Распечатать страницу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

1

ОПЫТ СОЗДАНИЯ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР НА МИКРОПОВЫШЕНИЯХ ПРИ ЭКСКАВАТОРНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ

5–16

УДК 630*232

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-5-16

EDN: WOREBI

Шифр ВАК 4.1.3; 4.1.6

А.С. Ильинцев^{1, 2}, Е.Н. Наквасина^{1, 2}, А.П. Богданов^{1, 2}, А.А. Парамонов¹

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 лесных культур, созданных на микроповышениях точечного типа, в условиях Двинско-Вычегодского таежного района. Проведено натурное обследование 17 лесокультурных площадей, где заложили учетные площадки для оценки качества лесных культур и обработки почвы, изучив водно-физические свойства в корнеобитаемом слое в микроповышениях и пасеках, где не было обработки почвы. Установлено, что густота лесных культур в целом соответствует нормативным показателям, заложенным в проектах искусственного лесовосстановления. Определена приживаемость лесных культур, созданных посадочным материалом с закрытой и открытой корневой системой, которая изменяется от 72 до 100 %. Самое высокое значение приживаемости приходится на первый год создания лесных культур сеянцами сосны с закрытой корневой системой, на участках двух- и трехлетних культур приживаемость несколько ниже, особенно при посадке сеянцев ели с открытыми корнями. Приведены результаты корреляционного анализа, показавшего, что наибольшее влияние на приживаемость сеянцев с открытыми корнями оказала влажность почвы (ρ = –0,894, p = 0,04). Проанализирована связь между приживаемостью сеянцев и физическими свойствами почвы в посадочных местах. Приведено сравнение свойств почвы в корнеобитаемом слое в микроповышениях и на пасеке, где не проводилась обработка почвы. Выявлено, что плотность сложения почвы в микроповышениях выше на 8 %, а влажность ниже на 11,4 %. Установлено, что это приводит к снижению общей пористости и повышению пористости аэрации в корнеобитаемом слое почвы в микроповышениях. Показано, что обработка почвы путем создания микроповышений с помощью экскаваторов в условиях Севера обеспечивает достаточно благоприятные водно-воздушные свойства посадочных мест для создания лесных культур посадочным материалом сосны и ели как с закрытой, так и открытой корневой системой.

Ключевые слова: сплошные вырубки, экскаваторная обработка почвы, физические свойства почвы, лесные культуры, густота, приживаемость

Ссылка для цитирования: Ильинцев А.С., Наквасина Е.Н., Богданов А.П., Парамонов А.А. Опыт создания лесных культур на микроповышениях при экскаваторной обработке почвы // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 5–16. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-5-16

Список литературы

[1] Simonsen R., Rosvall O., Gong P., Wibe S. Profitability of measures to increase forest growth // Forest Policy and Economics, 2010, v. 12, no. 6, pp. 473–482.

[2] Sikström U., Hjelm K., Hanssen K.H., Saksa T., Wallertz K. Influence of mechanical site preparation on regeneration success of planted conifers in clearcuts Fennoscandia – a review // Silva Fennica, 2020, v. 54, no. 2, pp. 1–35. https://doi.org/10.14214/sf.10172

[3] Jansson G., Hansen J.K, Haapanen M., Kvaalen H., Steffenrem A. The genetic and economic gains from forest tree breeding programmes in Scandinavia and Finland // Scandinavian J. of Forest Research, 2017, v. 32, no. 4, pp. 273–286.

[4] Häggström B., Domevscik M., Öhlund J., Nordin A. Survival and growth of Scots pine (Pinus sylvestris) seedlings in north Sweden: effects of planting position and arginine phosphate addition // Scandinavian J. of Forest Research, 2021, v. 36, no. 6, pp. 423–433. https://doi.org/10.1080/02827581.2021.1957999

[5] Luoranen J., Laine T., Saksa T. Field performance of sand-coated (Conniflex®) Norway spruce seedlings planted in mounds made by continuously advancing mounder and in undisturbed soil // Forest Ecology and Management, 2022, v. 517, pp. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120259

[6] Ramantswana M., Guerra S.P.S., Ersson B.T. Advances in the mechanization of regenerating plantation forests: a review // Curr. For. Rep., 2020, v. 6, no. 2, pp. 143–158. https://doi.org/10.1007/s40725-020-00114-7

[7] Örlander G., Gemmel P., Hunt J. Site preparation: A Swedish overview (No. 105). BC Ministry of Forests, 1990, 62 p.

[8] Burton P., Bedford L., Goldstein M., Osberg M. Effects of disk trench orientation and planting spot position on the ten-year performance of lodgepole pine // New For., 2000, v. 20, no. 1, pp. 23–44

[9] Langvall O., Nilsson U., Örlander G. Frost damage to planted Norway spruce seedlings — influence of site preparation and seedling type // Forest Ecology and Management, 2001, v. 141, no. 3, pp. 223–235.

[10] Örlander G., Hallsby G., Gemmel P., Wilhelmsson C. Inverting improves establishment of Pinus contorta and Picea abies — 10-year results from a site preparation trial in Northern Sweden // Scandinavian J. of Forest Research, 1998, v. 13, no. 1–4, pp. 160–168.

[11] de Chantal M., Leinonen K., Ilvesniemi H., Westman C.J. Combined effects of site preparation, soil properties, and sowing date on the establishment of Pinus sylvestris and Picea abies from seeds // Canadian J. of Forest Research, 2003, v. 33, no. 5, pp. 931–945.

[12] Варфоломеев Л.А., Сунгуров Р.В. Почвенная экология лесных культур на Севере. Архангельск: Изд-во Северного научно-исследовательского института лесного хозяйства, 2007. 291 c.

[13] Sutton R.F. Mounding site preparation: a review of European and north American experience // New For., 1993, v. 7, no. 2, pp. 151–192.

[14] Grossnickle S.C. Importance of root growth in overcoming planting stress // New For., 2005, v. 30, no. 2–3, pp. 273–294.

[15] Мочалов Б.А. Подготовка почвы и выбор посадочного места при создании лесных культур сосны из сеянцев с закрытыми корнями // ИзВУЗ Лесной журнал, 2014. № 4. С. 9–18.

[16] Бабич Н.А., Набатов Н.М. Лесные культуры. Архангельск: Изд-во Северного (Арктического) федерального университета, 2010. 166 с.

[17] Малаховец П.М. Лесные культуры. Архангельск: Изд-во ИПЦ САФУ, 2012. 223 с.

[18] Hall P. Mechanical site preparation using excavators // New Zealand Journal of Forestry, 1995, pp. 31–35.

[19] Морозов А.Е., Батурин С.В. Эффективность лесовосстановления на сплошных вырубках после применения комплексов многооперационных лесозаготовительных машин в условиях Бисерского лесничества Пермского края // Леса России и хозяйство в них, 2020. № 2 (73). С. 50–57.

[20] Об утверждении Правил лесовосстановления, формы, состава, порядка согласования проекта лесовосстановления, оснований для отказа в его согласовании, а также требований к формату в электронной форме проекта лесовосстановления: Приказ Минприроды России от 29.12.2021 № 1024. URL: https://docs.cntd.ru/document/728111110 (дата обращения 01.10.2022).

[21] Наквасина Е.Н., Серый В.С., Семенов Б.А. Полевой практикум по почвоведению. Архангельск: Изд-во Архангельского ГТУ, 2007. 127 с.

[22] Наквасина Е.Н., Любова С.В. Почвоведение. Архангельск: Изд-во САФУ, 2016. 146 с.

[23] Скляров Г.А., Шарова А.С. Почвы лесов Европейского Севера. М.: Наука, 1970. 271 с.

[24] Бондарев А.Г. Физические свойства почв как теоретическая основа прогноза их уплотнения // Влияние сельскохозяйственной техники на почву. М.: Наука, 1981. С. 80–85.

[25] Серый В.С., Аникеева В.А., Вялых Н.И., Кубрак Н.И. Изменение лесорастительных условий вырубок при современных лесозаготовках // Экологические исследования в лесах Европейского Севера. Архангельск, 1991. С. 3–15.

[26] Соколовская Н.А., Ревут К.Б., Маркова И.А, Шевляков И.Р. Роль плотности почв при лесовосстановлении // Лесоведение, 1977. № 2. С. 44–55.

[27] Серый В.С., Вялых Н.И., Крюкова М.М., Гулая З.И. Лесоводственная оценка использования валочно-трелевочных машин ЛП-49 // Материалы отчетной сессии по итогам научно-исследовательских работ за 1989 год. Архангельск, 1990. С. 35–37.

[28] Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.

[29] Ilintsev A., Bogdanov A., Nakvasina E., Amosova I., Koptev S., Tretyakov S. The natural recovery of disturbed soil, plant cover and trees after clear-cutting in the Boreal Forests, Russia // iForest, 2020, v. 13, pp. 531–540. https://doi.org/10.3832/ifor3371-013

[30] Richards D., Cockroft B. Soil physical properties and root concentrations in an irrigated apple orchard // Australian J. of Experimental Agriculture and Animal Husbandry, 1974, v. 14, pp. 103–107.

[31] Page-Dumroese D.S., Harvey A.E., Jurgensen M.F., Amaranthus M.P. Impacts of soil compacition and tree stump removal on soil properties and outplanted seedlings in northern Idaho, USA // Canadian J. of Forest Research, 1998, v. 78, pp. 29–34. https://doi.org/10.4141/S97-022

[32] Карпечко А.Ю. Изменение плотности и корненасыщенности почв под влиянием лесозаготовительной техники в еловых лесах южной Карелии // Лесоведение, 2008. № 5. С. 66–70.

[33] Grable A.R., Siemer E.G. Effects of bulk density, aggregate size, and soil water suction on oxygen diffusion, redox potentials, and elogation of corn roots // Soil Sci. Soc. Am. Proc, 1968, v. 32, pp. 180–186.

[34] Kozlowski T.T. Soil aeration, flooding and tree growth // J. of Arboriculture, 1985, v. 11, pp. 85–96.

[35] Osman K.T. Forest Soils: Properties and Management. Switzerland: Springer Science & Business Media, 2013, 217 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-02541-4_2

[36] Бартенев И.М. К вопросу создания лесных культур посадкой ПЗМК // Лесотехнический журнал, 2013. № 2. С. 123–130.

[37] Мочалов Б.А., Сеньков А.О. Рост сеянцев сосны с закрытыми и открытыми корнями в культурах таежной зоны // ИзВУЗ Лесной журнал, 2007. № 4. С. 145–147.

[38] Львов П.Н., Ипатов Л.Ф., Клинов Р.Н., Наквасина Е.Н. Планирование и организация работ по естественному и искусственному лесовосстановлению в зоне тайги: технические указания. Архангельск: РИО АЛТИ, 1986. 36 с.

[39] Гладинов А.Н., Коновалова Е.В., Содбоева С.Ч. Сравнительные результаты использования сеянцев сосны обыкновенной с открытой и закрытой корневой системой при искусственном лесовосстановлении в условиях Западного Забайкалья // Успехи современного естествознания, 2021. № 11. С. 7–12.

[40] Nzokou P., Cregg B.M. Morphology and foliar chemistry of containerized Abies fraseri (Pursh) Poir. seedlings as affected by water availability and nutrition // Annals of Forest Science, 2010, v. 67, pp. 1–9. https://doi.org/10.1051/forest/2010015

Сведения об авторах

Ильинцев Алексей Сергеевич — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., ФБУ «СевНИИЛХ», доцент кафедры лесоводства и лесоустройства, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», a.ilintsev@narfu.ru

Наквасина Елена Николаевна — д-р. с.-х. наук, проф., ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»; вед. науч. сотр., ФБУ «СевНИИЛХ», nakvasina@yandex.ru

Богданов Александр Петрович — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., ФБУ «СевНИИЛХ», доцент кафедры лесоводства и лесоустройства, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», aleksandr_bogd@mail.ru

Парамонов Андрей Алексеевич — канд. с.-х. наук, науч. сотр., ФБУ «СевНИИЛХ», a.paramonov@sevniilh-arh.ru

FOREST CROPS AT SPOT MOUNDS AFTER EXCAVATOR SOIL CULTIVATION

A.S. Ilintsev^{1, 2}, E.N. Nakvasina^{1, 2}, A.P. Bogdanov^{1, 2}, A.A. Paramonov¹

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 study materials of forest crops created at spot mounds in the climate conditions of the Dvinsk-Vychegodsk taiga region. We conducted a field survey of 17 forest-cultivated areas, where we laid quadrats for assessing the quality of forest crops and site preparation. We studied the water-physical properties in the rooting depth at spot mounds and cutting strips where there was no soil cultivation. It has been established that the density of forest crops generally corresponds to the regulatory limits designed in artificial reforestation projects. We have determined the survival rate of forest crops created by planting material with a root-balled and bare root tree system, which varies from 72 to 100 %. The plantations showed the highest survival rate during the first year especially pine crops with a root-balled system, in areas of two- and three-year-old crops, the survival rate is slightly lower, especially when planting bare root spruce seedlings. The results of a correlation analysis are presented, which showed that soil moisture had the greatest effect on the survival of bare root seedlings (ρ = –0,894, p = 0,04). We have analyzed the relationship between the survival rate of seedlings and the physical properties of the soil in the planting spots. We have compared the properties of the soil in the rooting depth at spot mounds and cutting strips, where no soil cultivation was carried out. It was revealed that the soil bulk density at spot mounds was 8 % higher, and humidity was 11,4 % lower. We have found that this leads to a decrease in the total porosity and an increase in the porosity of aeration in the rooting depth of the soil at spot mounds. It is shown that soil cultivation by creating spot mounds by excavators in the conditions of the North provides sufficiently favorable water-air properties of planting sites for the creation of forest crops with pine and spruce planting material with both ball-root and bare root system.

Keyword: clear cuts, excavator tillage, physical soil properties, forest crops, density, survival rate

Suggested citation: Ilintsev A.S., Nakvasina E.N., Bogdanov A.P., Paramonov A.A. Opyt sozdaniya lesnykh kul’tur na mikropovysheniyakh pri ekskavatornoy obrabotke pochvy [Forest crops at spot mounds after excavator soil cultivation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 5–16. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-5-16

References

[1] Simonsen R., Rosvall O., Gong P., Wibe S. Profitability of measures to increase forest growth. Forest Policy and Economics, 2010, v. 12, no. 6, pp. 473–482.

[2] Sikström U., Hjelm K., Hanssen K.H., Saksa T., Wallertz K. Influence of mechanical site preparation on regeneration success of planted conifers in clearcuts Fennoscandia — a review. Silva Fennica, 2020, v. 54, no. 2, pp. 1–35. https://doi.org/10.14214/sf.10172

[3] Jansson G., Hansen J.K, Haapanen M., Kvaalen H., Steffenrem A. The genetic and economic gains from forest tree breeding programmes in Scandinavia and Finland. Scandinavian J. of Forest Research, 2017, v. 32, no. 4, pp. 273–286.

[4] Häggström B., Domevscik M., Öhlund J., Nordin A. Survival and growth of Scots pine (Pinus sylvestris) seedlings in north Sweden: effects of planting position and arginine phosphate addition. Scandinavian J. of Forest Research, 2021, v. 36, no. 6, pp. 423–433. https://doi.org/10.1080/02827581.2021.1957999

[5] Luoranen J., Laine T., Saksa T. Field performance of sand-coated (Conniflex®) Norway spruce seedlings planted in mounds made by continuously advancing mounder and in undisturbed soil. Forest Ecology and Management, 2022, v. 517, pp. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120259

[6] Ramantswana M., Guerra S.P.S., Ersson B.T. Advances in the mechanization of regenerating plantation forests: a review. Curr. For. Rep., 2020, v. 6, no. 2, pp. 143–158. https://doi.org/10.1007/s40725-020-00114-7

[7] Örlander G., Gemmel P., Hunt J. Site preparation: A Swedish overview (no. 105). BC Ministry of Forests, 1990, 62 p.

[8] Burton P., Bedford L., Goldstein M., Osberg M. Effects of disk trench orientation and planting spot position on the ten-year performance of lodgepole pine. New For., 2000, v. 20, no. 1, pp. 23–44

[9] Langvall O., Nilsson U., Örlander G. Frost damage to planted Norway spruce seedlings — influence of site preparation and seedling type. Forest Ecology and Management, 2001, v. 141, no. 3, pp. 223–235.

[10] Örlander G., Hallsby G., Gemmel P., Wilhelmsson C. Inverting improves establishment of Pinus contorta and Picea abies — 10-year results from a site preparation trial in Northern Sweden. Scandinavian J. of Forest Research, 1998, v. 13, no. 1–4, pp. 160–168.

[11] de Chantal M., Leinonen K., Ilvesniemi H., Westman C.J. Combined effects of site preparation, soil properties, and sowing date on the establishment of Pinus sylvestris and Picea abies from seeds. Canadian J. of Forest Research, 2003, v. 33, no. 5, pp. 931–945.

[12] Varfolomeev L.A., Sungurov R.V. Pochvennaya ekologiya lesnyh kul’tur na Severe [Soil ecology of forest crops in the North]. Arkhangelsk: Severnyy nauchno-issledovatel’skiy institut lesnogo khozyaystva, 2007, 291 p.

[13] Sutton R.F. Mounding site preparation: a review of European and north American experience. New For., 1993, v. 7, no. 2, pp. 151–192.

[14] Grossnickle S.C. Importance of root growth in overcoming planting stress. New For., 2005, v. 30, no. 2–3, pp. 273–294.

[15] Mochalov B.A. Podgotovka pochvy i vybor posadochnogo mesta pri sozdanii lesnyh kul’tur sosny iz seyancev s zakrytymi kornyami [Soil cultivation and selection planting site attached to pine artificial stands creation from containerized seedlings]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2014, no. 4, pp. 9–18.

[16] Babich N.A., Nabatov N.M. Lesnye kul’tury [Forest crops]. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University, 2010, 166 p.

[17] Malahovec P.M. Lesnye kul’tury [Forest crops]. Arkhangelsk: CPI SAFU, 2012, 223 p.

[18] Hall P. Mechanical site preparation using excavators. New Zealand Journal of Forestry, 1995, pp. 31–35.

[19] Morozov A.E., Baturin S.V. Effektivnost’ lesovosstanovleniya na sploshnykh vyrubkakh posle primeneniya kompleksov mnogooperatsionnykh lesozagotovitel’nykh mashin v usloviyakh Biserskogo lesnichestva Permskogo kraya [The effectiveness of reforestation in clear cuts after the use of multi-operational logging machines in the conditions of the Bisersky forestry of the Perm Region]. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh, 2020, no. 2 (73), pp. 50–57.

[20] Ob utverzhdenii Pravil lesovosstanovleniya, formy, sostava, poryadka soglasovaniya proekta lesovosstanovleniya, osnovaniy dlya otkaza v ego soglasovanii, a takzhe trebovaniy k formatu v elektronnoy forme proekta lesovosstanovleniya: Prikaz Minprirody Rossii ot 29.12.2021 N 1024 [On approval of the Rules of reforestation, form, composition, procedure for approving the reforestation project, grounds for refusal to approve it, as well as requirements for the format in electronic form of the reforestation project: Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation dated 29.12.2021 N 1024]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/728111110 (accessed 01.10.2022).

[21] Nakvasina E.N., Seryy V.S., Semenov B.A. Polevoy praktikum po pochvovedeniyu [Field workshop on soil science]. Arkhangelsk: Arkhangel’skiy GTU [Arkhang. State Technical University], 2007, 127 p.

[22] Nakvasina E.N., Lyubova S.V. Pochvovedenie [Soil science]. Arkhangelsk: SAFU, 2016, 146 p.

[23] Sklyarov G.A., Sharova A.S. Pochvy lesov Evropeyskogo Severa [Forest soils of the European North]. Moscow: Nauka, 1970, 271 p.

[24] Bondarev A.G. Fizicheskie svoystva pochv kak teoreticheskaya osnova prognoza ikh uplotneniya [Physical properties of soils as a theoretical basis for the forecast of their compaction]. Vliyanie sel’skokhozyaystvennoy tekhniki na pochvu [The influence of agricultural machinery on the soil]. Moscow: Nauka, 1981, pp. 80–85.

[25] Seryy V.S., Anikeeva V.A., Vyalykh N.I., Kubrak N.I. Izmenenie lesorastitel’nykh usloviy vyrubok pri sovremennykh lesozagotovkakh [Changing Forest Site of Cuttings in Modern Logging]. Ekologicheskie issledovaniya v lesakh Evropeyskogo Severa [Proceedings of Environmental Studies in the Forests of the European North]. Arkhangelsk: AILiLKh, 1991, pp. 3–15.

[26] Sokolovskaya N.A., Revut K.B., Markova I.A, Shevlyakov I.R. Rol’ plotnosti pochv pri lesovosstanovlenii [The role of soil bulk density in reforestation]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1977, no. 2, pp. 44–55.

[27] Seryy V.S., Vyalykh N.I., Kryukova M.M., Gulaya Z.I. Lesovodstvennaya otsenka ispol’zovaniya valochno-trelevochnykh mashin LP-49 [Forestry assessment of the use of felling and skidding machines LP-49]. Materialy otchetnoy sessii po itogam nauchno-issledovatel’skikh rabot za 1989 god [Materials of the reporting session on the results of research works for 1989]. Arkhangelsk, 1990, pp. 35–37.

[28] Shein E.V. Kurs fiziki pochv [Course of soil physics]. Moscow: MSU, 2005, 432 p.

[29] Ilintsev A., Bogdanov A., Nakvasina E., Amosova I., Koptev S., Tretyakov S. The natural recovery of disturbed soil, plant cover and trees after clear-cutting in the Boreal Forests, Russia. iForest, 2020, v. 13, pp. 531–540. https://doi.org/10.3832/ifor3371-013

[30] Richards D., Cockroft B. Soil physical properties and root concentrations in an irrigated apple orchard. Australian J. of Experimental Agriculture and Animal Husbandry, 1974, v. 14, pp. 103–107.

[31] Page-Dumroese D.S., Harvey A.E., Jurgensen M.F., Amaranthus M.P. Impacts of soil compacition and tree stump removal on soil properties and outplanted seedlings in northern Idaho, USA. Canadian J. of Forest Research, 1998, v. 78, pp. 29–34. https://doi.org/10.4141/S97-022

[32] Karpechko A.Yu. Izmenenie plotnosti i kornenasyshchennosti pochv pod vliyaniem lesozagotovitel’noy tekhniki v elovykh lesakh yuzhnoy Karelii [Changes in density and root mass in soils under the influence of harvesting machines in spruce forests of Southern Karelia]. Lesovedenie [Russian J. of Forest Science], 2008, no. 5, pp. 66–70.

[33] Grable A.R., Siemer E.G. Effects of bulk density, aggregate size, and soil water suction on oxygen diffusion, redox potentials, and elogation of corn roots. Soil Sci. Soc. Am. Proc, 1968, v. 32, pp. 180–186.

[34] Kozlowski T.T. Soil aeration, flooding and tree growth. J. of Arboriculture, 1985, v. 11, pp. 85–96.

[35] Osman K.T. Forest Soils: Properties and Management. Switzerland: Springer Science & Business Media, 2013, 217 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-02541-4_2

[36] Bartenev I.M. K voprosu sozdaniya lesnykh kul’tur posadkoy PZMK [On the issue of creating forest crops by planting PZMC]. Lesotekhnicheskiy zhurnal, 2013, no. 2, pp. 123–130.

[37] Mochalov B.A., Sen’kov A.O. Rost seyantsev sosny s zakrytymi i otkrytymi kornyami v kul’turakh taezhnoy zony [Growth of bare-root and containerized pine seedlings in cultures of taiga zone]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2007, no. 4, pp. 145–147.

[38] L’vov P.N., Ipatov L.F., Klinov R.N., Nakvasina E.N. Planirovanie i organizatsiya rabot po estestvennomu i iskusstvennomu lesovosstanovleniyu v zone taygi: tekhnicheskie ukazaniya [Planning and organization of works on natural and artificial reforestation in the taiga zone: technical instructions]. Arkhangelsk: RIO ALTI, 1986, 36 p.

[39] Gladinov A.N., Konovalova E.V., Sodboeva S.Ch. Sravnitel’nye rezul’taty ispol’zovaniya seyantsev sosny obyknovennoy s otkrytoy i zakrytoy kornevoy sistemoy pri iskusstvennom lesovosstanovlenii v usloviyakh Zapadnogo Zabaykal’ya [Results of a comparative analysis of the use of scottal pine seedlings with open and closed root system under artificial forest recovery in the conditions of western transbaikalie]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya, 2021, no. 11, pp. 7–12.

[40] Nzokou P., Cregg B.M. Morphology and foliar chemistry of containerized Abies fraseri (Pursh) Poir. seedlings as affected by water availability and nutrition. Annals of Forest Science, 2010, v. 67, pp. 1–9. https://doi.org/10.1051/forest/2010015

Authors’ information

Ilintsev Aleksey Sergeevich — Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher 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

Nakvasina Elena Nikolaevna — Dr. Sci. (Agriculture), Professor of the Department of Forestry and Forest Management of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov; Leading Researcher of the Northern Research Institute of Forestry, nakvasina@yandex.ru

Bogdanov Aleksandr Petrovich — Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher 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, aleksandr_bogd@mail.ru

Paramonov Andrey Alekseevich — Cand. Sci. (Agriculture), Researcher of the Northern Research Institute of Forestry, a.paramonov@sevniilh-arh.ru

2

ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ФОТОЛЮМИНОФОРОМ АГРОТЕКСТИЛЯ СПАНБОНД НА УКОРЕНЕНИЕ ЧЕРЕНКОВ ТУИ ЗАПАДНОЙ (THUJA OCCIDENTALIS L.)

17–26

УДК 630*232.12: 631*535

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-17-26

EDN: WKYHHI

Шифр ВАК 4.1.3; 4.1.6

Н.Н. Бессчетнова¹, В.П. Бессчетнов¹, Р.Н. Храмов²

¹ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет», Россия, 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 97

²ФГБУН «Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук», Россия, 142290, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, д. 3

lesfak@bk.ru

Исследовано влияние светотрансформирующих добавок, интегрированных в укрывные материалы вегетационных сооружений, при укоренении физиологически активных черенков туи западной (Thuja occidentalis L.). Испытаны два типа укрывных материалов на основе сетчатого нетканого термоскрепленного полипропиленового полотна: с включением светотрансформирующих добавок и без таковых. Фотолюминофором являлся оксисульфид иттрия, легированный европием (Y2O2SEu). Обеспечено соблюдение принципа единственного логического различия, а также базовых требований к постановке опыта. Реализован полевой стационарный опыт с фиксацией морфометрических параметров корневых систем черенков. Установлено усиление регенерационной способности черенков под действием светотрансформирующих укрытий. Обнаружено увеличение показателей корнеобразовательного процесса по средней и суммарной длине придаточных корней, сформированных на регенерировавших черенках. Зафиксировано увеличение анализируемых показателей при использовании в качестве укрывного материала светотрансформирующего волокна во всех повторностях опыта. Обнаружено весьма заметное превышение средней длины корней и их средней суммарной длины по вариантам опыта (типам укрытий): Thuja occidentalis f. ‘Brabant’ — в 2,69 и 2,70 раза; Thuja occidentalis f. ‘Tiny Tim’ — в 1,83 и 3,02 раза; Thuja occidentalis f. ‘Golden Smaragd’ — в 2,26 и 9,17 раза. Подтверждена существенность зафиксированных различий результатами однофакторного дисперсионного анализа. Обнаружено достоверное влияние различий в типах укрытия, которое составило 11,43 ± 0,90 % (по методу Плохинского) и 18,93 ± 0,83 % (по алгоритму Снедекора). Доказана эффективность применения светотрансформирующего укрывного материала при укоренении черенков различных декоративных форм туи западной.

Ключевые слова: туя западная, черенки, укоренение, теплицы, светотрансформирующие материалы, фотолюминофор, регенерационная способность, корнеобразование

Ссылка для цитирования: Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Храмов Р.Н. Влияние модифицированного фотолюминофором агротекстиля спанбонд на укоренение черенков туи западной (Thuja occidentalis L.) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 17–26. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-17-26

Список литературы

[1] Edser C. Light manipulating additives extend opportunities for agricultural plastic films // Plastics, Additives and Compounding, 2002, v. 4, no. 3, pp. 20–24. DOI: 10.1016/S1464-391X(02)80079-4

[2] Brown R.P. Polymers in agriculture and horticulture // Rapra Review Reports, 2004, v. 15, no. 2, pp. 1–103.

[3] Max J.F.J., Schurr U., Tantau H.-J., Mutwiwa U.N., Hofmann T., Ulbrich A. Greenhouse Cover Technology // Horticultural Reviews, 2012, v. 40, (Horticultural Reviews; Book 108), pp. 259–396.

[4] Иваницкий А.Е., Райда В.С., Минич А.С., Ивлев Г.А. Исследование свойств фотолюминесцентных пленок при возбуждении солнечным излучением // Вестник Томского государственного педагогического университета, 2011. Вып. 8(110). С. 119–123.

[5] Khramov R.N., Kreslavski V.D., Svidchenko E.A., Surin N.M., Kosobryukhov A.A. Influence of photoluminophore-modified agro textile spunbond on growth and photosynthesis of cabbage and lettuce plants // Optics Express, 2019, v. 27, no. 22, pp. 31967–31977. DOI: 10.1364/OE.27.031967

[6] Brown C.S., Schuerger A.C., Sager J.C. Growth and photomorphogenesis of pepper plants under red light-emitting-diodes with supplemental blue or far-red lighting // J. of the American Society for Horticultural Science, 1995, v. 120, no. 5, pp. 808–813. DOI: 10.21273/JASHS.120.5.808

[7] González A., Rodríguez R., Bañón S. J.A., Franco, Fernández J.A. The influence of photoselective plastic films as greenhouse cover on sweet pepper yield and on insect pest levels // Acta Horticulturae, 2001, v. 559, pp. 233–238. DOI:10.17660/ActaHortic.2001.559.34

[8] Espi E., Salmeron A., Fontecha A., García Y., Real A.I. Plastic films for agricultural applications // J. of Plastic Film and Sheeting, 2006, v. 22, no. 2, pp. 85–122 DOI: 10.1177/8756087906064220

[9] Espi E., Salmeron A., Fontecha A., García Y., Real A.I. New Ultrathermic Films for Greenhouse Covers // J. of Plastic Film and Sheeting, 2006, v. 22, no. 1, pp. 59–68. DOI: 10.1177/8756087906062764

[10] Kosobryukhov A.A., Kreslavski D., Khramov R.N., Bratkova L.R., Shchelokov R.N. Effect of additional low intensity luminescence Radiation 625 nm on plant growth and photosynthesis // Biotronics, 2000, v. 29, pp. 23–31.

[11] Карасев В.Е. Полисветаны — полимерные светотрансформирующие материалы для сельского хозяйства // Вестник Дальневосточного отделения РАН, 1995. № 2. С. 66–73.

[12] Smith J.L., Burritt D.J., Bannister P. Shoot Dry Weight, Chlorophyll and UV-B-absorbing Compounds as Indicators of a Plant’s Sensitivity to UV-B Radiation // Annals of Botany, 2000, v. 86, no. 6, pp. 1057–1063. DOI:10.1006/anbo.2000.1270

[13] Jansen M.A.K. Ultraviolet-B radiation effects on plants: induction of morphogenic responses // Physiologia Plantarum, 2002, v. 116, no. 3, pp. 423–429. DOI: 10.1034/j.1399-3054.2002.1160319.x

[14] Delprato M.L., Krapp A.R., Carrillo N. Green Light to Plant Responses to Pathogens: The Role of Chloroplast Light-Dependent Signaling in Biotic Stress // Photochemistry and Photobiology, 2015, v. 91, no. 5, pp. 1004–1011. DOI: 10.1111/php.12466

[15] Щелоков Р.Н. Полисветаны и полисветановый эффект // Известия АН СССР, 1986. № 10. С. 50–55.

[16] Минич А.С., Минич И.Б., Зеленьчукова Н.С., Карначук Р.А., Головацкая И.Ф., Ефимова М.В., Райда В.С. Роль красного люминесцентного излучения низкой интенсивности в регуляции морфогенеза и гормонального баланса Arabidopsis thaliana // Физиология растений, 2006. Т. 53, № 6. С. 762–767.

[17] De Salvador F.R., Scarascia Mugnozza G., Vox G., Schettini E., Mastrorilli M., BouJaoudé M. Innovative photoselective and photoluminescent plastic films for protected cultivation // Acta Horticulturae, 2008, v. 801(801), pp. 115–122. DOI:10.17660/actahortic.2008.801.7

[18] Котынова М.Ю., Бессчетнов В.П. Регенерационная способность представителей рода туя при укоренении черенков в теплицах // Современное лесное хозяйство — проблемы и перспективы: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию «ВНИИЛГИСбиотех», г. Воронеж, 3–4 декабря 2020 г. Ч–1. Воронеж: Истоки, 2020. С. 40–44.

[19] Котынова М.Ю., Бессчетнов В.П., Бессчетнова Н.Н. Укоренение черенков декоративных форм туи западной (Thúja Occidentális L.) в теплицах // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Матер. XVIII Межд. науч.-тех. конф.: г. Вологда, 1 декабря 2020 г. / Отв. ред. С.М. Хамитова. Вологда: ВоГУ, 2020. С. 147–149.

[20] Pedlar J.H., McKenney D.W., Allen D., Lawrence K., Lawrence G., Campbell K. A street tree survey for Canadian communities: Protocol and early results // The Forestry Chronicle, 2013, v. 89 (6), pр. 753–758. DOI 10.5558/tfc2013-137

[21] Mason R.L., Gunst R.F., Hess J.L. Statistical Design and Analysis of Experiments: With Applications to Engineering and Science. Hoboken, New Jersey (Printed in the USA): Wiley-Interscience, Wiley Series in Probability and Statistics, 2003, 752 p.

[22] Srinagesh K. The Principles of Experimental Research. Waltham, Massachusetts (United States): Butterworth-Heinemann, 2005, 432 p.

[23] Dean A. Voss D., Draguljić D. Design and Analysis of Experiments (Springer Texts in Statistics), Kindle Edition. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag GmbH, 2017, 865 p.

[24] Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Котынова М.Ю. Сезонный характер содержания пигментов в хвое туи западной в условиях Нижегородской области // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, 2022. № 3. С. 38–58. DOI 10.21178/2079–6080.2022.3.3

[25] Houpis J.L.J., Surano K.A., Cowles S., Shinn J.H. Chlorophyll and carotenoid concentrations in two varieties of Pinus ponderosa seedlings subjected to long-term elevated carbon dioxide // Tree Physiology, 1988, v. 4, no. 2, pp. 187–193. DOI: 10.1093/treephys/4.2.187

[26] Max J.F.J., Schurr U., Tantau H.-J., Mutwiwa U.N., Hofmann T., Ulbrich A. Greenhouse Cover Technology // Horticultural Reviews, 2012, v. 40, (Horticultural Reviews; Book 108), pp. 259–396.

[27] Mead R., Curnow R.N., Hasted A.M. Statistical Methods in Agriculture and Experimental Biology. New York: Chapman and Hall/CRC, 2003, 488 p.

[28] Zar J.H. Biostatistical Analysis: Fifth Edition. Edinburg Gate: Pearson New International edition — Pearson Education Limited, 2014, 756 p.

[29] Филатов Д.А., Иванов А.А., Сваровская Л.И., Юдина Н.В. Влияние светокорректирующей пленки и гуминовых кислот на биохимическое окисление нефти в почве // Агрохимия, 2011. № 10. С. 76–82.

[30] Филатов Д.А., Иванов А.А., Сваровская Л.И., Юдина Н.В. Активация биохимических процессов в нефтезагрязненной почве с применением светокорректирующей пленки и гуминовых кислот // Почвоведение, 2011. № 2, С. 226–232

[31] Жевора С.В., Федотова Л.С., Тимошина Н.А., Князева Е.В., Шабанов А.Э. Биологическая активность почвы, урожайность и качество картофеля в зависимости от использования микробиологических препаратов // Российская сельскохозяйственная наука, 2019. № 4. C. 31–35. DOI: 10.31857/S2500-26272019431-35

Сведения об авторах

Бессчетнова Наталья Николаевна — д-р с.-х. наук, доцент, декан факультета лесного хозяйства, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет»,

besschetnova1966@mail.ru

Бессчетнов Владимир Петрович — д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой лесных культур, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет», lesfak@bk.ru

Храмов Роберт Николаевич — канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр., ФГБУН «Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук», khramov30@mail.ru

EFFECT OF SPUNBOND AGROTEXTILE MODIFIED WITH PHOTOLUMINOPHORE ON ROOTING OF NOTHERN WHITE CEDAR (THUJA OCCIDENTALIS L.) CUTTINGS

N.N. Besschetnova¹, V.P. Besschetnov¹, R.N. Khramov²

¹Nizhegorodsky State Agrotechnological University, 97, Gagarin av., 603107, Nizhny Novgorod, Russia

²Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, 3, Institutskaya st., 142290, Pushchino, Moscow reg., Russia

lesfak@bk.ru

The effect of light-transforming additives integrated into the covering materials of vegetation structures during the rooting of physiologically active cuttings of Northern white-cedar (Thuja occidentalis L.) was investigated. Two types of covering materials based on a mesh nonwoven thermally bonded polypropylene fabric were tested: with the inclusion of light-transforming additives and without them. A covering material was used with a photoluminophore introduced into its composition, which is yttrium oxysulfide doped with europium (Y2O2SEu). The principle of the only logical difference is observed, as well as the basic requirements for the formulation of experience. A field stationary experiment was implemented with the fixation of morphometric parameters of root systems of cuttings. The strengthening of the regenerative ability of cuttings under the action of light-transforming shelters has been established. An increase in the indicators of the root-forming process was found in the average and total length of the adventitious roots formed on regenerated cuttings. A significant excess of the analyzed indicators was recorded when using a light-transforming fiber as a covering material in all repetitions of the experiment (forms and varieties). The excess of the average length of the roots and their average total length according to the variants of the experiment (types of shelters) was very noticeable and, accordingly, amounted to: Thuja occidentalis f. ‘Brabant’ — 2,69 and 2,70 times; Thuja occidentalis f. ‘Tiny Tim’ — 1,83 and 3,02 times; Thuja occidentalis f ‘Golden Smaragd’ — 2,26 and 9,17 times. The significance of the recorded differences was confirmed by the results of one-factor analysis of variance. A significant effect of differences in the types of shelter was found, which amounted to 11,43 ± 0,90 % (according to the Plokhinsky method) and 18,93 ± 0,83 % (according to the Snedekor algorithm). The positive effect of a light-transforming covering material for rooting cuttings of various decorative forms of Northern white-cedar was proved.

Keywords: northern white-cedar, cuttings, rooting, greenhouses, light-transforming materials, photoluminophore, regenerative ability, root formation

Suggested citation: Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Khramov R.N. Vliyanie modifitsirovannogo fotolyuminoforom agrotekstilya spanbond na ukorenenie cherenkov tui zapadnoy (Thuja occidentalis L.) [Effect of spunbond agrotextile modified with photoluminophore on rooting of Nothern white cedar (Thuja occidentalis L.) cuttings]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 17–26. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-17-26

References

[1] Edser C. Light manipulating additives extend opportunities for agricultural plastic films. Plastics, Additives and Compounding, 2002, v. 4, no. 3, pp. 20–24. DOI: 10.1016/S1464-391X(02)80079-4

[2] Brown R.P. Polymers in agriculture and horticulture. Rapra Review Reports, 2004, v. 15, no. 2, pp. 1–103.

[3] Max J.F.J., Schurr U., Tantau H.-J., Mutwiwa U.N., Hofmann T., Ulbrich A. Greenhouse Cover Technology. Horticultural Reviews, 2012, v. 40, (Horticultural Reviews; Book 108), pp. 259–396.

[4] Ivanitskiy A.E., Rayda V.S., Minich A.S., Ivlev G.A. Issledovanie svoystv fotolyuminestsentnykh plenok pri vozbuzhdenii solnechnym izlucheniem [Investigation of the properties of photoluminescent films when excited by solar radiation]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta [Tomsk State Pedagogical University Bulletin], 2011, v. 8 (110), pp. 119–123.

[5] Khramov R.N., Kreslavski V.D., Svidchenko E.A., Surin N.M., Kosobryukhov A.A. Influence of photoluminophore-modified agro textile spunbond on growth and photosynthesis of cabbage and lettuce plants. Optics Express, 2019, v. 27, no. 22, pp. 31967–31977. DOI: 10.1364/OE.27.031967

[6] Brown C.S., Schuerger A.C., Sager J.C. Growth and photomorphogenesis of pepper plants under red light-emitting-diodes with supplemental blue or far-red lighting. J. of the American Society for Horticultural Science, 1995, v. 120, no. 5, pp. 808–813. DOI: 10.21273/JASHS.120.5.808

[7] González A., Rodríguez R., Bañón S. J.A., Franco, Fernández J.A. The influence of photoselective plastic films as greenhouse cover on sweet pepper yield and on insect pest levels. Acta Horticulturae, 2001, v. 559, pp. 233–238. DOI:10.17660/ActaHortic.2001.559.34

[8] Espi E., Salmeron A., Fontecha A., García Y., Real A.I. Plastic films for agricultural applications. J. of Plastic Film and Sheeting, 2006, v. 22, no. 2, pp. 85–122 DOI: 10.1177/8756087906064220

[9] Espi E., Salmeron A., Fontecha A., García Y., Real A.I. New Ultrathermic Films for Greenhouse Covers. J. of Plastic Film and Sheeting, 2006, v. 22, no. 1, pp. 59–68. DOI: 10.1177/8756087906062764

[10] Kosobryukhov A.A., Kreslavski D., Khramov R.N., Bratkova L.R., Shchelokov R.N. Effect of additional low intensity luminescence Radiation 625 nm on plant growth and photosynthesis. Biotronics, 2000, v. 29, pp. 23–31.

[11] Karasev V.E. Polisvetany — polimernye svetotransformiruyushchie materialy dlya sel’skogo khozyaystva [Polysvetans — polymer light-transforming materials for agriculture]. Vestnik Dal’nevostochnogo otdeleniya RAN [Bulletin of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences], 1995, no. 2, pp. 66–73.

[12] Smith J.L., Burritt D.J., Bannister P. Shoot Dry Weight, Chlorophyll and UV-B-absorbing Compounds as Indicators of a Plant’s Sensitivity to UV-B Radiation. Annals of Botany, 2000, v. 86, no. 6, pp. 1057–1063. DOI:10.1006/anbo.2000.1270

[13] Jansen M.A.K. Ultraviolet-B radiation effects on plants: induction of morphogenic responses. Physiologia Plantarum, 2002, v. 116, no. 3, pp. 423–429. DOI: 10.1034/j.1399-3054.2002.1160319.x

[14] Delprato M.L., Krapp A.R., Carrillo N. Green Light to Plant Responses to Pathogens: The Role of Chloroplast Light-Dependent Signaling in Biotic Stress. Photochemistry and Photobiology, 2015, v. 91, no. 5, pp. 1004–1011. DOI: 10.1111/php.12466

[15] Shchelokov R.N. Polisvetany i polisvetanovyy effekt [Polysvetans and polysvetan’s effect]. Izvestiya AN SSSR [Proceedings of the USSR Academy of Sciences], 1986, no. 10, pp. 50–55.

[16] Minich A.S., Minich I.B., Zelen’chukova N.S., Karnachuk R.A., Golovatskaya I.F., Efimova M.V., Rayda V.S. Rol’ krasnogo lyuminestsentnogo izlucheniya nizkoy intensivnosti v regulyatsii morfogeneza i gormonal’nogo balansa Arabidopsis thaliana [The role of low-intensity red luminescent radiation in the regulation of morphogenesis and hormonal balance of Arabidopsis thaliana]. Fiziologiya rasteniy [Russian J. of Plant Physiology], 2006, v. 53, no. 6, pp. 762–767.

[17] De Salvador F.R., Scarascia Mugnozza G., Vox G., Schettini E., Mastrorilli M., BouJaoudé M. Innovative photoselective and photoluminescent plastic films for protected cultivation. Acta Horticulturae, 2008, v. 801(801), pp. 115–122. DOI:10.17660/actahortic.2008.801.7

[18] Kotynova M.Yu., Besschetnov V.P. Regeneratsionnaya sposobnost’ predstaviteley roda tuya pri ukorenenii cherenkov v teplitsakh [Regenerative ability of representatives of the genus thuja when rooting cuttings in greenhouses]. Sovremennoe lesnoe khozyaystvo — problemy i perspektivy: mater. Vseros. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 50-letiyu «VNIILGISbiotekh». Voronezh, 3–4 dekabrya 2020. Chast’–1 [Modern forestry — problems and prospects. Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference dedicated to the 50th anniversary of VNIILGISBIOTECH: Voronezh, December 3-4, 2020. Part 1]. Voronezh: Istoki, 2020, pp. 40–44.

[19] Kotynova M.Yu., Besschetnov V.P., Besschetnova N.N. Ukorenenie cherenkov dekorativnykh form tui zapadnoy (Thúja Occidentális L.) v teplitsakh [Rooting cuttings of ornamental forms of Northern white-cedar (Thuja Occidentalis L.) in greenhouses]. Aktual’nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: Mater. XVIII Mezhd. nauch.-tekh. konf. [Actual problems of the development of the forest complex. Materials of XVIII International Scientific and Technical Conference], Vologda, December 1, 2020. Ed. S.M. Khamitova. Vologda: Vologda State University, 2020, pp. 147–149.

