Изменчивость характеристик древесины Pinus sylvestris L. в древостоях при техногенном воздействии

УДК

630*561.24:812:582.475.4:181

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-4-113-122

Аннотация

Вопросы изменчивости характеристик древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в насаждениях, произрастающих в зонах влияния промышленных объектов, не теряют своей актуальности. Цель данной работы – оценка влияния техногенного воздействия на радиальный прирост и физико-механические характеристики древесины сосны в условиях северной тайги. Проанализировано влияние фактора расстояния от источника промышленных выбросов на изменчивость радиального прироста, объемных и технических характеристик древесины. Сформированы карты распределения условной плотности древесины и ее сопротивления сжатию вдоль волокон внутри ствола. Выявлено, что с сокращением расстояния до источника выбросов происходит уменьшение средней величины радиального прироста деревьев. Установлено снижение плотности древесины от основания к верхней части дерева и от сердцевины ствола к его заболони. Определена тенденция повышения плотности древесины с сокращением расстояния до источника эмиссий. Достоверных различий показателя сопротивления древесины сжатию вдоль волокон на разном расстоянии от источника эмиссий не выявлено.

Сведения об авторах

Р.В. Щекалев¹, канд. биол. наук; ResearcherID: AAH-3861-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7657-1705
А.А. Мартынюк¹, д-р с.-х. наук, чл.-кор. РАН; ResearcherID: AAB-7622-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7592-2614
В.И. Мелехов², д-р техн. наук, проф; ResearcherID: Q-1051-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2583-3012
¹Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства, ул. Институтская, д. 15, г. Пушкино, Московская обл., Россия, 141202; e-mail: schekalevrv@yandex.ru
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: v.melekhov@narfu.ru

Ключевые слова

сосна, древесина, радиальный прирост, плотность древесины, сопротивление древесины сжатию вдоль волокон, расстояние до источника выбросов

Для цитирования

Schekalev R.V., Martynyuk А.А., Melekhov V.I. Variability Properties of Pinus sylvestris L. Wood in Growing Stock under Technogenic Impact // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 113–122. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-113-122

