechanics of Liquid and Gas], 1970, no. 4, pp. 125–129.
[15] Deych M.E., Filippov G.A. Gazodinamika dvukhfaznykh sred [Gas dynamics of two-phase media]. Moscow: Energy, 1968, 423 p.
[16] Pozhilov A.A., Zaytsev D.K., Smirnov E.M., Smirnovskiy A.A. Chislennoe modelirovanie teplomassoperenosa v trekhmernoy modeli isparitelya konturnoy teplovoy truby [Numerical modeling of heat and mass transfer in a three-dimensional model of a loop heat pipe evaporator]. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPBGPU. Fiziko-matematicheskie nauki [Scientific and Technical Journal of St. Petersburg State Polytechnic University. Physics and Mathematics], 2017, v. 10, no. 3, pp. 52–63. DOI: 10 18721/JPM/10305
[17] Ponapan R., Leland J.E. Rotating heat pipe for cooling of rotor in advanced generators. 6th Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, 1994, no. 6, pp. 1–10. DOI:10.2514/6.1994-2033
[18] Baranenko A.V., Bukharin N.N., Pekarev V.I., Sakun I.A. Kholodil’nye mashiny [Refrigerating machines]. Ed. L.S. Timofeevsky. St. Petersburg: Politekhnika, 1997, 992 p.
[19] Solov’ev G. Nasha tsentrifuga nuzhna amerikantsam [Americans need our centrifuge]. Atomnaya energiya [Atomic Energy], June 11, 2011. Available at: https://www.atomic-energy.ru/interviews/2015/05/06/23342 (accessed 02.10.2022).
[20] Masterov V.B., Glebov A.A., Krasnoborod’ko A.B., Bateev S.V. Kontseptual’nyy podkhod k analizu riska ispol’zovaniya yadernykh materialov v neenergeticheskikh tselyakh [Conceptual approach to analyzing the risk of using nuclear materials for non-energy purposes]. Effektivnoe antikrizisnoe upravlenie [Effective anti-crisis management], 2012, no. 5 (74), p. 92
[21] Satkevich A.A. Absorbtsionnaya kholodil’naya ustanovka [Absorption refrigeration unit]. Leningrad: Transpechat, 1930, 112 p.
[22] Badyl’kes I.S. Rabochie veshchestva kholodil’nykh mashin [Working substances of refrigeration machines]. Moscow: Pishchepromizdat, 1952, p. 228.
[23] Badyl’kes I.S. Rabochie veshchestva i protsessy kholodil’nykh mashin [Working substances and processes of refrigeration machines]. Moscow: Gostorgizdat, 1962, pp. 30–184.
[24] Boshnyakovich F. Tekhnicheskaya termodinamika [Technical thermodynamics], Part II. Moscow–Leningrad: Gosenergonzdat, 1956, pp. 20–42.
[25] Smirnov A.Yu., Gusev V.E., Sulaberidze G.A., Nevinitsa V.A., Fomichenko P.A. Analiz vliyaniya ogranicheniy po izotopam 232, 234, 236U v tovarnom NOU na vybor sposobov obogashcheniya regenerata urana v kaskadakh tsentrifug [Analysis of the influence of restrictions on 232, 234, 236U isotopes in commercial LEU on the choice of methods for enriching uranium reclaim in centrifuge cascades]. Voprosy atomnoy nauki i tekhniki. Seriya: Fizika yadernykh reaktorov [Questions of Atomic Science and Technology. Series: Physics of Nuclear Reactors], 2020, no. 1, pp. 87–96.
[26] Galka G.A., Strel’tsov A.V. Teoreticheskiy obzor avtorefrizheratorov i rezhimov ikh raboty [Theoretical review of refrigerated trucks and their operating modes]. Molodoy uchenyy [Young scientist], 2018, no. 31 (217), pp. 7–11.
[27] Kasatkin A.G. Osnovnye protsessy i apparaty khimicheskoy tekhnologii [Basic processes and apparatuses of chemical technology]. Moscow: Chemistry, 1971, 22 p.
[28] Kasatkin A.G. Osnovnye protsessy i apparaty khimicheskoy tekhnologii [Basic processes and apparatuses of chemical technology]. Auto. Certificate no. 124063 dated 08/24/1969, pp. 4–8.
[29] Fukuda M., Tsuchiya F., Ryokai K., Mochizuki M., Mashiko K. Development of artificial permafrost storage using heat pipes. The 3rd International Heat Pipe Symposium. Tsukuba, 1988, pp. 285–289.
[30] Shults A.N. Monitoring nizko-potentsial’nykh teplovykh resursov i reshenie problem ikh utilizatsii [Monitoring of low-potential thermal resources and solving problems of their utilization]. Tudy III RNKT [Tudy III RNKT]. Moscow: Publishing house MPEI, 2002, pp. 131–133.