[20] Pedlar J.H., McKenney D.W., Allen D., Lawrence K., Lawrence G., Campbell K. A street tree survey for Canadian communities: Protocol and early results. The Forestry Chronicle, 2013, v. 89 (6), pр. 753–758. DOI 10.5558/tfc2013-137

[21] Mason R.L., Gunst R.F., Hess J.L. Statistical Design and Analysis of Experiments: With Applications to Engineering and Science. Hoboken, New Jersey (Printed in the USA): Wiley-Interscience, Wiley Series in Probability and Statistics, 2003, 752 p.

[22] Srinagesh K. The Principles of Experimental Research. Waltham, Massachusetts (United States): Butterworth-Heinemann, 2005, 432 p.

[23] Dean A. Voss D., Draguljić D. Design and Analysis of Experiments (Springer Texts in Statistics), Kindle Edition. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag GmbH, 2017, 865 p.

[24] Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Kotynova M.Yu. Sezonnyy kharakter soderzhaniya pigmentov v khvoe tui zapadnoy v usloviyakh Nizhegorodskoy oblasti [The seasonal nature of the pigment content in the conifers of the Western thuja in the conditions of the Nizhny Novgorod region]. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lesnogo khozyaystva [Proceedings of the St. Petersburg Scientific Research Institute of Forestry], 2022, v. 3, pp. 38–58. DOI 10.21178/2079–6080.2022.3.3

[25] Houpis J.L.J., Surano K.A., Cowles S., Shinn J.H. Chlorophyll and carotenoid concentrations in two varieties of Pinus ponderosa seedlings subjected to long-term elevated carbon dioxide. Tree Physiology, 1988, v. 4, no. 2, pp. 187–193. DOI: 10.1093/treephys/4.2.187

[26] Max J.F.J., Schurr U., Tantau H.-J., Mutwiwa U.N., Hofmann T., Ulbrich A. Greenhouse Cover Technology. Horticultural Reviews, 2012, v. 40, (Horticultural Reviews; Book 108), pp. 259–396.

[27] Mead R., Curnow R.N., Hasted A.M. Statistical Methods in Agriculture and Experimental Biology. New York: Chapman and Hall/CRC, 2003, 488 p.

[28] Zar J.H. Biostatistical Analysis: Fifth Edition. Edinburg Gate: Pearson New International edition — Pearson Education Limited, 2014, 756 p.

[29] Filatov D.A., Ivanov A.A., Svarovskaya L.I., Yudina N.V. Vliyanie svetokorrektiruyushchey plenki i guminovykh kislot na biokhimicheskoe okislenie nefti v pochve [Effect of light-corrective film and humic acids on the biochemical oxidation of petroleum in the soil]. Agrokhimiya [Agricultural Chemistry], 2011, v. 10, pp. 76–82.

[30] Filatov D.A., Ivanov A.A., Svarovskaya L.I., Yudina N.V. Aktivatsiya biokhimicheskikh protsessov v neftezagryaznennoy pochve s primeneniem svetokorrektiruyushchey plenki i guminovykh kislot [Activation of biochemical processes in oil-contaminated soil with the use of light-correcting film and humic acids]. Pochvovedenie [Eurasian Soil Science], 2011, v. 2, pp. 226–232

[31] Zhevora S.V., Fedotova L.S., Timoshina N.A., Knyazeva E.V., Shabanov A.E. Biologicheskaya aktivnost’ pochvy, urozhaynost’ i kachestvo kartofelya v zavisimosti ot ispol’zovaniya mikrobiologicheskikh preparatov [Biological activity of soil, yield and quality of potatoes depending on the use of microbiological preparations]. Rossiyskaya sel’skokhozyaystvennaya nauka [Russian Agricultural Sciences], 2019, v. 4, pp. 31–35. DOI: 10.31857/S2500-26272019431-35

Authors’ information

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

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

Khramov Robert Nikolaevich — Cand. Sci. (Phys. and Math.), Leading Researcher at the Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, khramov30@mail.ru

3

ТЕПЛОТВОРНАЯ СПОСОБНОСТЬ ФРАКЦИЙ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ТАЕЖНОГО ЛЕСНОГО РАЙОНА

27–33

УДК 630.232.411

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-27-33

EDN: WBUCBT

Шифр ВАК 4.1.3; 4.1.6

О.Н. Тюкавина¹, Д.Н. Клевцов¹, В.И. Мелехов¹, Н.А. Неверов²

¹ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), Россия, 163002, г. Архангельск, ул. Набережная Северной Двины, д. 17

²ФГБУН «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. Н.П. Лаверова УрО РАН, Институт геодинамики и геологии», Россия, 163020, г. Архангельск, пр. Никольский, д. 20

o.tukavina@narfu.ru

Приведены результаты оценки теплотворной способности фракций наземной фитомассы культур сосны 76-летного возраста в лишайниковом, брусничном и черничном типах условий местопроизрастания северо-таежного лесного района. Определена теплотворная способность древесины, коры, древесной зелени, ветвей, сухих сучьев в абсолютно сухом состоянии с помощью автоматизированного бомбового калориметра АБК-1В. Установлено отсутствие значимого влияния типа леса на теплотворную способность фракций наземной фитомассы сосны. Выявлена корреляционная зависимость теплотворной способности следующих частей сосны: древесины — от средней высоты древостоя, количества хвои на ветви, диаметра смоляных ходов в хвое, коры — от длины и площади поверхности хвоинки, древесной зелени — от диаметра смоляных ходов в хвоинке, площади проводящего пучка в поперечном сечении хвоинки, ветвей — от ширины и доли поздней древесины в годичном слое, площади проводящего пучка, центрального цилиндра и мезофилла в поперечном сечении хвоинки, сухих сучьев — от площади проводящего пучка, центрального цилиндра в поперечном сечении хвоинки. Рекомендуется использовать полученные параметры теплотворной способности фракций надземной фитомассы сосны как качественные характеристики растительного сырья.

Ключевые слова: сосна, теплотворная способность, древесина, кора, древесная зелень, ветви, сухие сучья

Ссылка для цитирования: Тюкавина О.Н., Клевцов Д.Н., Мелехов В.И., Неверов Н.А. Теплотворная способность фракций надземной фитомассы культур сосны обыкновенной в условиях северо-таежного лесного района // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 27–33. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-27-33

Список литературы

[1] Куницкая О.А., Помигуев А.В., Бурмистрова Д.Д., Тихонов Е.А., Стородубцева Т.Н. Результаты экспериментальных выдержек брикетирования лесосечных отходов в условиях лесных терминалов // Лесотехнический журнал, 2021. № 3. С. 109–120. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2021.3/9

[2] Алексеенко А.А., Шушпанова Д.В. Переработка древесины лесоперерабатывающего комплекса России и ее отходов во вторичные продукты // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология, химия, 2021. Т. 7 (73). № 2. С. 3–13.

[3] Ильинцев А.С., Шамонтьев И.Г., Третьяков С.В. Современная динамика лесопользования в бореальных лесах России (на примере Архангельской области) // Лесотехнический журнал, 2021. № 3. С. 45–62. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.3/4

[4] Сунгурова Н.Р., Клевцов Д.Н. Биоэнергетический потенциал северных лесов // Хвойные бореальной зоны, 2021. Т. 39. № 5. С. 385–391.

[5] Pishvaee Mir S., Mohseni Sh., Bairamzadeh S. Biomass to Biofuel Supply Chain Design and Planning under Uncertainty. Book: Academic Press. 2020. 271 p. https://doi.org/10.1016/C2019-0-01795-5

[6] Whitaker J., Field J.L., Bernacchi C.J., Cerri C.P., Ceulemans R., Davies С.A., De Lucia E.H., Donnison I.S., Mc Calmont J.P., Paustian K., Rowe R.L., Smith P., Thornley P., Mc Namara N.P. Consensus, uncertainties and challenges for perennial bioenergy crops and land use // GCB Bioenergy, 2019, v. 10, no. 3, pp. 150–164. DOI: 10.1111/gcbb.12488

[7] Ширинкина Е.С., Вайсман Я.И., Курило О.Н. Использование энергетического потенциала органических отходов при их сжигании на утилизационных установках // Экология и промышленность России, 2018. Т. 22. № 7. С. 54–58. DOI: 10.18412/1816-0395-2018-7-54-58

[8] Agrawai A., Sood D. Development and Performance Analysis of Pine Needle Based Downdraft Gasifier System // Advances in Clean Energy Technologies, 2021, pp. 163–170. DOI:10.1007/978-981-16-0235-1_13

[9] Sreekumar A., Mohan O., Kurian V., Mvolo C., Kumar A. A review of Canadian wood conversion technologies for the production of fuels and chemicals // The Canadian J. of Chemical Engineering, 2023, рр. 1–29. DOI:10.1002/cjce.24820

[10] Mandal S., Kumar G.V.P., Bhattacharya T.K., Tanna H.R., Jena P.C. Briquetting of Pine Needles (Pinus roxburgii) and Their Physical, Handling and Combustion Properties // Waste and Biomass Valorization, 2019, v. 10, рр. 2415–2424. Doi.org/10.1007/s12649-018-0239-4

[11] Sharma K.H., Kumain A., Bhattacharya T.K. Characteristic properties of pine needle biochar blocks with distinctive binders // Current science, 2020, v. 118, no. 12, v. 25, рр. 1959–1967.

[12] Rawat S., Kumar S. Critical review on processing technologies and economic aspect of bio-coal briquette production // Preparative Biochemistry & Biotechnology, 2021, v. 52, no. 8, pp. 1–17. DOI:10.1080/10826068.2021.2001754

[13] Ansari T., Chandra G., Gupta P.K., Joshi G., Rana V. Synthesis of pine needle cyanoethyl cellulose using Taguchi L25 orthogonal array // Industrial Crops and Products, 2023, v. 191, no. 7–8, p. 115973. DOI:10.1016/j.indcrop.2022.115973

[14] Ladapo H.L., Alli A.A., Dickson P.O. Evaluation of energy potentials of briquettes produced from maize and sawmill residues // J. of Research in Forestry, Wildlife and Environment, 2020, v. 12, no. 3, рр. 192–197.

[15] Yerima I., Grema M. Z. The Potential of Coconut Shell as Biofuel // The J. of Middle East and North Africa Sciences, 2018, v. 4, no. 8, рр. 11–15.

[16] Krajnc N. Wood fuels handbook. Pristina: Food and agriculture organization of the United Nations, 2015, 31 p.

[17] Petráš R., Mecko J., Kukla J., Kuklová M. Energy stored in above-ground biomass fractions and model trees of the main coniferous woody plants // Sustainability, 2021, v. 13, no. 22, pp. 1–17. DOI:10.3390/su132212686

[18] Petráš R., Mecko J., Kukla J., Kuklová M. Modelling the development of above-ground biomass energy reserves of four economically important coniferous woody species // Forests, 2023, v. 14, no. 2, pp. 388. DOI:10.3390/f14020388

[19] Rak A.E., Sirajudin M.Sh., Omar S.a.S., Salam M.A. Energy content based on oil palm fronds potions and particle size // AIP Conference Proceedings, 2022, v. 2454, no. 1, p. 060025. DOI:10.1063/5.0078498

[20] Zeng W., Tang S., Xiao Q. Calorific values and ash contents of different parts of Masson pine trees in southern China // J. of Forestry Research, 2014, v. 25, no. 4, pp. 779−786. DOI 10.1007/s11676-014-0525-3

[21] Тюкавина О.Н., Клевцов Д.Н., Адаи Д.М. Биоэнергетический потенциал надземной фитомассы культур сосны обыкновенной таежной зоны // ИзВУЗ Лесной журнал, 2018. № 4 (364). С. 49–55.

[22] Бондарев В.Я., Гусева Л.М. Особенности подготовки сырья для пиролиза древесины // Вестник Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. № 4. С. 106–110.

[23] Zhang W., Cai H.D., Nong S.Q. The caloric values of main tree species in Guangxi // Central South Forest Inventory and Planning, 2011, v. 30, no. 1, рр. 50–53. DOI:10.1007/s11676-014-0525-3

[24] Nelson N., Darkwa J., Calautit J., Worall M., Mokaya R., Adjei E., Kemausuor F., Ahiekpor J. Potential of Bioenergy in Rural Ghana // Sustainability, 2021, v. 13, no. 1, р. 381. DOI:10.3390/su13010381

[25] Nasser R.A., Aref I.M. Fuelwood Characteristics of Six Acacia Species Growing Wild in the Southwest of Saudi Arabia as Affected by Geographical Location // BioResources, 2014, no. 9(1), pp. 1212–1214. DOI: 10.15376/biores.9.1.1212-1224

[26] Tyukavina O.N., Neverov N.A., Klevtsov D.N. Influence of growing conditions on morphological and anatomical characteristics of pine needles in the northern taiga // J. of Forest Scince, 2019, vol. 65, no.1, рp. 33–39. DOI: 10.17221/126/2019-JFS

Сведения об авторах

Тюкавина Ольга Николаевна — д-р. с.-х. наук, доцент кафедры биологии, экологии и биотехнологии Высшей школы естественных наук и технологий, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), o.tukavina@narfu.ru

Клевцов Денис Николаевич — канд. с.-х. наук, доцент кафедры биологии, экологии и биотехнологии Высшей школы естественных наук и технологий, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), d.klevtsov@narfu.ru

Неверов Николай Александрович — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. лаборатории глубинного геологического строения и динамики литосферы Института геодинамики и геологии, ФГБУН «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. Н.П. Лаверова УрО РАН, Институт геодинамики и геологии», na-neverov@yandex.ru

CALORIFIC VALUE OF AERIAL PHYTOMASS FRACTIONS OF SCOTS PINE IN NORTH TAIGA FOREST REGION

O.N. Tyukavina¹, D.N. Klevtsov¹, V.I. Melekhov¹, N.A. Neverov²

¹Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 163002, Arkhangelsk, Russia

²N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 20, Nikolsky Ave., 163020, Arkhangelsk, Russia

o.tukavina@narfu.ru

The estimation results of calorific value fractions of aerial phytomass of 76-year-old pine species in lichen, lingonberry and bilberry types forest conditions of the northern taiga region are presented. The calorific value of wood, bark, foliage, branches, dry twigs in absolutely dry state was determined with automated bomb calorimeter ABK-1V. Not any significant influence of forest type on the calorific value of pine ground phytomass fractions was established. The correlation dependence of calorific value of the following parts of pine was revealed: wood — on the average stand height, number of needles per branch, diameter of resin channel in the needles, bark — on the length and surface area of the needles, woody greenery — on the diameter of resin channels in the needles, area of the vascular bundle in the cross section of the needles, branches — from the width and proportion of late wood in the annual layer, area of the vascular bundle, central cylinder and mesophyll in the cross-section of needles, dry twigs — from the area of the vascular bundle, central cylinder in the cross-section of needles. It is recommended to use the obtained parameters of calorific value of pine aerial phytomass fractions as qualitative characteristics of planting materials.

Keywords: pine, calorific value, wood, bark, foliage, branches, dry twigs

Suggested citation: Tyukavina O.N., Klevtsov D.N., Melekhov V.I., Neverov N.A. Teplotvornaya sposobnost’ fraktsiy nadzemnoy fitomassy kul’tur sosny obyknovennoy v usloviyakh severo-taezhnogo lesnogo rayona [Calorific value of aerial phytomass fractions of scots pine in north taiga forest region]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 27–33. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-27-33

References

[1] Kunitskaya O.A., Pomiguev A.V., Burmistrova D.D., Tikhonov E.A., Storodubtseva T.N. Rezul’taty eksperimental’nykh vyderzhek briketirovaniya lesosechnykh otkhodov v usloviyakh lesnykh terminalov [Results of experimental tests for briquetting logging waste in forest terminals]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 109–120. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2021.3/9

[2] Alekseenko A.A., Shushpanova D.V. Pererabotka drevesiny lesopererabatyvayushchego kompleksa Rossii i ee otkhodov vo vtorichnye produkty [Processing of wood from the Russian timber processing complex and its waste into secondary products]. Uchenye zapiski Krymskogo federal’nogo universiteta im. V.I. Vernadskogo. Biologiya, khimiya [Scientific notes of the Crimean Federal University. IN AND. Vernadsky. Biology, chemistry], 2021, t. 7 (73), no. 2, pp. 3–13.

[3] Ilintsev A.S., Shamont’ev I.G., Tret’yakov S.V. Sovremennaya dinamika lesopol’zovaniya v boreal’nykh lesakh Rossii (na primere Arkhangel’skoy oblasti) [Modern dynamics of forest management in boreal forests of Russia (on the example of the Arkhangelsk region)]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forest Engineering Journal], 2021, no. 3, pp. 45–62. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.3/4

[4] Sungurova N.R., Klevtsov D.N. Bioenergeticheskiy potentsial severnykh lesov [Bioenergy potential of northern forests]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2021, t. 39, no. 5, pp. 385–391.

[5] Pishvaee Mir S., Mohseni Sh., Bairamzadeh S. Biomass to Biofuel Supply Chain Design and Planning under Uncertainty. Book: Academic Press. 2020. 271 p. https://doi.org/10.1016/C2019-0-01795-5

[6] Whitaker J., Field J.L., Bernacchi C.J., Cerri C.P., Ceulemans R., Davies С.A., De Lucia E.H., Donnison I.S., Mc Calmont J.P., Paustian K., Rowe R.L., Smith P., Thornley P., Mc Namara N.P. Consensus, uncertainties and challenges for perennial bioenergy crops and land use. GCB Bioenergy, 2019, v. 10, no. 3, pp. 150–164. DOI: 10.1111/gcbb.12488

[7] Shirinkina E.S., Vaysman Ya.I., Kurilo O.N. Ispol’zovanie energeticheskogo potentsiala organicheskikh otkhodov pri ikh szhiganii na utilizatsionnykh ustanovkakh [Using the energy potential of organic waste when burning it in recycling plants]. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii [Ecology and Industry of Russia], 2018, t. 22, no. 7, pp. 54–58. DOI: 10.18412/1816-0395-2018-7-54-58

[8] Agrawai A., Sood D. Development and Performance Analysis of Pine Needle Based Downdraft Gasifier System. Advances in Clean Energy Technologies, 2021, pp. 163–170. DOI:10.1007/978-981-16-0235-1_13

[9] Sreekumar A., Mohan O., Kurian V., Mvolo C., Kumar A. A review of Canadian wood conversion technologies for the production of fuels and chemicals. The Canadian J. of Chemical Engineering, 2023, рр. 1–29. DOI:10.1002/cjce.24820

[10] Mandal S., Kumar G.V.P., Bhattacharya T.K., Tanna H.R., Jena P.C. Briquetting of Pine Needles (Pinus roxburgii) and Their Physical, Handling and Combustion Properties. Waste and Biomass Valorization, 2019, v. 10, рр. 2415–2424. Doi.org/10.1007/s12649-018-0239-4

[11] Sharma K.H., Kumain A., Bhattacharya T.K. Characteristic properties of pine needle biochar blocks with distinctive binders. Current science, 2020, v. 118, no. 12, v. 25, рр. 1959–1967.

[12] Rawat S., Kumar S. Critical review on processing technologies and economic aspect of bio-coal briquette production. Preparative Biochemistry & Biotechnology, 2021, v. 52, no. 8, pp. 1–17. DOI:10.1080/10826068.2021.2001754

[13] Ansari T., Chandra G., Gupta P.K., Joshi G., Rana V. Synthesis of pine needle cyanoethyl cellulose using Taguchi L25 orthogonal array. Industrial Crops and Products, 2023, v. 191, no. 7–8, p. 115973. DOI:10.1016/j.indcrop.2022.115973

[14] Ladapo H.L., Alli A.A., Dickson P.O. Evaluation of energy potentials of briquettes produced from maize and sawmill residues. J. of Research in Forestry, Wildlife and Environment, 2020, v. 12, no. 3, рр. 192–197.

[15] Yerima I., Grema M. Z. The Potential of Coconut Shell as Biofuel. The J. of Middle East and North Africa Sciences, 2018, v. 4, no. 8, рр. 11–15.

[16] Krajnc N. Wood fuels handbook. Pristina: Food and agriculture organization of the United Nations, 2015, 31 p.

[17] Petráš R., Mecko J., Kukla J., Kuklová M. Energy stored in above-ground biomass fractions and model trees of the main coniferous woody plants. Sustainability, 2021, v. 13, no. 22, pp. 1–17. DOI:10.3390/su132212686

[18] Petráš R., Mecko J., Kukla J., Kuklová M. Modelling the development of above-ground biomass energy reserves of four economically important coniferous woody species. Forests, 2023, v. 14, no. 2, pp. 388. DOI:10.3390/f14020388

[19] Rak A.E., Sirajudin M.Sh., Omar S.a.S., Salam M.A. Energy content based on oil palm fronds potions and particle size. AIP Conference Proceedings, 2022, v. 2454, no. 1, p. 060025. DOI:10.1063/5.0078498

[20] Zeng W., Tang S., Xiao Q. Calorific values and ash contents of different parts of Masson pine trees in southern China. J. of Forestry Research, 2014, v. 25, no. 4, pp. 779−786. DOI 10.1007/s11676-014-0525-3

[21] Tyukavina O.N., Klevtsov D.N., Adai D.M. Bioenergeticheskiy potentsial nadzemnoy fitomassy kul’tur sosny obyknovennoy taezhnoy zony [Bioenergy potential of above-ground phytomass of Scots pine crops in the taiga zone]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2018, no. 4 (364), pp. 49–55.

[22] 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, no. 4, pp. 106–110.

[23] Zhang W., Cai H.D., Nong S.Q. The caloric values of main tree species in Guangxi. Central South Forest Inventory and Planning, 2011, v. 30, no. 1, рр. 50–53. DOI:10.1007/s11676-014-0525-3

[24] Nelson N., Darkwa J., Calautit J., Worall M., Mokaya R., Adjei E., Kemausuor F., Ahiekpor J. Potential of Bioenergy in Rural Ghana. Sustainability, 2021, v. 13, no. 1, р. 381. DOI:10.3390/su13010381

[25] Nasser R.A., Aref I.M. Fuelwood Characteristics of Six Acacia Species Growing Wild in the Southwest of Saudi Arabia as Affected by Geographical Location. BioResources, 2014, no. 9(1), pp. 1212–1214. DOI: 10.15376/biores.9.1.1212-1224

[26] Tyukavina O.N., Neverov N.A., Klevtsov D.N. Influence of growing conditions on morphological and anatomical characteristics of pine needles in the northern taiga. J. of Forest Scince, 2019, vol. 65, no.1, рp. 33–39. DOI: 10.17221/126/2019-JFS

Authors’ information

Tyukavina Ol’ga Nikolaevna — Dr. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, o.tukavina@narfu.ru

Klevtsov Denis Nikolaevich — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, d.klevtsov@narfu.ru

Melekhov Vladimir Ivanovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the Department of Logging Production and Materials Processing of the Higher School of Engineering, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Neverov Nikolay Aleksandrovich — Cand. Sci. (Agriculture), Senior researcher of Laboratory of the Deep Geological Structure and Dynamics of the Lithosphere of the Institute of Geodynamics and Geology of the Federal Research Center for the Integrated Study of the Arctic of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences named after N.P. Laverov, na-neverov@yandex.ru

4

ИНТЕГРАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ ЭКОСИСТЕМНЫХ УСЛУГ В ГОРОДСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ БЫСТРОРАСТУЩИХ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

34–44

УДК 504.062

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-34-44

EDN: VTVMTO

Шифр ВАК 4.1.3; 4.1.6

В.А. Фролова¹, О.В. Чернышенко²

¹Казенное предприятие города Москвы «Выставка достижений народного хозяйства» (КП ВДНХ), Россия, 129223, г. Москва, пр-кт Мира, д. 119, стр. 230

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

tchernychenko@mgul.ac.ru

Рассмотрена интеграция концепции экосистемных услуг в городские климатические проекты для создания карбоновой фермы на заброшенных промышленных землях Москвы. Разработана технология высокоэффективной секвестрации диоксида углерода из атмосферы с учетом фиторемедиации почв. Выращивание древесных культур на деградированных землях посредством карбоновых ферм позволит сократить выбросы в атмосферу трех наиболее важных парниковых газов: диоксида углерода (CO2), метана (CH4) и закиси азота (N2O). Для расчета экосистемных услуг древесных растений были выделены восемь типов зеленых территорий Москвы. Создание быстрорастущих зеленых насаждений предполагается на территориях пустырей и заброшенных промышленных районов. Площадь таких земель в каждом административной районе рассчитывалась в программе SAS Planet, при этом общая площадь в Москве составила около 3227,9 га. Предложен климатический проект по созданию карбоновой фермы с коротким севооборотом Short rotation woody crops (SRC). Для фиторемедиации загрязняющих веществ были выбраны 30 устойчивых в городе и быстрорастущих видов древесных растений. Создание ландшафта биологических коридоров обеспечит экосистемные услуги для региона, в том числе смягчение последствий изменения климата, увеличение поглощения диоксида углерода, улучшение взаимосвязанности лесных экосистем, расширение среды обитания и сохранение флоры и фауны в пределах Московского региона.

Ключевые слова: деградация земель, климатический проект, экосистемные услуги, биоразнообразие

Ссылка для цитирования: Фролова В.А., Чернышенко О.В. Интеграция концепции экосистемных услуг в городское планирование быстрорастущих зеленых насаждений // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 34–44. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-34-44

Список литературы

[1] Global assessment of soil pollution – Summary for policy makers. Rome, FAO/ FAO and UNEP. 2021. URL: https//www.fao.org/3/cb4827en/cb4827en.pdf (дата обращения 06.04.2023).

[2] Scholes R., Montanarella L., Brainich A., Barger N., Ten Brink B., Cantele M., Erasmus B. Summary for policymakers of the assessment report on land degradation and restoration of the Intergovernmental Science Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. Bonn, Germany: IPBES secretariat, 2018, 44 p.

[3] Borrellia P., Robinsonc D.A., Panagosd P., Lugatod E., Yangb J.E., Alewella C., Wueppere D. Land use and climate change impacts on global soil erosion by water (2015–2070), 2020, 8 р. URL: https //www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2001403117 (дата обращения 06.04.2023).

[4] Кулик K.H., Рулев A.C., Юферев В.Г. Дистанционно-картографическая оценка деградационных процессов в агроландшафтах юга России // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и Высшее профессиональное образование, 2009. № 4 (16). С. 12–25.

[5] Постановление Правительства РФ от 10.07.2018 № 800 «О проведении рекультивации и консервации земель» (вместе с «Правилами проведения рекультивации и консервации земель»). 18 с. URL: https:// rpn.gov.ru/upload/iblock/81f/Постановление%20Правительства%20РФ%20от%2010.07.2018%20N%20800.pdf (дата обращения 06.04.2023).

[6] MGI: powering regional climate action. Combating climate change through collaboration, knowledge exchange and investments in the green economy. URL: https://www.greeninitiatives.gov.sa/about-mgi/ (дата обращения 06.04.2023).

[7] Bastian O., Haase D., Grunewald K. Ecosystem properties, potentials and Services – The EPPS conceptual framework and an urban application example // Ecol. Indic, 2012, v. 21, pp. 7–16. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j. ecolind.2011.03.014

[8] Buchel S., Frantzeskaki N. Citizens’ voice: a case study about perceived ecosystem services by urban park users in Rotterdam, the Netherlands // Ecosystem Services, 2015, v. 12, pp. 169–177.

[9] Koschke L., Furst C., Frank S., Makeschin F. A multi criteria approach for an integrated land-cover-based assessment of ecosystem services provision to support landscape planning // Ecol. Indic, 2012, v. 21, pp. 54–66. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2011.12.010 Elsevier Ltd

[10] Экосистемные услуги России: Прототип национального доклада. Т. 1. Услуги наземных экосистем / под ред. Е.Н. Букваревой, Д.Г. Замолодчикова. М.: Изд-во Центра охраны дикой природы, 2016. 148 с.

[11] Постановление Правительства РФ от 30 апреля 2022 г. № 790 «Об утверждении Правил создания и ведения реестра углеродных единиц, а также проведения операций с углеродными единицами в реестре углеродных единиц», 16 с. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202205050004 (дата обращения 06.04.2023).

[12] Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2019 году / Под ред. А.О. Кульбачевского. М., 2020. 222 с. URL: https://www.mos.ru/eco/documents/doklady/view/240948220/ (дата обращения 06.04.2023).

[13] Cvejić R., Eler R., Pintar M., Železnikar S., Haase D., Kabisc, N., Strohbach M. A typology of urban green spaces, ecosystem services provisioning services and demands. Report D3.1 of the EU-funded Green Surge Project, 2015, 68 p. URL: https://assets.centralparknyc.org/pdfs (дата обращения 06.04.2023).

[14] Публичная кадастровая карта РФ – онлайн версия 2019 года. URL: https://lk.kartagov.net/ (дата обращения 06.04.2023).

[15] Карта Москвы. URL: https://www.moscowmap.ru/karta-moskvy.html (дата обращения 06.04.2023).

[16] Москва в цифрах: от переписи к переписи. URL: https://rosstat.gov.ru/folder/313/document/131933 (дата обращения 06.04.2023).

[17] Biasioli M., Ajmone-Marsan F. Organic and inorganic diffuse contamination in urban soils: The case of Torino (Italy) // J. Environ. Monit, 2007, v. 9, pp. 862–868.

[18] Капелькина Л.П., Скорик Ю.И. Нормативные основы рекультивации земель в местах размещения отходов производства и потребления // Экология урбанизированных территорий, 2009. № 2. С. 86–80.

[19] Капелькина Л.П. Рекультивация нарушенных земель в Кузбассе (На примере породных отвалов шахты «Нагорная») // Региональная экология, 2013. № 1–2 (34). С. 143–152.

[20] Masloboev V.A., Evdokimova G.A. Bioremediation of oil product contaminated soils in conditions of North Near-Polar Area // Proceedings of the MSTU, 2012, v. 15, no. 2, pp. 357–360.

[21] Zalesny R.S., Pilipovic A. Growth and Development of Short-Rotation Woody Crops for Rural and Urban Applications // Forests, 2022, no. 13, v. 867, 9 р. https://doi.org/10.3390/f13060867

[22] Галиулин Р.В. Кочуров Б.И. Фиторемедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами // Теоретическая и прикладная экология, 2009. № 4. С. 71–75.

[23] Yuen S.T.S., Salt M., Sun J. Phytocapping as a sustainable cover for waste containment systems: experience of the A-ACAP study // Sardinia 2011: Proceedings of the Thirteenth Int. Waste Management and Landfill Symp., held in Sardinia, Italy, 3–7 October, 2011, pp.1–8. https://hdl.handle.net/2440/71789.

[24] Padoan E., Passarella I., Prati M., Bergante S., Facciotto G., Ajmone-Marsan F. The Suitability of Short Rotation Coppice Crops for Phytoremediation of Urban Soils // Appl. Sci., 2020, no. 10(1), p. 307. https://doi.org/10.3390/app10010307

[25] Courchesne F., Turmel M.C., Cloutier-Hurteau B. Phytoextraction of soil trace elements by willow during a phytoremediation trial in Southern Québec, Canada // Int. J. Phytoremediation, 2017, v. 19, pp. 545–554.

[26] Ghezeheia S.B., Ghezeheia S.B., Wrightb J. Matching site-suitable poplars to rotation length for optimized productivity // Forest Ecology and Management, 2020, no. 457, v. 117670, 9 р.

[27] Евдокимова Г.А. Почвенная микробиота как фактор устойчивости почв к загрязнению // Теоретическая и прикладная экология, 2014. № 2. С. 17–24.

[28] Тимофеева С.С., Ульрих Д.В. Технологии фиторемедиации на техногенно-поврежденных территориях в условиях Восточной Сибири и Южного Урала // Безопасность в техносфере, 2016. № 6. С. 16–23.

[29] Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В. Инновационная технология рекультивации почв, реализуемая на Тазовском полуострове (Ямало-Ненецкий автономный округ) // Безопасность труда в промышленности, 2018. № 3. С. 68–72.

[30] Башкин В.Н., Галиулин Р.В. Рекультивация нарушенных почв на Тазовском полуострове // Жизнь Земли, 2020. № 42(2). С. 153–159.

[31] Чернышенко О.В. Экологические аспекты применения современных фитотехнологий в городе // Сборник материалов XX Междунар. научно-практического форума «Проблемы озеленения крупных городов». Сборник материалов форума в рамках Международной выставки «Цветы–2018», 2018. С. 48–51.

[32] Жданов А.С., Волкова Л.П., Чернышенко О.В. Оценка потенциала территории ПКиО «Сокольники» в депонировании углерода // Научные основы устойчивого управления лесами. Материалы IV Всерос. науч. конф.с междунар. участием. М.: ЦЭПЛ РАН, 2020. С. 32–34.

[33] Jakubowski M. Cultivation Potential and Uses of Paulownia Wood: A Review // Forests, 2022, no. 13, v. 668, 15 р.

[34] Spirchez C., Japalela V., Lunguleasa A., and Buduroi D. Analysis of briquettes and pellets obtained from two types of Paulownia (Paulownia tomentosa and Paulownia elongata) sawdust // BioResources, 2021, v. 16(3), pp. 5083–5096.

[35] Vanbeveren S.P.P., Ceulemans R. Biodiversity in short-rotation coppice // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, v. 111, pp. 34–43.

[36] Фролова В.А., Чернышенко О.В. Потенциальные преимущества деревьев-интродуцентов для поддержания экосистемных услуг в городе // Труды по интродукции и акклиматизации растений. Ижевск: Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН, 2021. С. 534–537.

[37] Васильев С.Б., Чернышенко О.В. К вопросу формирования банка данных о запасах углерода в фитомассе древесных растений // Сб. науч. тр. ГНБС, 2018. Т. 147. С. 27–28.

[38] Dumitrascu A.-E., Lunguleasa A., Salca E.-A., Ciobanu V.D. Evaluation of Selected Properties of Oriented Strand Boards Made from Fast Growing Wood Species // BioResources, 2019, v. 15(1), pp. 199–210.

[39] ГОСТ Р ИСО 14064-3-2021 Национальный стандарт Российской Федерации Газы парниковые. Ч. 3. Требования и руководство по валидации и верификации заявлений в отношении парниковых газов URL: https://docs.cntd.ru/document/726720621?ysclid=ls94nlyuzk215988104 (дата обращения 06.04.2023).

Сведения об авторах

Фролова Вера Алексеевна — канд. с.-х. наук, доцент, начальник отдела по работе с резидентами Управления постоянных экспозиций Департамента музейно-выставочной, образовательной и экскурсионной деятельности КП ВДНХ, frolova.v@vdnh.ru

Чернышенко Оксана Васильевна — д-р биол. наук, профессор кафедры ландшафтной архитектуры и садово-паркового строительства ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), tchernychenko@mgul.ac.ru

FAST-GROWING PLANTATIONS AS PHYTOREMEDIATION OF DEGRADED LANDS AND THEIR ECOSYSTEM SERVICES

V.A. Frolova¹, O.V. Chernyshenko²

¹The joint venture of the city of Moscow «Exhibition of achievements of the national economy» (KP VDNH), 119, build. 230, Mira av., 129223, Moscow, Russia

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

tchernychenko@mgul.ac.ru

Experts on validation and verification of reporting on greenhouse gas emissions and uptake of Bauman Moscow State Technical University (National Research University) began to develop a climate project in 2022. A solid waste landfill Joint-stock Company «VTZ» was selected for the design. The purpose of the work is to create a concept of a climate project for the organization of a carbon farm and a technology for highly efficient sequestration of carbon dioxide from the atmosphere in the arid climate of the steppe zone. The research was carried out on an area of about 5 hectares. Experimental sites with boundary markings were selected, as well as control sites for the baseline scenario, and a reconnaissance survey was conducted. The data of the complex analysis of the territory formed the basis of technological solutions for carbon farm models. We have chosen a type of carbon farm with a short crop rotation Short rotation woody crops (SRC) in order to improve plant growth in extreme growing conditions. The proposed concept includes the development of sustainable and environmentally friendly phytoremediation technology using woody plants, various planting densities, microbiological organisms, soil additives, the introduction of bacterial fertilizers, bio-coal, irrigation schemes, reducing waste storage costs, providing ecosystem services. Research will be carried out on the production of biomass, the promotion of the natural biogeochemical cycle, the restoration of biodiversity — habitats and species, the creation of a multi-year carbon pool. The implementation of the project will make it possible to develop scientifically sound principles for the creation of a carbon farm on landfills of solid industrial waste for increased sequestration of atmospheric carbon in the arid climate of the steppe zone.

Keywords: land degradation, climate project, ecosystem services, biodiversity

Suggested citation: Frolova V.A., Chernyshenko O.V. Integratsiya kontseptsii ekosistemnykh uslug v gorodskoe planirovanie bystrorastushchikh zelenykh nasazhdeniy [Fast-growing plantations as phytoremediation of degraded lands and their ecosystem services]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 34–44. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-34-44

References

[1] Global assessment of soil pollution – Summary for policy makers. Rome, FAO/ FAO and UNEP, 2021. Available at: https//www.fao.org/3/cb4827en/cb4827en.pdf. (accessed 06.04.2023).

[2] Scholes R., Montanarella L., Brainich A., Barger N., Ten Brink B., Cantele M., Erasmus B. Summary for policymakers of the assessment report on land degradation and restoration of the Intergovernmental Science Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. Bonn, Germany: IPBES secretariat, 2018, 44 p.

[3] Borrellia P., Robinsonc D.A., Panagosd P., Lugatod E., Yangb J.E., Alewella C., Wueppere D. Land use and climate change impacts on global soil erosion by water (2015–2070), 2020, 8 р. Available at: https //www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2001403117 (accessed 06.04.2023).

[6] MGI: powering regional climate action. Combating climate change through collaboration, knowledge exchange and investments in the green economy. Available at: https://www.greeninitiatives.gov.sa/about-mgi/ (accessed 06.04.2023).

[4] Kulik K.H., Rulev A.C., Yuferev V.G. Distantsionno-kartograficheskaya otsenka degradatsionnykh protsessov v agrolandshaftakh yuga Rossii [Remote-cartographic assessment of degradation processes in agricultural landscapes of southern Russia]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i Vysshee professional’noe obrazovanie [News of the Nizhnevolzhsky Agro-University Complex: Science and Higher Professional Education], 2009, no. 4 (16), pp. 12–25.

[5] Postanovlenie Pravitel’stva RF ot 10.07.2018 № 800 «O provedenii rekul’tivatsii i konservatsii zemel’» (vmeste s «Pravilami provedeniya rekul’tivatsii i konservatsii zemel’») [Decree of the Government of the Russian Federation dated July 10, 2018, no. 800 «On land reclamation and conservation» (together with the «Rules for land reclamation and conservation»)], 18 p. Available at: https://rpn.gov.ru/upload/iblock/81f/Resolution%20of the Government of the%20RF%20from%2010.07.2018%20N%20800.pdf (accessed 04/06/2023).

[7] Bastian O., Haase D., Grunewald K. Ecosystem properties, potentials and Services – The EPPS conceptual framework and an urban application example. Ecol. Indic, 2012, v. 21, pp. 7–16. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j. ecolind.2011.03.014

[8] Buchel S., Frantzeskaki N. Citizens’ voice: a case study about perceived ecosystem services by urban park users in Rotterdam, the Netherlands. Ecosystem Services, 2015, v. 12, pp. 169–177.

[9] Koschke L., Furst C., Frank S., Makeschin F. A multi criteria approach for an integrated land-cover-based assessment of ecosystem services provision to support landscape planning. Ecol. Indic, 2012, v. 21, pp. 54–66. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2011.12.010 Elsevier Ltd

[10] Ekosistemnye uslugi Rossii: Prototip natsional’nogo doklada. T. 1. Uslugi nazemnykh ekosistem [Ecosystem services of Russia: Prototype of a national report. T. 1. Terrestrial ecosystem services]. Eds. E.N. Bukvareva, D.G. Zamolodchikov. Moscow: Publishing house of the Center for Wildlife Conservation, 2016, 148 p.

[11] Postanovlenie Pravitel’stva RF ot 30 aprelya 2022 g. № 790 «Ob utverzhdenii Pravil sozdaniya i vedeniya reestra uglerodnykh edinits, a takzhe provedeniya operatsiy s uglerodnymi edinitsami v reestre uglerodnykh edinits» [Decree of the Government of the Russian Federation of April 30, 2022 No. 790 «On approval of the Rules for creating and maintaining a register of carbon units, as well as conducting transactions with carbon units in the register of carbon units»], 16 p. Available at: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202205050004 (accessed 06.04.2023).

[12] Doklad o sostoyanii okruzhayushchey sredy v gorode Moskve v 2019 godu [Report on the state of the environment in Moscow in 2019]. Ed. A.O. Kulbachevsky. Moscow, 2020, 222 p. Available at: https://www.mos.ru/eco/documents/doklady/view/240948220/ (accessed 06.04.2023).

[13] Cvejić R., Eler R., Pintar M., Železnikar S., Haase D., Kabisc, N., Strohbach M. A typology of urban green spaces, ecosystem services provisioning services and demands. Report D3.1 of the EU-funded Green Surge Project, 2015, 68 p. Available at: https://assets.centralparknyc.org/pdfs (accessed 06.04.2023).

[14] Publichnaya kadastrovaya karta RF – onlayn versiya 2019 goda [Public cadastral map of the Russian Federation – online version 2019]. Available at: https://lk.kartagov.net/ (access date 04/06/2023).

[15] Karta Moskvy [Map of Moscow]. Available at: https://www.moscowmap.ru/karta-moskvy.html (accessed 06.04.2023).

[16] Moskva v tsifrakh: ot perepisi k perepisi [Moscow in numbers: from census to census]. Available at: https://rosstat.gov.ru/folder/313/document/131933 (accessed 06.04.2023).

[17] Biasioli M., Ajmone-Marsan F. Organic and inorganic diffuse contamination in urban soils: The case of Torino (Italy). J. Environ. Monit, 2007, v. 9, pp. 862–868.

[18] Kapel’kina L.P., Skorik Yu.I. Normativnye osnovy rekul’tivatsii zemel’ v mestakh razmeshcheniya otkhodov proizvodstva i potrebleniya [Regulatory framework for land reclamation in places where production and consumption waste is disposed]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of urbanized territories], 2009, no. 2, pp. 86–80.

[19] Kapel’kina L.P. Rekul’tivatsiya narushennykh zemel’ v Kuzbasse (Na primere porodnykh otvalov shakhty «Nagornaya») [Reclamation of disturbed lands in Kuzbass (On the example of rock dumps of the Nagornaya mine)]. Regional’naya ekologiya [Regional ecology], 2013, no. 1–2 (34), pp. 143–152.

[20] Masloboev V.A., Evdokimova G.A. Bioremediation of oil product contaminated soils in conditions of North Near-Polar Area. Proceedings of the MSTU, 2012, v. 15, no. 2, pp. 357–360.

[21] Zalesny R.S., Pilipovic A. Growth and Development of Short-Rotation Woody Crops for Rural and Urban Applications. Forests, 2022, no. 13, v. 867, 9 р. https://doi.org/10.3390/f13060867

[22] Galiulin R.V. Kochurov B.I. Fitoremediatsiya pochv, zagryaznennykh tyazhelymi metallami [Phytoremediation of soils contaminated with heavy metals]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya [Theoretical and Applied Ecology], 2009, no. 4, pp. 71–75.

[23] Yuen S.T.S., Salt M., Sun J. Phytocapping as a sustainable cover for waste containment systems: experience of the A-ACAP study. Sardinia 2011: Proceedings of the Thirteenth Int. Waste Management and Landfill Symp., held in Sardinia, Italy, 3–7 October, 2011, pp.1–8. https://hdl.handle.net/2440/71789.

[24] Padoan E., Passarella I., Prati M., Bergante S., Facciotto G., Ajmone-Marsan F. The Suitability of Short Rotation Coppice Crops for Phytoremediation of Urban Soils. Appl. Sci., 2020, no. 10(1), p. 307. https://doi.org/10.3390/app10010307

[25] Courchesne F., Turmel M.C., Cloutier-Hurteau B. Phytoextraction of soil trace elements by willow during a phytoremediation trial in Southern Québec, Canada. Int. J. Phytoremediation, 2017, v. 19, pp. 545–554.

[26] Ghezeheia S.B., Ghezeheia S.B., Wrightb J. Matching site-suitable poplars to rotation length for optimized productivity. Forest Ecology and Management, 2020, no. 457, v. 117670, 9 р.

[27] Evdokimova G.A. Pochvennaya mikrobiota kak faktor ustoychivosti pochv k zagryazneniyu [Soil microbiota as a factor of soil resistance to pollution]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya [Theoretical and Applied Ecology], 2014, no. 2, pp. 17–24.

[28] Timofeeva S.S., Ul’rikh D.V. Tekhnologii fitoremediatsii na tekhnogenno-povrezhdennykh territoriyakh v usloviyakh Vostochnoy Sibiri i Yuzhnogo Urala [Phytoremediation technologies in technogenically damaged areas in the conditions of Eastern Siberia and the Southern Urals]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in the technosphere], 2016, no. 6, pp. 16–23.

[29] Arabskiy A.K., Bashkin V.N., Galiulin R.V. Innovatsionnaya tekhnologiya rekul’tivatsii pochv, realizuemaya na Tazovskom poluostrove (Yamalo-Nenetskiy avtonomnyy okrug) [Innovative technology for soil reclamation, implemented on the Tazovsky Peninsula (Yamalo-Nenets Autonomous Okrug)]. Bezopasnost’ truda v promyshlennosti [Labor safety in industry], 2018, no. 3, pp. 68–72.

