Современные изменения климата влияют на леса и требуют разработки особой стратегии управления лесным хозяйством. Цель обзора – анализ влияния наблюдаемого и прогнозируемого изменения климата на адаптационную реакцию древесных пород с учетом их внутривидовой дифференциации для определения направлений исследований и выработки корректив ведения лесного хозяйства на Европейском Севере страны. Показано, что долгосрочные отклики в лесных экосистемах связаны не только с термическими сдвигами, но и со сменой режимов увлажнения, инсоляции, распространением патогенов и др. Изменения в лесных экосистемах могут сопровождаться физиологическими и генетическими мутациями у всех видов и быть растянуты по времени на несколько поколений. В связи с генетическими мутациями виды должны пройти «эволюционную адаптацию». При устойчивом потеплении и смене режима влажности воздуха и почв может повышаться продуктивность лесов за счет изменения продолжительности вегетационного периода и сроков вегетации, усиления фотосинтетической активности, с другой стороны – вероятно снижение производительности в результате уменьшения уровня осадков и возникновения засухи. Прогнозируются постепенные климатические изменения, и на обширной территории России в различных с точки зрения географии регионах степень проявления этих изменений будет неодинакова. У лесообразующих древесных пород проявятся краткосрочные отклики, связанные с географическим положением популяции и климатическими условиями, в которых сформировались данные растения за время стабильного климатического периода после расселения в голоцене. В то же время наследственно закрепленные показатели роста и развития откликнутся на смену климатических параметров, что будет определяться географическим положением лесообразующих пород и их популяционными особенностями. Дифференцированный отклик древесных пород необходимо учитывать при планировании лесохозяйственных мероприятий, адаптируя их к возможным климатическим изменениям. Для цитирования: Прожерина Н.А., Наквасина Е.Н. Изменение климата и его влияние на адаптацию и внутривидовую изменчивость хвойных пород Европейского Севера России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 9–25. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-9-25 Финансирование:Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-14-50307.

Восстановление нарушенных антропогенным воздействием земель в связи с постепенным уменьшением площади хозяйственно-ценных насаждений является в настоящее время актуальным вопросом. Рекультивация карьеров включает в себя восстановление искусственного ландшафта путем проведения различного рода мероприятий. Цель исследования –определение эффективности проведенных лесохозяйственных мероприятий искусственного лесовосстановления в песчаных карьерах Архангельской области. Обследованы карьеры в северных районах региона, использовавшиеся для добычи песка при строительстве дорог федерального и регионального значения. В одном из карьеров, выбранном в качестве контроля, лесохозяйственные мероприятия не проводились, и он был оставлен под естественное заращивание. Спустя полтора десятилетия карьер частично зарос лиственными деревьями и кустарниками (береза, ива). В двух других обследованных карьерах осуществлена механическая обработка почвы и высажены сеянцы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Именно эту породу применяют для посадки на песчаных землях с целью формирования ценных продуктивных древостоев. Показано, что сосновые молодняки второго класса возраста имеют класс бонитета II, средние диаметр, высоту и запас – 14,6 см; 15,6 м и 168 м3/га соответственно. Растения здоровые, физиологически развитые, их средний годовой прирост за последнее десятилетие составил 56 см. Эффективно выполненные лесохозяйственные мероприятия при освоении песчаных карьеров, во-первых, обеспечивают необходимые оптимальные условия для роста и развития деревьев, а во-вторых, способствуют формированию биологически продуктивных участков почвы. Рекультивированные карьеры являются отличным источником преумножения площадей, покрытых лесной растительностью. Для цитирования: Sungurova N.R., Popkova I.A. Productivity of Pine Plantations during Reclamation of Sand Quarries // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 50–58. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-50-58