Author’s information

Shul’ts Aleksandr Nikolaevich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), shultsalek@mail.ru

17

РЕГИСТРАЦИЯ, ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИИ С ЭЛЕКТРОСЕЙСМОКАРДИОБЛОКА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ РЕСПИРАТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

199–207

УДК 612.171.1; 681.2.083

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-199-207

Шифр ВАК 1.2.2.; 2.3.1

М.Е. Рулев1, 2, В.М. Ачильдиев1, 2

1ОАО «Научно-производственное объединение ГЕОФИЗИКА-НВ» (НПО ГЕОФИЗИКА-НВ), Россия, 107076, Москва,
ул. Матросская Тишина, д. 23, стр. 2
2ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследова- тельский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

maxxim98@yandex.ru

Изложена методика регистрации кардиосигналов и респираторных циклов по сигналам электросейсмокардиоблока. Установлено, что все типы сигналов, регистрируемых электросейсмокардиоблоком, несут в себе информацию о дыхательном процессе человека. Выбраны информационные каналы электросейсмокардиоблока, которые необходимы для оценки функционального состояния по биофизическим сигналам. Выполнено сравнение характеристик дыхательных огибающих, полученных по разным биофизическим сигналам. Предложены функциональные соотношения для определения параметров респираторных циклов. Вычислены и проанализированы знаки приращений характерных параметров дыхания. Представлены табличные результаты оценки вариабельности респираторных циклов по показателям коэффициентов вариации. Выявлено, что приращения таких параметров дыхания, как периоды, продолжительности вдохов и площади, заключенные под кривыми дыхательных циклов, совпадают в наибольшем числе случаев по всем типам сигналов, при этом величины таких параметров обладают наибольшими показателями вариабельности.

Ключевые слова: электрокардиография, сейсмокардиография, гирокардиография, электросейсмокардиоблок, респираторный цикл, вариабельность

Ссылка для цитирования: Рулев М.Е., Ачильдиев В.М. Регистрация, обработка и анализ информации с электросейсмокардиоблока для диагностики респираторных заболеваний // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 199–207. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-199-207