[30] Bashkin V.N., Galiulin R.V. Rekul’tivatsiya narushennykh pochv na Tazovskom poluostrove [Reclamation of disturbed soils on the Tazovsky Peninsula]. Zhizn’ Zemli [Life of the Earth], 2020, no. 42(2), pp. 153–159.

[31] Chernyshenko O.V. Ekologicheskie aspekty primeneniya sovremennykh fitotekhnologiy v gorode [Environmental aspects of the use of modern phytotechnologies in the city]. Sbornik materialov XX Mezhdunar. nauchno-prakticheskogo foruma «Problemy ozeleneniya krupnykh gorodov». Sbornik materialov foruma v ramkakh Mezhdunarodnoy vystavki «Tsvety–2018» [Collection of materials of the XX International. scientific and practical forum «Problems of landscaping in large cities». Collection of forum materials within the framework of the International Exhibition «Flowers-2018»], 2018, pp. 48–51.

[32] Zhdanov A.S., Volkova L.P., Chernyshenko O.V. Otsenka potentsiala territorii PKiO «Sokol’niki» v deponirovanii ugleroda [Assessment of the potential of the territory of the Sokolniki Park for carbon sequestration]. Nauchnye osnovy ustoychivogo upravleniya lesami. Materialy IV Vseros. nauch. konf.s mezhdunar. uchastiem [Scientific foundations of sustainable forest management. Materials IV All-Russian. scientific conf.s int. participation]. Moscow: Cepl RAS, 2020, pp. 32–34.

[33] Jakubowski M. Cultivation Potential and Uses of Paulownia Wood: A Review. Forests, 2022, no. 13, v. 668, 15 р.

[34] Spirchez C., Japalela V., Lunguleasa A., and Buduroi D. Analysis of briquettes and pellets obtained from two types of Paulownia (Paulownia tomentosa and Paulownia elongata) sawdust. BioResources, 2021, v. 16(3), pp. 5083–5096.

[35] Vanbeveren S.P.P., Ceulemans R. Biodiversity in short-rotation coppice. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, v. 111, pp. 34–43.

[36] Frolova V.A., Chernyshenko O.V. Potentsial’nye preimushchestva derev’ev-introdutsentov dlya podderzhaniya ekosistemnykh uslug v gorode [Potential benefits of introduced trees for maintaining ecosystem services in the city]. Trudy po introduktsii i akklimatizatsii rasteniy [Proceedings on the introduction and acclimatization of plants]. Izhevsk: Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2021, pp. 534–537.

[37] Vasil’ev S.B., Chernyshenko O.V. K voprosu formirovaniya banka dannykh o zapasakh ugleroda v fitomasse drevesnykh rasteniy [On the issue of forming a data bank on carbon reserves in the phytomass of woody plants]. Sb. nauch. tr. GNBS [Coll. scientific tr. GNBS], 2018, t. 147, pp. 27–28.

[38] Dumitrascu A.-E., Lunguleasa A., Salca E.-A., Ciobanu V.D. Evaluation of Selected Properties of Oriented Strand Boards Made from Fast Growing Wood Species. BioResources, 2019, v. 15(1), pp. 199–210.

[39] GOST R ISO 14064-3-2021 Natsional’nyy standart Rossiyskoy Federatsii Gazy parnikovye. Ch. 3. Trebovaniya i rukovodstvo po validatsii i verifikatsii zayavleniy v otnoshenii parnikovykh gazov [National standard of the Russian Federation Greenhouse gases. Part 3. Requirements and guidance for validation and verification of statements regarding greenhouse gases]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/726720621?ysclid=ls94nlyuzk215988104 (accessed 06.04.2023).

Authors’ information

Frolova Vera Alekseevna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor, State-owned enterprise VDNH, frolova.v@vdnh.ru

Chernyshenko Oksana Vasil’evna — Dr. Sci. (Biology), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), tchernychenko@mgul.ac.ru

5

ДИНАМИКА СЕЗОННОГО ПРИРОСТА ПОБЕГОВ СОСНЫ КАЛАБРИЙСКОЙ PINUS BRUTIA VAR. PITYUSA (STEVEN) SILBA В ГОРНОМ КРЫМУ

45–54

УДК 574.24; 58.01/.07; 58.02

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-45-54

EDN: VPDCXM

Шифр ВАК 4.1.6

Н.А. Макаров, В.П. Коба

ФГБУН «Ордена Трудового Красного знамени Никитский ботанический сад — Национальный научный центр РАН», 298648, Республика Крым, г. Ялта, п. Никита, Никитский спуск, д. 52

kobavp@mail.ru

Представлены материалы изучения биометрических показателей побегов в естественных древостоях Pinus brutia var. pityusa в Горном Крыму. Выполнен анализ специфики их сезонного прироста в соответствии с динамикой условий произрастания. Установлены изменения сезонного прироста побегов в зависимости от орографических условий и режима увлажнения. Зафиксировано снижение сезонного прироста побегов преимущественно в насаждениях прибрежной зоны — в западной части ареала сосны калабрийской P. brutia var. pityusa, в урочище Аязьма, в годы с недостаточным количеством осадков. Выявлена пролонгация действия засухи на интенсивность прироста в древостоях прибрежной зоны урочища Батилиман и в верхней части урочища Аязьма в первый год постзасушливого периода. Определено, что в настоящее время по показателям величины сезонного прироста побегов наиболее жесткие условия произрастания P. brutia var. pityusa сформировались на г. Караул-Оба. В западной части ареала, в урочище Батилиман, обнаружено увеличение изменчивости сезонного прироста побегов вследствие повышения уровня флуктуации климатических факторов. Показано, что такая ситуация отражает негативные тенденции снижения жизненного потенциала насаждений сосны калабрийской P. brutia var. pityusa на г. Караул-Оба и в урочище Батилиман. Сделан вывод, что в условиях глобальных изменений природной среды снижение стабильности сезонного прироста побегов может усилить деструктивные процессы в насаждениях сосны P. brutia var. pityusa в пределах перечисленных территорий.

Ключевые слова: древостои, побеги, прирост, динамика, условия произрастания

Ссылка для цитирования: Макаров Н.А., Коба В.П. Динамика сезонного прироста побегов сосны калабрийской Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba в Горном Крыму // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 45–54. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-45-54

Список литературы

[1] Коба В.П., Коренькова О.О., Макаров Н.А. Погодные условия и фенология вылета пыльцы Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада, 2022. № 145. С. 83–88.

[2] Плугатарь Ю.В. Леса Крыма. Симферополь: Ариал, 2015. 385 с.

[3] Исиков В.П., Трикоз Н.Н. О причинах усыхания сосны крымской и сосны пицундской в Крыму в 2020 году // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада, 2021. № 138. С. 50–56. DOI: 10.36305/0513-1634-2021-138-50-56

[4] Клименко Н.И., Плугатарь Ю.В., Клименко О.Е., Клименко Н.Н. Pinus brutia Ten. var. pityusa (Steven) Silba в условиях западного степного причерноморского района Крыма // Промышленная ботаника, 2021. Т. 21. № 2. С. 75–80.

[5] Каширина Е.С., Голубева Е.И. Концепция организации системы рекреационного мониторинга на Большой севастопольской тропе // Системы контроля окружающей среды, 2018. № 14(34). С. 70–74. DOI 10.33075/2220-5861-2018-4-70-74

[6] The plant list. URL: http://www.theplantlist.org/tpl1.1/record/kew-2563110 (дата обращения 10.01.2023).

[7] Попович А.В. Фитосозологическая значимость и флористическое разнообразие памятника природы «Роща сосны пицундской» (Джанхотский бор) // Вестник Краснодарского регионального отделения Русского географического общества, 2021. Вып. 11. С. 220–229.

[8] Постарнак Ю.А. Воздействие рекреационной деятельности на сообщества сосны пицундской // Курортно-рекреационный комплекс в системе регионального развития: инновационные подходы, 2012. № 1. С. 227–232.

[9] Джангиров М.Ю. Особенности изменения ареала прибрежных фитоценозов сосны пицундской Кавказского побережья Черного моря // Социально-экономические проблемы развития курортов России: Сб. науч. трудов, Сочи, 23–24 апреля 2015 года. Сочи: Изд-во Сочинского научно-исследовательского центра РАН, 2015. С. 129.

[10] Джангиров М.Ю. Об изолированной юго-восточной популяции сосны пицундской (Pinus pityusa Steven) на территории Российской Федерации // Социально-экономические проблемы развития курортов России: Сб. науч. тр., Сочи, 25 апреля 2013 года. Сочи: Изд-во Сочинского научно-исследовательского центра РАН, 2013. С. 147–150.

[11] Анненкова И.В. Прогноз изменения условий произрастания сосны пицундской на основе климатических моделей // Устойчивое развитие особо охраняемых природных территорий: Сб. статей IX Всерос. (нац.) науч.-практ. конф., Сочи, 06–08 октября 2022 г. Сочи: Донской издательский центр, 2022. С. 27–31.

[12] Крыленко С.В., Алейникова А.М., Крыленко В.В. Естественное восстановление прибрежных растительных сообществ сосны пицундской после лесных пожаров // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности, 2015. № 2. С. 26–32.

[13] Коренькова О.О. Особенности сезонного роста побегов крымской популяции Juniperus deltoides R.P. Adams // Вестник Нижневартовского государственного университета, 2022. № 4(60). С. 33–42. DOI: 10.36906/2311-4444/22-4/04

[14] Горышина Т.К. Экология растений. М.: Высшая школа, 1979. 368 с.

[15] Донец Е.В. Особенности влияния режима осадков на годичный прирост сосны обыкновенной в условиях юго-западной части Крапивинского нефтяного месторождения // Омский научный вестник, 2014. № 1(128). С. 149–151.

[16] Al Farsi Kh.A.A.Y., Lupton D., Hitchmough J.D., Cameron R.W.F. How fast can conifers climb mountains? Investigating the effects of a changing climate on the viability of Juniperus seravschanica within the mountains of Oman, and developing a conservation strategy for this tree species // J. of Arid Environments, 2017, v. 147, pp. 40–53. DOI: 10.1016/j.jaridenv.2017.07.020

[17] Yousefi S., Avand M., Yariyan P. Identification of the most suitable afforestation sites by Juniperus excelsa specie using machine learning models: Firuzkuh semi-arid region, Iran // Ecological Informatics, 2021, v. 65, p. 101427. DOI:10.1016/j.ecoinf.2021.101427

[18] Плугатарь Ю.В., Коренькова О.О., Коба В.П. Сезонный рост побегов Juniperus excelsa M.-Bieb. в Горном Крыму // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада, 2022. № 143. С. 64–71. DOI 10.36305/0513-1634-2022-143-64-71

[19] Сергеева К.А. Физиологические и биохимические основы зимостойкости древесных растений. М.: Наука, 1971. 174 c.

[20] Шиманюк А.П. Дендрология. М.: Лесн. пром-сть, 1967. 334 с.

[21] Farjon A. A Handbook of the World’s Conifers. Brill: Leiden & Boston, 2017, 1154 p.

[22] Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 512 с.

[23] Погода в мире. URL: https://rp5.ru (дата обращения 10.01.2023).

[24] Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. школа, 1990. 350 с.

[25] Bardelli T., Gómez-Brandón M., Ascher-Jenull J., Fornasier F., Arfaioli P., Francioli D., Egli M., Sartori G., Insam H., Pietramellara G. Effects of slope exposure on soil physico-chemical and microbiological properties along an altitudinal climosequence in the Italian Alps // Science of The Total Environment, 2017, v. 575, pp. 1041–1055. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.09.176

[26] Bardelli T., Ascher-Jenull J., Stocker E.B., Fornasier F., Arfaioli P., Fravolini G., Roberta L., Medeiros A., Egli M., Pietramellara G., Insam H., Gómez-Brandón M. Impact of slope exposure on chemical and microbiological properties of Norway spruce deadwood and underlying soil during early stages of decomposition in the Italian Alps // CATENA, 2018, v. 167, pp. 100–115. DOI:10.1016/j.catena.2018.04.031

[27] Соколова Г.Г. Влияние высоты местности, экспозиции и крутизны склона на особенности пространственного распределения растений // Acta Biologica Sibirica, 2016. № 3. С. 34–45.

[28] Пинской В.Н., Идрисов И.А., Каширская Н.Н., Ельцов М.В., Потапов А.В., Борисов А.В. Влияние экспозиции склона на химические и биологические свойства почв земледельческих террас Восточного Кавказа // Аридные экосистемы, 2022. Т. 28. № 2(91). C. 113–121. DOI: 10.24412/1993-3916-2022-2-113-121

[29] Плугатарь Ю.В., Коба В.П., Папельбу В.В., Новицкий М.Л., Макаров Н.А. Некоторые свойства почв и типологическая структура насаждений Pinus pityusa (Pinaceae) Горного Крыма // Земледелие, 2021. № 7. С. 15–21. DOI: 10.24412/0044-3913-2021-7-15-21

[30] Плугатарь Ю.В., Коба В.П., Новицкий М.Л., Пшеничников Н.А., Папельбу В.В. Почвенные условия в насаждениях Arbutus andrachne L. Южного берега Крыма // Земледелие, 2022. № 8. С. 7–12. DOI: 10.24412/0044-3913-2022-8-7-12

[31] Коба В.П., Жигалова Т.П. Климатические факторы и динамика пожаров в лесах Горного Крыма // Лесоведение, 2014. № 2. С. 52–58.

Сведения об авторах

Макаров Никита Александрович — аспирант лаборатории лесоведения, ФГБУН «Ордена Трудового Красного Знамени Никитский ботанический сад — Национальный научный центр РАН», makarov.crimea@yandex.ru

Коба Владимир Петрович — д-р биол. наук, профессор, зав. лабораторией лесоведения, ФГБУН «Ордена Трудового Красного Знамени Никитский ботанический сад — Национальный научный центр РАН», Заслуженный деятель науки и техники Республики Крым, kobavp@mail.ru

PINUS BRUTIA VAR. PITYUSA (STEVEN) SILBA SEASONAL GROWTH DYNAMICS IN CRIMEAN MOUNTAINS

N.A. Makarov, V.P. Koba

Nikita Botanical Gardens — National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 52, Nikitsky descent, 298648, Yalta, Republic of Crimea, Russia

kobavp@mail.ru

In the western and eastern territories, P. brutia var. pityusa in the Crimean Mountains, four hypsometric profiles were used to establish trial plots. Seasonal growth of shoots was measured on trial plots near model trees. The purpose of the research was to study the biometric parameters of shoots in natural stands of P. brutia var. pityusa in the Crimean Mountains, analysis of the specifics of their seasonal growth depending on the dynamics of growing conditions. As a result of the research, it was found that the seasonal growth of shoots in plantations of P. brutia var. pityusa in the Crimean Mountains varies markedly due to the peculiarities of the orographic conditions and the moisture regime. It has been established that in the western part of the distribution of P. brutia var. pityusa, in the Ayazma tract, in years with low rainfall, the seasonal increase in shoots decreases, to the greatest extent in the plantations of the coastal zone. The prolongation of the drought effect on the growth intensity in the forest stands of the coastal zone of the Batiliman tract and in the upper belt of the Ayazma tract in the first year of the post-drought period was revealed. At present, in terms of the magnitude of seasonal growth of shoots, the most severe conditions for the growth of P. brutia var. pityusa are formed in Mount Karaul-Oba. In the western part of its distribution in the Crimean Mountains, in the Batiliman tract, an increase in the amplitude of the variability of the seasonal growth of shoots is observed due to an increase in the level of climatic factors fluctuation. It is shown that this situation reflects negative trends in the decline in the life potential of P. brutia var. pityusa city of Karaul-Oba and the natural boundary of Batiliman. It is concluded that under the conditions of global changes in the natural environment, this can enhance destructive processes in plantations of P. brutia var. pityusa within the above-mentioned areas.

Keywords: stands, shoots, growth, dynamics, growing conditions

Suggested citation: Makarov N.A., Koba V.P. Dinamika sezonnogo prirosta pobegov sosny kalabriyskoy Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba v Gornom Krymu [Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba seasonal growth dynamics in Crimean Mountains]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 45–54. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-45-54

References

[1] Koba V.P., Koren’kova O.O., Makarov N.A. Pogodnye usloviya i fenologiya vyleta pyl’tsy Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba [Weather conditions and phenology of pollen emergence of Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba]. Byulleten’ Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada [Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden], 2022, no. 145, pp. 83–88.

[2] Plugatar’ Yu.V. Lesa Kryma [Forests of Crimea]. Simferopol: ARIAL, 2015, 385 p.

[3] Isikov V.P., Trikoz N.N. O prichinakh usykhaniya sosny krymskoy i sosny pitsundskoy v Krymu v 2020 godu [On the reasons for the drying out of Crimean pine and Pitsunda pine in Crimea in 2020]. Byulleten’ Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada [Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden], 2021, no. 138, pp. 50–56. DOI: 10.36305/0513-1634-2021-138-50-56

[4] Klimenko N.I., Plugatar’ Yu.V., Klimenko O.E., Klimenko N.N. Pinus brutia Ten. var. pityusa (Steven) Silba v usloviyakh zapadnogo stepnogo prichernomorskogo rayona Kryma [Pinus brutia Ten. var. pityusa (Steven) Silba in the conditions of the western steppe Black Sea region of Crimea]. Promyshlennaya botanika [Industrial Botany], 2021, v. 21, no. 2, pp. 75–80.

[5] Kashirina E.S., Golubeva E.I. Kontseptsiya organizatsii sistemy rekreatsionnogo monitoringa na Bol’shoy sevastopol’skoy trope [Concept of organizing a recreational monitoring system on the Great Sevastopol Trail]. Sistemy kontrolya okruzhayushchey sredy [Environmental Control Systems], 2018, no. 14(34), pp. 70–74. DOI 10.33075/2220-5861-2018-4-70-74

[6] The plant list. Available at: http://www.theplantlist.org/tpl1.1/record/kew-2563110 (accessed 10.01.2023).

[7] Popovich A.V. Fitosozologicheskaya znachimost’ i floristicheskoe raznoobrazie pamyatnika prirody «Roshcha sosny pitsundskoy» (Dzhankhotskiy bor) [Phytosozological significance and floristic diversity of the natural monument «Pitsunda Pine Grove» (Dzhankhotsky Forest)]. Vestnik Krasnodarskogo regional’nogo otdeleniya Russkogo geograficheskogo obshchestva [Bulletin of the Krasnodar regional branch of the Russian Geographical Society], 2021, v. 11, pp. 220–229.

[8] Postarnak Yu.A. Vozdeystvie rekreatsionnoy deyatel’nosti na soobshchestva sosny pitsundskoy [Impact of recreational activities on Pitsunda pine communities]. Kurortno-rekreatsionnyy kompleks v sisteme regional’nogo razvitiya: innovatsionnye podkhody [Resort and recreational complex in the system of regional development: innovative approaches], 2012, no. 1, pp. 227–232.

[9] Dzhangirov M.Yu. Osobennosti izmeneniya areala pribrezhnykh fitotsenozov sosny pitsundskoy Kavkazskogo poberezh’ya Chernogo morya [Features of changes in the area of coastal phytocenoses of Pitsunda pine on the Caucasian coast of the Black Sea]. Sotsial’no-ekonomicheskie problemy razvitiya kurortov Rossii: sb. nauchnykh trudov [Socio-economic problems of the development of resorts in Russia: a collection of scientific Proceedings], Sochi, April 23–24, 2015. Sochi: Federal State Budgetary Institution of Science Sochi Research Center of the Russian Academy of Sciences, 2015, p. 129.

[10] Dzhangirov M.Yu. Ob izolirovannoy yugo-vostochnoy populyatsii sosny pitsundskoy (Pinus pityusa Steven) na territorii Rossiyskoy Federatsii [On the isolated south-eastern population of Pitsunda pine (Pinus pityusa Steven) on the territory of the Russian Federation]. Sotsial’no-ekonomicheskie problemy razvitiya kurortov Rossii: sb. nauchnykh trudov, Sochi, 25 aprelya 2013 goda [Socio-economic problems of the development of resorts in Russia: collection. scientific works], Sochi, April 25, 2013. Sochi: Federal State Budgetary Institution of Science Sochi Research Center of the Russian Academy of Sciences, 2013, pp. 147–150.

[11] Annenkova I.V. Prognoz izmeneniya usloviy proizrastaniya sosny pitsundskoy na osnove klimaticheskikh modeley [Forecast of changes in the growing conditions of Pitsunda pine based on climate models]. Ustoychivoe razvitie osobo okhranyaemykh prirodnykh territoriy: sb. statey IX Vserossiyskoy (natsional’noy) nauchno-prakticheskoy konferentsii [Sustainable development of specially protected natural territories: collection. articles of the IX All-Russian (national) scientific and practical conference], Sochi, October 06–08, 2022. Sochi: State government institution of the Krasnodar Territory «Natural ornithological park in the Imereti Lowland», Don Publishing Center, 2022, pp. 27–31.

[12] Krylenko S.V., Aleynikova A.M., Krylenko V.V. Estestvennoe vosstanovlenie pribrezhnykh rastitel’nykh soobshchestv sosny pitsundskoy posle lesnykh pozharov [Natural restoration of coastal plant communities of Pitsunda pine after forest fires]. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost’ zhiznedeyatel’nosti [Bulletin of the Russian Peoples’ Friendship University. Series: Ecology and life safety], 2015, no. 2, pp. 26–32.

[13] Koren’kova O.O. Osobennosti sezonnogo rosta pobegov krymskoy populyatsii Juniperus deltoides R.P. Adams [Features of seasonal growth of shoots of the Crimean population of Juniperus deltoides R.P. Adams]. Vestnik Nizhnevartovskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Nizhnevartovsk State University], 2022, no. 4(60), pp. 33–42. DOI: 10.36906/2311-4444/22-4/04

[14] Goryshina T.K. Ekologiya rasteniy [Plant ecology]. Moscow: Higher school, 1979, 368 p.

[15] Donets E.V. Osobennosti vliyaniya rezhima osadkov na godichnyy prirost sosny obyknovennoy v usloviyakh yugo-zapadnoy chasti Krapivinskogo neftyanogo mestorozhdeniya [Features of the influence of precipitation regime on the annual growth of Scots pine in the southwestern part of the Krapivinskoye oil field]. Omskiy nauchnyy vestnik [Omsk Scientific Bulletin], 2014, no. 1(128), pp. 149–151.

[16] Al Farsi Kh.A.A.Y., Lupton D., Hitchmough J.D., Cameron R.W.F. How fast can conifers climb mountains? Investigating the effects of a changing climate on the viability of Juniperus seravschanica within the mountains of Oman, and developing a conservation strategy for this tree species. J. of Arid Environments, 2017, v. 147, pp. 40–53. DOI: 10.1016/j.jaridenv.2017.07.020

[17] Yousefi S., Avand M., Yariyan P. Identification of the most suitable afforestation sites by Juniperus excelsa specie using machine learning models: Firuzkuh semi-arid region, Iran. Ecological Informatics, 2021, v. 65, p. 101427. DOI:10.1016/j.ecoinf.2021.101427

[18] Plugatar’ Yu.V., Koren’kova O.O., Koba V.P. Sezonnyy rost pobegov Juniperus excelsa M.-Bieb. v Gornom Krymu [Seasonal shoot growth of Juniperus excelsa M.-Bieb. in the Mountainous Crimea]. Byulleten’ Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada [Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden], 2022, no. 143, pp. 64–71. DOI 10.36305/0513-1634-2022-143-64-71

[19] Sergeeva K.A. Fiziologicheskie i biokhimicheskie osnovy zimostoykosti drevesnykh rasteniy [Physiological and biochemical bases of winter hardiness of woody plants]. Moscow: Nauka, 1971, 174 p.

[20] Shimanyuk A.P. Dendrologiya [Dendrology]. Moscow: Forest industry, 1967, 334 p.

[21] Farjon A. A Handbook of the World’s Conifers. Brill: Leiden & Boston, 2017, 1154 p.

[22] Anuchin N.P. Lesnaya taksatsiya [Forest taxation]. Moscow: Lesnaya industry, 1982, 512 p.

[23] Pogoda v mire [Weather in the world]. Available at: https://rp5.ru (accessed 01.10.2023).

[24] Lakin G.F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: Higher School, 1990, 350 p.

[25] Bardelli T., Gómez-Brandón M., Ascher-Jenull J., Fornasier F., Arfaioli P., Francioli D., Egli M., Sartori G., Insam H., Pietramellara G. Effects of slope exposure on soil physico-chemical and microbiological properties along an altitudinal climosequence in the Italian Alps. Science of The Total Environment, 2017, v. 575, pp. 1041–1055. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.09.176

[26] Bardelli T., Ascher-Jenull J., Stocker E.B., Fornasier F., Arfaioli P., Fravolini G., Roberta L., Medeiros A., Egli M., Pietramellara G., Insam H., Gómez-Brandón M. Impact of slope exposure on chemical and microbiological properties of Norway spruce deadwood and underlying soil during early stages of decomposition in the Italian Alps. CATENA, 2018, v. 167, pp. 100–115. DOI: 10.1016/j.catena.2018.04.031

[27] Sokolova G.G. Vliyanie vysoty mestnosti, ekspozitsii i krutizny sklona na osobennosti prostranstvennogo raspredeleniya rasteniy [The influence of terrain height, exposure and slope steepness on the characteristics of the spatial distribution of plants]. Acta Biologica Sibirica, 2016, no. 3, pp. 34–45.

[28] Pinskoy V.N., Idrisov I.A., Kashirskaya N.N., El’tsov M.V., Potapov A.V., Borisov A.V. Vliyanie ekspozitsii sklona na khimicheskie i biologicheskie svoystva pochv zemledel’cheskikh terras Vostochnogo Kavkaza [The influence of slope exposure on the chemical and biological properties of soils on agricultural terraces of the Eastern Caucasus]. Aridnye ekosistemy [Arid ecosystems], 2022, v. 28, no. 2(91), pp. 113–121. DOI: 10.24412/1993-3916-2022-2-113-121

[29] Plugatar’ Yu.V., Koba V.P., Papel’bu V.V., Novitskiy M.L., Makarov N.A. Nekotorye svoystva pochv i tipologicheskaya struktura nasazhdeniy Pinus pityusa (Pinaceae) Gornogo Kryma [Some soil properties and typological structure of Pinus pityusa (Pinaceae) plantations in the Crimean Mountains]. Zemledelie, 2021, no. 7, pp. 15–21. DOI: 10.24412/0044-3913-2021-7-15-21

[30] Plugatar’ Yu.V., Koba V.P., Novitskiy M.L., Pshenichnikov N.A., Papel’bu V.V. Pochvennye usloviya v nasazhdeniyakh Arbutus andrachne L. Yuzhnogo berega Kryma [Soil conditions in plantations of Arbutus andrachne L. on the southern coast of Crimea]. Zemledelie, 2022, no. 8, pp. 7–12. DOI: 10.24412/0044-3913-2022-8-7-12

[31] Koba V.P., Zhigalova T.P. Klimaticheskie faktory i dinamika pozharov v lesakh Gornogo Kryma [Climatic factors and dynamics of fires in the forests of the Crimean Mountains]. Lesovedenie, 2014, no. 2, pp. 52–58.

Authors’ information

Makarov Nikita Aleksandrovich — pg. of the Laboratory of Forest Science of the FGBUN «Order of the Red Banner of Labor Nikitsky Botanical Garden — National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences», makarov.crimea@yandex.ru

Koba Vladimir Petrovich — Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of the Laboratory of Forest Science of the Order of the Red Banner of Labor Nikitsky Botanical Garden — National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences», kobavp@mail.ru

6

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОРЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ И ШУНГИТОВОЙ КРОШКИ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВСА ПОСЕВНОГО (AVENA SATIVA L.) В ЗАКРЫТОМ ГРУНТЕ

55–69

УДК 631.571

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-55-69

EDN: VMPLVK

Шифр ВАК 4.1.3; 4.1.6

Е.Н. Теребова¹, Н.В. Орешникова², М.А. Павлова¹, А.А. Стародубцева¹

¹ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», Россия, 185910, г. Петрозаводск, ул. Ленина, д. 33

²ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», Россия, 119991, Москва, ул. Ленинские горы, д. 1

eterebova@gmail.com

Представлены материалы исследования возможности применения коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и шунгитовой крошки для выращивания овса посевного (Avena sativa L.) в лабораторном эксперименте в течение 70 сут. Проанализированы ростовые показатели, содержание фотосинтетических пигментов листа (хлорофиллы А, В, каротиноиды), содержание макроэлементов (C, N, P, K, S, Fe, Mg) и микроэлементов (Al, Zn, Cu), рассчитаны коэффициенты биологического поглощения металлов корнями, надземными органами и всем растением овса посевного. Выполнены работы по обогащению грунтов макро- и микроэлементами до оптимальных (Fe, Mg, Mn) и загрязняющих уровней (Cu, Zn, Ni, S), при добавлении шунгита в универсальный грунт (контрольный образец) в концентрациях 10 г/кг отдельно и совместно с корой. Показана стимуляция ростовых процессов растений овса с их последующем замедлением в конце эксперимента при использовании и коры, и шунгита в субстратах. Установлено, что шунгитовые добавки на начальных этапах онтогенеза растений эффективнее стимулировали рост, чем ко́ровые, а кора и шунгит в грунтах не влияли на фотосинтетическую функцию овса. Выявлено накопление растениями в условиях использования в субстратах коры и шунгита Zn, Cu и Mn до нормальных, а Fe, Al и S — до критических уровней содержания. Сделан вывод, что кору сосны обыкновенной можно безопасно и с положительным эффектом оптимизации минерального питания растений применять в агротехнологиях.

Ключевые слова: кора, сосна обыкновенная, шунгит, овес посевной, макро- и микроэлементы, коэффициенты биологического поглощения

Ссылка для цитирования: Теребова Е.Н., Орешникова Н.В., Павлова М.А., Стародубцева А.А. Использование коры сосны обыкновенной и шунгитовой крошки для выращивания овса посевного (Avena sativa L.) в закрытом грунте // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 55–69. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-55-69

Список литературы

[1] ЛесПромИнформ. URL: https://lesprominform.ru/news.html?id=20040 (дата обращения 09.03.2023).

[2] Синицын Н.Н., Телин Н.В., Грызлов В.С., Андреев А.С., Виноградова М.С., Гаркавченко Э.В., Гневашева В.П., Кузнецова В.П., Павлова А.И. Моделирование динамики выхода влаги и летучих веществ в процессе нагрева древесной биомассы (коры) // Вестник Череповецкого государственного университета, 2018. № 2 (83). С. 47–53.

[3] Гришкова Л.Л. Использование древесной коры в качестве удобрений. М.: Изд-во ВНИПИЭИлеспром, 1982. № 10. С. 11–25.

[4] Девятловская А.Н. Использование древесной коры в качестве тепличного грунта // Вестник КрасГАУ, 2010. № 2. С. 25–27.

[5] Лоскутов С.Р., Семенович А.В., Анискина А.А. Продукты технического назначения из коры хвойных пород. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. 114 с.

[6] Пастори З., Горбачева Г.А., Санаев В.Г., Мохачине И.Р., Борчок З. Состояние и перспективы использования древесной коры // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 5. С. 74–88. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-74-88

[7] Робонен Е.В., Зайцева М.И., Чернобровкина Н.П., Чернышенко О.В., Васильев С.Б. Опыт разработки и использования контейнерных субстратов для лесных питомников. Альтернативы торфу // Resources and Technology, 2015. Т. 12. № 1. С. 11–18.

[8] Платонов В.В., Прокопченков Д.В., Проскуряков В.А., Сычев А.И., Честнова Т.В., Швыкин А.Ю. Химический состав минерального вещества шунгитовой породы Зажогинского месторождения Карельского Заонежья // Вестник новых медицинских технологий, 2006. Т. ХIII. № 4. С. 132–135.

[9] Дубровина И.А. Изменение содержания общего углерода, азота и фосфора в почвах таежной зоны Республики Карелия при сельскохозяйственном использовании // Вестник Томского государственного университета. Биология, 2018. № 41. С. 27–41.

[10] Панасюгин А.С., Цыганов А.Р., Григорьев С.В., Чипурко З.Н., Гузова Л.М. Оценка возможности использования шунгита Зажогинского месторождения в металлургии // Литье и металлургия, 2013. № 3. С. 33–35.

[11] Кондрашова Н.И., Медведев П.В. Влияние микроэлементного состава углеродсодержащих пород на возможность их использования в водоочистке (на примере шунгитов из Онежской палеопротерозойской структуры Карелии) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2021. Т. 332. № 9. С. 43–53.

[12] Мизин В.Г., Страхов В.М. Промышленный опыт использования шунгитовых пород в производстве ферросплавов // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации, 2009. № 10 (1318). С. 78–84.

[13] Ковалевский В.В. Шунгитовый углерод — структурные особенности и приложение к технологическим процессам // Шунгитовые породы Карелии: геология, строение, инновационные материалы и технологии «Шунгит — 2020 — 2021»: материалы конференции с международным участием. Петрозаводск, 29 июня — 1 июля 2021 г. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2021. С. 29–33.

[14] Тойкка М.А., Кекконен А.П. Шунгит как удобрение // Ученые записки Карело-Финского государственного университета, 1946. Т. 1. С. 214–268.

[15] Ikkonen E., Chazhengina S., Butilkina M., Sidorova V. Physiological response of onion (Allium cepa L.) seedlings to shungite application under two soil water regimes // Acta Physiologiae Plantarum, 2021, pp. 43–76. DOI: 10.1007/s11738-021-03239-9

[16] Тимейко Л.В., Кузнецова Л.А., Голубева О.А. К вопросу использования шунгитов в сельскохозяйственном производстве // Черноземы Центральной России: генезис, эволюция и проблемы рационального использования: Сб. материалов науч. конф., посвященной 80-летию кафедры почвоведения и управления земельными ресурсами в 100-летней истории Воронежского государственного университета, Воронеж, 15–19 мая 2017 года. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета. 2017. С. 233–237.

[17] Теребова Е.Н. Азотные и фосфорные соединения хвойных растений при аэротехногенном загрязнении в условиях Северо-Запада России: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Петрозаводск, 2002. 26 с.

[18] Щербенко Т.А., Копцик Г.Н., Гроненберг Б.-Я., Лукина Н.В., Ливанцова С.Ю. Поглощение элементов питания и тяжелых металлов сосной в условиях атмосферного загрязнения // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение, 2008. № 2. С. 9–16.

[19] Дейнес Ю.Е., Ковалевский В.В., Первунина А.В., Ромашкин А.Е., Рычанчик Д.В., Иешко Е.П. Шунгитовые породы Карелии: от геологических исследований к перспективам использования в инновационных технологиях // Труды КарНЦ РАН. Комплексные научные исследования КарНЦ РАН, 2021. № 7. C. 72–88.

[20] Чаженгина С.Ю., Рожкова В.С., Кочнева И.В. Моделирование процессов абиогенного выветривания углеродистого вещества палеопротерозойских шунгитовых пород Онежской структуры (Карелия) // Труды Карельского научного центра РАН, 2019. № 2. С. 67–79.

[21] Пономарев А.П., Подолец А.А. Макина О.А. Использование водного экстракта минерала шунгита для удаления из воды бактериальной микрофлоры // Водоснабжение и санитарная техника, 2017. № 9. С. 17–24.

[22] Марковская Е.Ф., Теребова Е.Н., Андросова В.И., Галибина Н.А., Никерова К.М., Морозова К.В., Гуляева Е.Н., Шибаева Т.Г., Новичонок Е.В. Физиолого-биохимические методы исследования растений и лишайников // Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2018. URL: https://elibrary.petrsu.ru/book.shtml?id=29557 (дата обращения 08.03.2023).

[23] Воробьева Л.А., Лопухина О. В., Салпагарова И. А. Теория и практика химического анализа почв. М.: Геос, 2006. 400 с.

[24] Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants. Boca Raton, FL, USA: CRC Press/Taylor & Francis Group, 548 р. DOI:10.1016/j.sajb.2012.03.008

[25] Широких И.Г., Ашихмина Т.Я. Повышение толерантности растений к алюминию на кислых почвах методами биотехнологии (обзор) // Теоретическая и прикладная экология, 2016. № 2. С. 12–19.

[26] Щукин В.М., Северинова Е.Ю., Кузьмина Н.Е., Яшкир В.А. Определение содержания алюминия в цветках ромашки аптечной методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения, 2016. № 3. С. 49–52.

[27] Коренская И.М., Беляева А.А., Колосова О.А., Трофимова Т.Г., Измалкова И.Е., Сливкин А.И. Изучение анатомо-диагностических признаков и элементного состава листьев амаранта печального, культивируемого в Воронежской области // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2020. Т. 3. С. 37−44.

[28] Жуйков Д.В. Сера и микроэлементы в агроценозах (обзор) // Достижения науки и техники АПК, 2020. Т. 34. № 11. С. 32–42.

[29] Храмченкова О.М., Новиков Р.И. Минеральный состав коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) различных типов леса // Бюллетень науки и практики, 2016. № 9. С. 31–35.

[30] Terebova E.N., Markovskaya E.F., Shmakova N.Yu. Ion-exchange properties and swelling capacity of leaf cell wall of Arctic plants // Czech Polar Reports, Brno, 2018, v. 8, no. 1, pp. 132–142. DOI: 10.5817/CPR2018-1-10

[31] Terebova E.N., Markovskaya E.F., Androsova V.I., Pavlova M.A., Oreshnikova N.V. Cell wall functional activity and metal accumulation of halophytic plant species Plantago maritima and Triglochin maritima on the White Sea littoral zone (NW Russia) // Czech Polar Reports, 2020, v. 10(2), pp. 169–188. [32] Климова Е.В. Использование древесной коры и цеолитов при выращивании декоративных культур (выращивание на искусственных почвогрунтах в защищенном грунте) // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал, 2003. № 3. С. 606.

[33] Борматенков А.М., Графова Е.О., Зайцева М.И., Сюнев В.С. Использование смеси осадков сточных вод и отходов лесоперерабатывающего производства как почвенного субстрата для рекультивации нарушенных земель // Resources and Technology, 2020. Т. 17. № 2. С. 97–113.

[34] Бондарь П.Н. Использование отходов деревообрабатывающей промышленности для создания биопрепаратов на основе грибов рода Trichoderma // Хвойные бореальной зоны, 2015. Т. 33, № 5–6. С. 286–290.

[35] Ульянова О.А. Использование древесной коры и цеолитов при выращивании декоративных культур // Агрохимия, 2002. № 7. С. 47–55.

[36] Ковалевский В.В. Шунгит или высший антраксолит? // Записки Российского минералогического общества, 2009. Т. 138. № 5. С. 97.

[37] Прокопченков Д.В., Платонов В.В., Проскуряков В.А., Сычев А.И., Честнова Т.В., Швыкин А.Ю. Химический состав минерального вещества шунгитовой породы Зажогинского месторождения Карельского Заонежья // Вестник новых медицинских технологий, 2006. Т. XIII. № 4. С. 132–133.

[38] Terebova E. N., Markovskaya E. F., Androsova V. I., Galibina N. A., Kaipiainen E. Potential for Salix schwerinii Е. Wolf to uptake heavy metals in the contaminated territories of mining industry in the north-west Russia // Siberian Journal of Forest Science, 2017, v. 1, pp. 74–86. DOI: 10.15372/SJFS20170108

[39] Теребова Е.Н., Павлова М.А., Орешникова Н.В. Аккумуляция железа растениями галофитами на литорали Белого моря // Известия РАН. Серия Биологическая, 2023. № 3. С. 413–425.

[40] Kopriva S., Mugford S.G., Matthewman C., Koprivova A. Plant sulfate assimilation genes: redundancy versus specialization // Plant Cell Rep., 2009, v. 28(12), pp. 1769–1780. DOI: 10.1007/s00299-009-0793-0

[41] Albury M.S., Affourtit C., Crichton P.G, Moore A.L. Structure of the plant alternative oxidase: Site–Directed mutagenesis provides new information on the active site and membrane topology // J. of Biological Chemistry, 2002, v. 277(2), pp. 1190–1194.

DOI: 10.1074/jbc.M109853200

[42] Grigoras A.G. Catalase immobilization – A review // Biochemical Engineering Journal, 2017, v. 117 (B), pp. 1–20. DOI: 10.1016/j.bej.2016.10.021

[43] Rizhsky L., Liang. H., Mittler R. The Water–Water Cycle Is Essential for Chloroplast Protection in the Absence of Stress // The J. of Biological Chemistry, 2003, v. 278, no. 40, pp. 38921–38926. DOI: 10.1074/jbc.M304987200

[44] McKersie B.D., Murnaghan J., Jones K.S., Bowley S.R. Iron-superoxide dismutase expression in transgenic alfalfa increases winter survival without a detectable increase in photosynthetic oxidative stress tolerance // Plant Physiol., 2000, v. 122(4), pp. 1427–1437. DOI: 10.1104/pp.122.4.1427

[45] Hell R., Stephan U.W. Iron uptake, trafficking and homeostasis in plants // Planta, 2003, v. 216(4), pp. 541–551. DOI: 10.1007/s00425-002-0920-4

[46] Briat J.F., Duc C., Ravet K., Gaymard F. Ferritins and iron storage in plants // Biochim Biophys Acta, 2010, v. 1800(8), pp. 806–814. DOI: 10.1016/j.bbagen.2009.12.003

[47] Яковлева О.В. Фитотоксичность ионов алюминия // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 2018. № 179 (3). С. 315–331.

[48] Bose J., Babourina O., Shabala S., Rengel Z. Low-pH and aluminium resistance in Arabidopsis correlates with high cytosolic magnesium content and increased magnesium uptake by plant roots // Plant Cell Physiol, 2013, v. 54, pp. 1093-1104. DOI: 10.1093/pcp/pct064

[49] Markovskaya E.F., Terebova E.N., Androsova V.I., Pavlova M.A. Ecological and physiological features of metal accumulation of halophytic plants on the White Sea coast. Handbook of bioremediation: Physiological, Molecular and Biotechnological Interventions / Eds. M. Hasanuzzaman, M. Narasimha V. Prasad. Academic Press, 2020, pp. 295–327. DOI:10.1016/b978-0-12-819382-2.00019-3

[50] Амосова Н.В., Сынзыныс Б.И. О комбинированном действии алюминия и железа на проростки ячменя и пшеницы // Сельскохозяйственная биология, 2005. № 1. С. 46–49.

[51] Амосова Н.В., Сынзыныс Б.И., Ульяненко Л.Н. Чувствительность различных сортов ячменя к действию алюминия и железа // Наука сельскохозяйственного производства и образования, 2004. С. 6–8.

[52] Bose J., Babourina O., Rengel Z. Role of magnesium in alleviation of aluminium toxicity in plants // J. Exp. Bot., 2011, v. 62, pp. 2251–2264. DOI: 10.1093/jxb/erq456

[53] Moshtaghie A.A., Skillen A.W. Binding of aluminum to transferrin and lactoferrin // Biochem Soc. Trans., 1986, no. 14, pp. 916–917.

[54] Verkieij J.A.C., Schat H. Mechanisms of metal tolerance in higher plants // Heavy metal tolerance in plants: evalutionary aspects / Ed. A.J. Shaw. N.Y., 1990, pp. 179–193.

[55] Аристархов А.Н. Сера в агроэкосистемах России: мониторинг содержания в почвах и эффективность ее применения // Международный сельскохозяйственный журнал, 2016. № 5. С. 39–47.

[56] Лукина Н.В., Никонов В.В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения. В 2-х ч. Ч.1. Апатиты: Изд–во Кольского научного центра, 1996. 213 с.

[57] СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». Официальный интернет-портал правовой информации. 2021. 998 с.

Сведения об авторах

Теребова Елена Николаевна — канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники и физиологии растений, ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», eterebova@gmail.com

Орешникова Наталия Владимировна — канд. биол. наук, доцент факультета почвоведения, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», oreshinka@list.ru

Павлова Мария Андреевна — аспирант кафедры ботаники и физиологии растений, ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», mariya-leta@yandex.ru

Стародубцева Анастасия Андреевна — канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники и физио

APPLICATION OF SCOTS PINE BARK AND SHUNGITE CHIPS FOR GROWING OATS (AVENA SATIVA L.) IN PROTECTED GROUND

E.N. Terebova¹, N.V. Oreshnikova², M.A. Pavlova¹, A.A. Starodubtseva¹

¹Petrozavodsk State University, 33, Lenina st., 185910, Petrozavodsk, Russia

²Lomonosov Moscow State University, named after M.V. Lomonosov, 1, Leninskiye Gory st., 119991, Moscow, Russia

eterebova@gmail.com

The study results on the possible application of Scots pine bark (Pinus sylvestris L.) and shungite chips for growing oats (Avena sativa L.) in a laboratory experiment for 70 days are presented. Growth parameters, the content of photosynthetic leaf pigments (chlorophylls A, B, carotenoids), the content of macroelements (C, N, P, K, S, Fe, Mg) and microelements (Al, Zn, Cu) were analyzed, and the coefficients of biological absorption of metals by roots, aboveground organs and the entire oat plant were calculated. The experiments were carried out to enrich soils with macro- and microelements to optimal (Fe, Mg, Mn) and contaminant levels (Cu, Zn, Ni, S), by adding shungite to universal soil (control sample) in concentrations of 10 g/kg separately and together with pine bark. Stimulation of growth processes in oat plants with their subsequent slowdown at the end of the experiment is shown when using both bark and shungite in substrates. It was found that shungite additives at the initial stages of plant ontogenesis stimulated growth more effectively than bark additives, and bark and shungite in soils did not affect the photosynthetic function of oats. It was revealed that plants, growing on substrates with bark and shungite, accumulated Zn, Cu and Mn to normal levels, while Fe, Al and S to critical levels. It was concluded that Scots pine bark can be safely used in agricultural technologies with a positive effect of optimizing the mineral nutrition of plants.