Рабочим инструментом круглопильных станков является круглая пила. Ее состояние во многом определяет качество обработки материала. Полотно круглой пилы в процессе резания подвергается сложному воздействию силовых и температурных факторов. Они вызывают удлинение и деформацию пильного полотна, возникновение внутренних напряжений, выводящих его из плоской формы упругого равновесия и снижающих работоспособность инструмента. Возможность пил противодействовать этим факторам определяется жесткостью и устойчивостью пильного полотна. Полотно круглой пилы принято условно делить на три зоны: периферийную, среднюю и центральную. Наибольшее влияние на устойчивость оказывает средняя часть диска. Первоначально пильный диск имеет плоскую форму равновесия, которое может быть нарушено любым внешним воздействием на пилу в процессе резания. Нарушение равновесия становится причиной отклонения полотна и режущей кромки пилы от исходного рабочего состояния и снижения точности и качества обработки древесины. Для предотвращения влияния внешних сил у круглой пилы в средней части полотна формируют коаксиальные зоны пластической деформации определенной ширины. При этом под действием созданных напряжений появляется эффект натяжения полотна. Применяют два способа формирования таких зон: проковку и вальцевание. Создание нормированных напряжений в пильном диске круглой пилы осуществляют локальным контактным воздействием рабочего органа пилоправного инструмента на стальной диск пилы в определенных местах средней зоны. В обработанных кольцевых зонах формируют напряжения сжатия, компенсирующие силы центробежного ускорения, температурный нагрев отдельных зон полотна пилы, внешние продольные и поперечные изгибающие силы, возникающие в полотне при обработке древесины. Способы создания кольцевых зон полей пластической деформации, предусматривающие механическое воздействие на полотно пилы, имеют существенные недостатки. Для их устранения необходимы принципиально новые технические решения. Предложено формировать коаксиальные поля остаточных напряжений диска пилы термопластическим воздействием, заключающимся в создании нормированных остаточных напряжений в пильном полотне концентрированным тепловым воздействием по всей толщине полотна на локальные коаксиально расположенные по нему кольцевые зоны. Смоделирован процесс формирования коаксиальных кольцевых полей остаточных напряжений в полотне круглой пилы. Рассмотренный способ подготовки пилы позволит повысить ее устойчивость в процессе работы. Для цитирования: Мелехов В.И., Соловьев И.И., Пономарева Н.Г. Формирование коаксиальных полей остаточных напряжений в полотне круглой пилы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 170–177. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-170-177

Представлены результаты исследования морфологических признаков и посевных качеств семян видов лиственниц, интродуцированных в центр европейской части России (Larix sibirica Ledeb., L. sukaczewii Dyl., L. decidua Mill., L. marschlinsii Coaz, L. olgensis A. Henry, L. principis-rupprechtii Mayr, L. kaempferi (Lamb.) Carriere, L. laricina (Du Roi) K. Koch). Исследования проводили в Москве (Главный ботанический сад РАН ) и Подмосковье (Ивантеевский дендросад, Егорьевское месторождение фосфоритов). Данная тема актуальна, т. к. определение всхожести и жизнеспособности семян имеет существенное значение для интродукционных работ, при этом в ГОС Тах об определении посевных качеств и класса качества семян нет рекомендаций для лиственниц американской и принца Рупрехта. Представленные в работе данные об изменчивости морфологических признаков семян различных видов лиственниц позволяют раскрыть их биологические особенности в условиях интродукции, что может стать основой для расширения использования изученных растений в центре европейской части России. Учитывали индивидуальную изменчивость длины и ширины семян, связь этих признаков, а также энергию прорастания, всхожесть, жизнеспособность и класс качества семян. Определено, что у лиственницы ольгинской семена некондиционные. Семена остальных видов лиственниц (сибирской, Сукачева, европейской, Маргилинда, принца Рупрехта, японской, американской) относятся ко 2-му и 3-му классам качества, это позволяет рекомендовать данные виды для посева. У лиственницы сибирской, произрастающей на Егорьевском месторождении фосфоритов, выявлено снижение посевных качеств семян (по сравнению с данным видом из Главного ботанического сада РАН ) и отсутствие связи длины и ширины семян (в сопоставлении с другими объектами исследования). Корреляционный анализ показал отличия прямолинейной и криволинейной связей длины и ширины семян у лиственниц сибирской и Сукачева, а также у лиственниц Маргилинда и ее родительских видов (лиственниц европейской и японской). Для цитирования:Брынцев В.А., Лавренов М.А., Коженкова А.А. Исследование морфологических признаков и посевных качеств семян видов рода Larix Mill. в условиях интродукции // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 26–38. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-26-38