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] Paukkunen M. Seismocardiography: Practical implementation and feasibility // Aalto University publication series Doctoral Dissertations, 2014, 46 p.
[3] Lehtonen E., Saraste A., Tuominen J., Koskinen J., Teräs M., Airaksinen J., Pänkäälä M., Koivisto T. Gyrocardiography: A New Noninvasive Monitoring Method for the Assessment of Cardiac Mechanics and the Estimation of Hemodynamic Variables // Scientific Reports, 2017, v. 7(1), pp. 1–11. DOI: 10.1038/s41598-017-07248-y
[4] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Soldatenkov V.A., Yevseyeva YU.N., Gruzevich YU.K., Levkovich A.D., Basarab M.A., Konnova N.S. Cardioseismometer unit based on micromechanical sensors // 25th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 28–30 May, 2018, Saint Petersburg, Russia, pp. 272–281. DOI: 10.23919/ICINS.2018.8405892
[5] D’Mello Y., Skoric J., Xu S., Roche P.J.R., Plant D.V., Lortie M., Gagnon S. Real-time cardiac beat detection and heart rate monitoring from combined seismocardiography and gyrocardiography // Sensors, 2019, v. 19(16), pp. 1–19. DOI: 10.3390/s19163472
[6] Sieciński S., Kostka P.S., Tkacz E.J. Gyrocardiography: A review of the definition, history, waveform description, and applications // Sensors, 2020, v. 20(22), pp. 1–30. DOI: 10.3390/s20226675
[7] Sieciński S., Kostka P.S., Tkacz E.J. Heart rate variability analysis on electrocardiograms, seismocardiograms and gyrocardiograms on healthy volunteers // Sensors, 2020, v. 20(16), pp. 1–16. DOI:10.3390/s20164522
[8] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Komarova M.N., Rulev M.E., Yevseyeva YU.N., Uspenckiy V.M., Gruzevich YU.K. Gyrocardiography unit for non-invasive human diseases diagnosis // 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 25–27 May, 2020, Saint Petersburg, Russia, pp. 1–7. DOI: 10.23919/ICINS43215.2020.9133891
[9] Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Евсеева Ю.Н., Балдин А.В., Спасенов А.Ю., Кучеров К.В., Рулев М.Е., Шабаев Р.Г., Бедро Н.А. Способ неинвазивного определения биофизических сигналов. Пат. № 2761741 РФ, заявитель и патентообладатель ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», ООО «АРК Системс», 2021. Бюл. № 35.
[10] 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.
[11] Achil’diyev V.M., Gruzevich YU.K., Soldatenkov V.A., Bedro N.A., Evseeva YU.N., Komarova M.N., Rulev M.E., Uspensky V.M. Electroseismogyrocardiography system for human diseases screening // Nanoindustry, 2020, no. S5–2, v. 13, pp. 583–593.
[12] Klum M., Urban M., Tigges T., Pielmus A., Feldheiser A., Schmitt T., Orglmeister R. Wearable Cardiorespiratory Monitoring Employing a Multimodal Digital Patch Stethoscope: Estimation of ECG, PEP, LVET and Respiration Using a 55 mm Single-Lead ECG and Phonocardiogram // Sensors, 2020, v. 20(27), pp. 1–21. DOI: 10.3390/s20072033
[13] Sayers B.M. Analysis of heart rate variability // Ergonomics, 1973, v. 16(1), pp. 17–32. DOI: 10.1080/00140137308924479
[14] Рулев М.Е, Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Бедро Н.А. Первичная обработка биофизических сигналов электросейсмокардиоблока // Сб. тр. XXIX Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, 30 мая–01 июня 2022 г. СПб.: Изд-во Концерна «Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 2022. С. 26–29.
[15] 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.
[16] 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 междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, 27–29 мая 2019 г. СПб.: Изд-во Концерна «Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 2019. С. 233–236.
[17] 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.
[18] Delphi – Embarcadero Website. URL: https:// www.embarcadero.com/ru/products/delphi (дата обращения 02.11.2022).
[19] Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989. 540 с.
[20] Paukkunen M, Linnavuo M. Sepponen R. A Portable Measurement System for the Superior-Inferior Axis of the Seismocardiogram // J. of bioengineering and biomedical science, 2013, pp. 1–4. DOI: 10.4172/2155-9538.1000123
[21] Санюкевич Л.И. Краткий словарь физиологических терминов. Минск: Вышэйшая школа, 1992. 206 с.
[22] Рулев М.Е, Ачильдиев В.М. Регистрация и методы обработки биофизических сигналов для неинвазивной диагностики заболеваний человека // Ежегодная нац. науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана по итогам научно-исследовательских работ за 2021 г., Мытищи, Мытищинский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, 31 января–2 февраля, 2022 г. / под ред. В.Г. Санаева. Красноярск, 2022. С. 150–152.
[23] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Gruzevich YU.K., Evseeva YU.N., Komarova M.N., Rulev M.E., Soldatenkov V.A., Uspensky V.M. Gyrocardiography as a method of non-invasive diagnosis of diseases // Nanoindustry, 2020, no. S96–296, pp. 381–388.
[24] MATLAB – MathWorks – MATLAB & Simulink Website. URL: https://www.mathworks.com/products/matlab.html (дата обращения 05.11.2022).
[25] Баевский Р.М., Черникова А.Г. Анализ вариабельности сердечного ритма: физиологические основы и основные методы проведения // Cardiometry, 2017. № 10. С. 66–76.