Keywords: bark, Scots pine, shungite, oats, macro- and microelements, biological absorption coefficients

Suggested citation: Terebova E.N., Oreshnikova N.V., Pavlova M.A., Starodubtseva A.A. Ispol’zovanie kory sosny obyknovennoy i shungitovoy kroshki dlya vyrashchivaniya ovsa posevnogo (Avena sativa L.) v zakrytom grunte [Application of Scots pine bark and shungite chips for growing oats (Avena sativa L.) in protected ground]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 55–69. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-55-69

References

[1] LesPromInform [LesPromInform]. Available at: https://lesprominform.ru/news.html?id=20040 (accessed 03.09.2023).

[2] Sinitsyn N.N., Telin N.V., Gryzlov V.S., Andreev A.S., Vinogradova M.S., Garkavchenko E.V., Gnevasheva V.P., Kuznetsova V.P., Pavlova A.I. Modelirovanie dinamiki vykhoda vlagi i letuchikh veshchestv v protsesse nagreva drevesnoy biomassy (kory) [Modeling the dynamics of the release of moisture and volatile substances during the heating of woody biomass (bark)]. Vestnik Cherepovetskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Cherepovets State University], 2018, no. 2 (83), pp. 47–53.

[3] Grishkova L.L. Ispol’zovanie drevesnoy kory v kachestve udobreniy [Use of tree bark as fertilizer]. Moscow: VNIPIEIlesprom, 1982, no. 10, pp. 11–25.

[4] Devyatlovskaya A.N. Ispol’zovanie drevesnoy kory v kachestve teplichnogo grunta [The use of tree bark as a greenhouse soil]. Vestnik KrasGAU [KrasSAU Bulletin], 2010, no. 2, pp. 25–27.

[5] Loskutov S.R., Semenovich A.V., Aniskina A.A. Produkty tekhnicheskogo naznacheniya iz kory khvoynykh porod [Technical products from the bark of coniferous species]. Novosibirsk: Publishing house of SO RAS, 2010, 114 p.

[6] Pásztory Z., Gorbacheva G.A., Sanaev V.G., Mohácsiné I.R., Börcsök Z. Sostoyanie i perspektivy ispol’zovaniya drevesnoy kory [State and prospects of tree bark use]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 5, pp. 74–88. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-74-88

[7] Robonen E.V., Zaytseva M.I., Chernobrovkina N.P., Chernyshenko O.V., Vasil’ev S.B. Opyt razrabotki i ispol’zovaniya konteynernykh substratov dlya lesnykh pitomnikov. Al’ternativy torfu [Experience in the development and use of container substrates for forest nurseries. Alternatives to peat]. Resources and Technology, 2015, v. 12, no. 1, pp. 11–18. DOI: 10.15393/j2.art.2015.3081

[8] Platonov V.V., Prokopchenkov D.V., Proskuryakov V.A., Sychev A.I., Chestnova T.V., Shvykin A.Yu. Khimicheskiy sostav mineral’nogo veshchestva shungitovoy porody Zazhoginskogo mestorozhdeniya Karel’skogo Zaonezh’ya [The chemical composition of the mineral substance of the shungite rock of the Zazhoginsky deposit of the Karelian Zaonezhye]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy [Bulletin of New Medical Technologies], 2006, v. XIII, no. 4, pp. 132–135.

[9] Dubrovina I.A. Izmenenie soderzhaniya obshchego ugleroda, azota i fosfora v pochvakh taezhnoy zony Respubliki Kareliya pri sel’skokhozyaystvennom ispol’zovanii [Changes in the content of total carbon, nitrogen and phosphorus in soils of the taiga zone of the Republic of Karelia during agricultural use]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biology [Bulletin of the Tomsk State University. Biology], 2018, no. 41, pp. 27–41. DOI: 10.17223/19988591/41/2

[10] Panasyugin A.S., Tsyganov A.R., Grigor’ev S.V., Chipurko Z.N., Guzova L.M. Otsenka vozmozhnosti ispol’zovaniya shungita Zazhoginskogo mestorozhdeniya v metallurgii [Evaluation of the possibility of using shungite from the Zazhoginsky deposit in metallurgy]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2013, no. 3, pp. 33–35.

[11] Kondrashova N.I., Medvedev P.V. Vliyanie mikroelementnogo sostava uglerodsoderzhashchikh porod na vozmozhnost’ ikh ispol’zovaniya v vodoochistke (na primere shungitov iz Onezhskoy paleoproterozoyskoy struktury Karelii) [Influence of microelement composition of carbonaceous rocks on the possibility of their use in water purification (on the example of shungites from the Onega Paleoproterozoic structure of Karelia)]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov [Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Engineering of georesources], 2021, v. 332, no. 9, pp. 43–53. DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3352

[12] Mizin V.G., Strakhov V.M. Promyshlennyy opyt ispol’zovaniya shungitovykh porod v proizvodstve ferrosplavov [Industrial experience of using shungite rocks in the production of ferroalloys]. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoy i ekonomicheskoy informatsii [Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information], 2009, no. 10 (1318), pp. 78–84.

[13] Kovalevskiy V.V. Shungitovyy uglerod — strukturnye osobennosti i prilozhenie k tekhnologicheskim protsessam [Shungite carbon — structural features and application to technological processes]. Shungitovye porody Karelii: geologiya, stroenie, innovatsionnye materialy i tekhnologii «Shungit – 2020 – 2021: materialy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Shungite rocks of Karelia: geology, structure, innovative materials and technologies «Shungite – 2020 – 2021»: materials of the conference with international participation]. Petrozavodsk, June 29 — July 1, 2021. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2021, pp. 29–33.

[14] Toykka M.A., Kekkonen A.P. Shungit kak udobrenie [Shungite as a fertilizer]. Uchenye zapiski Karelo-finskogo gosudarstvennogo universiteta [Scientific notes of the Karelian-Finnish State University], 1946, v. 1, pp. 214–268.

[15] Ikkonen E., Chazhengina S., Butilkina M., Sidorova V. Physiological response of onion (Allium cepa L.) seedlings to shungite application under two soil water regimes. Acta Physiologiae Plantarum, 2021, pp. 43–76. DOI: 10.1007/s11738-021-03239-9

[16] Timeyko L.V., Kuznetsova L.A., Golubeva O.A. K voprosu ispol’zovaniya shungitov v sel’skokhozyaystvennom proizvodstve [On the issue of using shungites in agricultural production]. Chernozemy Tsentral’noy Rossii: genezis, evolyutsiya i problemy ratsional’nogo ispol’zovaniya: sbornik materialov nauchnoy konferentsii, posvyashchennoy 80-letiyu kafedry pochvovedeniya i upravleniya zemel’nymi resursami v 100-letney istorii Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta [Chernozems of Central Russia: genesis, evolution and problems of rational use: collection of materials of a scientific conference dedicated to the 80th anniversary of the Department of Soil Science and Land Management in the 100-year history of Voronezh State University], Voronezh, 15–19 May 2017. Voronezh: Voronezh State University, 2017, pp. 233–237.

[17] Terebova E.N. Azotnye i fosfornye soedineniya khvoynykh rasteniy pri aerotekhnogennom zagryaznenii v usloviyakh Severo-Zapada Rossii [Nitrogen and phosphorus compounds of coniferous plants under aerotechnogenic pollution in the conditions of the North-West of Russia]. Abs. Diss. Cand. Sci. (Biol.). Petrozavodsk, 2002, 26 p.

[18] Shcherbenko T.A., Koptsik G.N., Gronenberg B.-Ya., Lukina N.V., Livantsova S.Yu. Pogloshchenie elementov pitaniya i tyazhelykh metallov sosnoy v usloviyakh atmosfernogo zagryazneniya [Absorption of batteries and heavy metals by pine under conditions of atmospheric pollution]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Ser. 17. Pochvovedenie [Bulletin of Moscow University. Ser. 17. Soil science], 2008, no. 2, pp. 9–16.

[19] Deynes Yu.E., Kovalevskiy V.V., Pervunina A.V., Romashkin A.E., Rychanchik D.V., Ieshko E.P. Shungitovye porody Karelii: ot geologicheskikh issledovaniy k perspektivam ispol’zovaniya v innovatsionnykh tekhnologiyakh [Shungite rocks of Karelia: from geological research to prospects for use in innovative technologies]. Trudy KarNC RAN. № 7. Kompleksnye nauchnye issledovaniya KarNC RAN [Transactions of Karelian Research Center of Russian Academy of Sciences]. Complex scientific researches of KarRC RAS, 2021, no. 7, pp.72–88. DOI: 10.17076/them1426

[20] Chazhengina S.Yu., Rozhkova V.S., Kochneva I.V. Modelirovanie protsessov abiogennogo vyvetrivaniya uglerodistogo veshchestva paleoproterozoyskikh shungitovykh porod Onezhskoy struktury (Kareliya) [Modeling of processes of abiogenic weathering of carbonaceous matter of Paleoproterozoic schungite rocks of the Onega structure (Karelia)]. Trudy Karel’skogo nauchnogo centra RAN [Proceedings of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2019, no. 2, pp. 67–79. DOI: 10.17076/geo827

[21] Ponomarev A.P., Podolets A.A. Makina O.A. Ispol’zovanie vodnogo ekstrakta minerala shungita dlya udaleniya iz vody bakterial’noy mikroflory [The use of an aqueous extract of the mineral shungite to remove bacterial microflora from water]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Engineering], 2017, no. 9, pp. 17–24.

[22] Markovskaya E.F., Terebova E.N., Androsova V.I., Galibina N.A., Nikerova K.M., Morozova K.V., Gulyaeva E.N., Shibaeva T.G., Novichonok E.V. Fiziologo-biokhimicheskie metody issledovaniya rasteniy i lishaynikov [Physiological and biochemical methods for the study of plants and lichens]. Petrozavodsk: PetrSU Publishing House. 2018. Available at: https://elibrary.petrsu.ru/book.shtml?id=29557 (accessed 08.03.2023).

[23] Vorob’eva L.A., Lopukhina O. V., Salpagarova I. A. Teoriya i praktika khimicheskogo analiza pochv [Theory and practice of soil chemical analysis]. Moscow: Geos, 2006, 400 p.

[24] Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants. Boca Raton, FL, USA: CRC Press/Taylor & Francis Group, 548 р. DOI:10.1016/j.sajb.2012.03.008

[25] Shirokikh I.G., Ashikhmina T.Ya. Povyshenie tolerantnosti rasteniy k alyuminiyu na kislykh pochvakh metodami biotekhnologii (obzor) [Increasing plant tolerance to aluminum on acidic soils using biotechnology methods (review)]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya [Theoretical and applied ecology], 2016, no. 2, pp. 12–19.

[26] Shchukin V.M., Severinova E.Yu., Kuz’mina N.E., Yashkir V.A. Opredelenie soderzhaniya alyuminiya v tsvetkakh romashki aptechnoy metodom atomno-emissionnoy spektrometrii s induktivno svyazannoy plazmoy [Determination of aluminum content in chamomile flowers by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry]. Vedomosti Nauchnogo centra ekspertizy sredstv medicinskogo primeneniya [Bulletin of the Scientific Center for Expertise of Medical Applications], 2016, no. 3, pp.49–52.

[27] Korenskaya I.M., Belyaeva A.A., Kolosova O.A., Trofimova T.G., Izmalkova I.E., Slivkin A.I. Izuchenie anatomo-diagnosticheskikh priznakov i elementnogo sostava list’ev amaranta pechal’nogo, kul’tiviruemogo v Voronezhskoy oblasti [Study of anatomical and diagnostic features and elemental composition of sad amaranth leaves cultivated in the Voronezh region]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Himiya. Biologiya. Farmaciya [Bulletin of the Voronezh State University]. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy, 2020, v. 3, pp. 37−44.

[28] Zhuykov D.V. Sera i mikroelementy v agrotsenozakh (obzor) [Sulfur and microelements in agrocenoses (review)]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of Science and Technology of Agro-Industrial Complex], 2020, v. 34, no. 11, pp. 32–42. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-11105

[29] Khramchenkova O.M., Novikov R.I. Mineral’nyy sostav kory sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) razlichnykh tipov lesa [Mineral composition of the bark of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) of different forest types]. Byulleten’ nauki i praktiki [Bulletin of Science and Practice], 2016, no. 9, pp. 31–35. DOI: 10.5281/zenodo.154207

[30] Terebova E.N., Markovskaya E.F., Shmakova N.Yu. Ion-exchange properties and swelling capacity of leaf cell wall of Arctic plants. Czech Polar Reports, Brno, 2018, v. 8, no. 1, pp. 132–142. DOI: 10.5817/CPR2018-1-10

[31] Terebova E.N., Markovskaya E.F., Androsova V.I., Pavlova M.A., Oreshnikova N.V. Cell wall functional activity and metal accumulation of halophytic plant species Plantago maritima and Triglochin maritima on the White Sea littoral zone (NW Russia). Czech Polar Reports, 2020, v. 10(2), pp. 169–188.

[32] Klimova E.V. Ispol’zovanie drevesnoy kory i tseolitov pri vyrashchivanii dekorativnykh kul’tur (vyrashchivanie na iskusstvennykh pochvogruntakh v zashchishchennom grunte). [The use of tree bark and zeolites in the cultivation of ornamental crops (cultivation on artificial soils in protected ground)]. Ekologicheskaya bezopasnost’ v APK. Referativnyy zhurnal [Ecological safety in the agro-industrial complex. Abstract journal], no. 3, 2003, p. 606.

[33] Bormatenkov A.M., Grafova E.O., Zaytseva M.I., Syunev V.S. Ispol’zovanie smesi osadkov stochnykh vod i otkhodov lesopererabatyvayushchego proizvodstva kak pochvennogo substrata dlya rekul’tivatsii narushennykh zemel’ [The use of a mixture of sewage sludge and timber processing waste as a soil substrate for the reclamation of disturbed lands]. Resources and Technology, 2020, v. 17, no. 2. pp. 97–113.

[34] Bondar’ P.N. Ispol’zovanie otkhodov derevoobrabatyvayushchey promyshlennosti dlya sozdaniya biopreparatov na osnove gribov roda Trichoderma [Use of woodworking industry waste to create biopreparations based on fungi of the genus Trichoderma]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2015, v. 33, no. 5–6. pp. 286–290.

[35] Ul’yanova O.A. Ispol’zovanie drevesnoy kory i tseolitov pri vyrashchivanii dekorativnykh kul’tur [The use of wood bark and zeolites in the cultivation of ornamental crops]. Agrohimiya [Agrochemistry], 2002, no. 7, pp. 47–55.

[36] Kovalevskiy V.V. Shungit ili vysshiy antraksolit? [Shungite or higher anthraxolite?]. Zapiski Rossiyskogo mineralogicheskogo obshchestva [Notes of the Russian Mineralogical Society], 2009, v. 138, no. 5, p. 97.

[37] Prokopchenkov D.V., Platonov V.V., Proskuryakov V.A., Sychev A.I., Chestnova T.V., Shvykin A.Yu. Khimicheskiy sostav mineral’nogo veshchestva shungitovoy porody Zazhoginskogo mestorozhdeniya Karel’skogo Zaonezh’ya [The chemical composition of the mineral substance of the shungite rock of the Zazhoginsky deposit of the Karelian Zaonezhye]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy [Bulletin of new medical technologies], 2006, v. XIII, no. 4, pp. 132–133.

[38] Terebova E. N., Markovskaya E. F., Androsova V. I., Galibina N. A., Kaipiainen E. Potential for Salix schwerinii Е. Wolf to uptake heavy metals in the contaminated territories of mining industry in the north-west Russia. Siberian Journal of Forest Science, 2017, v. 1, pp. 74–86. DOI: 10.15372/SJFS20170108

[39] Terebova E.N., Pavlova M.A., Oreshnikova N.V. Akkumulyatsiya zheleza rasteniyami galofitami na litorali Belogo morya [Accumulation of iron by halophyte plants in the littoral of the White Sea]. Izvestiya RAN. Seriya Biologicheskaya [Biology Bulletin], 2023, no. 3, pp. 10–18.

[40] Kopriva S., Mugford S.G., Matthewman C., Koprivova A. Plant sulfate assimilation genes: redundancy versus specialization. Plant Cell Rep., 2009, v. 28(12), pp. 1769–1780. DOI: 10.1007/s00299-009-0793-0

[41] Albury M.S., Affourtit C., Crichton P.G, Moore A.L. Structure of the plant alternative oxidase: Site–Directed mutagenesis provides new information on the active site and membrane topology. J. of Biological Chemistry, 2002, v. 277(2), pp. 1190–1194. DOI: 10.1074/jbc.M109853200

[42] Grigoras A.G. Catalase immobilization – A review. Biochemical Engineering Journal, 2017, v. 117 (B), pp. 1–20. DOI: 10.1016/j.bej.2016.10.021

[43] Rizhsky L., Liang. H., Mittler R. The Water–Water Cycle Is Essential for Chloroplast Protection in the Absence of Stress. The J. of Biological Chemistry, 2003, v. 278, no. 40, pp. 38921–38926. DOI: 10.1074/jbc.M304987200

[44] McKersie B.D., Murnaghan J., Jones K.S., Bowley S.R. Iron-superoxide dismutase expression in transgenic alfalfa increases winter survival without a detectable increase in photosynthetic oxidative stress tolerance. Plant Physiol., 2000, v. 122(4), pp. 1427–1437. DOI: 10.1104/pp.122.4.1427

[45] Hell R., Stephan U.W. Iron uptake, trafficking and homeostasis in plants. Planta, 2003, v. 216(4), pp. 541–551. DOI: 10.1007/s00425-002-0920-4

[46] Briat J.F., Duc C., Ravet K., Gaymard F. Ferritins and iron storage in plants. Biochim Biophys Acta, 2010, v. 1800(8), pp. 806–814. DOI: 10.1016/j.bbagen.2009.12.003

[47] Yakovleva O.V. Fitotoksichnost’ ionov alyuminiya [Phytotoxicity of aluminum ions]. Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii [Works on applied botany, genetics and breeding], 2018, no. 179 (3), pp. 315–331. DOI: 10.30901/2227-8834-2018-3-315-331

[48] Bose J., Babourina O., Shabala S., Rengel Z. Low-pH and aluminium resistance in Arabidopsis correlates with high cytosolic magnesium content and increased magnesium uptake by plant roots. Plant Cell Physiol, 2013, v. 54, pp. 1093-1104. DOI: 10.1093/pcp/pct064

[49] Markovskaya E.F., Terebova E.N., Androsova V.I., Pavlova M.A. Ecological and physiological features of metal accumulation of halophytic plants on the White Sea coast. Handbook of bioremediation: Physiological, Molecular and Biotechnological Interventions. Eds. M. Hasanuzzaman, M. Narasimha V. Prasad. Academic Press, 2020, pp. 295–327. DOI:10.1016/b978-0-12-819382-2.00019-3

[50] Amosova N.V., Synzynys B.I. O kombinirovannom deystvii alyuminiya i zheleza na prorostki yachmenya i pshenitsy [On the combined effect of aluminum and iron on barley and wheat seedlings]. Sel’skokhozyaystvennaya biologiya [Agricultural biology], 2005, no. 1, pp. 46–49.

[51] Amosova N.V., Synzynys B.I., Ul’yanenko L.N. Chuvstvitel’nost’ razlichnykh sortov yachmenya k deystviyu alyuminiya i zheleza [Sensitivity of different varieties of barley to the effects of aluminum and iron]. Nauka sel’skokhozyaystvennogo proizvodstva i obrazovaniya [Science of agricultural production and education], 2004, pр. 6–8.

[52] Bose J., Babourina O., Rengel Z. Role of magnesium in alleviation of aluminium toxicity in plants. J. Exp. Bot., 2011, v. 62, pp. 2251–2264. DOI: 10.1093/jxb/erq456

[53] Moshtaghie A.A., Skillen A.W. Binding of aluminum to transferrin and lactoferrin. Biochem Soc. Trans., 1986, no. 14, pp. 916–917.

[54] Verkieij J.A.C., Schat H. Mechanisms of metal tolerance in higher plants. Heavy metal tolerance in plants: evalutionary aspects. Ed. A.J. Shaw. N.Y., 1990, pp. 179–193.

[55] Aristarkhov A.N. Sera v agroekosistemakh Rossii: monitoring soderzhaniya v pochvakh i effektivnost’ ee primeneniya [Sulfur in the agroecosystems of Russia: monitoring the content in soils and the effectiveness of its application]. Mezhdunarodnyy sel’skokhozyaystvennyy zhurnal [International Agricultural Journal], 2016, no. 5, pp. 39–47.

[56] Lukina N.V., Nikonov V.V. Biogeokhimicheskie tsikly v lesakh Severa v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya. V 2-kh ch. Ch.1 [Biogeochemical cycles in the forests of the North under conditions of aerotechnogenic pollution. In 2 parts. Part 1]. Apatity: Izd–vo Kol’skogo nauchnogo tsentra [Publishing House of the Kola Science Center], 1996, 213 p.

[57] SanPiN 1.2.3685–21 «Gigienicheskie normativy i trebovaniya k obespecheniyu bezopasnosti i (ili) bezvrednosti dlya cheloveka faktorov sredy obitaniya». Ofitsial’nyy internet-portal pravovoy informatsii [Russian sanitary rules and regulations. SanPiN 1.2.3685–21 «Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans». Official Internet portal of legal information], 2021, 998 p.

Authors’ information

Terebova Elena Nikolaevna — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor of the Department of Botany and Plant Physiology, PetrSU, eterebova@gmail.com

Oreshnikova Natalia Vladimirovna — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor, of the Faculty of Soil Science, Lomonosov Moscow State University, oreshinka@list.ru

Pavlova Maria Andreevna — pg. of the Department of Botany and Plant Physiology, PetrSU,

mariya-leta@yandex.ru

Starodubtseva Anastasia Andreevna — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor of the Department of Botany and Plant Physiology, PetrSU, korzunina84@mail.ru

7

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН СОСНЫ БАНКСА (PINUS BANKSIANA LAMB.), ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ НА ПОЧВАХ ЕГОРЬЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ФОСФОРИТОВ, ТРАНСФОРМИРУЮЩИХСЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЖАРОВ

70–80

УДК 630*164.8

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-70-80

EDN: XMXHWK

Шифр ВАК 4.1.2.; 4.1.3; 4.1.6

С.Б. Васильев, М.А. Лавренов, О.В. Кормилицына

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

svasilyev@mgul.ac.ru

Приведены результаты анализа химических свойств верхних супесчаных горизонтов слаборазвитых почв Егорьевского месторождения фосфоритов. Представлены значения мощности лесной подстилки, плотности и водопроницаемости данных почв. Охарактеризована ценность сосны Банкса как породы, используемой в целях рекультивации в условиях европейской части России. Выявлены достаточно высокие посевные качества семян сосны Банкса, определенные по их всхожести. Указана возможность использования этих семян для создания региональной семенной базы. Проанализированы морфологические признаки одно- и двухлетних семян (шишек) сосны Банкса. Установлены более высокие значения всхожести семян, собранных с однолетних шишек. Рекомендуется дальнейшее проведение исследований посевных качеств данного вида для последующей интродукции.

Ключевые слова: сосна Банкса, посевные качества семян, рекультивация земель, Егорьевское месторождение фосфоритов

Ссылка для цитирования: Васильев С.Б., Лавренов М.А., Кормилицына О.В. Исследование посевных качеств семян сосны Банкса (Pinus Banksiana Lamb.), произрастающей на почвах Егорьевского месторождения фосфоритов, трансформирующихся под влиянием пожаров // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 70–80. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-70-80

Список литературы

[1] Hosie R.C. Native trees of Canada. Ontario: 8th ed. Fitzhenry & Whiteside Ltd, 1979, p. 380.

[2] Cayford J.H., McRae D.J. The ecological role of fire in jack pine forests // The role of fire in northern circumpolar ecosystems. Chichester, England: John Wiley & Sons Ltd., 1983, pp. 183–199.

[3] Law K.N., Valade J.L. Status of the utilization of jack pine (Pinus banksiana) in the pulp and paper industry // Canadian J. of Forest Research 24, 1994, pp. 2078–2084

[4] Maries R., Clavelie C., Monteleone L., Tays N., Burns D. Aboriginal plant use in Canada’s northwest boreal forest // Natural Resources Canada, Canadian Forest Service. Vancouver: University of British Columbia Press, 2000, 368 p.

[5] Братилова Н.П., Матвеева Р.Н., Пастухова А.М., Шимова Ю.С., Гришлова М.В., Борчакова М.С., Коновалова Д.А. Интродукция сосны кедровой корейской на юге средней Сибири // Хвойные бореальной зоны, 2019. Т. 37, № 3–4. С. 209–213.

[6] Гаврилова О.И., Грязькин А.В., Кабонен А.В., Иоффе А.О. Оценка результатов интродукции сосны кедровой сибирской в условиях Южной Карелии // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2022. № 2(54). С. 6–14.

[7] Неженцева Т.В. Итоги и перспективы интродукции родового комплекса Pinus L. в Ставропольском ботаническом саду // Вестник АПК Ставрополья, 2019. № 2. С. 70–73.

[8] Кищенко И.Т. Сезонное развитие и перспективность интродуцированных видов Pinus L. в таежной зоне (Карелия) // Вестник Пермского университета. Серия Биология, 2021. № 3. С. 149–157.

[9] Кищенко И.Т. Оценка перспективности интродукции видов Abies Mill. в таежной зоне (Карелия) // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки, 2020. № 3. С. 42–55

[10] Есичев А.О., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Кентбаев Е.Ж., Кентбаева Б.А. Внутривидовая изменчивость состояния ксилемы побегов лиственницы сибирской при интродукции в Нижегородскую область // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2021. № 3 (51). С. 28–40.

[11] Гончарова О.А., Полоскова Е.Ю., Зотова О.Е., Липпонен И.Н. Некоторые вопросы оценки жизнеспособности лиственных древесных интродуцентов на Кольском Севере // Вестник Иркутской государственной сельскохозяйственной академии, 2020. № 97. С. 13–23.

[12] Кищенко И.Т., Тренин В.В. Развитие мужского гаметофита интродуцированных видов ели (Picea A. Dietr.) в таежной зоне (Карелия) // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2020. № 1 (45). С. 44–50.

[13] Кузьмина Н.М. Декоративные древесные интродуценты в санаторно-курортной зоне на примере санатория «Металлург», г. Ижевск // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии, 2019. № 4. С. 53–56

[14] Safety Assessment of Transgenic Organisms, Volume 3: OECD Consensus Documents, Harmonisation of Regulatory Oversight in Biotechnology. Paris: OECD Publishing, 2010, 324 p.

[15] Sprackling John A., Read. Ralph A. Jack pine provenance study in eastern Nebraska. Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station, U.S. Department of Agriculture, 1975, p. 8.

[16] Elwes H.J., Henry A. The Trees of Great Britain and Ireland // Cambridge Library Collection – Botany and Horticulture. Cambridge: Cambridge University Press, 2014, 456 p.

[17] Мкртчян М.А., Путенихин В.П. Биологические особенности сосны Банкса, веймутовой и желтой при интродукции в Башкирском Предуралье // Вестник Челябинского государственного университета, 2013. № 7. С. 185–186.

[18] Шошин В.И., Маркина З.Н., Приставко И.А. Влияние лесорастительных свойств дерново-подзолистых почв зеленой зоны поселений Брянской области на рост сосновых видов // Лесотехнический журнал, 2014. № 1. С. 103–112.

[19] Неженцева Т.В. Итоги и перспективы интродукции родового комплекса Pinus L. в Ставропольском ботаническом саду // Вестник АПК Ставрополья, 2019. № 2. С. 70–73.

[20] Манаенков А.С., Ложкина О.В. Повышение эффективности лесной мелиорации эродированных земель северной лесостепи // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2018. № 2 (38). С. 74–83.

[21] Мамаев А.А., Жемкова Е.С. Выращивание сеянцев сосны Банкса в ботаническом саду-институте ПГТУ // Научные вести, 2020. № 1(18). С. 80–83.

[22] Габеев В.Н., Габеева З.П. Качество шишек и семян сосны Банкса в дендрарии Северо-Осетинского университета в г. Владикавказе // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений, 2009. Т. XII. С. 20–24.

[23] Торчик В.И., Кондратов Е.В. Жизнеспособность пыльцы спонтанных соматических мутаций пихты корейской (Abies koreana Wils.) и сосны Банкса (Pinus banksiana Lamb.) // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук, 2016. № 2. С. 22–26.

[24] Путенихин В.П., Шарипова М.Ю., Дубовик И.Е., Хазиахметов Р.М. Лесоводственные особенности некоторых североамериканских сосен при интродукции в Башкирском Предуралье // Естественные и технические науки, 2019. № 10(136). С. 177–180.

[25] Острошенко В.В., Острошенко Л.Ю. Влияние стимуляторов на всхожесть семян и рост сеянцев сосны Банкса (Pinus banksiana Lamb.) // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, 2011. № 11. С. 85–92.

[26] Репин Е.Н., Попков Б.В. Биологические исследования на Горнотаежной станции. Владивосток: Изд-во Горнотаежной станции ДВО РАН, 2004. Вып. 9. С. 124–135.

[27] Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

[28] Ревяко И.И. Лесные культуры. Проектирование и создание лесных насаждений. Новочеркасск: Новочеркасская ГМА, 2013. 167 с.

[29] de Groot W.J., Bothwell P.M., Taylor S.W., Wotton B.M., Stocks B.J., Alexander M.E. Jack pine regeneration and crown fires // Canadian J. of Forest Research 34 (8), 2004, pp. 1634–1641.

[30] Yeatman C.W. The genetic basis of jack pine management. Jack Pine Symposium. Canadian Forest Service, Great Lakes Forest Research Centre, COFJRC Symposium Proceedings, 1984, pp. 1–12.

[31] Lindsay R. Seed Matters 5: Lodgepole and Jack Pine Seed Treatments for Greenhouse Sowing. Alberta Agriculture and Forestry, Government of Alberta, 2020, pp. 1–9.

[32] Cayford J.H., McRae D.J. The ecological role of fire in jack pine forests // Role of Fire in Northern Circumpolar Ecosystems. New York, NY: John Wiley and Sons, 322 p.

[33] Mercier S., Morissette T., Blanchette D. Evaluation des cônes de pin gris en vue de la récolte de semences de qualité. Gouvernement du Québec, Ministère des Forêts, Direction de la recherche, 1991, pp. 1–42.

[34] Ahlgren C.E. Some effects of prescribed burning on Jack Pine reproduction in northeastern Minnesota. University of Minnesota, Agricultural Experiment Station, Miscellaneous Report 94, Forestry Series 5, 1970, 16 p.

[35] Harper J., Lovell E., Moore K. The shapes and sizes of seeds // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 1970, pp. 327–356.

Сведения об авторах

Васильев Сергей Борисович — канд. с.-х. наук, зав. кафедрой ЛТ-1, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), svasilyev@mgul.ac.ru

Лавренов Максим Александрович — канд. с.-х. наук, доцент кафедры ЛТ-1, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), lavrenov@mgul.ac.ru

Кормилицына Ольга Васильевна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры ЛТ-1, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), ovkorm68@yandex.ru

PROGENITY TEST OF JACK PINE (PINUS BANKSIANA LAMB.) SEEDS GROWING IN EGORYEVSK PEBBLE-PHOSPHATE FIELD TRANSFORMED UNDER PYROGENIC FACTOR

S.B. Vasiliev, M.A. Lavrenov, O.V. Kormilitsyna

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

svasilyev@mgul.ac.ru

The article presents the study results of Jack pine growing on the disturbed soils of the Egoryevsk pebble-phosphate field in the European part of Russia. The Jack pine is a valuable species for recultivation purposes in the conditions of the European part of Russia, in this regard, the progenity tests of this species is necessary for its further introduction. As a result of determining the germination ability of seeds, sufficiently high germinative capacity was revealed, which indicates the possibility of using them to create a regional seed base.

Keywords: Jack pine, germination ability of seeds, land recultivation, Egoryevsk pebble-phosphate field

Suggested citation: Vasiliev S.B., Lavrenov M.A., Kormilitsyna O.V. Issledovanie posevnykh kachestv semyan sosny Banksa (Pinus Banksiana Lamb.), proizrastayushchey na pochvakh Egor’evskogo mestorozhdeniya fosforitov, transformiruyushchikhsya pod vliyaniem pozharov [Progenity test of Jack pine (Pinus Banksiana Lamb.) seeds growing in Egoryevsk pebble-phosphate field transformed under pyrogenic factor]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 70–80. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-70-80

References

[1] Hosie R.C. Native trees of Canada. Ontario: 8th ed. Fitzhenry & Whiteside Ltd, 1979, p. 380.

[2] Cayford J.H., McRae D.J. The ecological role of fire in jack pine forests. The role of fire in northern circumpolar ecosystems. Chichester, England: John Wiley & Sons Ltd., 1983, pp. 183–199.

[3] Law K.N., Valade J.L. Status of the utilization of jack pine (Pinus banksiana) in the pulp and paper industry. Canadian J. of Forest Research 24, 1994, pp. 2078–2084

[4] Maries R., Clavelie C., Monteleone L., Tays N., Burns D. Aboriginal plant use in Canada’s northwest boreal forest. Natural Resources Canada, Canadian Forest Service. Vancouver: University of British Columbia Press, 2000, 368 p.

[5] Bratilova N.P., Matveeva R.N., Pastukhova A.M., Shimova Yu.S., Grishlova M.V., Borchakova M.S., Konovalova D.A. Introduktsiya sosny kedrovoy koreyskoy na yuge sredney Sibiri [Introduction of Korean cedar pine in the south of Central Siberia]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2019, t. 37, no. 3–4, pp. 209–213.

[6] Gavrilova O.I., Gryaz’kin A.V., Kabonen A.V., Ioffe A.O. Otsenka rezul’tatov introduktsii sosny kedrovoy sibirskoy v usloviyakh Yuzhnoy Karelii [Evaluation of the results of the introduction of Siberian cedar pine in the conditions of South Karelia]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2022, no. 2(54), pp. 6–14.

[7] Nezhentseva T.V. Itogi i perspektivy introduktsii rodovogo kompleksa Pinus L. v Stavropol’skom botanicheskom sadu [Results and prospects of the introduction of the Pinus L. generic complex in the Stavropol Botanical Garden]. Vestnik APK Stavropol’ya [Bulletin of the AIC of Stavropol], 2019, no. 2, pp. 70–73.

[8] Kischenko I.T. Sezonnoe razvitie i perspektivnost’ introdutsirovannykh vidov Pinus L. v taezhnoy zone (Kareliya) [Seasonal development and prospects of introduced Pinus L. species in the taiga zone (Karelia)]. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya Biologiya [Bulletin of Perm University. Series Biology], 2021, no. 3, pp. 149–157.

[9] Kischenko I.T. Otsenka perspektivnosti introduktsii vidov Abies Mill. v taezhnoy zone (Kareliya) [Assessment of the prospects for the introduction of Abies Mill species. in the taiga zone (Karelia)] Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Estestvennye nauki [News of higher educational institutions. Volga region. Natural Sciences], 2020, no. 3, pp. 42–55.

[10] Esichev A.O., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Kentbaev E.Zh., Kentbaeva B.A. Vnutrividovaya izmenchivost’ sostoyaniya ksilemy pobegov listvennitsy sibirskoy pri introduktsii v Nizhegorodskuyu oblast’ [Intraspecific variability of the xylem state of Siberian larch shoots during introduction to the Nizhny Novgorod region]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2021, no. 3 (51), pp. 28–40.

[11] Goncharova O.A., Poloskova E.Yu., Zotova O.E., Lipponen I.N. Nekotorye voprosy otsenki zhiznesposobnosti listvennykh drevesnykh introdutsentov na Kol’skom Severe [Some issues of assessing the viability of deciduous tree introducers in the Kola North]. Vestnik Irkutskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Irkutsk State Agricultural Academy], 2020, no. 97, pp. 13–23.

[12] Kischenko I.T., Trenin V.V. Razvitie muzhskogo gametofita introdutsirovannykh vidov eli (Picea A. Dietr.) v taezhnoy zone (Kareliya) [Development of male gametophyte of introduced spruce species (Picea A. Dietr.) in the taiga zone (Karelia)]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2020, no. 1(45), pp. 44–50.

[13] Kuzmina N.M. Dekorativnye drevesnye introdutsenty v sanatorno-kurortnoy zone, na primere sanatoriya Metallurg, g. Izhevsk [Decorative wood introducers in the sanatorium-resort area, on the example of the Metallurg sanatorium, Izhevsk]. Vestnik Izhevskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Izhevsk State Agricultural Academy], 2019, no. 4, pp. 53–56.

[14] Safety Assessment of Transgenic Organisms, Volume 3: OECD Consensus Documents, Harmonisation of Regulatory Oversight in Biotechnology, OECD Publishing, Paris, 2010, 324 p.

[15] Sprackling John A., Read. Ralph A. Jack pine provenance study in eastern Nebraska. Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station, U.S. Department of Agriculture, 1975, p. 8.

[16] Elwes H.J., Henry A. The Trees of Great Britain and Ireland. Cambridge Library Collection – Botany and Horticulture. Cambridge: Cambridge University Press, 2014, 456 p.

[17] Mkrtchyan M.A., Putenikhin V.P. Biologicheskie osobennosti sosny Banksa, veymutovoy i zheltoy pri introduktsii v Bashkirskom Predural’e [Biological features of Banks, Weimut and yellow pine during introduction in the Bashkir Urals]. Vestnik Chelyabinskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Chelyabinsk State University], 2013, no. 7, pp. 185–186.

[18] Shoshin V.I., Markina Z.N., Pristavko I.A. Vliyanie lesorastitel’nykh svoystv dernovo-podzolistykh pochv zelenoy zony poseleniy Bryanskoy oblasti na rost sosnovykh vidov [Influence of forest-growing properties of sod-podzolic soils of the green zone of settlements of the Bryansk region on the growth of pine species]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Journal], 2014, no. 1, pp. 103–112.

[19] Nezhentseva T.V. Itogi i perspektivy introduktsii rodovogo kompleksa Pinus L. v Stavropol’skom botanicheskom sadu [Results and prospects of the introduction of the Pinus L. generic complex in the Stavropol Botanical Garden] Vestnik APK Stavropol’ya [Bulletin of the AIC of Stavropol], 2019, no. 2, pp. 70–73.

[20] Manaenkov A.S., Lozhkina O.V. Povyshenie effektivnosti lesnoy melioratsii erodirovannykh zemel’ Severnoy lesostepi [Improving the efficiency of forest reclamation of eroded lands of the Northern forest Steppe]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2018, no. 2 (38), pp. 74–83.

[21] Mamaev A.A., Zhemkova E.S. Vyrashchivanie seyantsev sosny Banksa v botanicheskom sadu-institute PGTU [Growing seedlings of Banks pine in the Botanical garden-Institute of PSTU]. Nauchnye vesti [Scientific News], 2020, no. 1(18), pp. 80–83.

[22] Gabeev V.N., Gabeeva Z.P. Kachestvo shishek i semyan sosny Banksa v dendrarii Severo-Osetinskogo universiteta v G. Vladikavkaze [The quality of cones and seeds of Banks pine in the arboretum of the North Ossetian University in Vladikavkaz]. Plodovodstvo, semenovodstvo, introduktsiya drevesnykh rasteniy [Fruit growing, seed production, introduction of woody plants], 2009, v. XII, pp. 20–24.

[23] Torchik V.I., Kondratov E.V. Zhiznesposobnost’ pyl’tsy spontannykh somaticheskikh mutatsiy pikhty koreyskoy (Abies koreana Wils.) i sosny Banksa (Pinus banksiana Lamb.) [Viability of pollen of spontaneous somatic mutations of Korean fir (Abies koreana Wils.) and Banks pine (Pinus banksiana Lamb.)] Izvestiya Natsional’noy akademii nauk Belarusi. Seriya biologicheskikh nauk [News of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of biological sciences], 2016, no. 2, pp. 22–26.

[24] Putenikhin V.P., Sharipova M.Yu., Dubovik I.E., Khaziakhmetov R.M. Lesovodstvennye osobennosti nekotorykh severoamerikanskikh sosen pri introduktsii v Bashkirskom Predural’e [Forestry features of some North American pines during introduction in the Bashkir Urals]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and technical sciences], 2019, no. 10(136), pp. 177–180.

[25] Ostroshenko V.V., Ostroshenko L.Yu. Vliyanie stimulyatorov na vskhozhest’ semyan i rost seyantsev sosny Banksa (Pinus banksiana Lamb.) [The effect of stimulants on seed germination and seedling growth of Banks pine (Pinus banksiana Lamb.)]. Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University], no. 11, 2011, pp. 85–92.

[26] Repin E.N., Popkov B.V. Biologicheskie issledovaniya na Gornotaezhnoy stantsii [Biological research at the mountain-taiga station]. Vladivostok: Mountain-taiga Station of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences [Mountain taiga station FEB RAS], 2004, no. 9, pp. 124–135.

[27] Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoystv pochv [Methods of investigation of physical properties of soils]. Moscow: Agropromizdat, 1986, 416 p.

[28] Revyako I.I. Lesnye kul’tury. Proektirovanie i sozdanie lesnykh nasazhdeniy [Forest crops. Design and creation of forest plantations]. Novocherkassk: Novocherkassk State Medical Academy, 2013, 167 p.

[29] de Groot W.J., Bothwell P.M., Taylor S.W., Wotton B.M., Stocks B.J., Alexander M.E. Jack pine regeneration and crown fires. Canadian J. of Forest Research 34 (8), 2004, pp. 1634–1641.

[30] Yeatman C.W. The genetic basis of jack pine management. Jack Pine Symposium. Canadian Forest Service, Great Lakes Forest Research Centre, COFJRC Symposium Proceedings, 1984, pp. 1–12.

[31] Lindsay R. Seed Matters 5: Lodgepole and Jack Pine Seed Treatments for Greenhouse Sowing. Alberta Agriculture and Forestry, Government of Alberta, 2020, pp. 1–9.

[32] Cayford J.H., McRae D.J. The ecological role of fire in jack pine forests. Role of Fire in Northern Circumpolar Ecosystems. New York, NY: John Wiley and Sons, 322 p.

[33] Mercier S., Morissette T., Blanchette D. Evaluation des cônes de pin gris en vue de la récolte de semences de qualité. Gouvernement du Québec, Ministère des Forêts, Direction de la recherche, 1991, pp. 1–42.

[34] Ahlgren C.E. Some effects of prescribed burning on Jack Pine reproduction in northeastern Minnesota. University of Minnesota, Agricultural Experiment Station, Miscellaneous Report 94, Forestry Series 5, 1970, 16 p.

[35] Harper J., Lovell E., Moore K. The shapes and sizes of seeds. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 1970, pp. 327–356.

Authors’ information

Vasiliev Sergey Borisovich — Cand. Sc. (Agriculture), Head of the Department LT-1, BMSTU (Mytishchi branch), svasilyev@mgul.ac.ru

Lavrenov Maksim Aleksandrovich — Cand. Sc. (Agriculture), Associate Professor of the Department LT-1, BMSTU (Mytishchi branch), lavrenov@mgul.ac.ru

Kormilitsyna Ol’ga Vasil’evna — Cand. Sc. (Agriculture), Associate Professor of the Department LT-1, BMSTU (Mytishchi branch), ovkorm68@yandex.ru

ЛАНДШАФТНАЯ АРХИТЕКТУРА

8

АРХИТЕКТУРНО-ЛАНДШАФТНАЯ СРЕДА ПЕШЕХОДНОЙ УЛИЦЫ КАК ФОРМА СУЩЕСТВОВАНИЯ ЛАНДШАФТА В УСЛОВИЯХ ГОРОДА(ОБЗОР)

81–92

УДК 630*712.413

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-81-92

EDN: YGECVL

Шифр ВАК 4.1.6

В.В. Кругляк¹, Е.И. Гурьева², А.А. Горожанкина²

¹ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», Россия, 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1

²ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Россия, 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 84

kruglyak_vl@mail.ru

Приведена концептуальная модель исследования архитектурно-ландшафтной среды пешеходной улицы в условиях города. Представлена историческая ретроспектива развития ул. Карла Маркса в г. Воронеже и проанализированы особенности ее визуального восприятия. Рассмотрены схема улично-дорожной сети с выделением архитектурно-градостроительных сюжетов и схема озелененных территорий в пределах исследуемого квартала с указанием наиболее и самые распространенных типов посадок. Изложены современные концепции и подходы к преобразованию и использованию фактического ландшафта. Определен ассортимент растений, рекомендуемых для озеленения данной территории. Перечислены показатели качества ландшафтно-рекреационной территории на примере городской пешеходной улицы. Разработана схема функционального зонирования квартала с размещением площадок общего пользования различного назначения, рекомендуемая к практическому применению.

Ключевые слова: озеленение населенных пунктов, градостроительство, зеленые насаждения, пешеходная улица, архитектурно-ландшафтная среда

Ссылка для цитирования: Кругляк В.В., Гурьева Е.И., Горожанкина А.А. Архитектурно-ландшафтная среда пешеходной улицы как форма существования ландшафта в условиях города // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 81–92. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-81-92

Список литературы

[1] Шутка А.В., Гурьева Е.И. Современные тенденции формирования арт-объектов в городской среде (на примере жилого комплекса «Виадук» в г. Воронеже) // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2022. Т. 24. № 4. С. 9–19.