Литература

1. Алексеев А.С. Радиальный прирост деревьев и древостоев в условиях атмосферного загрязнения // Лесоведение. 1993. № 4. С. 66–71. Alekseev А.S. Radial Increment of Trees and Stands under Ambient Conditions. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1993, no. 4, pp. 66–71].
2. Анучин Н.П. Лесная таксация. 5-е изд. М.: Лесн. пром-ть, 1982. 552 с. [Anuchin N.P. Forest Inventory. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1982. 552 p.].
3. Бабич Н.А., Мелехов В.И., Антонов А.М., Клевцов Д.Н., Коновалов Д.Ю. Влияние условий местопроизрастания на качество древесины сосны (Pinus sylvestris L.) в посевах // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. XXIV, № 1. С. 54-58. [Babich N.А., Melekhov V.I., Antonov А.М., Klevtsov D.N., Konovalov D.Yu. Impact of Habitat Conditions on the Quality of Pinewood (Pinus sylvestris L.) in Plantings. Hvojnye boreal’noj zony [Conifers of the boreal area], 2007, vol. 24, no. 1, pp. 54-58].
4. Белов А.А. Особенности радиального прироста древесины в ослабленных сосняках-черничниках Брянской области, загрязненных радионуклидами // Лесохоз. информ. 2017. № 1. С. 42–51. [Belov А.А. Features of the Radial Wood Growth in the Weakened Pine-Bilberries of Bryansk Region Contaminated with Radionuclides. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry information], 2017, no. 1, pp. 42–51].
5. Вахнина И.Л. Радиальный прирост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в зеленой зоне г. Читы во второй половине прошлого столетия // География и природные ресурсы. 2011. № 1. С. 180–182. [Vakhnina I.L. Radial Increment in Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in the Greenbelt of the City of Chita in the Latter Half of the Last Century. Geografiya i prirodnyye resursy [Geography and Natural Resources], 2011, no. 1, pp. 180–182].
6. Вихров В.Е., Лобасенок А.К. Технические свойства древесины в связи с типами леса. Минск: Изд-во М-ва высш., сред. спец. и проф. образования БССР, 1963. 72 с. [Vikhrov V.E., Lobasenok A.K. Technical Properties of Wood in Relation to Forest Types. Minsk, MVSSPO BSSR Publ., 1963. 72 p.].
7. Гаузнер С.И., Кивилис С.С., Осокина А.П., Павловский А.Н. Измерение массы, объема и плотности. М.: Изд-во стандартов, 1972. 624 с. [Gauzner S.I., Kivilis S.S., Osokina A.P., Pavlovskiy A.N. Measurement of Mass, Volume and Density. Moscow, Izdatel’stvo standartov, 1972. 624 p.].
8. ГОСТ 16128–70. Пробные площади лесоустроительные. Методы закладки. М.: Изд-во стандартов, 1971. 23 с. [GOST 16128-70. Forest Management Sampling Plots. Methods of Laying out. Moscow, Izdatel’stvo standartov, 1971. 23 p.].
9. ГОСТ 16483.1–84. Древесина. Метод определения плотности. М.: Изд-во стандартов, 1985. 6 с. [GOST 16483.1-84. Wood. Methods for Definition of Density. Moscow, Izdatel’stvo standartov, 1985. 6 p.].
10. ГОСТ 16483.6–80. Древесина. Методы отбора модельных деревьев и разделки их на кряжи для определения физико-механических свойств древесины насаждений. М.: Изд-во стандартов, 1980. 4 с. [GOST 16483.6-80. Wood. Method of Selection of Model Trees and Logs for Determination of Physical and Mechanical Properties of Wood Plantations. Moscow, Izdatel’stvo standartov, 1980. 4 p.].
11. ГОСТ 16483.10–73. Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 с. [GOST 16483.10–73. Wood. Methods for Determination of Ultimate Strength in Compression Parallel the Grain. Moscow, Izdatel’stvo standartov, 1999. 7 p.].
12. Гриб В.М. Влияние хозяйственных мероприятий на качество древесины сосны обыкновенной // Совершенствование лесного хозяйства и защитного лесоразведения: сб. науч. тр. УСХА. Киев, 1987. С. 55–58. [Grib V.M. The Influence of Economic Measures on the Quality of Scots Pine Wood. Improving Forestry and Protective Afforestation: Collection of Academic Papers of USKhA. Kiev, 1987, pp. 55–58].
13. Древесина. Показатели физико-механических свойств. РТМ. М.: Ком. стандартов при СМ СССР, 1962. 48 с. [Wood. Characteristics of Physical-Mechanical Properties. Technical Guides. Moscow, Committee of Standards at the Council of Ministers of the USSR, 1962. 48 p.].
14. Кищенко И.Т. Формирование древесины ствола Picea аbies (L.) Karst. в разных типах сообществ таежной зоны // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 1. С. 32–39. [Kishchenko I.T. Formation of Picea abies (L.) Karst. Trunk Wood in Different Taiga Zone Communities. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 1, pp. 32–39]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.1.32, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/f41/32_39.pdf
15. Косиченко Н.Е. Формирование структуры и плотности в онтогенезе // Строение, свойства и качество древесины-2000: материалы III межд. симп. Петрозаводск: ИЛ КарНЦ РАН, 2000. С. 58–61. [Kosichenko N.E. Formation of Structure and Density in Ontogeny. Structure, Properties and Quality of Wood-2000: Proceedings of the 3rd International Symposium. Petrozavodsk, IL KarRC RAS Publ., 2000, pp. 58–61].
16. Леонтьев Н.Л. Исследование физико-механических свойств кольской сосны // Физико-механические свойства древесины. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1953. С. 122–141. [Leont’yev N.L. A Study of the Physical and Mechanical Properties of Kola Pine. Physical and Mechanical Properties of Wood. Moscow, Goslesbumizdat Publ., 1953, pp. 122–141].
17. Леонтьев Н.Л. Техника статистических вычислений. 2-е изд. М.: Лесн. пром-сть, 1966. 250 с. [Leont’yev N.L. Technique of Statistical Computations. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1966. 250 p.].