Рассматривается задача повышения информативности тематической обработки мультиспектральных изображений среднего (10–30 м) и высокого (1–4 м) пространственного разрешения, получаемых зарубежными и отечественными спутниковыми системами дистанционного зондирования Земли, за счет привлечения дополнительной текстурной информации с панхроматических спутниковых изображений сверхвысокого пространственного разрешения (≲(1–0,4) м). Объектом исследования стали изображения тестовых полигонов на территории Савватьевского лесничества (Тверская обл.) со спутников Landsat 8, Sentinel 2 и WorldView 2, оснащенных мультиспектральной аппаратурой. Для валидации результатов расчетов использованы геопривязанные данные наземных обследований. В качестве спектральных признаков взяты значения спектральной отражательной способности в каналах видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, нормализованные на соответствующую интегральную характеристику. В целях извлечения текстурных признаков на основе распределения совместной встречаемости уровней серого (текстурные признаки Харалика) в пределах скользящего окна, пробегающего с заданным пространственным шагом изображение, вычисляли статистические характеристики. Проведен корреляционный анализ текстурных признаков с учетом изменений расстояния и угла смежности. Для выбранных определяющих признаков: автокорреляции, асимметрии, контраста и корреляции – показано, что первые три могут быть использованы с произвольным выбранным направлением смежности, а последний необходимо рассматривать в двух различных направлениях. Установлено, что при решении задачи распознавания природных и антропогенных объектов все рассмотренные алгоритмы классификации обеспечивают существенное повышение точности при совместном использовании спектральных и текстурных признаков по сравнению с традиционной спектральной классификацией. Этот результат продемонстрирован для всех полученных различными спутниками изображений тестовых полигонов. Можно сделать предварительный вывод, что предлагаемый комплексный подход тематической обработки позволяет повысить качество распознавания объектов в случае использования изображений как среднего, так и высокого пространственного разрешения. Оценки, полученные при построении тематических карт доминантных и субдоминантных отделов лесной растительности, показали близкие точности классификации по различным исходным мультиспектральным изображениям (с разбросом не более 5 % около среднего значения 85 %). По большей части это связано с наличием специфических погрешностей результатов наземной лесной таксации и говорит о необходимости их актуализации с применением данных дистанционного спутникового зондирования. Для цитирования: Зотов С.А., Дмитриев Е.В., Мельник П.Г., Кондранин Т.В. Повышение информативности мультиспектральных спутниковых изображений с использованием данных текстурного анализа // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 84–104. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-84-104 Финансирование: работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 20-07-00370 «Фундаментальные проблемы повышения информативности обработки данных оптоэлектронных авиакосмических устройств высокого пространственного и спектрального разрешения».

Изучена эдификаторная роль сосны на техногенных ландшафтах Кузнецкого угольного бассейна. Рассмотрено влияние насаждений сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с разной сомкнутостью крон на основные характеристики эмбриоземов на отвалах вскрышных пород угольной промышленности. Объектом исследования служили образцы почвы, собранные в различных зонах фитогенных полей сосны, произрастающей на бестранспортном отвале Кедровского угольного разреза. При выборе пробных площадей проведено ранжирование насаждений по сомкнутости крон на несомкнутые (сомкнутость крон около 30 %), среднесомкнутые (около 60 %) и сомкнутые (около 90 %). В каждой градации сомкнутости выделены зоны влияния (фитогенных полей) деревьев – подкроновые, прикроновые (промежуточные). Точки отбора выбирали с учетом наличия идентификационных признаков – сплошного опада сосны (подкроновая зона), развитого мохового покрова (прикроновая зона), развитой луговой растительности (внешняя зона). В несомкнутых и среднесомкнутых насаждениях внешние зоны не встречаются. Всего по степени сомкнутости крон и зонированию фитогенных полей выделено 7 участков насаждений P. sylvestris. Образцы почвы отбирали на каждом из них с глубины 0–20 см в III декаде сентября. Активность ферментов изучали в свежесобранной почве в 3-кратной повторности; фракционный состав почв и их агрохимические свойства – в высушенной почве. Показано, что сосновые насаждения способствуют ускорению дезинтеграции техногенных элювиев с образованием мелкоземных фракций, имеющих важное почвенно-экологическое значение. Формирование подстилки, содержащей значительную долю опада травянистой растительности, в несомкнутых насаждениях сосны благоприятствует накоплению в эмбриоземах общего азота. Выявлена зависимость количества легкодоступных форм фосфора и калия от литогенных, а не от фитоценотических факторов. Изучение ферментативной активности почв показало снижение фосфатазной активности с увеличением содержания фосфора и повышение протеазной активности с увеличением содержания азота. Агрохимические показатели эмбриоземов благоприятны для произрастания травянистых растений ввиду горизонтальной дифференциации пространства под влиянием древостоев сосны обыкновенной. Для цитирования: Колмогорова Е.Ю., Уфимцев В.И. Почвенные характеристики эмбриоземов под покровом сосновых насаждений на техногенных элювиях Кузбасса // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 118–131. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-118-131