[2] Гурьева Е.И., Воробьев В.А. Современные тенденции развития общественных спортивных зон в локальной градостроительной среде // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2022. Т. 24. № 5. С. 48–61.

[3] Биоразнообразие города Воронежа / под ред. О.П. Негробова. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 2004. 98 с.

[4] Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов. М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1985. 112 с.

[5] Урбах А.И., Лин М.Т. Архитектура городских пешеходных пространств. М.: Стройиздат, 1990. 200 с.

[6] Крашенинников А.В. Градостроительное развитие жилой застройки: исследование опыта западных стран. М.: Архитектура-С, 2005. 112 с.

[7] Закирова Ю.А. Создание комфортной пешеходной системы в центре современного крупного города // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета, 2007. № 2 (8). С. 15–17.

[8] Закирова Ю.А. Формирование моделей-прототипов общественных пешеходных пространств // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета, 2012. № 3 (21). С. 27–31.

[9] Михайлов С.М., Белов М.И. Принципы организации предметно-пространственной среды пешеходных улиц (1960–1980-е гг.) // Мир науки, культуры, образования, 2010. № 6–2 (25). С. 80–83.

[10] Месенева Н.В. К вопросу организации дизайн-среды пешеходных улиц центра города // Современные наукоемкие технологии, 2017. № 7. С. 38–42.

[11] Белов М.И., Михайлов С.М., Михайлова А.С. Дизайн пешеходной улицы / под ред. С.М. Михайлова. Казань: Дизайн-квартал, 2015. 188 с.

[12] Прокопенко В.В., Ганжа О.А. К вопросу о методах оценки показателя комфортности ландшафтно-рекреационных территорий крупнейших городов (на примере города Волгограда) // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура, 2015. Вып. 40 (59). С. 73–88.

[13] Герцберг Л.Я. Качество городской среды: проблемы проектирования и реализации // Теория градостроительства, 2013. № 2 (24). С. 29–33.

[14] Бураков Р.А., Овчинников И.Г. Разработка и анализ вариантов проекта транспортно-пешеходного пересечения городских улиц в крупном городе // Вестник евразийской науки, 2021. Т. 13. № 2. С. 5.

[15] Методическое руководство и технические условия по реконструкции городских зеленых насаждений. М.: МГУЛ, 2001. 60 с.

[16] Растения Красной книги России в коллекциях ботанических садов и дендрариев. М.: Изд-во ГБС РАН; Тула: Гриф и К, 2005. 144 с.

[17] Теодоронский В.С., Боговая И.О. Объекты ландшафтной архитектуры. М.: МГУЛ, 2001. 330 с.

[18] Материалы по обоснованию изменений в генеральный план городского округа город Воронеж. 15837-ПЗ. Воронеж: ВПИ, 2014. 64 с.

[19] Кругляк В.В., Гурьева Е.И. Адаптивные системы озеленения в комплексном благоустройстве дворовых территорий Центрального Черноземья. Воронеж: Научная книга, 2012. 118 с.

[20] Попов П.А. Воронеж: История города в названиях улиц. 2-е изд. Воронеж: Кварта, 2003. 448 с.

[21] Иванова Н.В., Дубов И.А., Назаров К.Р., Мурадов И.С. Проектирование неаллергенного озеленения урбанизированных территорий // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура, 2021. № 4 (85). С. 230–242.

[22] Иванова Н.В. Принципы проектирования озеленения и дизайна улиц (на примере Волгограда): автореф. дис. ... канд. архитектуры. Санкт-Петербургский архитектурно-строительный ун-т. Санкт-Петербург, 1995. 30 с.

[23] Влияние загрязнений воздуха на растительность / под ред. Х.Г. Десслера. М.: Лесн. пром-сть, 1981. 184 с.

[24] Кочарян К.С. Эколого-лесоводственные основы зеленого строительства в крупных городах Центральной части России (на примере г. Москвы): автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева. Москва, 1999. 48 с.

[25] Кругляк В.В., Гурьева Е.И. Древоводство. Воронеж: Изд-во ВГЛТА, 2011. 144 с.

[26] Михайлов С.М. Дизайн современного города комплексная организация предметно-пространственной среды (теоретико-методологическая концепция): автореф. дис. ... д-ра искусствоведения. Москва, 2011. 57 с.

[27] Михалчева С.Г. Градостроительный и ландшафтно-визуальный анализ. Пенза: Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2016. 120 с.

[28] ГОСТ 25769–83. Саженцы деревьев хвойных пород для озеленения городов. Технические условия от 23 июня 2009 г. М.: Росстандарт, 2009. 10 с.

[29] ГОСТ 28329–89. Озеленение городов. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990. 13 с.

[30] Машкин С.И. Дендрология Центрального Черноземья. Систематика, кариология, география, генезис, экология и использование местных и интродуцированных деревьев и кустарников. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 1971. 344 с.

[31] Успенский Ю.И. Старый Воронеж. Художественно-исторический очерк. Воронеж: Профтехшкола, 1921. 80 с.

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

Гурьева Елена Ивановна — канд., с.-х. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», gurjeva_el@mail.ru

Горожанкина Анастасия Алексеевна — бакалавр градостроительства факультета архитектуры и градостроительства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», zoo4@mail.ru

ARCHITECTURAL AND LANDSCAPE ENVIRONMENT OF PEDESTRIAN STREET AS FORM OF LANDSCAPE EXISTENCE IN URBAN ENVIRONMENT

V.V. Kruglyak¹, E.I. Gur’eva², A.A. Gorozhankina²

¹Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter I, 1, Michurina st., 394087, Voronezh, Russia

²Voronezh State Technical University, 84, 20-Oktyabrya st., 394006, Voronezh, Russia

kruglyak_vl@mail.ru

A conceptual model for studying the architectural and landscape environment of a pedestrian street in an urban environment is presented. A historical retrospective of Karl Marx street development in the metropolis of Voronezh is presented. The scheme of the street and road network is considered, highlighting architectural and urban planning subjects. The features of visual perception of Karl Marx street are analyzed. Modern concepts and approaches to the transformation and use of the actual landscape are presented. A diagram of the green areas of the studied city block and the most common types of plantings in the city block have been established. An assortment of plants recommended for landscaping the territory of the pedestrian Karl Marx Street in Voronezh has been determined. Indicators of the quality of landscape and recreational territory are indicated using the example of a pedestrian street. A functional zoning scheme for the block with the placement of public areas for various purposes is recommended.

Keywords: landscaping of settlements, urban planning, green spaces, pedestrian street, architectural and landscape environment

Suggested citation: Kruglyak V.V., Gur’eva E.I., Gorozhankina A.A. Arkhitekturno-landshaftnaya sreda peshekhodnoy ulitsy kak forma sushchestvovaniya landshafta v usloviyakh goroda [Architectural and landscape environment of pedestrian street as form of landscape existence in urban environment]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 81–92. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-81-92

References

[1] Shutka A.V., Gur’eva E.I. Sovremennye tendentsii formirovaniya art-ob’ektov v gorodskoy srede (na primere zhilogo kompleksa «Viaduk» v g. Voronezhe) [Modern trends in the formation of art objects in the urban environment (using the example of the Viaduct residential complex in Voronezh)]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta [Bulletin of the Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering], 2022, v. 24, no. 4, pp. 9–19.

[2] Gur’eva E.I., Vorob’ev V.A. Sovremennye tendentsii razvitiya obshchestvennykh sportivnykh zon v lokal’noy gradostroitel’noy srede [Modern trends in the development of public sports zones in the local urban planning environment]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta [Bulletin of the Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering], 2022, t. 24, no. 5, pp. 48–61.

[3] Bioraznoobrazie goroda Voronezha [Biodiversity of the city of Voronezh]. Ed. O.P. Negrobova. Voronezh: Voronezh State University Publishing House, 2004, 98 p.

[4] Metodika sistemnykh issledovaniy lesoagrarnykh landshaftov [Methodology for systematic research of forest-agrarian landscapes]. Moscow: Publishing house VASKHNIL, 1985, 112 p.

[5] Urbakh A.I., Lin M.T. Arkhitektura gorodskikh peshekhodnykh prostranstv [Architecture of urban pedestrian spaces]. Moscow: Stroyizdat, 1990, 200 p.

[6] Krasheninnikov A.V. Gradostroitel’noe razvitie zhiloy zastroyki: issledovanie opyta zapadnykh stran [Urban development of residential buildings: a study of the experience of Western countries]. Moscow: Architecture-S, 2005, 112 p.

[7] Zakirova Yu.A. Sozdanie komfortnoy peshekhodnoy sistemy v tsentre sovremennogo krupnogo goroda [Creation of a comfortable pedestrian system in the center of a modern large city]. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta [News of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering], 2007, no. 2 (8), pp. 15–17.

[8] Zakirova Yu.A. Formirovanie modeley-prototipov obshchestvennykh peshekhodnykh prostranstv [Formation of prototype models of public pedestrian spaces]. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta [News of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering], 2012, no. 3 (21), pp. 27–31.

[9] Mikhaylov S.M., Belov M.I. Printsipy organizatsii predmetno-prostranstvennoy sredy peshekhodnykh ulits (1960–1980-e gg.) [Principles of organizing the subject-spatial environment of pedestrian streets (1960–1980)]. [World of Science, Culture, Education], 2010, no. 6–2 (25), pp. 80–83.

[10] Meseneva N.V. K voprosu organizatsii dizayn-sredy peshekhodnykh ulits tsentra goroda [On the issue of organizing the design environment of pedestrian streets in the city center]. Sovremennye naukoemkie tekhnologii [Modern science-intensive technologies], 2017, no. 7, pp. 38–42.

[11] Belov M.I., Mikhaylov S.M., Mikhaylova A.S. Dizayn peshekhodnoy ulitsy [Design of a pedestrian street]. Ed. CM. Mikhailov. Kazan: Design Quarter, 2015, 188 p.

[12] Prokopenko V.V., Ganzha O.A. K voprosu o metodakh otsenki pokazatelya komfortnosti landshaftno-rekreatsionnykh territoriy krupneyshikh gorodov (na primere goroda Volgograda) [On the question of methods for assessing the comfort indicator of landscape and recreational territories of the largest cities (using the example of the city of Volgograd)]. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Stroitel’stvo i arkhitektura [Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture], 2015, vol. 40 (59), pp. 73–88.

[13] Gertsberg L.Ya. Kachestvo gorodskoy sredy: problemy proektirovaniya i realizatsii [Quality of the urban environment: problems of design and implementation]. Teoriya gradostroitel’stva [Urban Planning Theory], 2013, no. 2 (24), pp. 29–33.

[14] Burakov R.A., Ovchinnikov I.G. Razrabotka i analiz variantov proekta transportno-peshekhodnogo peresecheniya gorodskikh ulits v krupnom gorode [Development and analysis of project options for transport and pedestrian intersection of city streets in a large city]. Vestnik evraziyskoy nauki [Bulletin of Eurasian Science], 2021, v. 13, no. 2, p. 5.

[15] Metodicheskoe rukovodstvo i tekhnicheskie usloviya po rekonstruktsii gorodskikh zelenykh nasazhdeniy [Methodological guidelines and technical conditions for the reconstruction of urban green spaces]. Moscow: MGUL, 2001, 60 p.

[16] Rasteniya Krasnoy knigi Rossii v kollektsiyakh botanicheskikh sadov i dendrariev [Plants of the Red Book of Russia in the collections of botanical gardens and arboretums]. Moscow: Publishing house GBS RAS; Tula: Grif i K, 2005, 144 p.

[17] Teodoronskiy V.S., Bogovaya I.O. Ob’ekty landshaftnoy arkhitektury [Landscape architecture objects]. Moscow: MGUL, 2001, 330 p.

[18] Materialy po obosnovaniyu izmeneniy v general’nyy plan gorodskogo okruga gorod Voronezh [Materials to justify changes to the master plan of the Voronezh urban district. 15837-PZ]. Voronezh: VPI, 2014, 64 p.

[19] Kruglyak V.V., Gur’eva E.I. Adaptivnye sistemy ozeleneniya v kompleksnom blagoustroystve dvorovykh territoriy Tsentral’nogo Chernozem’ya [Adaptive landscaping systems in the complex improvement of courtyard areas in the Central Black Earth Region]. Voronezh: Scientific book, 2012, 118 p.

[20] Popov P.A. Voronezh: Istoriya goroda v nazvaniyakh ulits [Voronezh: History of the city in street names]. Voronezh: Kvarta, 2003, 448 p.

[21] Ivanova N.V., Dubov I.A., Nazarov K.R., Muradov I.S. Proektirovanie neallergennogo ozeleneniya urbanizirovannykh territoriy [Design of non-allergenic landscaping in urban areas]. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Stroitel’stvo i arkhitektura [Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture], 2021, no. 4 (85), pp. 230–242.

[22] Ivanova N.V. Printsipy proektirovaniya ozeleneniya i dizayna ulits (na primere Volgograda) [Principles of landscaping and street design (using the example of Volgograd)]. Abstract of thesis. Dis. Cand. Sci. Architecture. St. Petersburg University of Architecture and Civil Engineering. St. Petersburg, 1995, 30 p.

[23] Vliyanie zagryazneniy vozdukha na rastitel’nost’ [The influence of air pollution on vegetation]. Ed. H.G. Dessler. Moscow: Lesnaya prom-st [Timber industry], 1981, 184 p.

[24] Kocharyan K.S. Ekologo-lesovodstvennye osnovy zelenogo stroitel’stva v krupnykh gorodakh Tsentral’noy chasti Rossii (na primere g. Moskvy) [Ecological and forestry foundations of green construction in large cities of Central Russia (using the example of Moscow): abstract of thesis]. Dis. Dr. Sci. (Agric.). Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev. Moscow, 1999, 48 p.

[25] Kruglyak V.V., Gur’eva E.I. Drevovodstvo [Arboriculture]. Voronezh: VGLTA Publishing House, 2011, 144 p.

[26] Mikhaylov S.M. Dizayn sovremennogo goroda kompleksnaya organizatsiya predmetno-prostranstvennoy sredy (teoretiko-metodologicheskaya kontseptsiya) [Design of a modern city, complex organization of the subject-spatial environment (theoretical and methodological concept)]. Abstract of thesis Dis. Dr. of Art History. Moscow, 2011, 57 p.

[27] Mikhalcheva S.G. Gradostroitel’nyy i landshaftno-vizual’nyy analiz [Urban planning and landscape-visual analysis]. Penza: Penzenskiy gosudarstvennyy universitet arkhitektury i stroitel’stva [Penza State University of Architecture and Construction], 2016, 120 p.

[28] GOST 25769–83 Sazhentsy derev’ev khvoynykh porod dlya ozeleneniya gorodov [Coniferous tree seedlings for urban landscaping]. Technical specifications dated June 23, 2009. Moscow: Rosstandart, 2009, 10 p.

[29] GOST 28329–89 Ozelenenie gorodov. Terminy i opredeleniya [Greening cities. Terms and Definitions]. Moscow: Standards Publishing House, 1990, 13 p.

[30] Mashkin S.I. Dendrologiya Tsentral’nogo Chernozem’ya. Sistematika, kariologiya, geografiya, genezis, ekologiya i ispol’zovanie mestnykh i introdutsirovannykh derev’ev i kustarnikov [Dendrology of the Central Black Earth Region. Systematics, karyology, geography, genesis, ecology and use of native and introduced trees and shrubs]. Voronezh: Voronezh State University Publishing House, 1971, 344 p.

[31] Uspenskiy Yu.I. Staryy Voronezh. Khudozhestvenno istoricheskiy ocherk [Old Voronezh. Artistic historical essay]. Voronezh: Proftekhshkola [Vocational School], 1921, 80 p.

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

Gur’еva Elena Ivanovna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Voronezh State Technical University, gurjeva_el@mail.ru

Gorozhankina Anastasia Alekseevna — student of the Voronezh State Technical University, zoo4@mail.ru

9

ОСОБЕННОСТИ ВНЕШНЕГО БЛАГОУСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИИ ДЕТСКОЙ ГОРОДСКОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ БОЛЬНИЦЫ № 13 ИМЕНИ Н.Ф. ФИЛАТОВА (МОСКВА)

93–104

УДК 630*712.413

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-93-104

EDN: XXKSYR

Шифр ВАК 4.1.6

В.С. Теодоронский

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

vst01@mail.ru

Приведены предложения и практические рекомендации по благоустройству территории ГБУЗ г. Москвы «Детская городская клиническая больница № 13 имени Н.Ф. Филатова». Указана необходимость проведения мероприятий по созданию благоприятных и комфортных санитарно-гигиенических условий пребывания пациентов, по организации и благоустройству центра медицинской реабилитации с открытыми площадками активного отдыха и сенсорным оборудованием, по внедрению эстетически выразительных малых архитектурных форм, а также созданию зеленых насаждений ценных декоративных свойств. Рассмотрены организация безбарьерного транспортного движения с помощью различных средств, в частности ограничителей и подходов к лечебным корпусам, и применение типов мощения из прочных декоративных материалов.

Ключевые слова: благоустройство, безбарьерное движение, выделение зон отдыха и реабилитации, эстетическая выразительность, безопасность

Ссылка для цитирования: Теодоронский В.С. Особенности внешнего благоустройства территории Детской городской клинической больницы № 13 имени Н.Ф. Филатова (Москва) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 93–104. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-93-104

Список литературы

[1] Здания и помещения медицинских организаций. Правила проектирования (СП 158.13330.2016). Федеральный закон от 14.06.2002 № 73-ФЗ «Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации». URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110514 (дата обращения 12.04.2023).

[2] Закон города Москвы от 14.07.2000 г. № 26 «Об охране и использовании недвижимых памятников истории и культуры». URL: https://docs.cntd.ru/document/3621727 (дата обращения 12.04.2023).

[3] Постановление Правительства Москвы от 18.07.2006 г. № 510-ПП «Об утверждении положений о Государственном реестре недвижимого культурного наследия и об Историко-культурном опорном плане города Москвы». URL: https://www.mos.ru/upload/documents/files/3347/metod_ukazaniya_visual_landshaftnui_analiz.pdf (дата обращения 12.04.2023).

[4] Постановление Правительства Российской Федерации от 15 июля 2009 года № 569 «Об утверждении положения о Государственной историко-культурной экспертизе». URL: https://base.garant.ru/195985/ (дата обращения 12.04.2023).

[5] Капустин И.Н., Рощин А.В., Сафонов А.Г. Проектирование больниц. М.: Стройиздат, 1977. 183.

[6] Памятники архитектуры Москвы. Территория между Садовым кольцом и границами города XVIII века. (от Земляного до Камер-Коллежского вала). М.: Искусство, 1998. 423 с.

[7] Уиллер И.Т. Проектирование больниц / под ред. И.Н. Капустина. М.: Медицина, 1972. 192 с.

[8] Сытин П.В. Из истории московских улиц. М.: Московский рабочий, 1958. 844 с.

[9] Романюк С.К. Из истории московских переулков. М.: Московский рабочий, 1988. 304 с.

[10] Федосюк Ю.А. Москва в кольце Садовых. М.: Московский рабочий, 1983. 448 с.

[11] Николаев Е.В. Классическая Москва. М.: Стройиздат, 1975. 263 с.

[12] Иконников А.В. Каменная летопись Москвы. М.: Московский рабочий, 1978. 352 с.

[13] Бусева-Давыдова И.Л., Нащокина М.В. Архитектурные прогулки по Москве. М.: Ворон, 1997. 320 с.

[14] Вопросы гигиены жилища и лечебно-профилактических учреждений / под ред. проф. Н.М. Данцига. М.: Изд-во Министерства здравоохранения СССР; АМН СССР, 1971. С. 141–143

[15] Ландшафтная архитектура. Справочник архитектора. Глава «Территории больниц». Киев: Будiвельник, 1990. 334 с.

[16] Историко-культурные исследования, предмет охраны объекта культурного наследия регионального значения (произведение садово-паркового искусства) «Сад детской Филатовской больницы». URL: https://kartarf.ru/dostoprimechatelnosti/190931-sad-detskoy-filatovskoy-bolnicy (дата обращения 12.04.2023).

[17] СанПиН 2.1.3.1375–03. Гигиенические требования к размещению, устройству, оборудованию и эксплуатации больниц, родильных домов и других лечебных стационаров. URL: https://musorish.ru/wp-content/uploads/2019/02/sanpin-2.1.3.1375-03.pdf (дата обращения 12.04.2023).

[18] Сокольская О.Б., Теодоронский В.С. Ландшафтная архитектура. Основы реконструкции и реставрации ландшафтных объектов. М.; СПб.: Лань, 2018. 328 с.

[19] Скачкова М.Е., Монастырская М.Е. Введение в градостроительную деятельность. Нормативно-правовое и информационное обеспечение. СПб.: Лань, 2019. 268 с.

[20] Соловьев К.А., Степанова Д.С. История архитектуры и строительной техник. СПб.: Лань, 2018. 540 с.

[21] Теодоронский В.С., Ерзин И.В. Основы архитектуры и градостроительства. Функциональное зонирование и планировка населенных мест. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019, 93 с

[22] Теодоронский В.С. Садово-парковое строительство и хозяйство. М.: Академия, 2019. 287 с.

[23] Теодоронский В.С., Боговая И.О. Ландшафтная архитектура с основами проектирования. М.: Инфра-М, 2021. 287 с.

[24] Теодоронский В.С. О методах визуально-ландшафтной оценки территорий при создании объектов ландшафтной архитектуры // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 2. С. 57–63. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-2-57-63

[25] Разумовский Ю.В., Фурсова Л.М., Теодоронский В.С. Ландшафтное проектирование. М.: Инфра-М, 2021. 139 с.

[26] Комаров Н.А., Васильева О.И., Новожилов Ю.Н. Архитектурная графика. М.: МГУЛ, 2011. 14 с.

[27] Теодоронский В.С. Озеленение населенных мест. Градостроительные основы. СПб.: Лань, 2022. 242

[28] Теодоронский В.С., Боговая И.О. Ландшафтная архитектура. Теория и практика. М.: Инфра-М, 2022. 387 с.

[29] Воронина О.Н., Воронина А.В. От ландшафтной архитектуры к ландшафтной инфраструктуре. «Нижегородский опыт». Нижний Новгород: Кварц, 2022. 386 с.

[30] Дормидонтова В.В., Юдина А.И., Ханбабаева О.Е. Типологические принципы формирования архитектурно-ландшафтной композиции многофункциональных парков. М.: МЭСХ, 2021. 130 с.

[31] Дормидонтова В.В., Кузнецова К.И. Архитектурно-ландшафтный ансамбль Дворца пионеров на Воробьевых горах. История и современность // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 5. С. 12–19. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-12-19

[32] Карташова Н.П., Кругляк В.В. Ландшафтная организация территорий объектов культурно-бытового назначения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 5. С. 71–82. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-71-82

Сведения об авторе

Теодоронский Владимир Сергеевич — д-р с.-х. наук, профессор, академик РАЕН, профессор, 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, vst01@mail.ru

FEATURES OF EXTERNAL LANDSCAPING OF THE FILATOV CHILDREN’S HOSPITAL (MOSCOW) TERRITORY

V.S. Teodoronskiy

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

vst01@mail.ru

This article provides suggestions and practical recommendations for the territory improvement around the Filatov Children’s Hospital (Moscow), one of the leading children's city hospitals, on the territory of which the departments of the pediatric faculty of the N.I. Pirogov Medical University are located. The need to create favourable and comfortable sanitary and hygienic conditions for patients, to organize and improve the Medical Rehabilitation Center with outdoor areas for active recreation and sensory equipment, to introduce aesthetically expressive small architectural forms, and to create green spaces with high decorative properties is considered. The organization of barrier-free traffic by various means, in particular, stoppers and approaches to medical buildings, and the use of paving types made of durable decorative materials are suggested.

Keywords: landscape arrangement, barrier-free movement, allocation of recreation areas

Suggested citation: Teodoronskiy V.S. Osobennosti vneshnego blagoustroystva territorii Detskoy gorodskoy klinicheskoy bol’nitsy № 13 imeni N.F. Filatova (Moskva) [Features of external landscaping of the Filatov Children’s hospital (Moscow) territory]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 93–104. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-93-104

References

[1] Zdaniya i pomeshcheniya meditsinskikh organizatsiy. Pravila proektirovaniya (SP 158.13330.2016). Federal’nyy zakon ot 14.06.2002 № 73-FZ «Ob ob’ektakh kul’turnogo naslediya (pamyatnikakh istorii i kul’tury) narodov Rossiyskoy Federatsii» [Buildings and premises of medical organizations. Design rules (SP 158.13330.2016). Federal Law of June 14, 2002 no. 73-FZ «On objects of cultural heritage (historical and cultural monuments) of the peoples of the Russian Federation»]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200110514 (accessed 12.04.2023).

[2] Zakon goroda Moskvy ot 14.07.2000 g. № 26 «Ob okhrane i ispol’zovanii nedvizhimykh pamyatnikov istorii i kul’tury» [Law of the city of Moscow dated July 14, 2000 no. 26 «On the protection and use of immovable monuments of history and culture»]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/3621727 (accessed 12.04.2023).

[3] Pozanicline Private’s Moskvy ot 18.07.2006 g. № 510-PP «Ob utverzhdenii picohenry o Gosudarstvennom restore nedvizhimogo kul’turnogo naslediya i ob Istoriko-kul’turnom opornom plane goroda Moskvy» [Decree of the Moscow Government of July 18, 2006 no. 510-PP «On approval of the provisions on the State Register of Immovable Cultural Heritage and on the Historical and Cultural Basic Plan of the City of Moscow»]. Available at: https://www.mos.ru/upload/documents/files/3347/metod_ukazaniya_visual_landshaftnui_analiz.pdf (accessed 12.04.2023).

[4] Postanovlenie Pravitel’stva Rossiyskoy Federatsii ot 15 iyulya 2009 goda № 569 «Ob utverzhdenii polozheniya o Gosudarstvennoy istoriko-kul’turnoy ekspertize» [Decree of the Government of the Russian Federation of July 15, 2009 no. 569 «On approval of the regulations on the State Historical and Cultural Expertise»]. Available at: https://base.garant.ru/195985/ (accessed 12.04.2023).

[5] Kapustin I.N., Roshchin A.V., Safonov A.G. Proektirovanie bol’nits [Hospital design]. Moscow: [Stroyizdat], 1977, 183 p.

[6] Pamyatniki arkhitektury Moskvy. Territoriya mezhdu Sadovym kol’tsom i granitsami goroda XVIII veka. (ot Zemlyanogo do Kamer-Kollezhskogo vala) [Architectural monuments of Moscow. The territory between the Garden Ring and the city boundaries of the 18th century. (from Zemlyanoy to Kamer-Kollezhsky Val)]. Moscow: Iskusstvo [Art], 1998, 423 p.

[7] Wheeler I.T. Proektirovanie bol’nits [Hospital design] / Ed. I.N. Kapustin. Moscow: Meditsina [Medicine], 1972, 192 p.

[8] Sytin P.V. Iz istorii moskovskikh ulits [From the history of Moscow streets]. Moscow: Moskovskiy rabochiy [Moscow worker], 1958, 844 p.

[9] Romanyuk S.K. Iz istorii moskovskikh pereulkov [From the history of Moscow lanes]. Moscow: Moskovskiy rabochiy [Moscow worker], 1988, 304 p.

[10] Fedosyuk Yu.A. Moskva v kol’tse Sadovykh [Moscow in the Garden ring]. Moscow: Moskovskiy rabochiy [Moscow worker], 1983, 448 p.

[11] Nikolaev E.V. Klassicheskaya Moskva [Classic Moscow]. Moscow: Stroyizdat, 1975, 263 p.

[12] Ikonnikov A.V. Kamennaya letopis’ Moskvy [Stone chronicle of Moscow]. Moscow: Moskovskiy rabochiy [Moscow worker], 1978, 352 p.

[13] Buseva-Davydova I.L., Nashchokina M.V. Arkhitekturnye progulki po Moskve [Architectural walks around Moscow]. Moscow: Voron, 1997, 320 p.

[14] Voprosy gigieny zhilishcha i lechebno-profilakticheskikh uchrezhdeniy [Issues of hygiene of the home and medical institutions]. Ed. N.M. Dantzig. Moscow: M-vo zdravookhraneniya SSSR. Akad. med. nauk SSSR [Ministry of Health of the USSR. Academician honey. Sciences USSR], 1971, pp. 141–143.

[15] Landshaftnaya arkhitektura. Spravochnik arkhitektora. Glava «Territorii bol’nits» [Landscape architecture. Architect’s Handbook. Chapter «Hospital Territories»]. Kyiv: Budivelnik, 1990, 334 p.

[16] Istoriko-kul’turnye issledovaniya, predmet okhrany ob’ekta kul’turnogo naslediya regional’nogo znacheniya (proizvedenie sadovo-parkovogo iskusstva) «Sad detskoy Filatovskoy bol’nitsy» [Historical and cultural research, the subject of protection of a cultural heritage site of regional significance (a work of landscape art) «Garden of the Filatov Children’s Hospital»]. Available at: https://kartarf.ru/dostoprimechatelnosti/190931-sad-detskoy-filatovskoy-bolnicy (accessed 12.04.2023).

[17] SanPiN 2.1.3.1375–03. Gigienicheskie trebovaniya k razmeshcheniyu, ustroystvu, oborudovaniyu i ekspluatatsii bol’nits, rodil’nykh domov i drugikh lechebnykh statsionarov [SanPiN 2.1.3.1375–03. Hygienic requirements for the placement, design, equipment and operation of hospitals, maternity hospitals and other medical hospitals]. Available at: https://musorish.ru/wp-content/uploads/2019/02/sanpin-2.1.3.1375-03.pdf (accessed 12.04.2023).

[18] Sokol’skaya O.B., Teodoronskiy V.S. Landshaftnaya arkhitektura. Osnovy rekonstruktsii i restavratsii landshaftnykh ob’ektov [Landscape architecture. Fundamentals of reconstruction and restoration of landscape objects]. Moscow–St. Petersburg: Lan’, 2018, 328 p.

[19] Skachkova M.E., Monastyrskaya M.E. Vvedenie v gradostroitel’nuyu deyatel’nost’. Normativno-pravovoe i informatsionnoe obespechenie [Introduction to urban planning. Regulatory and information support]. St. Petersburg: Lan’, 2019, 268 p.

[20] Solov’ev K.A., Stepanova D.S. Istoriya arkhitektury i stroitel’noy tekhnik [History of architecture and construction techniques]. St. Petersburg: Lan’, 2018, 540 p.

[21] Teodoronskiy V.S., Erzin I.V. Osnovy arkhitektury i gradostroitel’stva. Funktsional’noe zonirovanie i planirovka naselennykh mest [Fundamentals of architecture and urban planning. Functional zoning and planning of populated areas]. Moscow: MSTU im. N.E. Bauman, 2019, 93 p.

[22] Teodoronskiy V.S. Sadovo-parkovoe stroitel’stvo i khozyaystvo [Landscape construction and farming]. Moscow: Academy, 2019, 287 p.

[23] Teodoronskiy V.S., Bogovaya I.O. Landshaftnaya arkhitektura s osnovami proektirovaniya [Landscape architecture with design fundamentals]. Moscow: Infra-M, 2021, 287 p.

[24] Teodoronsky V.S. O metodakh vizual’no-landshaftnoy otsenki territoriy pri sozdanii ob’etov landshaftnoy arkhitektury [Visual landscape areas assessment techniques when creating objects of landscape architecture]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2021, vol. 25, no. 2, pp. 57–63. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-2-57-63

[25] Razumovskiy Yu.V., Fursova L.M., Teodoronskiy V.S. Landshaftnoe proektirovanie [Landscape design]. Moscow: Infra-M, 2021, 139 p.

[26] Komarov N.A., Vasil’eva O.I., Novozhilov Yu.N. Arkhitekturnaya grafika [Architectural graphics]. Moscow: MSFU, 2011, 14 p.

[27] Teodoronskiy V.S. Ozelenenie naselennykh mest. Gradostroitel’nye osnovy [Greening populated areas. Urban planning principles]. St. Petersburg: Lan’, 2022, 242

[28] Teodoronskiy V.S., Bogovaya I.O. Landshaftnaya arkhitektura. Teoriya i praktika [Landscape architecture. Theory and practice]. Moscow: Infra-M, 2022, 387 p.

[29] Voronina O.N., Voronina A.V. Ot landshaftnoy arkhitektury k landshaftnoy infrastrukture. «Nizhegorodskiy opyt» [From landscape architecture to landscape infrastructure. «Nizhny Novgorod experience»]. Nizhny Novgorod: Quartz, 2022, 386 p.

[30] Dormidontova V.V. Yudina A.I. Khanbabaeva O.E. Tipologicheskie printsipy formirovaniya arkhitekturno-landshaftnoy kompozitsii mnogofunktsional’nykh parkov [Typological principles for the formation of architectural and landscape composition of multifunctional parks]. Moscow: MESH, 2021, 130 p.

[31] Dormidontova V.V., Kuznetsova K.I. Arkhitekturno-landshaftnyy ansambl’ Dvortsa pionerov na Vorob’evykh gorakh. Istoriya i sovremennost’ [Architectural landscape ensemble of Pioneer palace on Vorobyovy gory. History and modernity]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 5, pp. 12–19. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-12-19

[32] Kartashova N.P., Kruglyak V.V. Landshaftnaya organizatsiya territoriy ob’ektov kul’turno-bytovogo naznacheniya [Landscaping of cultural and public amenities objects]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 5, pp. 71–82. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-71-82

Author’s information

Teodoronsky Vladimir Sergeevich — Dr. Sci. (Agriculture), Professor, Member of the Union of Architects of the Russian Federation, Professor of the Department of Landscape Architecture and Garden and Park Construction of the BMSTU (Mytishchi branch), vst01@mail.ru

10

ДРЕВЕСНЫЕ РАСТЕНИЯ ПРИРОДНОЙ ФЛОРЫ БАШКОРТОСТАНА В КОЛЛЕКЦИЯХ И ЭКСПОЗИЦИЯХ ЮЖНО-УРАЛЬСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА-ИНСТИТУТА (Г. УФА)

105–115

УДК 502.75 (470.57)

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-105-115

EDN: XUQSAL

Шифр ВАК 4.1.6

Н.В. Полякова, Ф.К. Мурзабулатова, Н.А. Рязанова, Р.Г. Абдуллина, Р.А. Билалова

Южно-Уральский ботанический сад-институт — обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук (ЮУБСИ УФИЦ РАН), Россия, 450080, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Менделеева, д. 195, корп. 3

botsad@anrb.ru

Представлены результаты анализа дендрологической коллекции Южно-Уральского ботанического сада-института Уфимского федерального исследовательского центра РАН, насчитывающей 1935 таксонов. Выделена группа из 48 видов природной флоры Башкортостана. Установлено, что 27 видов из 48 занесены в список Международного союза охраны природы и природных ресурсов и являются особо охраняемыми на территории других субъектов Российской Федерации, один из видов занесен в Красную книгу Башкортостана. Выявлены хозяйственно значимые группы древесных растений природной флоры Башкортостана: лекарственные — 46 видов, древесно-целлюлозные — 20, медоносные — 14, декоративные — 30, пищевые — 9. Охарактеризовано жизненное состояние древесных растений выделенных групп: в настоящее время все они относятся к I и II категориям состояния, т. е. являются здоровыми или имеют слабые повреждения. Указано, что все древесные растения природной флоры Башкортостана находятся на участке естественного леса, в дендрарии и частично — на коллекционных участках, а также спорадически по всей территории Ботанического сада-института.

Ключевые слова: природная флора, древесные растения, дендрологическая коллекция, Республика Башкортостан

Ссылка для цитирования: Полякова Н.В., Мурзабулатова Ф.К., Рязанова Н.А., Абдуллина Р.Г., Била-лова Р.А. Древесные растения природной флоры Башкортостана в коллекциях и экспозициях Южно-Уральского ботанического сада-института (г. Уфа) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 105–115. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-105-115

Список литературы

[1] Горбунов Ю.Н., Швецов А.Н., Шатко В.Г. Роль ботанических садов России в сохранении генофонда редких и исчезающих растений // Бюллетень Главного ботанического сада, 2015. № 2 (201). С. 94–103.

[2] Баранова О.Г., Паутова И.А., Цейтин Н.Г. Представленность растений природной флоры Северо-Запада России в коллекции Ботанического сада Петра Великого // Hortus Botanicus, 2018. Т. 13. С. 604–609.

[3] Лепешкина Л.А., Воронин А.А., Клевцова М.А. Коллекция «Систематикум цветковых растений природной флоры лесостепи» в Воронежском ботаническом саду: оценка состояния и перспективы развития // Труды по интродукции и акклиматизации растений. Ижевск: Изд-во Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН, 2021. С. 338–342.

[4] Шпилевая Н.В. Декоративные лекарственные виды растений природной флоры Донбасса коллекции ГУ «Донецкий ботанический сад» в ландшафтном озеленении // Труды по интродукции и акклиматизации растений. Ижевск: Изд-во Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН, 2021. С. 538–542.

[5] Белоусова Н.Л., Лунина Н.М. Коллекция «Декоративные растения природной флоры Беларуси» в Центральном ботаническом саду НАН Беларуси // Цветоводство: история, теория, практика. Сб. статей IX Междунар. науч. конф., Санкт-Петербург, 07–13 сентября 2019 г. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» имени В.И. Ульянова (Ленина), 2019. С. 28–30.

[6] Шустов М.В., Швецов А.Н., Коновалова Т.Ю., Воронина О.Е., Джанаева В.В. Виды экспозиции дикорастущих полезных растений Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН, занесенные в Красную книгу России // Бюллетень Главного ботанического сада, 2020. № 4. С. 3–8.

[7] Абрамова Л.М., Анищенко И.Е., Вафин Р.В., Голованов Я.М., Жигунов О.Ю., Зарипова А.А., Кашаева Г.Г., Лебедева М.В., Полякова Н.В., Реут А.А., Шигапов З.Х. Растения Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН / под ред. Л.М. Абрамова. Уфа: Мир печати, 2019. 304 с.

[8] Полякова Н.В., Путенихин В.П., Вафин Р.В. Сирени в Башкирском Предуралье: интродукция и биологические особенности. Уфа: Гилем, 2010. 170 с.

[9] Рязанова Н.А., Путенихин В.П. Клены в Башкирском Предуралье: биологические особенности в условиях интродукции. Уфа: Изд-во Академии наук Республики Башкортостан; Гилем, 2012. 224 с.

[10] Абдуллина Р.Г. Сезонный ритм развития рябин (Sorbus L.) в Южно-Уральском ботаническом саду-институте г. Уфы за период 2005–2017 гг. // Известия Уфимского научного центра Российской академии наук, 2018. № 2. С. 44–48.

[11] Мурзабулатова Ф.К., Полякова Н.В., Никитина Л.С., Путенихин В.П., Шигапов З.Х. Красивоцветущие и декоративно-лиственные кустарники (фрутицетум, сирингарий и некоторые другие коллекционные участки Уфимского ботанического сада). Уфа: Мир печати, 2018. 152 с.

[12] Мурзабулатова Ф.К., Шигапов З.Х., Полякова Н.В. Начальные этапы онтогенеза представителей рода Hydrangea L. в условиях культуры // Онтогенез, 2021. Т. 52. № 2. С. 137–145. DOI: 10.31857/S047514502102004X

[13] Мурзабулатова Ф.К., Полякова Н.В., Шигапов З.Х. Древесные медоносы для создания участка длительного цветения в условиях Башкирского Предуралья // Таврический вестник аграрной науки, 2022. № 3(31). С. 137–147.

[14] Абрамова Л.М., Билалова Р.А., Вафин Р.В., Шигапов З.Х. Влияние метеоусловий и видовых особенностей на прохождение фенодат клематисов в Башкирском Предуралье // Теоретическая и прикладная экология, 2021. № 3. С. 153–159. DOI: 10.25750/1995-4301-2021-3-153-159

[15] The Plant List. URL: http://www.theplantlist.org/ (дата обращения 28.03.2023).

[16] 2003* Россия* Красный список особо охраняемых редких и находящихся под угрозой исчезновения животных и растений. 2-й выпуск. Часть 3.1. Семенные растения // Лаборатория Красной книги Всероссийского научно-исследовательского института охраны природы / под ред. В.Е. Присяжнюка. М., 2004 (2005). 352 с.

[17] Гроссгейм А.А. Растительные ресурсы Кавказа. М.: Наука, 1953. 539 с.

[18] Шхагапсоев С.Х., Надзирова Р.Ю. Хозяйственно-ресурсная структура раритетной фракции флоры Кабардино-Балкарии // Доклады Адыгской (Черкесской) Международной академии наук, 2020. Т. 20. № 1. С. 53–61.

[19] Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение, 1989. № 4. С. 51–57.

[20] Потапова И.В., Чепик Ф.А., Васильев С.В. Древесные растения, используемые в народной медицине // Актуальные вопросы лесного хозяйства: Материалы V Междунар. молодежной науч.-практ. конф., Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова, Санкт-Петербург, 11–12 ноября 2021 г. Санкт-Петербург: Изд-во Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С.М. Кирова, 2021. С. 63–65.

[21] Корчагов С.А., Андронова М.М., Грибов С.Е., Яковлева О.Ю. Обоснование выбора древесных пород при целевом выращивании сырья для целлюлозно-бумажной промышленности // Экология промышленного производства, 2009. № 4. С. 48–51.

[22] Самсонова И.Д., Нешатаев В.Ю., До Ван Т., Нгуен Тхи З. Эколого-биологический анализ медоносов березняков // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2019. № 229. С. 104–117.

[23] Самсонова И.Д., Сидаренко П.В. Географические особенности медоносных угодий на землях лесного фонда // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2021. № 4 (90). С. 99–103.

[24] Маннапов А.Г., Мустафин Р.Ф., Хисамов Р.Р., Фархутдинов Р.Г., Габидуллина Г.Ф., Султанов И.Ф., Дихин Д.Р. Изучение состояния и кадастровая оценка естественных медоносных ресурсов северной лесостепной зоны Республики Башкортостан // Естественные и технические науки, 2021. № 9 (160). С. 53–58. DOI: 10.25633/ETN.2021.09.04

[25] Карташова Н.П., Селиванова А.С., Молодых М.С. Ландшафтные приемы создания городской системы озеленения // Лесотехнический журнал, 2018. Т. 8. № 2 (30). С. 122–131.

[26] Потапенко И.Л., Летухова В.Ю. Декоративные древесные растения города Керчь и перспективы их использования в озеленении // Экосистемы, 2022. № 31. С. 72–85.

[27] Dobbertin M. Tree growth as indicator of tree vitality and of tree reaction to environmental stress: a review // European J. of Forest Research, 2005, v. 124, no. 4, pp. 319–333.

[28] Eilmann B., Weber P., Rigling A., Eckstein D. Growth reactions of Pinus sylvestris L. and Quercus pubescens Willd. to drought years at a xeric site in Valais, Switzerland // Dendrochronologia, 2006, v. 23, pp. 121–132.

[29] Levanič T., Eggertsson O. Climatic effects on birch (Betula pubescens Ehrh.) growth in Fnjos-kadalur valley, northern Iceland // Dendrochronologia, 2008, v. 25, pp. 135–143.

[30] Rucandio M.I., Petit-Domínguez M.D., Fidalgo-Hijano C., García-Giménez R. Biomonitoring of chemical elements in an urban environment using arboreal and bush plant species // Environmental science and pollution research, 2010, v. 18, no. 1, pp. 51–63.

Сведения об авторах

Полякова Наталья Викторовна — канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаборатории дендрологии и интродукции древесных растений Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН, botsad@anrb.ru

Мурзабулатова Фануза Кавиевна — канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории дендрологии и интродукции древесных растений Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН, murzabulatova@yandex.ru

Рязанова Надежда Александровна — канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории дендрологии и интродукции древесных растений Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН, nad-ryazanova@mail.ru

Абдуллина Римма Галимзяновна — канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории дендрологии и интродукции древесных растений Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН, rimmaabdullina@yandex.ru

Билалова Роза Альтафовна — канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории дендрологии и интродукции древесных растений Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН, nroza@mail.ru

LIGNEOUS PLANTS OF BASHKORTOSTAN’S NATURAL FLORA IN COLLECTIONS AND EXPOSITIONS OF SOUTH URAL BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE (UFA)

N.V. Polyakova, F.K. Murzabulatova, N.A. Ryazanova, R.G. Abdullina, R.A. Bilalova

South Ural Botanical Garden-Institute — a separate structural subdivision of the Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, 195, build. 3, Mendeleev st., 450080, Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia

botsad@anrb.ru

The analysis results of the dendrological collection of the South Ural Botanical Garden-Institute of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences, currently numbering 1935 taxa, are presented. It includes 48 species from 33 genera and 19 families, the most species-rich families of Salicaceae and Rosaceae. It was established that 27 out of 48 species are listed by the IUCN and are under special protection in the territory of other subjects of the Russian Federation, 1 species is listed in the Red Book of Bashkortostan. Economically significant groups of woody plants of the natural flora of Bashkortostan have been identified, among which are medicinal — 46 species, wood-cellulose — 20, melliferous — 14, ornamental — 30, food — 9. All these species belong to categories I and II of the state, i.e. healthy or with slight damage to the stem. All of them are located on the Natural Forest area, in the Arboretum, partly in the collection plots, and also sporadically throughout the territory of the Botanical Garden.