18. Лесотаксационный справочник для северо-востока европейской части СССР: нормативные материалы для Архангельской, Вологодской областей и Коми АССР. Архангельск: Правда Севера, 1986. 358 с. [Forest Inventory Handbook for the Northeast of the European Part of the USSR: Guidance Materials for Arkhangelsk and Vologda Regions and the Komi ASSR. Arkhangelsk, Pravda Severa Publ., 1986. 358 p.].
19. Лобжанидзе Э.Д., Гоциридзе Л.А., Цинцадзе М.С. Биология образования древесины сосны // Современные проблемы древесиноведения. Красноярск, 1987. С. 64–65. [Lobzhanidze E.D., Gotsiridze L.A., Tsintsadze M.S. Biology of Pinewood Formation. Modern Issues of Wood Science. Krasnoyarsk, 1987, pp. 64–65].
20. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (На примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 1973. 284 с. [Mamayev S.A. Forms of Intraspecies Variability in Woody Plants (Case Study of Pinaceae Family in the Urals). Moscow, Nauka Publ., 1973. 284 p.].
21. Мартынюк А.А. Сосновые экосистемы в условиях аэротехногенного загрязнения. М.: ВНИИЛМ, 2004. 160 с. [Martynyuk А.А. Pine Ecosystems in the Conditions of Aerotechnogenic Pollution. Moscow, VNIILM Publ., 2004. 160 p.].
22. Мелехов И.С. Значение структуры годичных слоев и ее динамики в лесоводстве и дендроклиматологии // Изв. вузов. Лесн. журн. 1979. № 4. С. 6–14. [Melekhov V.I. The value of the structure of annual layers and its dynamics in forestry and dendroclimatology. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 1979, no. 4, pp. 6–14]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/apxiv/1979.pdf
23. Методические рекомендации по выделению групп типов леса в таежной зоне европейской части РСФСР. М.: ВНИИЛМ, 1979. 61 с. [Instructional Guidelines for the Identification of Forest Type Groups in the Taiga Zone of the European Part of the RSFSR. Moscow, VNIILM Publ., 1979. 61 p.].
24. Молчанов А.А., Смирнов В.В. Методика изучения прироста древесных растений. М.: Наука, 1967. 95 с. [Molchanov A.A., Smirnov V.V. Methodology for Studying the Increment of Woody Plants. Moscow, Nauka Publ., 1967. 95 p.].
25. Москалева С.А., Чибисов Г.А., Крыжановская Л.Е., Белова Т.В. Влияние рубок ухода на плотность древесины стволов сосны в продольном направлении // Материалы отчет. сессии по итогам НИР за 1987 г. Архангельск: АИЛИЛХ, 1988. С. 63–65. [Moskaleva S.A., Chibisov G.A., Kryzhanovskaya L.E., Belova T.V. The Influence of Cleaning Cutting on Wood Density of Pine Trunks along the Length. Proceedings of the Reporting Session Summarizing the Research Results in 1987. Arkhangelsk, AILILKh Publ., 1988, pp. 63–65].
26. Перелыгин Л.М. Строение древесины. М.: Изд-во АН СССР, 1954. 200 с. [Perelygin L.M. Wood Structure. Moscow, AN SSSR Publ., 1954. 200 p.].
27. Пиндюра Б.С., Семенчук Е.С. Изменение соотношения прироста ранней и поздней древесины у дефолиированных хвойных в эксперименте // Хвойные деревья и насекомые-дендрофаги. Иркутск: Сиб. ин-т физиологии и биохимии растений, 1978. С. 105–113. [Pindyura B.S., Semenchuk E.S. Change in the Growth Ratio of the Early and Late Wood in Defoliated Conifers in the Experiment. Conifers and Dendrophagous Insects. Irkutsk, SIFIBR Publ., 1978, pp. 105–113].
28. Полубояринов О.И., Федоров Р.Б. Изменчивость плотности древесины сосны и ели в Европейской части СССР // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Л.: ЛТА, 1982. Вып. 11. С. 128–133. [Poluboyarinov O.I., Fedorov R.B. Variability in Wood Density of Pine and Spruce in the European Part of the USSR. Forestry, Forest Crops and Soil Science. Leningrad, LTA Publ., 1982, iss. 11, pp. 128–133].
29. Тарханов С.Н., Прожерина Н.А., Коновалов В.Н. Лесные экосистемы бассейна Северной Двины в условиях атмосферного загрязнения. Диагностика состояния. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 333 с. [Tarkhanov S.N., Prozherina N.A., Konovalov V.N. Forest Ecosystems of the Northern Dvina Basin in the Conditions of Atmospheric Pollution. Diagnostics. Yekaterinburg, UB RAN Publ., 2004. 333 p.].
30. Тарханов С.Н., Щекалев Р.В. Внутриорганизменная и внутрипопуляционная изменчивость количественных признаков Pinus sуlvestris L. в северной тайге СевероДвинского бассейна при атмосферном загрязнении // Лесн. вестн. 2007. № 5. С. 116–123. [Tarkhanov S.N., Schekalev R.V. Variability of Quantitative Attributes Pinus sylvestris L. at a Level of an Organism and Group in Northern Taiga at Atmospheric Pollution. Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2007, no. 5, pp. 116–123].
31. Уголев Б.Н. Испытания древесины и древесных материалов. М.: Лесн. пром-сть, 1965. 251 с. [Ugolev B.N. Testing of Wood and Wood-Based Materials. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1965. 251 p.].
32. Чавчавадзе Е.С. Древесина хвойных. Л.: Наука, 1979. 169 с. [Chavchavadze E.S. Wood of Conifers. Leningrad, Nauka Publ., 1979. 169 p.].
33. Щекалев Р.В., Тарханов С.Н. Радиальный прирост и качество древесины сосны обыкновенной в условиях атмосферного загрязнения. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 125 с. [Schekalev R.V., Tarhanov S.N. Radial Increment and Quality of Scots Pine Wood in Terms of Atmospheric Pollution. Yekaterinburg, UB RAS Publ., 2006. 125 p.].
34. Seth M.K., Chaman L., Madhu B. Effect of Several Variables on Specific Gravity in Different Zones of Blue Pine. Indian Journal of Forestry, 1988, vol. 11(1), pp. 42–47.