Подняты проблемы изучения структуры коренных разновозрастных лесов как эталонов устойчивых лесных формаций. Цель исследований –определение закономерностей формирования горизонтальной структуры коренных девственных ельников подзон северной, средней и южной тайги европейской России, при этом характер горизонтальной структуры рассматривается как один из важнейших признаков устойчивости лесных сообществ, сформировавшейся в ходе эволюции. В качестве объектов исследований приняты коренные девственные ельники вкаждой из подзон тайги Европейской России. В подзоне северной тайги – ельники Северодвинского лесхоза Архангельской области; в подзоне средней тайги – ельники резервата «Вепсcкий лес»; в подзоне южной тайги – ельники Центрально-Лесного биосферного заповедника. В биогеоценозах закладывали пробные площади, на которых изучали возрастные, горизонтальные, патологические характеристики ельников. Проводили сплошное бурение деревьев с определением их возраста и пораженности дереворазрушающими грибами биотрофного комплекса. На планах пробных площадей выделяли мозаики возрастных поколений, вычисляли площадь каждой из них, объем деревьев в мозаиках и однородность по возрастному признаку, количество естественного возобновления. Коренные ельники тайги европейской части России имеют сложное строение и разное количество возрастных поколений в составе, а также различные динамические показатели биогеоценозов. Все ельники характеризуются мозаичным расположением деревьев, объединенных в возрастные поколения, произрастающие на неодинаковой по размеру площади и отличающиеся неодинаковой степенью однородности по возрастному показателю. Это определяет сложную возрастную, горизонтальную и вертикальную структуру биогеоценозов – важнейшее условие устойчивости лесных сообществ. Учеты естественного возобновления ели выявили значительные различия в количестве подроста в ельниках разных подзон тайги, что объясняется разнообразием горизонтальных структур таких лесов. Соотношение количества подроста ели на разлагающихся стволах древесного отпада и на поверхности почвы следующее: количество подроста высотой 0,5 м и в тех и в других условиях произрастания почти одинаковое, количество подроста высотой более 3 м на стволах валежа меньше по сравнению с количеством подроста этой категории высоты на почве. Для цитирования: Стороженко В.Г. Особенности горизонтальной структуры лесов еловых формаций европейской тайги России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 39–49. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-39-49

Леса в Боснии и Герцеговине занимают 2 904 600 га, или 56,7 % от общей площади страны. Анализ метеорологических данных за 1961–2014 гг. показывает, что среднегодовая температура воздуха продолжает постоянно повышаться, поэтому лесным экосистемам следует уделять пристальное внимание. Одним из важнейших видов для лесного хозяйства Боснии и Герцеговины является ель обыкновенная. Этот вид находится под угрозой исчезновения из-за его очень низкой засухоустойчивости и подверженности различным заболеваниям. Сравнивая последний климатический период (1991–2019 гг.) с предыдущим (1961–1990 гг.), мы обнаружили, что в покрытых елями районах наблюдалось увеличение значений индекса засушливости леса (FAI) в среднем на 0,929. Климатический коэффициент Элленберга (EQ) существенно не изменился. Согласно прогнозам на середину (2041–2070 гг.) и конец века (2071–2100 гг.) в соответствии со сценарием RCP 4.5 значительного влияния климата на распространение ели не будет. Прогнозируемые темпы уменьшения площади и высотные сдвиги благоприятных местообитаний незначительны. Прогнозы в соответствии со сценарием RCP 8.5 предсказывают весомое сокращение благоприятных местообитаний для ели обыкновенной как на территории существующего ареала вида, так во всей Боснии и Герцеговине. В частности, прогноз на конец века (RCP 8.5) показывает почти полное исчезновение благоприятных для произрастания ели мест, в то время как небольшие участки, подходящие для этого дерева, расположенные выше, чем остальные, над уровнем моря, останутся нетронутыми. Для цитирования: Miletić B., Drašković B., Đorem T., Bojić S., Matović B., Stojanović D.B. The Potential Impact of Climate Change on the Distribution of Norway Spruce (Picea abies Karst.) in Bosnia and Herzegovina // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 73–83. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-73-83