Keywords: natural flora, woody plants, dendrological collection, Republic of Bashkortostan

Suggested citation: Polyakova N.V., Murzabulatova F.K., Ryazanova N.A., Abdullina R.G., Bilalova R.A. Drevesnye rasteniya prirodnoy flory Bashkortostana v kollektsiyakh i ekspozitsiyakh Yuzhno-Ural’skogo botanicheskogo sada-instituta (g. Ufa) [Ligneous plants of Bashkortostan’s natural flora in collections and expositions of South Ural Botanical garden-institute (Ufa)]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 105–115. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-105-115

References

[1] Gorbunov Yu.N., Shvetsov A.N., Shatko V.G. Rol’ botanicheskikh sadov Rossii v sokhranenii genofonda redkikh i ischezayushchikh rasteniy [The role of Russian botanical gardens in the conservation of the gene pool of rare and endangered plants]. Byulleten’ Glavnogo botanicheskogo sada [Bulletin of the Main Botanical Garden], 2015, no. 2 (201), pp. 94–103.

[2] Baranova O.G., Pautova I.A., Tseytin N.G. Predstavlennost’ rasteniy prirodnoy flory Severo-Zapada Rossii v kollektsii Botanicheskogo sada Petra Velikogo [Representation of plants of the natural flora of the North-West of Russia in the collection of the Botanical Garden of Peter the Great]. Hortus Botanicus, 2018, t. 13. pp. 604–609.

[3] Lepeshkina L.A., Voronin A.A., Klevtsova M.A. Kollektsiya «Sistematikum tsvetkovykh rasteniy prirodnoy flory lesostepi» v Voronezhskom botanicheskom sadu: otsenka sostoyaniya i perspektivy razvitiya [Collection «Systematicum of flowering plants of the natural flora of the forest-steppe» in the Voronezh Botanical Garden: assessment of the state and development prospects]. Trudy po introduktsii i akklimatizatsii rasteniy [Proceedings on the introduction and acclimatization of plants]. Izhevsk: Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2021, pp. 338–342.

[4] Shpilevaya N.V. Dekorativnye lekarstvennye vidy rasteniy prirodnoy flory Donbassa kollektsii GU «Donetskiy botanicheskiy sad» v landshaftnom ozelenenii [Ornamental medicinal plant species of the natural flora of Donbass from the collection of the State Institution «Donetsk Botanical Garden» in landscape gardening]. Trudy po introduktsii i akklimatizatsii rasteniy [Proceedings on the introduction and acclimatization of plants]. Izhevsk: Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2021, pp. 538–542.

[5] Belousova N.L., Lunina N.M. Kollektsiya «Dekorativnye rasteniya prirodnoy flory Belarusi» v Tsentral’nom botanicheskom sadu NAN Belarusi [Collection «Ornamental plants of the natural flora of Belarus» in the Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus]. Tsvetovodstvo: istoriya, teoriya, praktika. Sbornik statey IX Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii [Floriculture: history, theory, practice. Collection of articles of the IX International Scientific Conference], 2019, pp. 28–30.

[6] Shustov M.V., Shvetsov A.N., Konovalova T.Yu., Voronina O.E., Dzhanaeva V.V. Vidy ekspozitsii dikorastushchikh poleznykh rasteniy Glavnogo botanicheskogo sada im. N.V. Tsitsina RAN, zanesennye v Krasnuyu knigu Rossii [Types of exposition of wild useful plants of the Main Botanical Garden. N.V. Tsitsina RAS, listed in the Red Book of Russia]. Byulleten’ Glavnogo botanicheskogo sada [Bulletin of the Main Botanical Garden], 2020, no. 4, pp. 3–8.

[7] Abramova L.M., Anishchenko I.E., Vafin R.V., Golovanov Ya.M., Zhigunov O.Yu., Zaripova A.A., Kashaeva G.G., Lebedeva M.V., Polyakova N.V., Reut A.A., Shigapov Z.Kh. Rasteniya Yuzhno-Ural’skogo botanicheskogo sada-instituta UFITs RAN [Plants of the South Ural Botanical Garden-Institute of the Ural Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences]. Ed. L.M. Abramov. Ufa: World of Printing, 2019, 304 p.

[8] Polyakova N.V., Putenikhin V.P., Vafin R.V. Sireni v Bashkirskom Predural’e: introduktsiya i biologicheskie osobennosti [Lilacs in the Bashkir Cis-Urals: introduction and biological features]. Ufa: Gilem, 2010, 170 p.

[9] Ryazanova N.A., Putenikhin V.P. Kleny v Bashkirskom Predural’e: biologicheskie osobennosti v usloviyakh introduktsii [Maples in the Bashkir Cis-Urals: biological features under the conditions of introduction]. Ufa: Gilem, 2012, 224 p.

[10] Abdullina R.G. Sezonnyy ritm razvitiya ryabin (Sorbus L.) v Yuzhno-Ural’skom botanicheskom sadu-institute g. Ufy za period 2005–2017 gg. [Seasonal rhythm of development of mountain ash (Sorbus L.) in the South Ural Botanical Garden-Institute in Ufa for the period 2005–2017]. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Proceedings of the Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2018, no. 2, pp. 44–48.

[11] Murzabulatova F.K., Polyakova N.V., Nikitina L.S., Putenikhin V.P., Shigapov Z.Kh. Krasivotsvetushchie i dekorativno-listvennye kustarniki (frutitsetum, siringariy i nekotorye drugie kollektsionnye uchastki Ufimskogo botanicheskogo sada) [Beautifully flowering and ornamental deciduous shrubs (fruticetum, syringarium and some other collection sites of the Ufa Botanical Garden)]. Ufa: World of Printing, 2018, 152 p.

[12] Murzabulatova F.K., Shigapov Z.Kh., Polyakova N.V. Nachal’nye etapy ontogeneza predstaviteley roda Hydrangea L. v usloviyakh kul’tury [Initial stages of ontogenesis of representatives of the genus Hydrangea L. in culture]. Ontogenez [Ontogenesis], 2021, t. 52, no. 2, pp. 137–145.

[13] Murzabulatova F.K., Polyakova N.V., Shigapov Z.Kh. Drevesnye medonosy dlya sozdaniya uchastka dlitel’nogo tsveteniya v usloviyakh Bashkirskogo Predural’ya [Woody honey plants for creating a long-term flowering site in the conditions of the Bashkir Cis-Urals]. Tavricheskiy vestnik agrarnoy nauki [Taurida Herald of the Agrarian Sciences], 2021, no. 2 (26), pp. 74–88.

[14] Abramova L.M., Bilalova R.A., Vafin R.V., Shigapov Z.Kh. Vliyanie meteousloviy i vidovykh osobennostey na prokhozhdenie fenodat klematisov v Bashkirskom Predural’e [Influence of weather conditions and species features on the passage of clematis phenodates in the Bashkir Cis-Urals]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya [Theoretical and applied ecology], 2021, no. 3, pp. 153–159.

[15] The Plant List. Available at: http://www.theplantlist.org/ (accessed 28.03.2023).

[16] 2003* Rossiya* Krasnyy spisok osobo okhranyaemykh redkikh i nakhodyashchikhsya pod ugrozoy ischeznoveniya zhivotnykh i rasteniy. 2-y vypusk. Chast’ 3.1. Semennye rasteniya [2003* Russia* Red List of Specially Protected Rare and Endangered Animals and Plants. 2nd issue. Part 3.1. seed plants]. Laboratoriya Krasnoy knigi Vserossiyskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta okhrany prirody [Laboratory of the Red Data Book of the All-Russian Scientific Research Institute for Nature Conservation]. Ed. V.E. Prisyazhnyuk. Moscow, 2004 (2005), 352 p.

[17] Grossgeym A.A. Rastitel’nye resursy Kavkaza [Plant resources of the Caucasus]. Мoscow: Nauka, 1953, 539 p.

[18] Shkhagapsoev S.Kh., Nadzirova R.Yu. Khozyaystvenno-resursnaya struktura raritetnoy fraktsii flory Kabardino-Balkarii [Economic and resource structure of the rare fraction of the flora of Kabardino-Balkaria]. Doklady Adygskoy (Cherkesskoy) Mezhdunarodnoy akademii nauk [Reports of the Adyghe (Circassian) International Academy of Sciences], 2020, t. 20, no. 1, pp. 53–61.

[19] Alekseev V.A. Diagnostika zhiznennogo sostoyaniya derev’ev i drevostoev [Diagnostics of the vital state of trees and forest stands]. Lesovedenie [Forest science], 1989, no. 4, pp. 51–57.

[20] Potapova I.V., Chepik F.A., Vasil’ev S.V. Drevesnye rasteniya, ispol’zuemye v narodnoy meditsine [Woody plants used in folk medicine]. Aktual’nye voprosy lesnogo khozyaystva: materialy V mezhdunarodnoy molodezhnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet imeni S.M. Kirova [Topical issues of forestry. materials of the V international youth scientific-practical conference. St. Petersburg State Forest Engineering University named after S.M. Kirov]. Sankt-Peterburg, 11–12 noyabrya 2021 g. Sankt-Peterburg: Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet imeni S.M. Kirova, 2021, pp. 63–65.

[21] Korchagov S.A., Andronova M.M., Gribov S.E., Yakovleva O.Yu. Obosnovanie vybora drevesnykh porod pri tselevom vyrashchivanii syr’ya dlya tsellyulozno-bumazhnoy promyshlennosti [Justification of the choice of tree species for the targeted cultivation of raw materials for the pulp and paper industry]. Ekologiya promyshlennogo proizvodstva [Ecology of industrial production], 2009, no. 4, pp. 48–51.

[22] Samsonova I.D., Neshataev V.Yu., Do Van T., Nguen Tkhi Z. Ekologo-biologicheskiy analiz medonosov bereznyakov [Ecological and biological analysis of birch honey plants]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Proceedings of the St. Petersburg Forestry Academy], 2019, no. 229, pp. 104–117.

[23] Samsonova I.D., Sidarenko P.V. Geograficheskie osobennosti medonosnykh ugodiy na zemlyakh lesnogo fonda [Geographical features of honey lands on the lands of the forest fund]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Proceedings of the Orenburg State Agrarian University], 2021, no. 4 (90), pp. 99–103.

[24] Mannapov A.G., Mustafin R.F., Khisamov R.R., Farkhutdinov R.G., Gabidullina G.F., Sultanov I.F., Dikhin D.R. Izuchenie sostoyaniya i kadastrovaya otsenka estestvennykh medonosnykh resursov severnoy lesostepnoy zony Respubliki Bashkortostan [Study of the state and cadastral assessment of natural honey plants resources of the northern forest-steppe zone of the Republic of Bashkortostan]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and technical sciences], 2021, no. 9 (160), pp. 53–58.

[25] Kartashova N.P., Selivanova A.S., Molodykh M.S. Landshaftnye priemy sozdaniya gorodskoy sistemy ozeleneniya [Landscape techniques for creating an urban gardening system]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry magazine], 2018, t. 8, no. 2 (30), pp. 122–131.

[26] Potapenko I.L., Letukhova V.Yu. Dekorativnye drevesnye rasteniya goroda Kerch’ i perspektivy ikh ispol’zovaniya v ozelenenii [Ornamental woody plants of the city of Kerch and the prospects for their use in landscaping]. Ekosistemy [Ecosystems], 2022, no. 31, pp. 72–85.

[27] Dobbertin M. Tree growth as indicator of tree vitality and of tree reaction to environmental stress: a review. European J. of Forest Research, 2005, v. 124, no. 4, pp. 319–333.

[28] Eilmann B., Weber P., Rigling A., Eckstein D. Growth reactions of Pinus sylvestris L. and Quercus pubescens Willd. to drought years at a xeric site in Valais, Switzerland. Dendrochronologia, 2006, v. 23, pp. 121–132.

[29] Levanič T., Eggertsson O. Climatic effects on birch (Betula pubescens Ehrh.) growth in Fnjos-kadalur valley, northern Iceland. Dendrochronologia, 2008, v. 25, pp. 135–143.

[30] Rucandio M.I., Petit-Domínguez M.D., Fidalgo-Hijano C., García-Giménez R. Biomonitoring of chemical elements in an urban environment using arboreal and bush plant species. Environmental science and pollution research, 2010, v. 18, no. 1, pp. 51–63.

Authors’ information

Polyakova Natal’ya Viktorovna — Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Dendrology and Introduction of Woody Plants, South Ural Botanical Garden-Institute, UFRC RAS, botsad@anrb.ru

Murzabulatova Fanuza Kavievna — Cand. Sci. (Biology), Researcher, Laboratory of Dendrology and Introduction of Woody Plants, South Ural Botanical Garden-Institute, Ural Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, murzabulatova@yandex.ru

Ryazanova Nadezhda Aleksandrovna — Cand. Sci. (Biology), Researcher, Laboratory of Dendrology and Introduction of Woody Plants, South Ural Botanical Garden-Institute, Ural Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, nad-ryazanova@mail.ru

Abdullina Rimma Galimzyanovna — Cand. Sci. (Biology), Researcher, Laboratory of Dendrology and Introduction of Woody Plants, South Ural Botanical Garden-Institute, Ural Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, rimmaabdullina@yandex.ru

Bilalova Roza Al’tafovna — Cand. Sci. (Biology), Researcher, Laboratory of Dendrology and Introduction of Woody Plants, South Ural Botanical Garden-Institute, Ural Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, nroza@mail.ru

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

11

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ПРИ ОДНООСНОМ ПРЕССОВАНИИ

116–126

УДК 630*812

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-116-126

EDN: VBXMOI

Шифр ВАК 4.3.4

М.В. Михеев², А.В. Комина¹, Г.А. Горбачева¹, А.А. Калинина¹, А.В. Болоцкая², В.Г. Санаев¹, А.М. Столин²

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

²ФГБУН Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской

академии наук (ИСМАН), Россия, 142432, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8

mmixeev00@mail.ru

Представлены материалы исследования реологических аспектов одноосного прессования измельченной древесины сосны различного фракционного состава. Изучена кинетика деформирования измельченной древесины сосны в режиме постоянной скорости движения плунжера пресса с помощью реологического подхода. Построены реологические кривые напряжение — деформация для различных фракций (d < 1 мм; 1 < d < 2; 2 < d < 3; d > 5). Получены компрессионные кривые зависимости плотности прессовок от давления. Показано, что фракции размером частиц менее 1 мм обладают наилучшими параметрами прессуемости и достигают более высокой плотности при меньших значениях давления (ρзаг = 1,03 г/см3 при P = 180 МПа). Другие изученные фракции имели приблизительно одинаковую прессуемость и плотность ρзаг в диапазоне 0,85…0,90 г/см3 при P = 140…160 МПа. Дальнейшее увеличение давления прессования не приводило к увеличению плотности из-за упругого расширения после снятия нагрузки. Предложены установка и способ оценки прочности прессовок при свободном падении. Определена наибольшая прочность прессовок при падении фракции размером более 5 мм. Полученные результаты можно применять для оптимизации процесса прессования измельченной древесины и разработки более эффективных методов использования древесных ресурсов.

Ключевые слова: реология, прессование, измельченная древесина сосны, отходы лесозаготовительного и деревообрабатывающего производств

Ссылка для цитирования: Михеев М.В., Комина А.В., Горбачева Г.А., Калинина А.А., Болоцкая А.В., Санаев В.Г., Столин А.М. Исследование реологического поведения измельченной древесины сосны при одноосном прессовании // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 116–126. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-116-126

Список литературы

[1] Распоряжение Правительства Российской Федерации от 11 февраля 2021 г. № 312-р (об утверждении Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года). URL: http://static.government.ru/media/files/pFdqtWFH8y9SfQjDE0Xnwd8eXWoJJMYB.pdf (дата обращения 20.10.2023).

[2] Власов Ю.Н. Научные основы совершенствования технологии брикетирования отходов лесопереработки: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.01. Архангельск, 2021. 261 с.

[3] Трофимова Н.В., Сазыкина М.Ю., Мамлеева Э.Р. Особенности развития лесопромышленного комплекса в регионах Российской Федерации // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 6. С. 118–126. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-6-118-126

[4] Sun X., He M., Li Z. Novel engineered wood and bamboo composites for structural applications: State-of-art of manufacturing technology and mechanical performance evaluation // Construction and Building Materials, 2020, no. 249, p. 118751. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118751

[5] Grigorev I., Shadrin A., Katkov S., Borisov V., Druzyanova V., Gnatovskaya I., Diev R., Kaznacheeva N., Levushkin D., Akinin D. Russian sawmill modernization (a case study). Part 2: improving the efficiency of wood chipping operations // International Wood Products J., 2021, v. 12, no. 2, pp. 128–134. DOI: 10.1080/20426445.2020.1871276

[6] Hosseini S.M., Peer A. Wood products manufacturing optimization: A survey // IEEE Access, 2022, v. 10, pp. 121653–121683. DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3223053

[7] Пастори З., Горбачева Г.А., Санаев В.Г., Мохачине И.Р., Борчок З. Состояние и перспективы использования древесной коры // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 5. С. 74–88. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-74-88

[8] Кулагин Е.П. Технологии использования отходов и малоценных продуктов химической переработки древесины: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.03. Нижний Новгород, 2001. 361 с.

[9] Sandberg D., Haller P., Navi P. Thermo-hydro and thermo-hydro-mechanical wood processing: An opportunity for future environmentally friendly wood products // Wood Material Science & Engineering, 2013, no. 8(1), pp. 64–88. DOI: 10.1080/17480272.2012.751935

[10] Казымов Д.С., Махотина Л.Г., Никандров А.Б., Кузнецов А.Г., Аким Э.Л. Особенности переработки древесины Larix sibirica Ledeb (Pinaceae) в волокнистые полуфабрикаты высокого выхода // Химия растительного сырья, 2021. № 1. С. 317–325. DOI: 10.14258/JCPRM.2021018472

[11] Singh J., Ordoñez I. Resource recovery from post-consumer waste: important lessons for the upcoming circular economy // J. of Cleaner Production, 2016, no. 134, pp. 342–353. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.12.020

[12] Faremi O.E., Sogbanmu T.O., Adeyemo O.K. How sawmill wastes impact surface water, sediment, macrobenthic invertebrates, and fish: a case study of the Lagos lagoon, Okobaba Area, South-western Nigeria // Environmental Monitoring and Assessment, 2021, no. 193, pp. 1–13. DOI: 10.1007/s10661-021-09006-0

[13] Жарская Я.П., Федосенко И.Г. Получение топливных гранул с высокими качественными характеристиками из щепы низкого качества // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов, 2023. № 2 (270). С. 210–216. DOI: 10.52065/2519-402Х-2023-270-2-24

[14] Dudziec P., Stachowicz P., Stolarski M. J. Diversity of properties of sawmill residues used as feedstock for energy generation // Renewable Energy, 2023, no. 202, pp. 822–833. DOI: 10.1016/j.renene.2022.12.002

[15] Sandberg D., Gorbacheva G., Lichtenegger H., Niemz P., Teischinger A. Advanced Engineered Wood-Material Concepts. In: Niemz, P., Teischinger, A., Sandberg, D. (eds) Springer Handbook of Wood Science and Technology // Springer Handbooks. Springer, Cham, 2023, pp. 1835–1888. DOI: 10.1007/978-3-030-81315-4_35

[16] Сафин Р.Г., Зиатдинов Р.Р., Сотников В.Г., Рябушкин Д.Г., Ахметова Д.А. Моделирование процесса сушки древесных отходов в установке производства активированного угля // Системы. Методы. Технологии, 2021. № 4. С. 79–86. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-4-79-86

[17] Валеев И.А. Термическая переработка отходов деревообрабатывающих предприятий: дис. ... канд. техн. наук: 05.17.08. Казань, 2006. 153 с.

[18] Булатов А.Ф. Обоснование процесса заготовки и переработки биомассы дерева на технологическую щепу с целью ресурсосбережения: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Санкт-Петербург, 2001. 19 с.

[19] Rejdak M., Czardybon A., Ignasiak K., Robak J. Utilization of waste forest biomass: Pelletization studies of torrefied sawmill wood chips // Proc. of the 11th Conference on Interdisciplinary Problems in Environmental Protection and Engineering EKO-DOK 2019, Polanica-Zdrój, Poland, April 8–10, 2019. E3S Web of Conferences, 2019, v. 100, p. 00068. DOI: 10.1051/e3sconf/201910000068

[20] Amiandamhen S.O., Adamopoulos S., Adl-Zarrabi B., Yin H., Norén J. Recycling sawmilling wood chips, biomass combustion residues, and tyre fibres into cement-bonded composites: Properties of composites and life cycle analysis // Construction and Building Materials, 2021, no. 297, p. 123781. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123781

[21] Kowaluk G., Wronka A. Bonding of sawmill birch wood with selected biopolymer-based glues. Annals of Warsaw University of Life Sciences SGGW Forestry and Wood Technology, 2020, no. 109, pp. 32–36. DOI: 10.5604/01.3001.0014.3092

[22] Mirski R., Dukarska D., Derkowski A., Czarnecki R., Dziurka D. By-products of sawmill industry as raw materials for manufacture of chip-sawdust boards // J. of Building Engineering, 2020, no. 32, p. 101460. DOI: 10.1016/j.jobe.2020.101460

[23] Тулузаков Д.В., Спирин Б.Л. Модель формирования насыпной структуры пакета композиционного материала из измельченных древесных частиц // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2018. Т. 22. № 2. С. 95–103. DOI: 10.18698/2542-1468-2018-2-95-103

[24] Степанов В.И., Мезина Н.А. Отходы лесной промышленности и их использование в национальном хозяйстве // Вестник Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова, 2012. № 3. С. 83–88.

[25] Морозов Д.К., Морозова И.В., Васильев С.Б. Использование мягких отходов лесопиления с целью производства топливных брикетов // Resources and Technology, 2018. Т. 15. № 3. С. 1–28. DOI: 10.15393/j2.art.2018.4181

[26] Parajuli R. Wood pellets versus pulp and paper: Quantifying the impacts of wood pellets on the pulpwood markets in the southeastern United States. Journal of Cleaner Production, 2021, no. 317, p. 128384. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.128384

[27] Civitarese V., Acampora A., Sperandio G., Assirelli A., Picchio R. Production of wood pellets from poplar trees managed as coppices with different harvesting cycles // Energies, 2019, v. 12, no. 15, p. 2973. DOI: 10.3390/en12152973

[28] Thiffault E., Barrette J., Blanchet P., Nguyen Q.N., Adjalle K. Optimizing quality of wood pellets made of hardwood processing residues // Forests, 2019, v. 10, no. 7, p. 607. DOI: 10.3390/f10070607

[29] Quinteiro P., Tarelho L., Marques P., Martín-Gamboa M., Freire F., Arroja L., Dias A.C. Life cycle assessment of wood pellets and wood split logs for residential heating. Science of the Total Environment, 2019, v. 689, pp. 580–589. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.420

[30] Свиридов Л.Т., Дорняк О.Р. Реология древесины в процессах ее модифицирования // Записки Горного института, 2005. Т. 166. C. 239–241.

[31] Михеев М.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез материалов на основе дисилицида молибдена в условиях давления со сдвигом: дис. ... канд. техн. наук: 17.10.18. Черноголовка, 2018. 141 с.

[32] Kamperidou V. Quality Analysis of Commercially Available Wood Pellets and Correlations between Pellets Characteristics // Energies, 2022, v. 15, no. 8, p. 2865. DOI: 10.3390/en15082865

[33] Lehmann B., Schröder H.W., Wollenberg R., Repkeet J.U. Effect of miscanthus addition and different grinding processes on the quality of wood pellets // Biomass and bioenergy, 2012, no. 44, pp. 150–159. DOI: 10.1016/j.biombioe.2012.05.009

[34] Анциферов В.Н., Перельман В.Е. Механика процессов прессования порошковых и композиционных материалов. М.: Грааль, 2001. 628 c.

[35] Бучацкий Л.М., Столин А.М. Высокотемпературная реология СВС-материалов // Инженерно-физический журнал, 1992. Т. 63. № 5. С. 593–604.

[36] Петросян Г.Л. Пластическое деформирование порошковых материалов. М.: Металлургия, 1988. 152 c.

[37] Nielsen S.K., Rezaei H., Mandø M., Sokhansanj S. Constitutive modelling of compression and stress relaxation in pine pellets // Biomass and Bioenergy, 2019, no. 130, p. 105370. DOI: 10.1016/j.biombioe.2019.105370

[38] Pietsch W.B. Agglomeration processes: phenomena, technologies, equipment. Weinheim: John Wiley & Sons, 2008. DOI:10.1002/9783527619801

[39] Чибирев О.В., Куницкая О.А., Давтян А.Б. Анализ исследований процесса брикетирования отходов лесопереработки на гидравлическом прессовом оборудовании // Resources and Technology, 2019. Т. 16. № 2. С. 97–118. DOI: 10.15393/j2.art.2019.4522

Сведения об авторах

Михеев Максим Валерьевич — канд. техн. наук, науч. сотр. лаборатории № 7 «Пластического деформирования материалов» ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН), mmixeev00@mail.ru

Комина Алиса Вадимовна — магистрант ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), kominaalisa005@gmail.com

Горбачева Галина Александровна — канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), gorbacheva@bmstu.ru

Калинина Алена Анатольевна — ст. преп. ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), kalinina@mgul.ac.ru

Болоцкая Анастасия Вадимовна — канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории № 7 «Пластического деформирования материалов» ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН), moon@ism.ac.ru

Санаев Виктор Георгиевич — д-р техн. наук, профессор, директор Мытищинского филиала ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», vgsanaev@bmstu.ru

Столин Александр Моисеевич — д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. лабораторией №7 «Пластического деформирования материалов» ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А.Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН), amstolin@ism.ac.ru

STUDY OF DISINTEGRATED PINE WOOD RHEOLOGICAL BEHAVIOR UNDER UNI-AXIAL COMPRESSING

M.V. Mikheev², A.V. Komina¹, G.A. Gorbacheva¹, A.A. Kalinina¹, A.V. Bolotskaya², V.G. Sanaev¹, A.M. Stolin²

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

²Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science Russian Academy of Sciences (ISMAN), 8, Academician Osipyan st., 142432, Chernogolovka, Moscow reg., Russia

mmixeev00@mail.ru

Materials for studying the rheological behavior of disintegrated pine wood under uniaxial compressing are presented. The kinetics of disintegrated pine wood deformation was studied in the mode of constant speed movement of the press plunger using a rheological approach. Rheological stress-strain curves were constructed for various fractions (d < 1 mm; 1 < d < 2; 2 < d < 3; d > 5). Compression curves of compact density versus pressure were obtained. It has been shown that fractions with particle sizes less than 1 mm have the best compressibility parameters and achieve higher densities at lower pressures (ρзаг = 1,03 g/cm3 at P = 180 MPa). Other studied fractions had approximately the same compressibility and density ρзаг in the range of 0,85...0,90 g/cm3 at P = 140...160 MPa. A further increase in pressure level did not lead to an increase in density due to elastic expansion after removal of the load. The greatest strength of pressings was determined when a fraction of more than 5 mm in size. An installation and a method for assessing the strength of pressings in free settling are proposed. The results obtained can be used to optimize the process of pressing disintegrated wood and develop more efficient methods for using wood resources.

Keywords: rheology, pressing, disintegrated pine wood, waste from logging and wood processing industries

Suggested citation: Mikheev M.V., Komina A.V., Gorbacheva G.A., Kalinina A.A., Bolotskaya A.V., Sanaev V.G., Stolin A.M. Issledovanie reologicheskogo povedeniya izmel’chennoy drevesiny sosny pri odnoosnom pressovanii [Study of disintegrated pine wood rheological behavior under uni-axial compressing]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 116–126. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-116-126

References

[1] Rasporyazhenie Pravitel’stva RF ot 11 fevralya 2021 g. № 312-r Strategiya razvitiya lesnogo kompleksa Rossiyskoy Federatsii do 2030 goda [Order of the Government of the Russian Federation of February 11, 2021, no. 312-r Strategy for the development of the forestry complex of the Russian Federation until 2030]. Available at: http://static.government.ru/media/files/pFdqtWFH8y9SfQjDE0Xnwd8eXWoJJMYB.pdf (accessed 20.10.2023).

[2] Vlasov Yu.N. Nauchnye osnovy sovershenstvovaniya tekhnologii briketirovaniya otkhodov lesopererabotki [Scientific basis for improving the technology of briquetting wood waste]. Diss. Dr. Sci. (Tech.). Arkhangelsk, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 2021, 261 p.

[3] Trofimova N.V., Sazykina M.Yu., Mamleeva E.R. Osobennosti razvitiya lesopromyshlennogo kompleksa v regionah Rossiyskoy Federacii [Features of the development of the timber industry complex in the regions of the Russian Federation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2021, v. 25, no. 6, pp. 118–126. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-6-118-126

[4] Sun X., He M., Li Z. Novel engineered wood and bamboo composites for structural applications: State-of-art of manufacturing technology and mechanical performance evaluation. Construction and Building Materials, 2020, no. 249, p. 118751. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118751

[5] Grigorev I., Shadrin A., Katkov S., Borisov V., Druzyanova V., Gnatovskaya I., Diev R., Kaznacheeva N., Levushkin D., Akinin D. Russian sawmill modernization (a case study). Part 2: improving the efficiency of wood chipping operations. International Wood Products J., 2021, v. 12, no. 2, pp. 128–134. DOI: 10.1080/20426445.2020.1871276

[6] Hosseini S.M., Peer A. Wood products manufacturing optimization: A survey. IEEE Access, 2022, v. 10, pp. 121653–121683. DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3223053

[7] Pásztory Z., Gorbacheva G.A., Sanaev V.G., Mohácsiné I.R., Börcsök Z. Sostoyanie I perspektivy ispol’zovaniya drevesnoy kory [State and prospects of tree bark use]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, v. 24, no. 5, pp. 74–88. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-74-88

[8] Kulagin E.P. Tekhnologii ispol’zovaniya otkhodov i malotsennykh produktov khimicheskoy pererabotki drevesiny [Technologies for the use of waste and low-value products of chemical wood processing]. Diss. Dr. Sci. (Tech.). Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, 2001, 361 p.

[9] Sandberg D., Haller P., Navi P. Thermo-hydro and thermo-hydro-mechanical wood processing: An opportunity for future environmentally friendly wood products. Wood Material Science & Engineering, 2013, no. 8(1), pp. 64–88. DOI: 10.1080/17480272.2012.751935

[10] Kazymov D.S., Makhotina L.G., Nikandrov A.B., Kuznetsov A.G., Akim E.L. Osobennosti pererabotki drevesiny Larix sibirica Ledeb (Pinaceae) v voloknistye polufabrikaty vysokogo vykhoda [Features of Larix sibirica Ledeb wood processing into high yield fibrous semi-finished products]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant materials], 2021, no. 1, pp. 317–325. DOI: 10.14258/JCPRM.2021018472

[11] Singh J., Ordoñez I. Resource recovery from post-consumer waste: important lessons for the upcoming circular economy. J. of Cleaner Production, 2016, no. 134, pp. 342–353. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.12.020

[12] Faremi O.E., Sogbanmu T.O., Adeyemo O.K. How sawmill wastes impact surface water, sediment, macrobenthic invertebrates, and fish: a case study of the Lagos lagoon, Okobaba Area, South-western Nigeria. Environmental Monitoring and Assessment, 2021, no. 193, pp. 1–13. DOI: 10.1007/s10661-021-09006-0

[13] Zharskaya Ya.P., Fedosenko I.G. Poluchenie toplivnykh granul s vysokimi kachestvennymi kharakteristikami iz shchepy nizkogo kachestva [Production of fuel pellets with high quality characteristics from low-quality wood chips]. Trudy BGTU. Seriya 1: Lesnoe khozyaystvo, prirodopol’zovanie i pererabotka vozobnovlyaemykh resursov [Proceedings of BSTU. Series 1: Forestry, environmental management and processing of renewable resources], 2023, no. 2(270), pp. 210–216. DOI: 10.52065/2519-402Х-2023-270-2-24

[14] Dudziec P., Stachowicz P., Stolarski M.J. Diversity of properties of sawmill residues used as feedstock for energy generation. Renewable Energy, 2023, no. 202, pp. 822–833. DOI: 10.1016/j.renene.2022.12.002

[15] Sandberg D., Gorbacheva G., Lichtenegger H., Niemz P., Teischinger A. Advanced Engineered Wood-Material Concepts. In: Niemz, P., Teischinger, A., Sandberg, D. (eds) Springer Handbook of Wood Science and Technology. Springer Handbooks. Springer, Cham, 2023, pp. 1835–1888. DOI: 10.1007/978-3-030-81315-4_35

[16] Safin R.G., Ziatdinov R.R., Sotnikov V.G., Ryabushkin D.G., Akhmetova D.A. Modelirovanie protsessa sushki drevesnykh otkhodov v ustanovke proizvodstva aktivirovannogo uglya [Modeling the process of drying wood waste in an activated carbon production plant]. Sistemy. Metody. Tekhnologii. [Systems. Methods. Technologies.], 2021, no. 4, pp. 79–86. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-4-79-86

[17] Valeev I.A. Termicheskaya pererabotka otkhodov derevoobrabatyvayushchikh predpriyatiy [Thermal processing of waste from wood processing enterprises]. Diss. Cand. Sci. (Tech.). Kazan, Kazan State Technological University, 2006, 153 p.

[18] Bulatov A.F. Obosnovanie protsessa zagotovki i pererabotki biomassy dereva na tekhnologicheskuyu shchepu s tsel’yu resursosberezheniya [Justification of the process of harvesting and processing wood biomass into technological chips for the purpose of resource saving]. Abst. Diss. Cand. Sci. (Tech.), St. Petersburg, St. Petersburg State Forestry Academy, 2001, 19 p.

[19] Rejdak M., Czardybon A., Ignasiak K., Robak J. Utilization of waste forest biomass: Pelletization studies of torrefied sawmill wood chips. Proc. of the 11th Conference on Interdisciplinary Problems in Environmental Protection and Engineering EKO-DOK 2019, Polanica-Zdrój, Poland, April 8–10, 2019. E3S Web of Conferences, 2019, v. 100, p. 00068. DOI: 10.1051/e3sconf/201910000068

[20] Amiandamhen S.O., Adamopoulos S., Adl-Zarrabi B., Yin H., Norén J. Recycling sawmilling wood chips, biomass combustion residues, and tyre fibres into cement-bonded composites: Properties of composites and life cycle analysis. Construction and Building Materials, 2021, no. 297, p. 123781. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123781

[21] Kowaluk G., Wronka A. Bonding of sawmill birch wood with selected biopolymer-based glues. Annals of Warsaw University of Life Sciences SGGW Forestry and Wood Technology, 2020, no. 109, pp. 32–36. DOI: 10.5604/01.3001.0014.3092

[22] Mirski R., Dukarska D., Derkowski A., Czarnecki R., Dziurka D. By-products of sawmill industry as raw materials for manufacture of chip-sawdust boards. J. of Building Engineering, 2020, no. 32, p. 101460. DOI: 10.1016/j.jobe.2020.101460

[23] Tuluzakov D.V., Spirin B.L. Model’ formirovaniya nasypnoy struktury paketa kompozitsionnogo materiala iz izmel’chennykh drevesnykh chastits [Model of the formation of a bulk structure of a package of composite material from crushed wood particles]. Lesnoy Vestnik / Forestry Bulletin, 2018, v. 22, no. 2, pp. 95–103. DOI: 10.18698/2542-1468-2018-2-95-103

[24] Stepanov V.I., Mezina N.A. Othody lesnoy promyshlennosti i ih ispol’zovanie v nacional’nom hozyaystve [Forest industry waste and its use in the national economy]. Vestnik Rossiyskogo ekonomicheskogo universiteta im. G.V. Plekhanova [Bulletin of the Russian Economic University named after G.V. Plekhanov], 2012, no. 3, pp. 83–88.

[25] Morozov D.K., Morozova I.V., Vasil’ev S.B. Ispol’zovanie myagkih othodov lesopileniya s cel’yu proizvodstva toplivnyh briketov [Use of soft sawmill waste for the production of fuel briquettes]. Resources and Technology, 2018, v. 15, no. 3, pp. 1–28. DOI: 10.15393/j2.art.2018.4181

[26] Parajuli R. Wood pellets versus pulp and paper: Quantifying the impacts of wood pellets on the pulpwood markets in the southeastern United States. J. of Cleaner Production, 2021, no. 317, p. 128384. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.128384

[27] Civitarese V., Acampora A., Sperandio G., Assirelli A., Picchio R. Production of wood pellets from poplar trees managed as coppices with different harvesting cycles. Energies, 2019, v. 12, no. 15, p. 2973. DOI: 10.3390/en12152973

[28] Thiffault E., Barrette J., Blanchet P., Nguyen Q.N., Adjalle K. Optimizing quality of wood pellets made of hardwood processing residues. Forests, 2019, v. 10, no. 7, p. 607. DOI: 10.3390/f10070607

[29] Quinteiro P., Tarelho L., Marques P., Martín-Gamboa M., Freire F., Arroja L., Dias A.C. Life cycle assessment of wood pellets and wood split logs for residential heating. Science of the Total Environment, 2019, v. 689, pp. 580–589. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.420

[30] Sviridov L.T., Dornyak O.R. Reologiya drevesiny v protsessakh ee modifitsirovaniya [Rheology of wood in the processes of its modification]. Zapiski Gornogo instituta [Journal of Mining Institute], 2005, v. 166, pp. 239–241.

[31] Mikheev M. V. Samorasprostranyayushchiysya vysokotemperaturnyy sintez materialov na osnove disilitsida molibdena v usloviyakh davleniya so sdvigom [Self-propagating high-temperature synthesis of materials based on molybdenum disilicide under shear pressure conditions]. Diss. Cand. Sci. (Tech.). Chernogolovka, Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science of Russian Academy of Sciences, 2018, 141 p.

[32] Kamperidou V. Quality Analysis of Commercially Available Wood Pellets and Correlations between Pellets Characteristics. Energies, 2022, v. 15, no. 8, p. 2865. DOI: 10.3390/en15082865

[33] Lehmann B., Schröder H.W., Wollenberg R., Repkeet J.U. Effect of miscanthus addition and different grinding processes on the quality of wood pellets. Biomass and bioenergy, 2012, no. 44, pp. 150–159. DOI: 10.1016/j.biombioe.2012.05.009

[34] Anciferov V.N., Perel’man V.E. Mekhanika processov pressovaniya poroshkovyh i kompozicionnyh materialov [Mechanics of the processes of pressing powder and composite materials]. Moscow: Graal’, 2001, 628 p.

[35] Buchackiy L.M., Stolin A.M. Vysokotemperaturnaya reologiya SVS-materialov [High temperature rheology of SVS materials]. Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal [J. of Engineering Physics], 1992, v. 63, no. 5, pp. 593–604.

[36] Petrosyan G.L. Plasticheskoe deformirovanie poroshkovyh materialov [Plastic deformation of powder materials]. Moscow: Metallurgiya, 1988, 152 p.

[37] Nielsen S.K., Rezaei H., Mandø M., Sokhansanj S. Constitutive modelling of compression and stress relaxation in pine pellets. Biomass and Bioenergy, 2019, no. 130, p. 105370. DOI: 10.1016/j.biombioe.2019.105370

[38] Pietsch W.B. Agglomeration processes: phenomena, technologies, equipment. Weinheim: John Wiley & Sons, 2008. DOI:10.1002/9783527619801

[39] Chibirev O., Kunitskaya O., Davtyan A. Analiz issledovaniy protsessa briketirovaniya otkhodov lesopererabotki na gidravlicheskom pressovom oborudovanii [The analysis of research of wood processing wastes briquetting by using hydraulic press equipment]. Resources and Technology, 2019, v. 16, no. 2, pp. 97–118. DOI: 10.15393/j2.art.2019.4522

Authors’ information

Mikheev Maksim Valer’evich — Cand. Sci. (Tech.), Researcher, Laboratory No. 7 «Plastic Deformation of Materials» Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science of Russian Academy of Sciences (ISMAN), mmixeev00@mail.ru

Komina Alisa Vadimovna — student of the BMSTU (Mytishchi branch), kominaalisa005@gmail.com

Gorbacheva Galina Aleksandrovna — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), gorbacheva@bmstu.ru

Kalinina Alena Anatol’evna — Senior Lecturer of the BMSTU (Mytishchi branch), kalinina@mgul.ac.ru

Bolotskaya Anastasia Vadimovna — Cand. Sci. (Tech.), Researcher, Laboratory No. 7 «Plastic Deformation of Materials» Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science of Russian Academy of Sciences (ISMAN), moon@ism.ac.ru

Sanaev Victor Georgievich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Director of Mytishchi Branch of the BMSTU, vgsanaev@bmstu.ru

Stolin Aleksandr Moiseevich — Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor, Head of Laboratory No. 7 «Plastic Deformation of Materials» Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science of Russian Academy of Sciences (ISMAN), amstolin@ism.ac.ru

12

ДАТИРОВАНИЕ ИЛИ ИСТОРИЯ ПРИРОДЫ И ЧЕЛОВЕЧЕСТВА ЗАПИСАНА НЕ ТОЛЬКО В ГОДИЧНЫХ КОЛЬЦАХ ДРЕВЕСИНЫ (ОБЗОР)

127–135

УДК 630+581.54

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-127-135

EDN: TRBVJY

Шифр ВАК 4.3.4

Ю.М. Евдокимов, А.А. Гапеев, В.Ю. Прохоров

ФГБОУ ВО «Академия Государственной противопожарной службы МЧС России» (АГПС МЧС России), 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4

evdokur@mail.ru

Представлен обзор литературных источников, рассматривающих процессы датирования различных объектов (памятников деревянного зодчества, иконописи, античных скульптур, ископаемых животных, растений и т. п.) и событий (их даты и места прошедших землетрясений, извержений вулканов, циклов изменений климата, атмосферных процессов) не только на основе дендрохронологических данных, но с использованием всего мирового опыта научно-технологических достижений. Исследованы щадящие неразрушающие методы датирования памятников деревянного зодчества, произведений иконописи в привычных комнатных условиях с использованием клейких лент (по зарубежной терминологии скотч-метод, так как липкие и клейкие ленты объединены общим названием скотчи — scotch). Суждение о возрасте древесины проводят по показаниям прочности адгезионного соединения, которая изменяется наряду с иными характеристиками древесины (смачиваемость, плотность и т. п.) с возрастом.

Ключевые слова: древесина различного возраста, годичные кольца, клейкие ленты, современные методы датирования

Ссылка для цитирования: Евдокимов Ю.М., Гапеев А.А., Прохоров В.Ю. Датирование или история природы и человечества записана не только в годичных кольцах древесины (обзор) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 127–135. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-127-135

Список литературы

[1] Покровская Е.Н. Увеличение прочности частично разрушенной древесины памятников деревянного зодчества // Вестник МГСУ, 2018. Т. 13. Вып. 11. С. 1305–1314.

[2] Пищик И.И. Датирование памятников из древесины. М.: МГУЛ, 2014. 164 с.

[3] Пищик И.И. Новые возможности методов датирования древесины // Вестник МГУЛ – Лесной Вестник, 2012. № 4. С. 75–77.

[4] Ваганов Е.А., Шиятов С.Г. Дендроклиматические и дендроэкологические исследования в Северной Евразии // Лесоведение, 2005. № 4. C. 18–27.

[5] Матвеев С.М., Румянцев Д.Е. Дендрохронология. Воронеж: Изд-во ВГЛТА, 2013. 140 с.

[6] Fritts H.C. Tree rings and climate. London–New York–San Francisco: Academic Press, 1976, 566 p.

[7] Петришин В. Самые старые // Химия и жизнь, 1983. № 1. C. 83–85.

[8] Strakova D., Kozik M. Drevo v historikych pamiatkah a jevo ochrona // Museum, 1982, no. 4, pp. 64–68

[9] Dendrochronology in Europa Res. Laboratory for Archeology and History of Art., Oxford University Publ., 1978, no. 2.

[10] Станко Я.Н., Горбачева Г.А. Древесные породы и основные пороки древесины. Иллюстрированное справочное пособие для работников таможенной службы / под. ред. Н.М. Шматкова, А.В. Беляковой. М.: Изд-во Всемирного фонда дикой природы (WWF), 2010. 155 c.

[11] Пинджоян М.Л. Влияние старения поверхностных слоев древесины на прочность клеевых соединений // Деревообрабатывающая пром-сть, 1970. № 10. C. 11–12.

[12] Окамото К. Исследование старения древесины. содержание кристаллической целлюлозы в старых древесных материалах // Нихон рингаккайси, 1955. Т. 37. № 9.

[13] Евдокимов Ю.М., Арутюнян Р.Е. Клеящие свойства липких лент // Целлюлоза, бумага и картон. М.: Изд-во ВНИПИЭМ, 1970. № 1. С. 9–10.

[14] Михайлов А. Консервация сухой и влажной археологической древесины. София, 1984. 142 с.

[15] Алуве К. О дендрохронологической основе памятников архитектуры западной Эстонии // Известия АН Эстонской ССР, Общественные науки, 1980. № 29. C. 343–353.

[16] Харук В.И., Пономарев В.И. Пожары и гари сибирской тайги // Наука из первых рук, 2020. 2(87). С. 56–71

[17] Тишин Д.В., Чижикова Н.А. Дендрохронология. Казань: Изд-во Казанского университета, 2018. 34 с.

[18] Parkhomchuk V.V., Rastigeev S.A. Accelerator mass spectrometer of the center for collective use of the Siberian Branchy of the Russian Academy of Sciences // J. of Surface Investigation X-ray, Synchrotron and Neutron technigues, 2011, v. 5, issue 6, pp. 1068–1072.