Сведения об авторах

Рулев Максим Евгеньевич — аспирант (ассистент), ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), инженер I кат., ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», maxxim98@yandex.ru
Ачильдиев Владимир Михайлович — канд. техн. наук, гл. конструктор микронаноэлектромеханических систем, ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ», glmnems@gmail.com

REGISTRATION, PROCESSING AND ANALYSIS OF INFORMATION FROM ELECTROSEISMOCARDIOGRAPHY SYSTEM FOR RESPIRATORY DISEASES DIAGNOSTICS

M.E. Rulev1, 2, V.M. Achildiev1, 2

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 method of registration of cardio signals and respiratory cycles according to the signals of the electroseismocardiography unit is outlined. It has been established that all types of signals recorded by the electroseismocardiography unit carry information about the human respiratory process. The necessary information channels of the electroseismocardiography unit were selected, which are necessary for assessing the functional state by biophysical signals. A comparison of the characteristics of respiratory envelopes obtained from different biophysical signals is performed. Functional relationships for determining the parameters of respiratory cycles are proposed. Signs of increments of characteristic parameters of respiration are calculated and analyzed. The tabular results of the assessment of the variability of respiratory cycles by indicators of coefficients of variation are presented. It is revealed that the increments of such breathing parameters as periods, duration of breaths and areas enclosed under the curves of respiratory cycles coincide in the largest number of cases for all types of signals, while the values of such parameters have the highest variability indicators.

Keywords: electrocardiography, seismocardiography, gyrocardiography, electroseismocardiography unit, respiratory cycle, variability

Suggested citation: Rulev M.E., Achildiev V.M. Registraciya, obrabotka i analiz informacii s ehlektroseismokardiobloka dlya diagnostiki respiratornyh zabolevanij [Registration, processing and analysis of information from electroseismocardiography system for respiratory diseases diagnostics]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 199–207. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-199-207