VARIABILITY PROPERTIES OF Pinus sylvestris L. WOOD IN GROWING STOCK UNDER TECHNOGENIC IMPACT

R.V. Schekalev¹, Candidate of Biology; ResearcherID: AAH-3861-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7657-1705
А.А. Martynyuk¹, Doctor of Agriculture, Corresp. Member of RAS; ResearcherID: AAB-7622-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7592-2614
V.I. Melekhov², Doctor of Engineering, Prof.; ResearcherID: Q-1051-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2583-3012
¹All-Russian Research Institute of Silviculture and Mechanization of Forestry, ul. Institutskaya, 15, Pushkino, Moscow Region, 141202, Russian Federation;
e-mail: schekalevrv@yandex.ru
²Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; e-mail: v.melekhov@narfu.ru

The issues of variability of pinewood (Pinus sylvestris L.) properties in growing stock located in the vicinity of operating industrial facilities is still relevant. The paper aims to assess the technogenic impact on the radial increment as well as the physical and mechanical properties of pinewood in the conditions of Northern Taiga. The impact of the distance from the source of emissions on variability of the radial increment and the volume and technical properties of wood were determined. Distribution maps of the conventional wood density and its compressive strength along the fibers inside the trunk were formed. It is found that with a decrease in the distance from the source of emissions, the average value of the radial increment of trees occurs. It is revealed that there is a decrease in wood density from the butt to the top, and from the pith to the sapwood. Also, it is determined that wood density increases as the distance to the source of emissions decreases. However, there were obtained no valid differences of the indicator of wood resistance to compression along the fibers at various distances from to the source of emissions.
For citation: Schekalev R.V., Martynyuk А.А., Melekhov V.I. Variability Properties of Pinus sylvestris L. Wood in Growing Stock under Technogenic Impact. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 113–122. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-113-122

Keywords: pine, wood, radial increment, wood density, wood compressive strength along the fibers, emission source distance.

Поступила 29.12.19 / Received on December 29, 2019