[19] Вагнер Г.А. Научные методы датирования в геологии, археологии и истории // Ноосфера, 2006. 575 с.

[20] Jonson S.S., Hebsgard M.B. Ancient bacteria show evidence OFDNT repair // PNAS, 2007, v. 1, no. 04 (36), pp. 14401–14405. https: //doi.org/10.1073/pnas

[21] Neumann F.H. Palynology, Sedimentology and palaeology of the late Holocene Dead Sea // Guaterrary Science Reviews, 2007, v. 26, no. 11–12 (2007/6/1), pp. 1476–1498.

[22] Aitken M.J. An introduction to Optical Dating. Oxford: Oxford University Press, 1988, 267 p.

[23] Бадаш Л. Долгие дебаты о возрасте Земли // В мире науки, 1989. 10. C. 70–78.

[24] May E., Jones M. Conservation Science — Heritage Materials. RSC Publishing, 2006, 300 p.

[25] Alvares L.W. Selected works with Commentary by His Students and Colleagues / Ed. W.P. Trower // The University of Chicago Press, 1988, no. 9, pp. 91–92.

[26] Кузьмин Я.В. Радиоуглеродный метод и его применение в современной науке // Вестник РАН, 2011. Т. 81. № 2. C. 127–133.

[27] Bell N., McPhail D. Managing change: preserving history // Materials Today, 2007, v. 10, no. 4, pp. 50–56.

[28] Вихров В.Е. Колчин Б.А. Основы и метод дендрохронологии // Советская археология, 1962. № 1. C. 2–37.

[29] Евдокимов Ю.М., Сулименко В.А., Сулименко С.В. Аутогезия и адгезия углеродных частиц // Клеи. Герметики. Технологии, 2015. № 12. С. 39–41.

[30] Shevtsova E. Stable structural color patterns displayed on transparent insect wings // PNAS, 2011, v. 108(2), pp. 668–673.

[31] Евдокимов Ю.М. Адгезия. От микро- и макроуровня к наносистемам. М.: МГУЛ, 2011. 208 с.

[32] Sealy C. Looking over the artists Shoulder // Mat. Today, 2008, v. 11, no 11, pp. 40–44.

[33] Покровский В. Астрономы снова вспоминают Ван Гога // Независимая газета (Приложение НГ-наука). 25 июня 2003 года. C. 16.

[34] Марголис С.В. Установление подлинности античных мраморных скульптур с помощью геохимических методов // В мире науки, 1989. № 8. С. 66–73.

[35] Elen S. Humphreys. How to spot a fake // Mat. Today, 2002, pp. 32–37.

[36] de Viguerie L., Walter P., Laval E., Mottin B. Revealing the stumato Technique of Leonardo da Vinci by X-ray fluorescence Spectroskopy // Angewandte Chemie, 2010, v. 122, no. 35, pp. 6261–6264. https://doi/org/10.1002/ange.201001116

Сведения об авторах

Евдокимов Юрий Михайлович — канд. хим. наук, профессор кафедры процессов горения, ФГБОУ ВО «Академия Государственной противопожарной службы МЧС России» (АГПС МЧС России), evdokur@mail.ru

Гапеев Артем Александрович — канд. техн. наук, доцент кафедры процессов горения, ФГБОУ ВО «Академия Государственной противопожарной службы МЧС России» (АГПС МЧС России), kratos_1987@mail.ru

Прохоров Виктор Юрьевич — канд. техн. наук, профессор кафедры механики и графики, ФГБОУ ВО «Академия Государственной противопожарной службы МЧС России» (АГПС МЧС России), prohorovv@yandex.ru

DATING OR HISTORY OF NATURE AND HUMANITY RECORDED NOT ONLY IN ANNUAL WOOD RINGS (REVIEW)

Yu.M. Evdokimov, A.A. Gapeev, V.Yu. Prohorov

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, 4, Boris Galushkin st., 129366, Moscow, Russia

evdokur@mail.ru

A review of literary sources is presented that examine the dating processes of various objects (monuments of wooden architecture, icon painting, ancient sculptures, fossil animals, plants, etc.) and events (their dates and places of past earthquakes, volcanic eruptions, climate change cycles, atmospheric processes) not only on the basis of dendrochronological data, but using the entire world experience of scientific and technological achievements. Gentle non-destructive methods of dating monuments of wooden architecture, works of icon painting in familiar indoor conditions using adhesive tapes (according to foreign terminology, the scotch method, since sticky and adhesive tapes are united under the common name scotch) are examined and studied in detail. Judgment about the age of wood is carried out according to the strength of the adhesive joint, which changes, along with other characteristics of wood (wettability, density, etc.).

Keywords: wood of various ages, tree rings, adhesive tapes, modern dating methods

Suggested citation: Evdokimov Yu.M., Gapeev A.A., Prokhorov V.Yu. Datirovanie ili istoriya prirody i chelovechestva zapisana ne tol’ko v godichnykh kol’tsakh drevesiny (obzor) [Dating or history of nature and humanity recorded not only in annual wood rings (review)]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 127–135. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-127-135

References

[1] Pokrovskaya E.N. Uvelichenie prochnosti chastichno razrushennoy drevesiny pamyatnikov derevyannogo zodchestva [Increasing the strength of partially destroyed wood of monuments of wooden architecture]. Vestnik MGSU [Bulletin of MGSU], 2018, v. 13, iss. 11, pp. 1305–1314.

[2] Pishchik I.I. Datirovanie pamyatnikov iz drevesiny [Dating of wooden monuments]. Moscow: MGUL, 2014, 164 p.

[3] Pishchik I.I. Novye vozmozhnosti metodov datirovaniya drevesiny [New possibilities of wood dating methods]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2012, no. 4, pp. 75–77.

[4] Vaganov E.A., Shiyatov S.G. Dendroklimaticheskie i dendroekologicheskie issledovaniya v Severnoy Evrazii [Dendroclimatic and dendroecological studies in Northern Eurasia]. Lesovedenie, 2005, no. 4, pp. 18–27.

[5] Matveev S.M., Rumyantsev D.E. Dendrokhronologiya [Dendrochronology]. Voronezh: VGLTA, 2013, 140 p.

[6] Fritts H.C. Tree rings and climate. London–New York–San Francisco: Academic Press, 1976, 566 p.

[7] Petrishin V. Samye starye [The oldest]. Khimiya i zhizn’ [Chemistry and Life], 1983, no. 1, pp. 83–85.

[8] Strakova D., Kozik M. Drevo v historikych pamiatkah a jevo ochrona. Museum, 1982, no. 4, pp. 64–68.

[9] Dendrochronology in Europa Res. Laboratory for Archeology and History of Art. Oxford University Publ., 1978, no. 2.

[10] Stanko Ya.N., Gorbacheva G.A. Drevesnye porody i osnovnye poroki drevesiny. Illyustrirovannoe spravochnoe posobie dlya rabotnikov tamozhennoy sluzhby [Tree species and main wood defects. Illustrated reference guide for customs officers]. Ed. N.M. Shmatkova, A.V. Belyakova; World Wildlife Fund (WWF). Moscow, 2010, 155 p.

[11] Pindzhoyan M.L. Vliyanie stareniya poverkhnostnykh sloev drevesiny na prochnost’ kleevykh soedineniy [The influence of aging of surface layers of wood on the strength of adhesive joints]. Derevoobrabatyvayushchaya prom-st’ [Woodworking industry], 1970, no. 10, pp. 11–12.

[12] Okamoto K. Issledovanie stareniya drevesiny. soderzhanie kristallicheskoy tsellyulozy v starykh drevesnykh materialakh [Study of wood aging. content of crystalline cellulose in old wood materials]. Nikhon ringakkaysi [Nihon Ringakkaishi], 1955, t. 37, no. 9.

[13] Evdokimov Yu.M., Arutyunyan R.E. Kleyashchie svoystva lipkikh lent [Adhesive properties of adhesive tapes]. Tsellyuloza, bumaga i karton [Pulp, paper and cardboard]. Moscow: VNIPIEM, 1970, no. 1, pp. 9–10.

[14] Mikhaylov A. Konservatsiya sukhoy i vlazhnoy arkheologicheskoy drevesiny [Conservation of dry and wet archaeological wood]. Sofia, 1984, 142 p.

[15] Aluve K. O dendrokhronologicheskoy osnove pamyatnikov arkhitektury zapadnoy Estonii [On the dendrochronological basis of architectural monuments of western Estonia]. Izvestiya AN Estonskoy SSR, Obshchestvennye nauki [News of the Academy of Sciences of the Estonian SSR, Social Sciences], 1980, no. 29, pp. 343–353.

[16] Kharuk V.I., Ponomarev V.I. Pozhary i gari sibirskoy taygi [Fires and burning in the Siberian taiga]. Nauka iz pervykh ruk [First-hand science], 2020, no. 2(87), pp. 56–71.

[17] Tishin D.V., Chizhikova N.A. Dendrokhronologiya [Dendrochronology]. Kazan: Kazan University, 2018, 34 p.

[18] Parkhomchuk V.V., Rastigeev S.A. Accelerator mass spectrometer of the center for collective use of the Siberian Branchy of the Russian Academy of Sciences. J. of Surface Investigation X-ray, Synchrotron and Neutron technigues, 2011, v. 5, iss. 6, pp. 1068–1072.

[19] Vagner G.A. Nauchnye metody datirovaniya v geologii, arkheologii i istorii [Scientific dating methods in geology, archeology and history]. Noosfera [Noosphere], 2006, 575 p.

[20] Jonson S.S., Hebsgard M.B. Ancient bacteria show evidence OFDNT repair. PNAS, 2007, v. 1, no. 04 (36), pp. 14401–14405. https: //doi.org/10.1073/pnas

[21] Neumann F.H. Palynology, Sedimentology and palaeology of the late Holocene Dead Sea. Guaterrary Science Reviews, 2007, v. 26, no. 11–12 (2007/6/1), pp. 1476–1498.

[22] Aitken M.J. An introduction to Optical Dating. Oxford University Press, 1988, 267 p.

[23] Badash L. Dolgie debaty o vozraste Zemli [Long debate about the age of the Earth]. V mire nauki [In the world of science], 1989, no. 10, pp. 70–78.

[24] May E., Jones M. Conservation Science – Heritage Materials. RSC Publishing, 2006, 300 p.

[25] Alvares L.W. Selected works with Commentary by His Students and Colleagues. Ed. W.P. Trower. The University of Chicago Press, 1988, no. 9, pp. 91–92.

[26] Kuz’min Ya.V. Radiouglerodnyy metod i ego primenenie v sovremennoy nauke [Radiocarbon method and its application in modern science]. [Bulletin of the Russian Academy of Sciences], 2011, t. 81, no. 2, pp. 127–133.

[27] Bell N., McPhail D. Managing change: preserving history. Materials Today, 2007, v. 10, no. 4, pp. 50–56.

[28] Vikhrov V.E. Kolchin B.A. Osnovy i metod dendrokhronologii [Fundamentals and method of dendrochronology]. Sovetskaya arkheologiya [Soviet Archeology], 1962, no. 1, pp. 2–37.

[29] Evdokimov Yu.M., Sulimenko V.A., Sulimenko S.V. Autogeziya i adgeziya uglerodnykh chastits [Autohesion and adhesion of carbon particles]. Klei. Germetiki. Tekhnologii [Adhesives. Sealants. Technologies], 2015, no. 12, pp. 39–41.

[30] Shevtsova E. Stable structural color patterns displayed on transparent insect wings. PNAS, 2011, v. 108(2), pp. 668–673.

[31] Evdokimov Yu.M. Adgeziya. Ot mikro- i makrourovnya k nanosistemam [Adhesion. From micro- and macro-level to nanosystems]. Moscow: MGUL, 2011, 208 p.

[32] Sealy C. Looking over the artists Shoulder. Mat. Today, 2008, v. 11, no 11, pp. 40–44.

[33] Pokrovskiy V. Astronomy snova vspominayut Van Goga [Astronomers again remember Van Gogh]. Nezavisimaya gazeta (Prilozhenie NG-nauka) [Nezavisimaya Gazeta (NG-science Appendix)], June 25, 2003, p. 16.

[34] Margolis S.V. Ustanovlenie podlinnosti antichnykh mramornykh skul’ptur s pomoshch’yu geokhimicheskikh metodov [Establishing the authenticity of antique marble sculptures using geochemical methods]. V mire nauki [In the world of science], 1989, no. 8, pp. 66–73.

[35] Elen S. Humphreys. How to spot a fake. Mat. Today, 2002, pp. 32–37.

[36] de Viguerie L., Walter P., Laval E., Mottin B. Revealing the stumato Technique of Leonardo da Vinci by X-ray fluorescence Spectroskopy. Angewandte Chemie, 2010, v. 122, no. 35, pp. 6261–6264. https://doi/org/10.1002/ange.201001116

Authors’ information

Evdokimov Yuriy Mikhaylovich — Cand. Sci. (Chem.), Professor of the Department of Process of fire, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, evdokur@mail.ru

Gapeev Artem Aleksandrovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Process of fire, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, kratos_1987@mail.ru

Prokhorov Viktor Yur’evich — Cand. Sci. (Tech.), Professor of the Department of Mechanics and Graphics, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, prohorovv@yandex.ru

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

13

РЕЗУЛЬТАТЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ХАРВЕСТЕРА ПРИ ВЫБОРОЧНЫХ РУБКАХ ЛЕСА

136–149

УДК 630.3:004.94

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-136-149

EDN: SSPVEP

Шифр ВАК 4.3.4; 1.2.2

Т.В. Сергеева, Т.А. Гилязова, К.П. Рукомойников

ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», Россия, 424000, Республика Марий Эл, Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 3

rukomojnikovkp@volgatech.net

Существующие на данный момент математические зависимости нацелены лишь на обоснование производительности харвестеров и не дают возможности детального анализа трудоемкости зависящих от природно-производственных условий отдельных элементов времени цикла его работы. В связи с этим, целью данного исследования является обоснование математических закономерностей работы харвестера, позволяющих с достаточным уровнем достоверности осуществлять быстрые технические расчеты производительности и трудозатрат при выполнении различных рубок леса. Для достижения поставленной цели создана имитационная модель работы харвестера на лесосеке и проведены эксперименты на этой модели. Показаны результаты статистической обработки результатов имитационного моделирования. Предложены регрессионные зависимости для расчета средней часовой производительности харвестера, а также расчета отдельных элементов времени цикла его работы, созданные в результате анализа результатов исследования на модели. Определены регрессионные зависимости расчета среднего времени наведения манипулятора на растущее дерево, перемещения поваленного дерева в зону его обработки и среднего времени перемещения харвестера между рабочими позициями в расчете на одно спиленное дерево, обладающие научной и практической новизной. Доказано, что нормирование труда невозможно без учета влияния на эти элементы времени таких показателей, как средний объем хлыста на лесосеке, доля вырубаемого компонента, запас древесины на гектаре и количество крупного подлеска на лесосеке. Показаны диаграммы изменения значений элементов времени цикла в условиях разнообразия природно-производственных условий на различных лесных участках. На основе полученных в статье выводов, разработаны практические и научные рекомендации, повышающие эффективность нормирования труда на лесосечных работах. Полученные регрессионные модели рекомендуются для анализа эффективности работы и нормирования труда при использовании харвестера Silvatec 8266TH.

Ключевые слова: имитационное моделирование, лесозаготовка, лесосека, выборочные рубки, статистическая обработка, регрессионная зависимость, сортиментная заготовка древесины

Ссылка для цитирования: Сергеева Т.В., Гилязова Т.А., Рукомойников К.П. Результаты имитационного моделирования работы харвестера при выборочных рубках леса // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 136–149. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-136-149

Список литературы

[1] Куницкая О.А., Чернуцкий Н.А., Дербин М.В., Рудов С.Е., Григорьев И.В., Григорьева О.И. Машинная заготовка древесины по скандинавской технологии. СПб.: Издательско-полиграфическая ассоциация высших учебных заведений, 2019. 192 с.

[2] Мохирев А.П., Куницкая О.А., Калита Г.А., Вернер Н.Н., Швецова В.В. Оценка надежности лесозаготовительного харвестера // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 5. С. 93–101. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-93-101

[3] Зырянов М.А., Салтанов А.Г., Давыденко А.Н. Основные тенденции развития конструкции лесозаготовительной техники в условиях совершенствования технологических процессов // Наука и бизнес: пути развития, 2021. № 5(119). С. 48–54.

[4] Gellerstedt S., Dahlin B. Cut-to-length: The next decade // J. of Forest Engineering, 1999, no. 10(2), pp. 17–25.

[5] Большаков Б.М., Андрюшин М.И., Дороничева Е.В. Развитие технологий и машин при рубках ухода за лесом в Финляндии и Швеции // Лесохозяйственная информация, 2019. № 2. С. 111–128. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2019.2.11

[6] Spinelli R., Owende P., Ward S.M. Productivity and cost of CTL harvesting of Eucalyptus globulus stands using excavator-based harvesters // For. Prod. J., 2002, no. 52(1), pp. 67–77.

[7] Савиных Т.И., Савиных М.А., Якимович С.Б. Сравнительный анализ способов заготовки древесины харвестером по критерию производительности и удельной энергоемкости // Леса России и хозяйство в них, 2021. № 4(79). С. 69–74. DOI 10.51318/FRET.2021.95.37.006

[8] Савенков Д.А., Савенкова Н.В., Дербин М.В., Третьяков А.В. Метод ротационной замены пильных цепей как способ повышения производительности харвестера // Лесотехнический журнал, 2020. Т. 10. № 2(38). С. 196–203. DOI 10.34220/issn.2222-7962/2020.2/20

[9] Chiorescu S., Gronlund A. Assessing the role of the harvester within the forestry-wood chain // For. Prod. J., 2001, no. 51(2), pp. 77–84.

[10] Talbot B., Nordfjell T., Suadicani K. Assessing the utility of two integrated harvester-forwarder machine concepts through stand-level simulation // Int. J. For. Eng., 2003, no. 14(2), pp. 31–43.

[11] Wester F., Eliasson L. Productivity in final felling and thinning for a combined harvester-forwarder (Harwarder) // Int. J. For. Eng., 2003, no. 14(2), pp. 45–50.

[12] Conradie I., Greene W.D., Murphy G.E. Value recovery with harvesters in southeastern USA pine stands // Forest Products J., 2004, no. 54(12), pp. 80–84.

[13] Greene W.D., Jackson B.D., Culpepper J.D. Georgia’s logging businesses, 1987 to 1997 // For. Prod. J., 2001, no. 51(1), pp. 25–28.

[14] Пискунов М.А. Компании-участники промышленной кооперации по изготовлению харвестеров и форвардеров: анализ первичной информации // Журнал естественнонаучных исследований, 2022. Т. 7. № 3. С. 48–52.

[15] Пискунов М.А. Исследование стоимости харвестеров на вторичном рынке как аспекта изменения их технического состояния // Тракторы и сельхозмашины, 2020. № 5. С. 37–44. DOI 10.31992/0321-4443-2020-5-37-44

[16] Mokhirev A.P. Method of selection of forest machines under the climatic conditions // Forestry Engineering J., 2016, t. 6, no. 4(24), pp. 208–215. DOI 10.12737/23459

[17] Чайка О.Р., Журавлев В.В. Обоснование параметров технологического оборудования харвестеров для несплошных рубок леса // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2021. № 2. С. 39–40. DOI 10.31044/1684-2561-2021-0-2-39-40

[18] Жук К.Д., Угрюмов С.А., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф. Размерно-качественные характеристики круглых сортиментов, заготавливаемых с применением многооперационных лесных машин // ИзВУЗ Лесной журнал, 2022. № 5(389). С. 114–130.

[19] Eliasson L. Simulation of thinning with a single-grip harvester // For. Sci., 1998, no. 45 (1), pp. 26–34.

[20] Wang J., LeDoux C.B., Li Y. Simulating Cut-to-Length Harvesting Operations in Appalachian Hardwoods // International J. of Forest Engineering, 2005, v. 16, no. 2, pp. 11–27. DOI: https://doi.org/ 10.1080/14942119.2005.10702510

[21] Чайка О.Р., Фокин Н.С. Алгоритм моделирования параметров лесных насаждений // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2018. № 12. С. 41–43. DOI 10.31044/1684-2561-2018-0-12-41-43

[22] Черник Д.В., Казанцев Р.В. Имитационное физическое моделирование универсальной лесозаготовительной машины // Хвойные бореальной зоны, 2020. Т. 38. № 3–4. С. 183–188.

[23] Ширнин Ю.А., Онучин Е.М. Имитационное моделирование движения многооперационной лесной машины // ИзВУЗ Лесной журнал, 2003. № 4. С.66–72.

[24] Чайка О.Р., Михеев К.П. Алгоритм моделирования захвата и срезания деревьев харвестером на несплошных рубках леса // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2019. № 12. С. 30–33. DOI 10.31044/1684-2561-2019-0-12-30-33

[25] Sängstuvall L., Bergström D., Lämås T., Nordfjell T. Simulation of harvester productivity in selective and boom-corridor thinning of young forests // Scandinavian J. of Forest Research, 2012, v. 27, no. 1, pp. 56–73. http://dx.doi.org/10.1080/02827581.2011.628335

[26] Wang J., LeDoux C.B. Estimating and validating ground-based timber harvesting production through computer simulation // For. Sci., 2003, no. 49(1), pp. 64–76.

[27] Wang J., Greene W.D., Stokes B. Stand, harvest, and equipment interactions in simulated harvesting prescriptions // For. Prod. J., 1998, no. 48(9), pp. 81–86.

[28] Aedo-Ortiz D.M., Olsen E.D., Kellogg L.D. Simulating a harvester-forwarder softwood thinning: A software evaluation // For. Prod. J., 1997, no. 47(5), pp. 36–41.

[29] Суханов Ю.В., Селиверстов А.А., Соколов А.П., Сюнев В.С. Имитационное моделирование работы харвестера: алгоритмы и реализация // Ученые записки Петрозаводского государственного университета, 2012. № 8–2(129), С. 49–51.

[30] Соколов А.П., Осипов Е.В. Обоснование технологии заготовки древесины с помощью имитационного моделирования на сетях Петри // Лесотехнический журнал, 2018. Т. 8. № 1(29). С. 111–119. DOI 10.12737/article_5ab0dfc0247508.69266095

[31] McNeel J., Rutherford D. Modeling harvester-forwarder system performance in a selection harvest // J. For. Eng., 1994, no. 6(1), pp. 7–14.

[32] Hartsough B.R., Zhang X., Fight R.D. Harvesting cost model for small trees in natural stands in the interior northwest // For. Prod. J., 2001, no. 51(4), pp. 54–60.

Сведения об авторах

Сергеева Татьяна Владиславовна — аспирант, ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», sergeeva2010t@mail.ru

Гилязова Татьяна Аркадьевна — аспирант, ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», tat-gilyazova@yandex.ru

Рукомойников Константин Павлович — д-р техн. наук, проф. кафедры лесопромышленных и химических технологий института леса и природопользования, ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», rukomojnikovkp@volgatech.net

RESULTS OF HARVESTER SIMULATED SERVICE TEST DURING SELECTIVE LOGGING

T.V. Sergeeva, T.A. Gilyazova, K.P. Rukomoynikov

Volga State University of Technology, 3, Lenin Square, 424000, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, Russia

rukomojnikovkp@volgatech.net

The currently existing mathematical dependencies are aimed only at substantiating the productivity of harvesters and do not allow a detailed analysis of the complexity of individual elements of the cycle time depending on natural and industrial conditions. In this regard, the purpose of this study is to substantiate the mathematical patterns of harvester operation, which allow for rapid technical calculations of productivity and labor costs with a sufficient level of reliability when performing various logging operations. To achieve this goal, a simulation model of harvester operation in a logging area was created and experiments were conducted on this model. The results of statistical processing of simulation results are shown. Regression dependencies are proposed for calculating the average hourly productivity of a harvester, as well as for calculating individual elements of its cycle time, created as a result of analyzing the results of a study on a model. The regression dependences of calculating the average time of pointing the manipulator at a growing tree, moving a fallen tree to its processing zone and the average time of moving the harvester between working positions per sawn tree, which have scientific and practical novelty, are determined. It is proved that labor rationing is impossible without taking into account the influence of such indicators on these elements of time as the average volume of whiplash in the cutting area, the proportion of the component being cut down, the forest reserve per hectare and the amount of large undergrowth in the cutting area. Diagrams of changes in the values of cycle time elements in the conditions of a variety of natural and industrial conditions in various forest areas are shown. Based on the conclusions obtained in the article, practical and scientific recommendations have been developed that increase the efficiency of labor rationing in logging operations. The obtained regression models are recommended for analyzing work efficiency and labor rationing when using the Silvatec 8266TH harvester.

Keywords: simulation, logging, felling area, selective logging, statistical processing, regression dependence, cut-to-length harvesting

Suggested citation: Sergeeva T.V., Gilyazova T.A., Rukomoynikov K.P. Rezul’taty imitatsionnogo modelirovaniya raboty kharvestera pri vyborochnykh rubkakh lesa [Results of harvester simulated service test during selective logging]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 136–149. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-136-149

References

[1] Kunitskaya O.A., Chernutskiy N.A., Derbin M.V., Rudov S.E., Grigor’ev I.V., Grigor’eva O.I. Mashinnaya zagotovka drevesiny po skandinavskoy tekhnologii [Machine harvesting of wood according to Scandinavian technology]. St. Petersburg: Izdatel’sko-poligraficheskaya assotsiatsiya vysshikh uchebnykh zavedeniy [Publishing and Printing Association of Higher Educational Institutions], 2019, 192 p.

[2] Mokhirev A.P., Kunitskaya O.A., Kalita G.A., Werner N.N., Shvetsova V.V. Ocenka nadezhnosti lesozagotovitel’nogo harvestera [Logging harvester reliability assessment] // Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 5, pp. 93–101. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-93-101

[3] Zyryanov M.A., Saltanov A.G., Davydenko A.N. Osnovnye tendentsii razvitiya konstruktsii lesozagotovitel’noy tekhniki v usloviyakh sovershenstvovaniya tekhnologicheskikh protsessov [Main trends in the design of forest machinery in conditions of improving technological processes]. Nauka i biznes: puti razvitiya [Science and business: development ways], 2021, no. 5(119), pp. 48–54.

[4] Gellerstedt S., Dahlin B. Cut-to-length: The next decade. J. of Forest Engineering, 1999, no. 10(2), pp. 17–25.

[5] Bol’shakov B.M., Andryushin M.I., Doronicheva E.V. Razvitie tekhnologiy i mashin pri rubkakh ukhoda za lesom v Finlyandii i Shvetsii [The development of technology and machines when thinning the forest in Finland and Sweden]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry information], 2019, no. 2, pp. 111–128. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2019.2.11

[6] Spinelli R., Owende P., Ward S.M. Productivity and cost of CTL harvesting of Eucalyptus globulus stands using excavator-based harvesters. For. Prod. J., 2002, no. 52(1), pp. 67–77.

[7] Savinykh T.I., Savinykh M.A., Yakimovich S.B. Sravnitel’nyy analiz sposobov zagotovki drevesiny kharvesterom po kriteriyu proizvoditel’nosti i udel’noy energoemkosti [Comparative analysis of methods of harvesting wood by harvester according to the criterion of productivity and specific energy intensity]. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh [Forests of Russia and economy in them], 2021, no. 4(79), pp. 69–74. DOI 10.51318/FRET.2021.95.37.006

[8] Savenkov D.A., Savenkova N.V., Derbin M.V., Tret’yakov A.V. Metod rotatsionnoy zameny pil’nykh tsepey kak sposob povysheniya proizvoditel’nosti kharvestera [Rotary replacement of saw chains as a way to increase harvester productivity]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry engineering journal], 2020, v. 10, no. 2(38), pp. 196–203. DOI 10.34220/issn.2222-7962/2020.2/20

[9] Chiorescu S., Gronlund A. Assessing the role of the harvester within the forestry-wood chain. For. Prod. J., 2001, no. 51(2), pp. 77–84.

[10] Talbot B., Nordfjell T., Suadicani K. Assessing the utility of two integrated harvester-forwarder machine concepts through stand-level simulation. Int. J. For. Eng., 2003, no. 14(2), pp. 31–43.

[11] Wester F., Eliasson L. Productivity in final felling and thinning for a combined harvester-forwarder (Harwarder). Int. J. For. Eng., 2003, no. 14(2), pp. 45–50.

[12] Conradie I., Greene W.D., Murphy G.E. Value recovery with harvesters in southeastern USA pine stands. Forest Products J., 2004, no. 54(12), pp. 80–84.

[13] Greene W.D., Jackson B.D., Culpepper J.D. Georgia’s logging businesses, 1987 to 1997. For. Prod. J., 2001, no. 51(1), pp. 25–28.

[14] Piskunov M.A. Kompanii-uchastniki promyshlennoy kooperatsii po izgotovleniyu kharvesterov i forvarderov: analiz pervichnoy informatsii [Features of the harvesting and logging equipment market in Russia]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2020, no. 6 (378), pp. 132–147. DOI 10.37482/0536-1036-2020-6-132-147

[15] Piskunov M.A. Issledovanie stoimosti kharvesterov na vtorichnom rynke kak aspekta izmeneniya ikh tekhnicheskogo sostoyaniya [Research on the price of harvesters in the secondary market as an aspect of changing their technical condition]. Traktory i sel’khozmashiny [Tractors and agricultural machinery], 2020, no. 5, pp. 37–44. DOI 10.31992/0321-4443-2020-5-37-44

[16] Mokhirev A.P. Method of selection of forest machines under the climatic conditions. Forestry Engineering J., 2016, t. 6, no. 4(24), pp. 208–215. DOI 10.12737/23459

[17] Chayka O.R., Zhuravlev V.V. Obosnovanie parametrov tekhnologicheskogo oborudovaniya kharvesterov dlya nesploshnykh rubok lesa [Justification of parameters of harvesters’ technological equipment for non-final loggings]. Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya [Repair, Reconditioning, Modernization], 2021, no. 2, pp. 39–40. DOI 10.31044/1684-2561-2021-0-2-39-40

[18] Zhuk K.D., Ugryumov S.A., Svoikin F.V., Svoikin V.F. Razmerno-kachestvennye kharakteristiki kruglykh sortimentov, zagotavlivaemykh s primeneniem mnogooperatsionnykh lesnykh mashin [Dimension and quality specifications of round logs harvested with the use of multi-operational forest machines]. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2022, no. 5(389), pp. 114–130. DOI 10.37482/0536-1036-2022-5-114-130

[19] Eliasson L. Simulation of thinning with a single-grip harvester. For. Sci., 1998, no. 45 (1), pp. 26–34.

[20] Wang J., LeDoux C.B., Li Y. Simulating Cut-to-Length Harvesting Operations in Appalachian Hardwoods. International J. of Forest Engineering, 2005, v. 16, no. 2, pp. 11–27. DOI: https://doi.org/ 10.1080/14942119.2005.10702510

[21] Chayka O.R., Fokin N.S. Algoritm modelirovaniya parametrov lesnykh nasazhdeniy [Simulation algorithm of parameters of forest plantations]. Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya [Repair, Reconditioning, Modernization], 2018, no. 12, pp. 41–43. DOI 10.31044/1684-2561-2018-0-12-41-43

[22] Chernik D.V., Kazantsev R.V. Imitatsionnoe fizicheskoe modelirovanie universal’noy lesozagotovitel’noy mashiny [Imitational physical modeling of a universal forestry machine]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal area], 2020, v. 38, no. 3–4, pp. 183–188.

[23] Shirnin Yu.A., Onuchin E.M. Imitatsionnoe modelirovanie dvizheniya mnogooperatsionnoy lesnoy mashiny [Simulation modeling of the movement of a multi-operational forest machine]. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2003, no. 4. pp. 66–72.

[24] Chayka O.R., Mikheev K.P. Algoritm modelirovaniya zakhvata i srezaniya derev’ev kharvesterom na nesploshnykh rubkakh lesa [Simulation algorithm for gripping and cutting of trees by harvester in case of incompleted forest felling]. Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya [Repair, Reconditioning, Modernization], 2019, no. 12, pp. 30–33. DOI 10.31044/1684-2561-2019-0-12-30-33

[25] Sängstuvall L., Bergström D., Lämås T., Nordfjell T. Simulation of harvester productivity in selective and boom-corridor thinning of young forests. Scandinavian J. of Forest Research, 2012, v. 27, no. 1, pp. 56–73. http://dx.doi.org/10.1080/02827581.2011.628335

[26] Wang J., LeDoux C.B. Estimating and validating ground-based timber harvesting production through computer simulation. For. Sci., 2003, no. 49(1), pp. 64–76.

[27] Wang J., Greene W.D., Stokes B. Stand, harvest, and equipment interactions in simulated harvesting prescriptions. For. Prod. J., 1998, no. 48(9), pp. 81–86.

[28] Aedo-Ortiz D.M., Olsen E.D., Kellogg L.D. Simulating a harvester-forwarder softwood thinning: A software evaluation. For. Prod. J., 1997, no. 47(5), pp. 36–41.

[29] Sukhanov Yu.V., Seliverstov A.A., Sokolov A.P., Syunev V.S. Imitatsionnoe modelirovanie raboty kharvestera: algoritmy i realizatsiya [Simulation modeling of harvester’s work: algorithm and realization]. Uchenye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta [Scientific notes of Petrozavodsk State University], 2012, no. 8–2(129), pp. 49–51.

[30] Sokolov A.P., Osipov E.V. Obosnovanie tekhnologii zagotovki drevesiny s pomoshch’yu imitatsionnogo modelirovaniya na setyakh Petri [Substantiation of the technology of wood harvesting with the help of imitation modeling on petri net]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry engineering journal], 2018, v. 8, no. 1(29), pp. 111–119. DOI 10.12737/article_5ab0dfc0247508.69266095

[31] McNeel J., Rutherford D. Modeling harvester-forwarder system performance in a selection harvest. J. For. Eng., 1994, no. 6(1), pp. 7–14.

[32] Hartsough B.R., Zhang X., Fight R.D. Harvesting cost model for small trees in natural stands in the interior northwest. For. Prod. J., 2001, no. 51(4), pp. 54–60.

Authors’ information

Sergeeva Tat’yana Vladislavovna — pg. of the Volga State University of Technology, sergeeva2010t@mail.ru

Gilyazova Tat’yana Arkad’evna — pg. of the Volga State University of Technology, tat-gilyazova@yandex.ru

Rukomoynikov Konstantin Pavlovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the Department of Forestry and chemical technologies of the Institute of forest and nature management, Volga State University of Technology, rukomojnikovkp@volgatech.net

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

14

КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ Z-ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ЭТАЛОННОЙ СИСТЕМЫ НЕЧЕТКИХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

150–155

УДК 004.942

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-150-155

EDN: OQTNRP

Шифр ВАК 1.2.2; 2.3.1

О.М. Полещук

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

poleshchuk@mgul.ac.ru

Разработан алгоритм кластеризации данных, представленных лингвистическими Z-числами. Обе компоненты чисел (оценки объектов и их достоверность) являются значениями лингвистических переменных. Кластеризация информации осуществлялась на основе нечетких эталонных высказываний о важности характеристик объектов, формализованных на основе лингвистических переменных. Оценки объектов и нечеткие эталонные высказывания использованы для определения нечетких рейтинговых оценок степени принадлежности объектов к кластерам. Разработанный в статье алгоритм улучшает алгоритм кластеризации, представленный автором ранее, поскольку сохраняет больше исходной информации из-за нового подхода к формализации данных и уменьшает нечеткость рейтинговых оценок объектов, тем самым уменьшая риски ошибок в задачах поддержки принятия решений.

Ключевые слова: Z-информация, алгоритм кластеризации, рейтинговая оценка, лингвистическая переменная

Ссылка для цитирования: Полещук О.М. Кластерный анализ Z-информации на основе эталонной системы нечетких определений принадлежности // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 150–155. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-150-155

Список литературы

[1] Zadeh L.A. Fuzzy logic and approximate reasoning // Synthese, 1975, v. 80, pp. 407–428.

[2] Hwang C.L., Lin N.J. Group decision making under multiple criteria. Berlin: Springer, 1987, 400 p.

[3] Borisov A.N., Krumberg О.А., Fedorov I.P. Decision making on the basis of fuzzy models: Examples of use. Riga: Zinatne, 1990, 184 p.

[4] Poleshchuk O., Komarov E. Expert Fuzzy Information Processing. Studies in Fuzziness and Soft Computing, 2011, v. 268, pp. 1–239.

[5] Ryjov A. Fuzzy Linguistic Scales: Definition, Properties and Applications. In: Reznik L., Kreinovich V. (eds) Soft Computing in Measurement and Information Acquisition. Studies in Fuzziness and Soft Computing, 2003, v. 127.

[6] Poleshchuk O.M. Creation of linguistic scales for expert evaluation of parameters of complex objects based on semantic scopes // International Russian Automation Conference (RusAutoCon – 2018), 2018, pp. 1–6.

[7] Bezdek J.C. Selected applications in classifier design // Pattern recognition with fuzzy objective function algorithms, 1981, v. 2, pp. 203–239.

[8] Bezdek J.C., Hathaway R.J. Optimization of fuzzy clustering criteria using genetic algorithm // Proceedings of the IEEE Conference on Evolutionary Computation, 1994, v. 2, pp. 589–594.

[9] Runkler T.A., Katz C. Fuzzy clustering by particle swarm optimization // Proceedings of the IEEE International Conference on Fuzzy Systems, 2006, pp. 34–41.

[10] Liu H.C., Yih J.M., Wu D.B., Liu S.W.: Fuzzy C-mean clustering algorithms based on Picard iteration and particle swarm optimization // Proceedings of the International Workshop on Geoscience and Remote Sensing (ETT and GRS-2008), 2008, pp. 75–84.

[11] Kennedy J., Eberhart R.C. Particle swarm optimization // Proceedings of the IEEE International Joint Conference on Neural Networks, 1995, v. 4, pp. 1942–1948.

[12] Chen M., Ludwig A. Particle swarm optimization based fuzzy clustering approach to identify optimal number of clusters // J. of Artificial Intelligence and Soft Computing Research, 2014, v. 4, no. 1, pp. 43–56.

[13] Phyo O., Chaw E.: Comparative Study of Fuzzy PSO (FPSO) Clustering Algorithm and Fuzzy C-Means (FCM) Clustering Algorithm // National J. of Parallel and Soft Computing, 2019, v. 1, no. 1, pp. 62–67.

[14] Ruspini E.H. Numerical methods for fuzzy clustering // Information Sciences, 1970, v. 2, pp. 319–350.

[15] Tamura S., Higuchi S., Tanaka K. Pattern classification based on fuzzy relations // IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, 1971, v. 1, pp. 61–66.

[16] Zadeh L.A.: Similarity relations and fuzzy orderings // Information Sciences, 1971, v. 3, pp. 177–200.

[17] Dunn J.C. A fuzzy relative of the ISODATA process and its use in detecting compact well-separated clusters // J. of Cybernatics, 1973, v. 3, pp. 32–57.

[18] Poleshchuk O, Komarov E. The determination of rating points of objects with qualitative characteristics and their usage in decision making problems // International J. of Computational and Mathematical Sciences, 2009, v. 3, no. 7, pp. 360–364.

[19] Darwish A., Poleshchuk O. New models for monitoring and clustering of the state of plant species based on sematic spaces // J. of Intelligent and Fuzzy Systems, 2014, v. 3, no. 26, pp. 1089–1094.

[20] Poleshchuk O.M., Komarov E.G., Darwish A. Assessment of the state of plant species in urban environment based on fuzzy information of the expert group // Proceedings of the XX IEEE International Conference on Soft Computing and Measurements, (SCM-2017), 2017, pp. 651–654.

[21] Zadeh L.A. A Note on Z-numbers // Information Sciences, 2011, v. 14, no. 181, pp. 2923–2932.

[22] Jamal M., Khalif K., Mohamad S. The implementation of Z-numbers in fuzzy clustering algorithm for wellness of chronic kidney disease patients // J. of Physics: Conference Series, 2018, v. 1366, p. 012058.

[23] Aliev R.A., Pedrycz W., Guirimov B.G., Huseynov O.H. Clustering method for production of Z-numbers based if-then rules // Information Sciences, 2020, v. 520, pp. 155–176.

[24] Aliev R., Guirimov B. Z-number clustering based on general Type-II fuzzy sets // Advances in Intelligent Systems and Computing, 2018, v. 896, pp. 270–278.

[25] Полещук О.М. Кластерный анализ экспертной информации на основе Z-чисел // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 1. С. 143–148. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-1-143-148

[26] Poleshchuk O. Clustering Z-information based on a system of fuzzy reference requirements // E3S Web of Conferences, 2023, v. 420, p. 06022.

[27] Poleshchuk O.M. Expert group information formalization based on Z-numbers // J.of Physics: Conference Series, 2020, v. 1703, p. 012010.

Сведения об авторе

Полещук Ольга Митрофановна — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Высшая математика и физика», ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), poleshchuk@mgul.ac.ru

CLUSTER ANALYSIS OF Z-INFORMATION BASED ON A REFERENCE SYSTEM OF FUZZY IDENTIFICATION

O.M. Poleshchuk

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

poleshchuk@mgul.ac.ru

The paper develops an algorithm for clustering Z-information based on reference fuzzy identification of objects belonging to clusters. The information is represented by linguistic Z-numbers, both components of which (object evaluation and their validity) are values of linguistic variables. Reference fuzzy identification of affiliation is based on information about the importance of the characteristics assessed by objects, formalized on the basis of a linguistic variable. The object evaluation and fuzzy reference identification were used to determine fuzzy rankings of the degree to which objects belong to clusters. The algorithm developed in the article improves the clustering algorithm presented by the author earlier, since it preserves more initial information due to a new approach to data formalization and reduces the fuzziness of rating objects, thereby reducing the risks of errors in decision support tasks.

Keywords: Z-information, clustering algorithm, rating estimate, linguistic variable

Suggested citation: Poleshchuk O.M. Klasternyy analiz Z-informatsii na osnove etalonnoy sistemy nechetkikh opredeleniy prinadlezhnosti [Cluster analysis of Z-information based on a reference system of fuzzy identification]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 150–155. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-150-155

References

[1] Zadeh L.A. Fuzzy logic and approximate reasoning. Synthese, 1975, v. 80, pp. 407–428.

[2] Hwang C.L., Lin N.J. Group decision making under multiple criteria. Berlin: Springer, 1987, 400 p.

[3] Borisov A.N., Krumberg О.А., Fedorov I.P. Decision making on the basis of fuzzy models: Examples of use. Riga: Zinatne, 1990, 184 p.

[4] Poleshchuk O., Komarov E. Expert Fuzzy Information Processing. Studies in Fuzziness and Soft Computing, 2011, v. 268, pp. 1–239.

[5] Ryjov A. Fuzzy Linguistic Scales: Definition, Properties and Applications. In: Reznik L., Kreinovich V. (eds) Soft Computing in Measurement and Information Acquisition. Studies in Fuzziness and Soft Computing, 2003, v. 127.

[6] Poleshchuk O.M. Creation of linguistic scales for expert evaluation of parameters of complex objects based on semantic scopes. International Russian Automation Conference (RusAutoCon – 2018), 2018, pp. 1–6.

[7] Bezdek J.C. Selected applications in classifier design. Pattern recognition with fuzzy objective function algorithms, 1981, v. 2, pp. 203–239.

[8] Bezdek J.C., Hathaway R.J. Optimization of fuzzy clustering criteria using genetic algorithm. Proceedings of the IEEE Conference on Evolutionary Computation, 1994, v. 2, pp. 589–594.

[9] Runkler T.A., Katz C. Fuzzy clustering by particle swarm optimization. Proceedings of the IEEE International Conference on Fuzzy Systems, 2006, pp. 34–41.

[10] Liu H.C., Yih J.M., Wu D.B., Liu S.W.: Fuzzy C-mean clustering algorithms based on Picard iteration and particle swarm optimization. Proceedings of the International Workshop on Geoscience and Remote Sensing (ETT and GRS-2008), 2008, pp. 75–84.

[11] Kennedy J., Eberhart R.C. Particle swarm optimization. Proceedings of the IEEE International Joint Conference on Neural Networks, 1995, v. 4, pp. 1942–1948.

[12] Chen M., Ludwig A. Particle swarm optimization based fuzzy clustering approach to identify optimal number of clusters. J. of Artificial Intelligence and Soft Computing Research, 2014, v. 4, no. 1, pp. 43–56.

[13] Phyo O., Chaw E.: Comparative Study of Fuzzy PSO (FPSO) Clustering Algorithm and Fuzzy C-Means (FCM) Clustering Algorithm. National J. of Parallel and Soft Computing, 2019, v. 1, no. 1, pp. 62–67.

[14] Ruspini E.H. Numerical methods for fuzzy clustering. Information Sciences, 1970, v. 2, pp. 319–350.

[15] Tamura S., Higuchi S., Tanaka K. Pattern classification based on fuzzy relations. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, 1971, v. 1, pp. 61–66.

[16] Zadeh L.A.: Similarity relations and fuzzy orderings. Information Sciences, 1971, v. 3, pp. 177–200.

[17] Dunn J.C. A fuzzy relative of the ISODATA process and its use in detecting compact well-separated clusters. J. of Cybernatics, 1973, v. 3, pp. 32–57.

[18] Poleshchuk O, Komarov E. The determination of rating points of objects with qualitative characteristics and their usage in decision making problems. International J. of Computational and Mathematical Sciences, 2009, v. 3, no. 7, pp. 360–364.