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] Paukkunen M. Seismocardiography: Practical implementation and feasibility. Aalto University publication series Doctoral Dissertations, 2014, 46 p.
[3] Lehtonen E., Saraste A., Tuominen J., Koskinen J., Teräs M., Airaksinen J., Pänkäälä M., Koivisto T. Gyrocardiography: A New Noninvasive Monitoring Method for the Assessment of Cardiac Mechanics and the Estimation of Hemodynamic Variables. Scientific Reports, 2017, v. 7(1), pp. 1–11. DOI: 10.1038/s41598-017-07248-y
[4] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Soldatenkov V.A., Yevseyeva YU.N., Gruzevich YU.K., Levkovich A.D., Basarab M.A., Konnova N.S. Cardioseismometer unit based on micromechanical sensors. 25th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 28–30 May, 2018, Saint Petersburg, Russia, pp. 272–281. DOI: 10.23919/ICINS.2018.8405892
[5] D’Mello Y., Skoric J., Xu S., Roche P.J.R., Plant D.V., Lortie M., Gagnon S. Real-time cardiac beat detection and heart rate monitoring from combined seismocardiography and gyrocardiography. Sensors, 2019, v. 19(16), pp. 1–19. DOI: 10.3390/s19163472
[6] Sieciński S., Kostka P.S., Tkacz E.J. Gyrocardiography: A review of the definition, history, waveform description, and applications. Sensors, 2020, v. 20(22), pp. 1–30. DOI: 10.3390/s20226675
[7] Sieciński S., Kostka P.S., Tkacz E.J. Heart rate variability analysis on electrocardiograms, seismocardiograms and gyrocardiograms on healthy volunteers. Sensors, 2020, v. 20(16), pp. 1–16. DOI:10.3390/s20164522
[8] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Komarova M.N., Rulev M.E., Yevseyeva YU.N., Uspenckiy V.M., Gruzevich YU.K. Gyrocardiography unit for non-invasive human diseases diagnosis. 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 25–27 May, 2020, Saint Petersburg, Russia, pp. 1–7. DOI: 10.23919/ICINS43215.2020.9133891
[9] Achil’diyev V.M., Gruzevich YU.K., Yevseyeva YU.N., Baldin A.V., Spasenov A.YU., Kucherov K.V., Rulev M.E., Shabayev R.G., Bedro N.A. Sposob neinvazivnogo opredeleniya biofizicheskikh signalov [Method of non-invasive determination of biophysical signals]. Pat. 2761741 of the Russian Federation, applicant and patent holder of SPU «Geophizika-NV», LLC «ARK Sistems», 2021, bul. no. 35.
[10] 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.
[11] Achil’diyev V.M., Gruzevich YU.K., Soldatenkov V.A., Bedro N.A., Evseeva YU.N., Komarova M.N., Rulev M.E., Uspensky V.M. Electroseismogyrocardiography system for human diseases screening. Nanoindustry, 2020, no. S5–2, v. 13, pp. 583–593.
[12] Klum M., Urban M., Tigges T., Pielmus A., Feldheiser A., Schmitt T., Orglmeister R. Wearable Cardiorespiratory Monitoring Employing a Multimodal Digital Patch Stethoscope: Estimation of ECG, PEP, LVET and Respiration Using a 55 mm Single-Lead ECG and Phonocardiogram. Sensors, 2020, v. 20(27), pp. 1–21. DOI: 10.3390/s20072033
[13] Sayers B.M. Analysis of heart rate variability. Ergonomics, 1973, v. 16(1), pp. 17–32. DOI: 10.1080/00140137308924479
[14] Rulev M.E, Achil’diev V.M., Gruzevich Yu.K., Bedro N.A. Pervichnaya obrabotka biofizicheskikh signalov elektroseysmokardiobloka [Primary processing of biophysical signals of an electroseismocardiography unit]. 29-th Saint Petersburg international conference on integrated navigation systems (ICINS), 2022, pp. 26–29.
[15] 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.
[16] 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.
[17] 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, bul. 4.
[18] Delphi – Embarcadero Website. Available at: https://www.embarcadero.com/ru/products/delphi (accessed 02.11.2022).
[19] Bendat. J., Piersol. A. Random data: analysis and measurement procedures. New York, Wiley-Interscience, 1971, 407 p.
[20] Paukkunen, M, Linnavuo, M. Sepponen, R. A Portable Measurement System for the Superior-Inferior Axis of the Seismocardiogram. J. of bioengineering and biomedical science, 2013, pp. 1–4. DOI: 10.4172/2155-9538.1000123
[21] Sanyukevich L.I. Kratkiy slovar’ fiziologicheskikh terminov [A short dictionary of physiological terms]. Minsk: Hight School, 1992, 206 p.
[22] Rulev M.E, Achil’diev V.M. Registratsiya i metody obrabotki biofizicheskikh signalov dlya neinvazivnoy diagnostiki zabolevaniy cheloveka [Registration and methods of processing biophysical signals for non-invasive diagnosis of human diseases]. Annual National Scientific and Technical Conference of the teaching staff, postgraduates and students of the Mytishchi branch of the Bauman Moscow State Technical University based on the results of research works for 2021. Conference materials. Under the general editorship of Sanaev V.G. Krasnoyarsk, 2022, pp. 150–152.
[23] Achil’diyev V.M., Bedro N.A., Gruzevich YU.K., Evseeva YU.N., Komarova M.N., Rulev M.E., Soldatenkov V.A., Uspensky V.M. Gyrocardiography as a method of non-invasive diagnosis of diseases. Nanoindustry, 2020, no. S96–296, pp. 381–388.
[24] MATLAB – MathWorks – MATLAB & Simulink Website. Available at: https://www.mathworks.com/products/matlab.html (accessed 05.11.2022).
[25] Baevskiy R.M., Chernikova A.G. Analiz variabel’nosti serdechnogo ritma: fiziologicheskie osnovy i osnovnye metody provedeniya [Analysis of heart rate variability: physiological bases and basic methods of conducting]. Cardiometry, 2017, v. 10, pp. 66–76.

Authors’ information

Rulev Maksim Evgenyevich — pg. of the BMSTU (Mytishchi branch), Engineer 1-st category of the «Scientific Production Unity GEOPHIZIKA-NV» Stock Company, maxxim98@yandex.ru
Achil’diev Vladimir Mikhaylovich — Cand. Sci. (Tech.), Chief designer of micronanoelectromechanical systems of the «Scientific Production Unity GEOPHIZIKA-NV» Stock Company, glmnems@gmail.com