На данный момент существует большое количество материалов для фильтрования воздуха. Однако есть необходимость разработки новых более эффективных и экономически выгодных материалов. Многочисленные исследования показали, что в целях получения высокоэффективного фильтровального материала для тонкой очистки воздуха от частиц размером 0,1…0,5 мкм в композицию необходимо вводить ультра- и микротонкие стеклянные волокна. Стеклянные волокна характеризуются целым комплексом уникальных свойств: термо-, хемо- и биостойкостью, высокими удельной поверхностью, фильтрующей способностью и прочностью, устойчивостью к действию агрессивных сред. При этом стеклянные волокна в отличие от волокон растительного происхождения не обладают способностью к фибриллированию, набуханию и связеобразованию. Таким образом, для получения прочного фильтровального материала требуется связующее, которое обеспечило бы необходимую технологическую прочность с сохранением заданных фильтрующих характеристик. Проведено исследование композиционного материала на основе минерального волокна, в качестве связующих использованы полиядерные комплексы алюминия, термомеханическая масса, поливинилацетат и полиэтилен. Основными показателями выбраны предел прочности при растяжении, капиллярная впитываемость, сопротивление потоку воздуха и коэффициент проницаемости. Новизна работы заключается в применении как связующих в композиционном материале на основе стеклянных волокон термомеханической массы и полиэтилена. Добавление связующего на основе термомеханической массы в композицию целесообразно в количестве 5…30 % от массы волокна, для полиэтилена этот диапазон составляет 2…10 %. Композиционный материал, в который в качестве связующего добавлен полиэтилен, обладает достаточной технологической прочностью, низкими коэффициентом проницаемости и сопротивлением потоку воздуха. Применение полиэтилена как связующего в предназначенных для очистки воздуха композиционных фильтровальных материалах на основе стеклянных волокон является перспективным. Для цитирования:Криницин Н.А., Дубовый В.К., Полякова К.В., Ковернинский И.Н. Исследование влияния вида связующего на свойства фильтровальных стекловолокнистых бумаг для очистки воздуха // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 178–192. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-178-192

Экономическое и социальное развитие лесного комплекса страны в целом и отдельных ее регионов невозможно без постоянного усовершенствования лесовозных магистралей и поддержания требуемого уровня их технического состояния. Несмотря на то, что на строительство и ремонт лесовозных магистралей выделяются значительные средства, срок службы дорог зачастую не соответствует нормативным значениям. Причиной могут быть ошибки в проектировании, связанные с отсутствием данных по теплопроводности дорожно-строительных материалов, сезонное промерзание грунтов земляного полотна. В совокупности с неудовлетворительными грунтово-гидрологическими условиями данные факторы способствуют значительным деформациям дорожной конструкции. Одна из основных проблем дорожной отрасли в настоящее время –недостаточный учет грунтово-гидрологических условий местности: они оцениваются приближенно по топографическим картам и материалам старых документов или в лучшем случае по результатам рекогносцировочных исследований. При проектировании земляного полотна грунтово-гидрологические условия являются вторичным критерием выбора площадки проведения работ, а место прокладки трассы – первичным. Этим обусловлено то, что лесовозные трассы часто прокладывают на территории, где трудно обеспечить требуемые несущую способность и морозоустойчивость дорожных конструкций. Периодически происходящие промерзания и оттаивания дорожного полотна приводят к возникновению знакопеременных напряжений, значительно ускоряющих разрушение дорожного покрытия, а иногда и основания дороги. Цель работы – изучить механизм влияния температурного режима на дорожную конструкцию. Полевые испытания по измерению температуры в дорожной конструкции проводились в г. Перми на практически ровном асфальтированном участке. Представлены особенности процессов, протекающих в слоях дорожной конструкции лесовозных магистралей в период сезонного промерзания. Рассмотрены гипотезы о миграции влаги в сезоннопромерзающих грунтах, влиянии на данный процесс теплоемкости и теплопроводности дорожно-строительных материалов, а также методы моделирования процессов, протекающих в дорожной конструкции под влиянием природно-климатических условий. Получены значения температуры в дорожной конструкции, построены графики, показывающие среднюю температуру в дорожной конструкции в зависимости от времени года (для условий Пермского края). Глубокое понимание механизмов промерзания и оттаивания дорожного полотна позволяет избежать ошибок проектирования и связанных с ними значительных финансовых потерь при строительстве магистральных лесовозных дорог. Для цитирования: Боргонутдинов А.М., Рудов С.Е., Григорьев И.В., Ефимов Д.С., Швецова В.В. Экспериментальные исследования теплового режима в слоях дорожного покрытия магистральных лесовозных дорог // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 146–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-146-158 Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-26-00009, https://rscf.ru/project/22-26-00009/