[19] Darwish A., Poleshchuk O. New models for monitoring and clustering of the state of plant species based on sematic spaces. J. of Intelligent and Fuzzy Systems, 2014, v. 3, no. 26, pp. 1089–1094.

[20] Poleshchuk O.M., Komarov E.G., Darwish A. Assessment of the state of plant species in urban environment based on fuzzy information of the expert group. Proceedings of the XX IEEE International Conference on Soft Computing and Measurements, (SCM-2017), 2017, pp. 651–654.

[21] Zadeh L.A. A Note on Z-numbers. Information Sciences, 2011, v. 14, no. 181, pp. 2923–2932.

[22] Jamal M., Khalif K., Mohamad S. The implementation of Z-numbers in fuzzy clustering algorithm for wellness of chronic kidney disease patients. J. of Physics: Conference Series, 2018, v. 1366, p. 012058.

[23] Aliev R.A., Pedrycz W., Guirimov B.G., Huseynov O.H. Clustering method for production of Z-numbers based if-then rules. Information Sciences, 2020, v. 520, pp. 155–176.

[24] Aliev R., Guirimov B. Z-number clustering based on general Type-II fuzzy sets. Advances in Intelligent Systems and Computing, 2018, v. 896, pp. 270–278.

[25] Poleshchuk O.M. Klasternyy analiz ekspertnoy informatsii na osnove Z-chisel [Cluster analysis of expert information based on Z-numbers]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 1, pp. 143–148. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-1-143-148

[26] Poleshchuk O. Clustering Z-information based on a system of fuzzy reference requirements. E3S Web of Conferences, 2023, v. 420, p. 06022.

[27] Poleshchuk O.M. Expert group information formalization based on Z-numbers. J.of Physics: Conference Series, 2020, v. 1703, p. 012010.

Author’s information

Poleshchuk Ol’ga Mitrofanovna — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of Higher Mathematics and Physics Department, of the BMSTU (Mytishchi branch) poleshchuk@mgul.ac.ru

15

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕГРЕССИОННОЙ МОДЕЛИ ПРИ АНАЛИЗЕ КОНВЕРСИОННО-ОБЪЕМНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФИТОМАССЫ ОЛЬХИ В ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ГРАДИЕНТАХ ЕВРАЗИИ

156–165

УДК 603.907.3:528.94

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-156-165

EDN: OXHIZD

Шифр ВАК 1.2.2

В.А. Усольцев^{1, 2}, И.С. Цепордей², А.А. Карабан^{3, 4}, С.В. Третьяков^{3, 4}, С.В. Коптев^{3, 4}, А.А. Парамонов³

¹ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», Россия, 620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

²ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук» (Ботанический сад УрО РАН), Россия, 620144, Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 202А

³ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», Россия, 163062, Архангельск, ул. Никитова, д. 13

⁴ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), 163002, Россия, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, д. 17

Usoltsev50@mail.ru

Поскольку использование всеобщих аллометрических моделей фитомассы деревьев в конкретных географических условиях приводит к существенным смещениям, вызванным региональными географически обусловленными климатическими особенностями, в статье поставлена цель проанализировать изменение конверсионно-объемных коэффициентов фитомассы на примере древостоев ольхи в географических градиентах Евразии. Конверсионно-объемный коэффициент представляет собой отношение фитомассы той или иной фракции в абсолютно сухом состоянии к объему стволовой древесины в свежем состоянии. Основу исследования составила авторская база данных в количестве 170 пробных площадей для фракций надземной фитомассы и 75 для фитомассы корней. Предложена статистически значимая регрессионная модель конверсионно-объемных коэффициентов, включающая в себя в качестве независимых переменных возраст древостоя, географическую широту и географическую долготу и объясняющая от 24 до 68 % изменчивости конверсионно-объемных коэффициентов той или иной фракции фитомассы. Установлено, что в направлении с юга на север названные коэффициенты для фракций надземной фитомассы увеличиваются и для массы корней снижаются, а в направлении с запада на восток в пределах ареала ольхи коэффициенты для фракций надземной фитомассы снижаются и для массы корней увеличиваются. Предложенные модели предназначены для оценки фитомассы древостоев ольхи по известным значениям возраста и запаса стволовой древесины. В отличие от ранее опубликованных моделей, предложенные модели дифференцированы по географическим координатам широты и долготы.

Ключевые слова: Alnus glutinosa (L.) Gaertn., A. incana (L.) Moench, конверсионно-объемные коэффициенты фитомассы, географические градиенты, регрессионные модели

Ссылка для цитирования: Усольцев В.А., Цепордей И.С., Карабан А.А., Третьяков С.В., Коптев С.В., Парамонов А.А. Использование регрессионной модели при анализе конверсионно-объемных коэффициентов фитомассы ольхи в географических градиентах Евразии // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 156–165. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-156-165

Список литературы

[1] Lenton T.M., Rockström J., Gaffney O., Rahmstorf S., Richardson K., Steffen K.W., Schellnhuber H.J. Climate tipping points — too risky to bet against // Nature, 2019, v. 575, pp. 592–595. DOI:10.1038/d41586-019-03595-0

[2] Díaz S., Settele J., Brondızio E.S., Ngo H.T., Agard J., Arneth A., Balvanera P., Brauman K.A, Butchart S.H.M., Chan K.M.A., Lucas A.G., Ichii K., Liu J., Subramanian S.M., Midgley G.F., Miloslavich P., Molnár Z., Obura D., Pfaff A., Polasky S., Purvis A., Razzaque J., Reyers B., Chowdhury R.R., Shin Y.J., Visseren-Hamakers I., Willis K.J., Zayas C.N. Pervasive human-driven decline of life on Earth points to the need for transformative change // Science, 2019, v. 366, article 1327.

[3] Malhi Y., Franklin J., Seddon N., Solan M., Turner M.G., Field C.B., Knowlton N. Climate change and ecosystems: threats, opportunities and solutions // Philosophical Transactions of The Royal Society B, 2020, v. 375, article 20190104.

[4] Ripple W.J., Wolf C., Newsome T.M., Barnard P., Moomaw W.R. World scientists’ warning of a climate emergency // BioScience, 2019, v. 70, no. 1, pp. 8–12.

[5] Schepaschenko D., Moltchanova E., Fedorov S., Karminov V., Ontikov P., Santoro M., See L., Kositsyn V., Shvidenko A., Romanovskaya A., Korotkov V., Lesiv M., Bartalev S., Fritz S., Shchepashchenko M., Kraxner F. Russian forest sequesters substantially more carbon than previously reported // Scientific Reports, 2021, v. 11, no. 1, article number 12825. DOI: 10.1038/s41598-021-92152-9

[6] Usoltsev V.A., Shakoor A., Zaib G., Trogisch S., Ma X., Tsepordey I.S. Changes in foliage biomass of the genera Larix and Pinus along gradients of temperature and precipitation in Eurasia // Pakistan J. of Botany, 2022, v. 54, no. 4, pp. 1–7. DOI: 10.30848/PJB2022-4(20)

[7] Shobairi S.O.R., Lin H., Usoltsev V.A., Osmirko A.A., Tsepordey I.S., Ye Z., Anees S.A. A comparative pattern for Populus spp. and Betula spp. stand biomass in Eurasian climate gradients // Croatian J. of Forest Engineering, 2022, v. 43, no. 2, pp. 457–467.

DOI: 10.5552/crojfe.2022.1340

[8] He X., Lei X., Zeng W., Feng L., Zhou C., Wu B. Quantifying the effects of stand and climate variables on biomass of larch plantations using random forests and National Forest Inventory data in North and Northeast China // Sustainability, 2022, v. 14, article 5580. DOI:10.3390/su14095580

[9] Wang Y., Miao Z., Hao Y., Dong L., Li F. Effects of biotic and abiotic factors on biomass conversion and expansion factors of natural white birch forest (Betula platyphylla Suk.) in Northeast China // Forests, 2023, v. 14, article 362, DOI:10.3390/f14020362

[10] Liepinš J., Lazdinš A., Kaleja S., Liepinš K. Species composition affects the accuracy of stand-level biomass models in hemiboreal forests // Land, 2022, v. 11, article 108. DOI:10.3390/land11071108

[11] Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Определение запасов углерода по зависимым от возраста насаждений конверсионно-объемным коэффициентам // Лесоведение, 1998. № 3. С. 84–93.

[12] Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Честных О.В. Коэффициенты конверсии запасов насаждений в фитомассу для основных лесообразующих пород России // Лесная таксация и лесоустройство, 2003. № 1. С. 119–127.

[13] Поздняков Л.К., Протопопов В.В., Горбатенко В.М. Биологическая продуктивность лесов Средней Сибири и Якутии. Красноярск: Книжное изд-во, 1969. 120 с.

[14] Dong L., Widagdo F.R.A., Xie L., Li F. Biomass and volume modeling along with carbon concentration variations of short-rotation poplar plantations // Forests, 2020, v. 11, article 780. DOI:10.3390/f11070780

[15] Lehtonen A., Mäkipää R., Heikkinen J., Sievänen R., Liski J. Biomass expansion factors (BEFs) for Scots pine, Norway spruce and birch according to stand age for boreal forests // Forest Ecology and Management, 2004, v. 188, pp. 211–224.

[16] Teobaldelli M., Somogyi Z., Migliavacca M., Usoltsev V.A. Generalized functions of biomass expansion factors for conifers and broadleaved by stand age, growing stock and site index // Forest Ecology and Management, 2009, v. 257, pp. 1004–1013. DOI:10.1016/j.foreco.2008.11.002

[17] Guo Z., Fang J., Pan Y., Birdsey R. Inventory-based estimates of forest biomass carbon stocks in China: A comparison of three methods // Forest Ecology and Management, 2010, v. 259, pp. 1225–1231.

[18] Lisboa S.N., Guedes B.S., Ribeiro N., Sitoe A. Biomass allometric equation and expansion factor for a mountain moist evergreen forest in Mozambique // Carbon Balance and Management, 2018, v. 13, article 23. DOI:10.1186/s13021-018-0111-7

[19] Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Конверсионные коэффициенты фитомасса/запас в связи с дендрометрическими показателями и составом древостоев // Лесоведение, 2005. № 6. С. 73–81.

[20] Dong L., Zhang L., Li F. Evaluation of stand biomass estimation methods for major forest types in the eastern Da Xing’an Mountains, Northeast China // Forests, 2019, v. 10, article 715. DOI:10.3390/f10090715

[21] Usoltsev V.A., Hoffmann C.W. Combining harvest sample data with inventory data to estimate forest biomass // Scandinavian J. of Forest Research, 1997, v. 12, no. 3, pp. 273–279.

[22] Jagodziński A.M., Dyderski M.K., Gęsikiewicz K., Horodecki P., Cysewska A., Wierczyńska S., Maciejczyk K. How do tree stand parameters affect young Scots pine biomass? — Allometric equations and biomass conversion and expansion factors // Forest Ecology and Management, 2018, v. 409, pp. 74–83. DOI:10.1016/j.foreco.2017.11.001

[23] Jagodziński A.M., Dyderski M.K., Gęsikiewicz K., Horodecki P. Tree and stand level estimations of Abies alba Mill. aboveground biomass // Annals of Forest Science, 2019, v. 76, article 56. DOI:10.1007/s13595-019-0842-y

[24] Zhu W., Xu Y., Wang Z., Du A. Biomass estimation coefficient and its impacting factors for Eucalyptus plantation in China // Scientia Silvae Sinicae, 2020, v. 56, no. 5, pp. 1–11.

[25] Zhao J., Hu H., Wang J. Forest carbon reserve calculation and comprehensive economic value evaluation: A forest management model based on both biomass expansion factor method and total forest value // International J. of Environmental Research and Public Health, 2022, v. 19, article 15925. DOI:10.3390/ijerph192315925

[26] Schepaschenko D., Moltchanova E., Shvidenko A., Blyshchyk V., Dmitriev E., Martynenko O., See L., Kraxner F. Improved estimates of biomass expansion factors for Russian forests // Forests, 2018, v. 9, article 312. DOI:10.3390/f9060312

[27] Lohmus K., Mander U., Tullus H., Keedus K. Productivity, buffering capacity and resources of grey alder forests in Estonia // Short rotation willow coppice for renewable energy and improved environment. K. Perttu and A. Koppel (eds). Swedish University of Agricultural Sciences: Uppsala, Sweden, 1996, pp. 95–105.

[28] Aosaar J., Varik M., Uri V. Biomass production potential of grey alder (Alnus incana (L.) Moench.) in Scandinavia and Eastern Europe: A review // Biomass and Bioenergy, 2012, v. 45, pp. 11–26.

[29] Daugavietis M., Daugaviete M., Bisenieks J. Management of grey alder (Alnus incana (L.) Moench.) stands in Latvia // Proceedings of 8th International Scientific Conference on Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia, May 28–29, 2009. L. Malinovska et al. (eds.). Latvian University of Agriculture, Jelgava, Latvia, 2009, pp. 229–234.

[30] Усольцев В.А. Биомасса и первичная продукция лесов Евразии. Электронная база данных. Екатеринбург: Ботанический сад УрО РАН, Уральский государственный лесотехнический университет, 2023. URL: https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/12452 (дата обращения 05.03.2023).

[31] Назимова Д.И. Климатическая ординация лесных экосистем как основа их классификации // Лесоведение, 1995. № 4. С. 63–73.

[32] Деревья и кустарники СССР. Т. 2 / под ред. С.Я. Соколова. М.; Л.: АН СССР, 1951. 612 с.

[33] Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279с.

[34] Wirth C., Schumacher J., Schulze E.-D. Generic biomass functions for Norway spruce in Central Europe — a meta-analysis approach toward prediction and uncertainty estimation // Tree Physiology, 2004, v. 24, pp. 121–139.

[35] Rutishauser E., Nooran F., Laumonier Y., Halperin J., Hergoualch K., Verchot L. Generic allometric models including height best estimate forest biomass and carbon stocks in Indonesia // Forest Ecology and Management, 2013, v. 307, pp. 219–225. DOI:10.1016/j.foreco.2013.07.013

[36] Baskerville G.L. Use of logarithmic regression in the estimation of plant biomass // Canadian J. of Forest Research, 1972, v. 2, no. 1, pp. 49–53.

[37] Усольцев В.А. Моделирование структуры и динамики фитомассы древостоев. Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1985. 191 с.

[38] Усольцев В.А., Цепордей И.С. Отношение подземной биомассы к надземной лесообразующих видов Евразии в градиентах температур и осадков // Биосфера, 2022. Т. 14. № 3. С. 158–179. DOI: 10.24855/biosfera.v14i2.673

Сведения об авторах

Усольцев Владимир Андреевич — д-р с.-х. наук, профессор, гл. науч. сотр., ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук» (Ботанический сад УрО РАН), профессор кафедры лесоводства, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», Usoltsev50@mail.ru

Цепордей Иван Степанович — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук» (Ботанический сад УрО РАН), ivan.tsepordey@yandex.ru

Карабан Алексей Александрович — лаборант-исследователь, аспирант, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), karaban@sevniilh-arh.ru

Третьяков Сергей Васильевич — д-р с.-х. наук, профессор, ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), s.v.tretyakov@narfu.ru

Коптев Сергей Викторович — д-р с.-х. наук, профессор, ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), s.koptev@narfu.ru

Парамонов Андрей Алексеевич — канд. с.-х. наук, науч. сотр., ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», a.paramonov@sevniilh-arh.ru

REGRESSION MODEL FOR ALDER BIOMASS ANALYSIS OF ITS CONVERSION AND EXPANSION FACTORS IN GEOGRAPHICAL GRADIENTS OF EURASIA

V.A. Usoltsev^{1, 2}, I.S. Tsepordey², A.A. Karaban^{3, 4}, S.V. Tretyakov^{3, 4}, S.V. Koptev^{3, 4}, A.A. Paramonov³

¹Ural State Forestry Engineering University, 37, Siberian tract, 620100, Yekaterinburg, Russia

²Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 202a, 8 Marta st., 620144, Yekaterinburg, Russia

³Northern Research Institute of Forestry, 13, Nikitova st., 163062, Arkhangelsk, Russia

⁴Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 163002, Arkhangelsk, Russia

Usoltsev50@mail.ru

Since the use of generic allometric models of tree biomass in specific geographical conditions leads to significant biases caused by regional geographically determined climatic peculiarities, the article aims to analyze the change in the biomass conversion and expansion factors using the alder stands in geographical gradients of Eurasia. Biomass conversion and expansion factors represent the ratio of biomass of a particular fraction in dry condition to the stem volume in fresh condition. The basis of the study was the author’s database of 170 sample plots for fractions of aboveground biomass and 75 plots for root biomass. A statistically significant regression model of the biomass conversion and expansion factors is proposed, which includes independent variables the stand age, geographical latitude and geographical longitude and explains from 24 to 68 % of the variability of the biomass conversion and expansion factors of a particular fraction of biomass. It was found that in the direction from south to north, the above-mentioned coefficients for the fractions of aboveground biomass increase and they decrease for the mass of roots. In the direction from west to east within the range of alder, the coefficients for the fractions of aboveground biomass decrease and they increase for the root biomass. The proposed models are designed to assess the biomass of alder stands using the known values of age and stock of stem volume. Unlike previously published models, the proposed models are differentiated by geographical coordinates of latitude and longitude.

Keywords: Alnus glutinosa (L.) Gaertn., A. incana (L.) Moench, biomass expansion factors, geographical gradients, regression models

Suggested citation: Usoltsev V.A., Tsepordey I.S., Karaban A.A., Tretyakov S.V., Koptev S.V., Paramonov A.A. Ispol’zovanie regressionnoy modeli pri analize konversionno-ob’emnykh koeffitsientov fitomassy ol’khi v geograficheskikh gradientakh Evrazii [Regression model for alder biomass analysis of its conversion and expansion factors in geographical gradients of Eurasia]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 156–165. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-156-165

References

[1] Lenton T.M., Rockström J., Gaffney O., Rahmstorf S., Richardson K., Steffen K.W., Schellnhuber H.J. Climate tipping points — too risky to bet against. Nature, 2019, v. 575, pp. 592–595. DOI:10.1038/d41586-019-03595-0

[2] Díaz S., Settele J., Brondızio E.S., Ngo H.T., Agard J., Arneth A., Balvanera P., Brauman K.A, Butchart S.H.M., Chan K.M.A., Lucas A.G., Ichii K., Liu J., Subramanian S.M., Midgley G.F., Miloslavich P., Molnár Z., Obura D., Pfaff A., Polasky S., Purvis A., Razzaque J., Reyers B., Chowdhury R.R., Shin Y.J., Visseren-Hamakers I., Willis K.J., Zayas C.N. Pervasive human-driven decline of life on Earth points to the need for transformative change. Science, 2019, v. 366, article 1327.

[3] Malhi Y., Franklin J., Seddon N., Solan M., Turner M.G., Field C.B., Knowlton N. Climate change and ecosystems: threats, opportunities and solutions. Philosophical Transactions of The Royal Society B, 2020, v. 375, article 20190104.

[4] Ripple W.J., Wolf C., Newsome T.M., Barnard P., Moomaw W.R. World scientists’ warning of a climate emergency. BioScience, 2019, v. 70, no. 1, pp. 8–12.

[5] Schepaschenko D., Moltchanova E., Fedorov S., Karminov V., Ontikov P., Santoro M., See L., Kositsyn V., Shvidenko A., Romanovskaya A., Korotkov V., Lesiv M., Bartalev S., Fritz S., Shchepashchenko M., Kraxner F. Russian forest sequesters substantially more carbon than previously reported. Scientific Reports, 2021, v. 11, no. 1, article number 12825. DOI: 10.1038/s41598-021-92152-9

[6] Usoltsev V.A., Shakoor A., Zaib G., Trogisch S., Ma X., Tsepordey I.S. Changes in foliage biomass of the genera Larix and Pinus along gradients of temperature and precipitation in Eurasia. Pakistan J. of Botany, 2022, v. 54, no. 4, pp. 1–7. DOI: 10.30848/PJB2022-4(20)

[7] Shobairi S.O.R., Lin H., Usoltsev V.A., Osmirko A.A., Tsepordey I.S., Ye Z., Anees S.A. A comparative pattern for Populus spp. and Betula spp. stand biomass in Eurasian climate gradients. Croatian J. of Forest Engineering, 2022, v. 43, no. 2, pp. 457–467. DOI: 10.5552/crojfe.2022.1340

[8] He X., Lei X., Zeng W., Feng L., Zhou C., Wu B. Quantifying the effects of stand and climate variables on biomass of larch plantations using random forests and National Forest Inventory data in North and Northeast China. Sustainability, 2022, v. 14, article 5580. DOI:10.3390/su14095580

[9] Wang Y., Miao Z., Hao Y., Dong L., Li F. Effects of biotic and abiotic factors on biomass conversion and expansion factors of natural white birch forest (Betula platyphylla Suk.) in Northeast China. Forests, 2023, v. 14, article 362, DOI:10.3390/f14020362

[10] Liepinš J., Lazdinš A., Kaleja S., Liepinš K. Species composition affects the accuracy of stand-level biomass models in hemiboreal forests. Land, 2022, v. 11, article 108. DOI:10.3390/land11071108

[11] Zamolodchikov D.G., Utkin A.I., Korovin G.N. Opredelenie zapasov ugleroda po zavisimym ot vozrasta nasazhdeniy konversionno-ob’emnym koeffitsientam [Determination of carbon reserves by conversion-volume coefficients dependent on the age of plantings]. Lesovedenie, 1998, no. 3, pp. 84–93.

[12] Zamolodchikov D.G., Utkin A.I., Chestnykh O.V. Koeffitsienty konversii zapasov nasazhdeniy v fitomassu dlya osnovnykh lesoobrazuyushchikh porod Rossii [Conversion coefficients of planting stocks into phytomass for the main forest-forming species of Russia]. Lesnaya taksatsiya i lesoustroystvo [Forest taxation and forest management], 2003, no. 1, pp. 119–127.

[13] Pozdnyakov L.K., Protopopov V.V., Gorbatenko V.M. Biologicheskaya produktivnost’ lesov Sredney Sibiri i Yakutii [Biological productivity of forests in Central Siberia and Yakutia]. Krasnoyarsk: Book publishing house, 1969, 120 p.

[14] Dong L., Widagdo F.R.A., Xie L., Li F. Biomass and volume modeling along with carbon concentration variations of short-rotation poplar plantations. Forests, 2020, v. 11, article 780. DOI:10.3390/f11070780

[15] Lehtonen A., Mäkipää R., Heikkinen J., Sievänen R., Liski J. Biomass expansion factors (BEFs) for Scots pine, Norway spruce and birch according to stand age for boreal forests. Forest Ecology and Management, 2004, v. 188, pp. 211–224.

[16] Teobaldelli M., Somogyi Z., Migliavacca M., Usoltsev V.A. Generalized functions of biomass expansion factors for conifers and broadleaved by stand age, growing stock and site index. Forest Ecology and Management, 2009, v. 257, pp. 1004–1013. DOI:10.1016/j.foreco.2008.11.002

[17] Guo Z., Fang J., Pan Y., Birdsey R. Inventory-based estimates of forest biomass carbon stocks in China: A comparison of three methods. Forest Ecology and Management, 2010, v. 259, pp. 1225–1231.

[18] Lisboa S.N., Guedes B.S., Ribeiro N., Sitoe A. Biomass allometric equation and expansion factor for a mountain moist evergreen forest in Mozambique. Carbon Balance and Management, 2018, v. 13, article 23. DOI:10.1186/s13021-018-0111-7

[19] Zamolodchikov D.G., Utkin A.I., Korovin G.N. Konversionnye koeffitsienty fitomassa/zapas v svyazi s dendrometricheskimi pokazatelyami i sostavom drevostoev [Conversion coefficients phytomass/stock in connection with dendrometric indicators and composition of forest stands]. Lesovedenie, 2005, no. 6, pp. 73–81.

[20] Dong L., Zhang L., Li F. Evaluation of stand biomass estimation methods for major forest types in the eastern Da Xing’an Mountains, Northeast China. Forests, 2019, v. 10, article 715. DOI:10.3390/f10090715

[21] Usoltsev V.A., Hoffmann C.W. Combining harvest sample data with inventory data to estimate forest biomass. Scandinavian J. of Forest Research, 1997, v. 12, no. 3, pp. 273–279.

[22] Jagodziński A.M., Dyderski M.K., Gęsikiewicz K., Horodecki P., Cysewska A., Wierczyńska S., Maciejczyk K. How do tree stand parameters affect young Scots pine biomass? — Allometric equations and biomass conversion and expansion factors. Forest Ecology and Management, 2018, v. 409, pp. 74–83. DOI:10.1016/j.foreco.2017.11.001

[23] Jagodziński A.M., Dyderski M.K., Gęsikiewicz K., Horodecki P. Tree and stand level estimations of Abies alba Mill. aboveground biomass. Annals of Forest Science, 2019, v. 76, article 56. DOI:10.1007/s13595-019-0842-y

[24] Zhu W., Xu Y., Wang Z., Du A. Biomass estimation coefficient and its impacting factors for Eucalyptus plantation in China. Scientia Silvae Sinicae, 2020, v. 56, no. 5, pp. 1–11.

[25] Zhao J., Hu H., Wang J. Forest carbon reserve calculation and comprehensive economic value evaluation: A forest management model based on both biomass expansion factor method and total forest value. International J. of Environmental Research and Public Health, 2022, v. 19, article 15925. DOI:10.3390/ijerph192315925

[26] Schepaschenko D., Moltchanova E., Shvidenko A., Blyshchyk V., Dmitriev E., Martynenko O., See L., Kraxner F. Improved estimates of biomass expansion factors for Russian forests. Forests, 2018, v. 9, article 312. DOI:10.3390/f9060312

[27] Lohmus K., Mander U., Tullus H., Keedus K. Productivity, buffering capacity and resources of grey alder forests in Estonia. Short rotation willow coppice for renewable energy and improved environment. K. Perttu and A. Koppel (eds). Swedish University of Agricultural Sciences: Uppsala, Sweden, 1996, pp. 95–105.

[28] Aosaar J., Varik M., Uri V. Biomass production potential of grey alder (Alnus incana (L.) Moench.) in Scandinavia and Eastern Europe: A review. Biomass and Bioenergy, 2012, v. 45, pp. 11–26.

[29] Daugavietis M., Daugaviete M., Bisenieks J. Management of grey alder (Alnus incana (L.) Moench.) stands in Latvia. Proceedings of 8th International Scientific Conference on Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia, May 28–29, 2009. L. Malinovska et al. (eds.). Latvian University of Agriculture, Jelgava, Latvia, 2009, pp. 229–234.

[30] Usol’tsev V.A. Biomassa i pervichnaya produktsiya lesov Evrazii. Elektronnaya baza dannykh [Biomass and primary production of Eurasian forests. Electronic database]. Ekaterinburg: Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Ural State Forestry University, 2023. Available at: https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/12452 (accessed 05.03.2023).

[31] Nazimova D.I. Klimaticheskaya ordinatsiya lesnykh ekosistem kak osnova ikh klassifikatsii [Climatic ordination of forest ecosystems as the basis for their classification]. Lesovedenie, 1995, no. 4, pp. 63–73.

[32] Derev’ya i kustarniki SSSR [Trees and shrubs of the USSR]. T. 2. Ed. S.Ya. Sokolova. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences, 1951, 612 p.

[33] Adler Yu.P., Markova E.V., Granovskiy Yu.V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimal’nykh usloviy [Planning an experiment when searching for optimal conditions]. Moscow: Nauka, 1976, 279 p.

[34] Wirth C., Schumacher J., Schulze E.-D. Generic biomass functions for Norway spruce in Central Europe — a meta-analysis approach toward prediction and uncertainty estimation. Tree Physiology, 2004, v. 24, pp. 121–139.

[35] Rutishauser E., Nooran F., Laumonier Y., Halperin J., Hergoualch K., Verchot L. Generic allometric models including height best estimate forest biomass and carbon stocks in Indonesia. Forest Ecology and Management, 2013, v. 307, pp. 219–225. DOI:10.1016/j.foreco.2013.07.013

[36] Baskerville G.L. Use of logarithmic regression in the estimation of plant biomass. Canadian J. of Forest Research, 1972, v. 2, no. 1, pp. 49–53.

[37] Usoltsev V.A. Modelirovanie struktury i dinamiki fitomassy drevostoev [Modeling the structure and dynamics of phytomass of forest stands]. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk University Publishing House, 1985, 191 p.

[38] Usoltsev V.A., Tsepordey I.S. Otnoshenie podzemnoy biomassy k nadzemnoy lesoobrazuyushchikh vidov Evrazii v gradientakh temperatur i osadkov [The ratio of underground to aboveground biomass of forest-forming species of Eurasia in temperature and precipitation gradients]. Biosfera [Biosphere], 2022, v. 14, no. 3, pp. 158–179. DOI: 10.24855/biosfera.v14i2.673

Authors’ information

Usoltsev Vladimir Andreevich — Dr. Sci. (Agriculture), Professor, Chief Scientist of the Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (BS UrO RAS), Professor of the Forestry Department of the Ural State Forestry University, Usoltsev50@mail.ru

Tsepordey Ivan Stepanovich — Cand. Sci. (Agriculture), Head scientist of the Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (BS UrO RAS), ivan.tsepordey@yandex.ru

Karaban Aleksey Aleksandrovich — laboratory researcher, post-graduate student, Northern Research Institute of Forestry, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, karaban@sevniilh-arh.ru

Tretyakov Sergey Vasilyevich — Dr. Sci. (Agriculture), Professor, Northern Research Institute of Forestry, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, s.v.tretyakov@narfu.ru

Koptev Sergey Viktorovich — Dr. Sci. (Agriculture), Professor, Northern Research Institute of Forestry, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, s.koptev@narfu.ru

Paramonov Andrey Alekseevich — Cand. Sci. (Agriculture), Northern Research Institute of Forestry, a.paramonov@sevniilh-arh.ru

16

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ФОРМИРОВАНИЯ ЦЕПОЧЕК ПОСТАВОК СЫРЬЯ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ТОВАРНО-СЫРЬЕВОЙ БИРЖИ С ДЕТЕРМИНИРОВАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

166–174

УДК 338.001.36

DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-166-174

EDN: OSFPUD

Шифр ВАК 1.2.2

Р.С. Рогулин

ФГБОУ ВО «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса», Россия, 690014, г. Владивосток, ул. Гоголя, д. 41

rafassiaofusa@mail.ru

Рассмотрены значимые аспекты формирования цепочек поставок и объемов производства на предприятиях лесоперерабатывающей отрасли и проблема оценки оптимальности принимаемых решений. Приведен анализ лесопромышленных предприятий, не имеющих собственных источников сырья и ищущих оптимальное решение по его поставкам на основе информации о совершенных сделках на товарно-сырьевой бирже. Разработана математическая модель цепи поставок с учетом доли полезного объема сырья, продолжительности транспортировки и неопределенности. Выполнена проверка эффективности модели по данным биржи и предприятий Приморского края. Определен оптимальный вариант цепи поставок для получения предполагаемой прибыли, расширения объема производства и достижения других важных показателей. Приведены особенности планирования цепочек поставок и объемов производства. Проведен анализ регионов — источников сырья, преимуществ и недостатков математической модели. Результаты исследования можно использовать для совершения рациональных сделок на товарно-сырьевой бирже России и рекомендовать для топ-менеджмента лесопромышленных предприятий, которые стремятся повысить эффективность своей деятельности.

Ключевые слова: цепи поставок, расчет производства товаров, лесоперерабатывающие предприятия, товарно-сырьевая биржа, доля полезного объема сырья, время лотов в пути

Ссылка для цитирования: Рогулин Р.С. Решение задачи формирования цепочек поставок сырья лесопромышленных предприятий с товарно-сырьевой биржи с детерминированными параметрами // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2024. Т. 28. № 2. С. 166–174. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-166-174

Список литературы

[1] Tsay A.A., Agrawal N. Channel dynamics under price and service competition // Manufacturing & Service Operations Management, 2000, no. 2, pp. 372–391.

[2] Tsay A.A., Agrawal N. Channel conflict and coordination in the e-commerce age // Production and Operations Management, 2004, no. 13, pp. 93–110.

[3] Bernstein F., Federgruen A. A general equilibrium model for industries with price and service competition // Operations Research, 2004, no. 52, pp. 868–886.

[4] Yao D.Q., Yue X., Liu J. Vertical cost information sharing in a supply chain with value-adding retailers // Omega, no. 36, pp. 838–851.

[5] Xiao T., Yang D. Price and service competition of supply chains with risk-averse retailers under demand uncertainty // International J. of Production Economics, 2008, no. 114, pp. 187–200.

[6] Wu D. Joint pricing-servicing decision and channel strategies in the supply chain // Central European Journal of Operations Research, 2011, no. 19, 99–137.

[7] Wu C.H. Price and service competition between new and remanufactured products in a two-echelon supply chain // International J. of Production Economics, 2012, no. 140, pp. 496–507.

[8] Rezapour S., Farahani R.Z. Supply chain network design under oligopolistic price and service level competition with foresight // Computers & Industrial Engineering, 2014, no. 72, pp. 129–142.

[9] Ali S.M., Rahman M.H., Tumpa T.J., Rifat A.A.M., Paul S.K. Examining price and service competition among retailers in a supply chain under potential demand disruption // J. of Retailing and Consumer Services, 2018, no. 40, pp. 40–47.

[10] Pi Z., Fang W., Zhang B. Service and pricing strategies with competition and cooperation in a dual-channel supply chain with demand disruption // Computers & Industrial Engineering, 2019, no. 138, article ID: 106130.

[11] Bernstein F., Federgruen A. Pricing and replenishment strategies in a distribution system with competing retailers // Operations Research, 2003, no. 51, pp. 409–426.

[12] Chen K., Xiao T. Pricing and replenishment policies in a supply chain with competing retailers under different retail behaviors // Computers & Industrial Engineering, 2017, no. 103, pp. 145–157.

[13] Bernstein F., Federgruen A. Decentralized supply chains with competing retailers under demand uncertainty // Management Science, 2005, no. 51, pp. 18–29.

[14] Cachon G.P. Stock wars: inventory competition in a two-echelon supply chain with multiple retailers // Operations Research, 2001, no. 49, pp. 658–674.

[15] Anderson E.J., Bao Y. Price competition with integrated and decentralized supply chains // European J. of Operational Research, 2010, no. 200, pp. 227–234.

[16] David A., Adida E. Competition and coordination in a two-channel supply chain // Production and Operations Management, 2015, no. 24, pp. 1358–1370.

[17] Adida E., DeMiguel V. Supply chain competition with multiple manufacturers and retailers // Operations Research, 2011, no. 59, pp. 156–172.

[18] Konur D., Geunes J. Supplier wholesale pricing for a retail chain: implications of centralized vs. decentralized retailing and procurement under quantity competition // Omega, 2016, no. 65, pp. 98–110.

[19] Shenoy P.P. Competitive inventory models // RAIRO-Operations Research, 1987, no. 21, pp. 1–19.

[20] Yang S.L., Zhou Y.W. Two-echelon supply chain models: considering duopolistic retailers’ different competitive behaviors // International J. of Production Economics, 2006, no. 103, pp. 104–116.

[21] Zhang P., He Y., Shi C.V. Transshipment and coordination in a two-echelon supply chain // RAIRO-Operations Research, 2017, no. 51, pp. 729–747.

[22] Yan X., Zhao H. Inventory sharing and coordination among n independent retailers // European J. of Operational Research, 2015, no. 243, pp. 576–587.

[23] Рогулин Р.С., Мазелис Л.С. Алгоритм и математическая модель формирования устойчивых цепочек поставок древесного сырья из регионов России: сравнение и анализ // Вестник Пермского университета. Серия «Экономика», 2020. № 3 (15). С. 385–404.

[24] 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.

[25] 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.

[26] Felipe J., Mehta A. Deindustrialization? A global perspective // Economics Letters, 2016, v. 149, pp. 148–151.

[27] 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.

[28] 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.

[29] Mazelis L., Rogulin R. Devising a method for the formation of sustainable chains of supply of raw materials from mercantile exchange to a timber processing enterprise considering uncertainties and risks // Eastern-European J. of Enterprise Technologies, 2021, no. 5, pp. 6–18.

[30] Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика. М.: Эдиториал УРСС, 2002. 352 с.

[31] Канторович Л.В. Математические методы организации и планирования производства. Л.: Изд-во ЛГУ, 1939. 304 c.

[32] Shao J., Krishnan H., McCormick S.T. Incentives for transshipment in a supply chain with decentralized retailers // Manufacturing & Service Operations Management, 2011, no. 13, pp. 361–372.

[33] Huang H., Ke H., Wang L. Equilibrium analysis of pricing competition and cooperation in supply chain with one common manufacturer and duopoly retailers // International J. of Production Economics, 2016, no. 178, pp. 12–21.

[34] Glock C.H., Kim T. The effect of forward integration on a single-vendor–multi-retailer supply chain under retailer competition // International J. of Production Economics, 2015, no. 164, pp. 179–192.

[35] Chen K., Xiao T. Pricing and replenishment policies in a supply chain with competing retailers under different retail behaviors // Computers & Industrial Engineering, 2017, no. 103, pp. 145–157.

[36] Karimi M., Khademi-Zare H., Zare-Mehrjerdi Y., Fakhrzad M. B. Optimizing service level, price, and inventory decisions for a supply chain with retailers’ competition and cooperation under VMI strategy // RAIRO-Operations Research, 2022, no. 56, pp. 1051–1078.

Сведения об авторе

Рогулин Родион Сергеевич — канд. экон. наук, доцент кафедры «Математика и моделирование», Владивостокский государственный университет, rafassiaofusa@mail.ru

SOLVING PROBLEM OF FORMING RAW MATERIAL SUPPLY CHAINS FOR WOOD ENTERPRISES FROM COMMODITY EXCHANGE WITH DETERMINISTIC PARAMETERS

R.S. Rogulin

Vladivostok state university, 41, Gogol st., 690014, Vladivostok, Russia

rafassiaofusa@mail.ru

Significant aspects related to the problems of forming supply chains and production volumes at forest processing enterprises are considered. The main attention is paid to the problem of assessing the optimality of decisions made. The study analyzes forestry enterprises that do not have their own sources of raw materials and seek to find the optimal solution based on information about transactions on the commodity exchange that have already been carried out. A mathematical model has been developed that takes into account the share of the useful volume of raw materials, the time spent on transportation, and uncertainties. To test the effectiveness of the model, data from the exchange and enterprises located in the Primorsky Territory were used. Thanks to this, it was possible to determine the optimal path for obtaining profit, production volume and other important indicators. The issues of planning supply chains and production volumes are discussed, the regions that source raw materials are analyzed, and the advantages and disadvantages of the proposed mathematical model are given. The results obtained can be used to carry out rational transactions on the Russian Commodity and Raw Materials Exchange and are of interest to top management of forestry enterprises that seek to improve the efficiency of their activities.

Keywords: supply chains, calculation of production of goods, timber processing enterprises, commodity exchange, share of the useful volume of raw materials, time of lots in transit

Suggested citation: Rogulin R.S. Reshenie zadachi formirovaniya tsepochek postavok syr’ya lesopromyshlennykh predpriyatiy s tovarno-syr’evoy birzhi s determinirovannymi parametrami [Solving problem of forming raw material supply chains for wood enterprises from commodity exchange with deterministic parameters]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 2, pp. 166–174. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-2-166-174

References

[1] Tsay A.A., Agrawal N. Channel dynamics under price and service competition. Manufacturing & Service Operations Management, 2000, no. 2, pp. 372–391.

[2] Tsay A.A., Agrawal N. Channel conflict and coordination in the e-commerce age. Production and Operations Management, 2004, no. 13, pp. 93–110.

[3] Bernstein F., Federgruen A. A general equilibrium model for industries with price and service competition. Operations Research, 2004, no. 52, pp. 868–886.

[4] Yao D.Q., Yue X., Liu J. Vertical cost information sharing in a supply chain with value-adding retailers. Omega, no. 36, pp. 838–851.

[5] Xiao T., Yang D. Price and service competition of supply chains with risk-averse retailers under demand uncertainty. International J. of Production Economics, 2008, no. 114, pp. 187–200.

[6] Wu D. Joint pricing-servicing decision and channel strategies in the supply chain. Central European J. of Operations Research, 2011, no. 19, pp. 99–137.

[7] Wu C.H. Price and service competition between new and remanufactured products in a two-echelon supply chain. International J. of Production Economics, 2012, no. 140, pp. 496–507.

[8] Rezapour S., Farahani R.Z. Supply chain network design under oligopolistic price and service level competition with foresight. Computers & Industrial Engineering, 2014, no. 72, pp. 129–142.

[9] Ali S.M., Rahman M.H., Tumpa T.J., Rifat A.A.M., Paul S.K. Examining price and service competition among retailers in a supply chain under potential demand disruption. J. of Retailing and Consumer Services, 2018, no. 40, pp. 40–47.

[10] Pi Z., Fang W., Zhang B. Service and pricing strategies with competition and cooperation in a dual-channel supply chain with demand disruption. Computers & Industrial Engineering, 2019, no. 138, article ID: 106130.

[11] Bernstein F., Federgruen A. Pricing and replenishment strategies in a distribution system with competing retailers. Operations Research, 2003, no. 51, pp. 409–426.

[12] Chen K., Xiao T. Pricing and replenishment policies in a supply chain with competing retailers under different retail behaviors. Computers & Industrial Engineering, 2017, no. 103, pp. 145–157.

[13] Bernstein F., Federgruen A. Decentralized supply chains with competing retailers under demand uncertainty. Management Science, 2005, no. 51, pp. 18–29.

[14] Cachon G.P. Stock wars: inventory competition in a two-echelon supply chain with multiple retailers. Operations Research, 2001, no. 49, pp. 658–674.

[15] Anderson E.J., Bao Y. Price competition with integrated and decentralized supply chains. European J. of Operational Research, 2010, no. 200, pp. 227–234.

[16] David A., Adida E. Competition and coordination in a two-channel supply chain. Production and Operations Management, 2015, no. 24, pp. 1358–1370.

[17] Adida E., DeMiguel V. Supply chain competition with multiple manufacturers and retailers. Operations Research, 2011, no. 59, pp. 156–172.

[18] Konur D., Geunes J. Supplier wholesale pricing for a retail chain: implications of centralized vs. decentralized retailing and procurement under quantity competition. Omega, 2016, no. 65, pp. 98–110.

[19] Shenoy P.P. Competitive inventory models. RAIRO-Operations Research, 1987, no. 21, pp. 1–19.

[20] Yang S.L., Zhou Y.W. Two-echelon supply chain models: considering duopolistic retailers’ different competitive behaviors. International J. of Production Economics, 2006, no. 103, pp. 104–116.

[21] Zhang P., He Y., Shi C.V. Transshipment and coordination in a two-echelon supply chain. RAIRO-Operations Research, 2017, no. 51, pp. 729–747.

[22] Yan X., Zhao H. Inventory sharing and coordination among n independent retailers. European J. of Operational Research, 2015, no. 243, pp. 576–587.

[23] Rogulin R.S., Mazelis L.S. Algoritm i matematicheskaya model’ formirovaniya ustoychivykh tsepochek postavok drevesnogo syr’ya iz regionov Rossii: sravnenie i analiz [Algorithm and mathematical model for the formation of sustainable supply chains of wood raw materials from Russian regions: comparison and analysis]. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya «Ekonomika» [Bulletin of Perm University. Series «Economics»], 2020, no. 3 (15), pp. 385–404.

[24] 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.

[25] 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.

[26] Felipe J., Mehta A. Deindustrialization? A global perspective. Economics Letters, 2016, v. 149, pp. 148–151.

[27] 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.

[28] 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.

[29] Mazelis L., Rogulin R. Devising a method for the formation of sustainable chains of supply of raw materials from mercantile exchange to a timber processing enterprise considering uncertainties and risks. Eastern-European J. of Enterprise Technologies, 2021, no. 5, pp. 6–18.

[30] Tarasov V.B. Ot mnogoagentnykh sistem k intellektual’nym organizatsiyam: filosofiya, psikhologiya, informatika [From multi-agent systems to intelligent organizations: philosophy, psychology, computer science]. Moscow: Editorial URSS, 2002, 352 p.

[31] Kantorovich L. V. Matematicheskie metody organizatsii i planirovaniya proizvodstva [Mathematical methods of organization and production planning]. Leningrad: Leningrad State University, 1939, 304 p.

[32] Shao J., Krishnan H., McCormick S.T. Incentives for transshipment in a supply chain with decentralized retailers. Manufacturing & Service Operations Management, 2011, no. 13, pp. 361–372.

[33] Huang H., Ke H., Wang L. Equilibrium analysis of pricing competition and cooperation in supply chain with one common manufacturer and duopoly retailers. International J. of Production Economics, 2016, no. 178, pp. 12–21.

[34] Glock C.H., Kim T. The effect of forward integration on a single-vendor–multi-retailer supply chain under retailer competition. International J. of Production Economics, 2015, no. 164, pp. 179–192.

[35] Chen K., Xiao T. Pricing and replenishment policies in a supply chain with competing retailers under different retail behaviors. Computers & Industrial Engineering, 2017, no. 103, pp. 145–157.

[36] Karimi M., Khademi-Zare H., Zare-Mehrjerdi Y., Fakhrzad M. B. Optimizing service level, price, and inventory decisions for a supply chain with retailers’ competition and cooperation under VMI strategy. RAIRO-Operations Research, 2022, no. 56, pp. 1051–1078.

Author’s information

Rogulin Rodiоn Sergeevich — Cand. Sci. (Economic), Associate Professor of the Department «Mathematics and Modeling», Vladivostok State University, rafassiaofusa@mail.ru