Описана история развития имитационного моделирования в сфере функционирования машин для валки леса, названы основные лидеры в разработке систем компьютерной поддержки принятия управленческих решений, перечислены преимущества и недостатки различных подходов к имитационному моделированию производственного процесса в лесу. Целью исследования стала оценка достижений в данной области и поиск путей повышения их эффективности и совершенствования. Отмечено, что имитационный подход исключает колебания результатов из-за неконтролируемых факторов, таких как воздействие оператора и погода, а редкие нециклические рабочие элементы и задержки различных видов могут быть исключены из имитационной модели. Это облегчает сравнение производительности альтернативных систем машин и технологий в идеальных условиях. Проведенный обзор позволяет заострить внимание ученых на недостаточной изученности функционирования машин на валке деревьев при несплошных рубках леса; необходимости увеличения числа анализируемых факторов, повышающих точность моделирования; максимального использования в моделях современных технологических рекомендаций по работе операторов лесных машин; важности создания математических зависимостей с учетом факторов, влияющих на эффективность труда. Сделан вывод, что существующие модели перспективны, но все еще оставляют большое поле деятельности для дальнейшей модернизации и новых исследований. Обзор наглядно демонстрирует значительное увеличение числа анализируемых показателей природно-производственного процесса при имитационном моделировании по сравнению с математическим и сокращение трудовых и материальных затрат по сравнению с изучением технологических процессов в производственных условиях. Имитационное моделирование машинной валки леса позволяет учесть влияние случайных факторов внешней среды, а также факторов взаимодействия лесозаготовительной техники. Широкое внедрение подобных компьютерных систем при заготовке лесоматериалов повысит эффективность технологических карт освоения лесных участков и обоснования нормативных показателей работы машин.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Лесоводство
В настоящее время существуют математические алгоритмы для расчета производительности машин, обоснования трудозатрат на выполнение различных технологических операций. Лесная отрасль не является исключением. Математическое моделирование [4, 5, 9, 17, 20, 29] и, в частности, имитационное моделирование [1, 12], технологических процессов широко используется на всех стадиях лесозаготовительного производства.
Список литературы
1. Герасимов Ю.Ю., Давыдков Г.А., Кильпеляйнен С.А., Соколов А.П., Сюнев В.С. Перспективы применения новых информационных технологий в лесном комплексе // Изв. вузов. Лесн. журн. 2003. No 5. С. 122-129. EDN: ICGQQL
Gerasimov Yu.Yu., Davydkov G.A., Kilpelainen S.A., Sokolov A.P., Syunyov V.S. Prospects of Applying New Information Technologies in Forest Complex. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2003, no. 5, pp. 122-129. (In Russ.). EDN: ICGQQL
2. Герасимов Ю.Ю., Перский С.Н. Имитационная модель сплошных рубок на основе ГИС-технологий // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Вологда: ВоГТУ, 2004. С. 286-289.
Gerasimov Yu.Yu., Perskij S.N. Simulation Model of Continuous Logging Based on GIS Technologies. Modeling, Optimization and Intensification of Production Processes and Systems: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. Vologda, Vologda State University, 2004, pp. 286-289. (In Russ.).
3. Журавлев В.В., Чайка О.Р. Методика оценки доступности деревьев для захвата при моделировании работы харвестера на рубках ухода в искусственных насаждениях // Современные ресурсосберегающие технологии и технические средства лесного комплекса: материалы Всерос. науч.-практ. конф. Воронеж: ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, 2021. С. 21-25. EDN: JVYYXW
Zhuravlev V.V., Chaika O.R. Methodology for Assessing the Availability of Trees for Capture when Modeling the Operation of a Harvester during Thinning in Artificial Plantations. Modern Resource-Saving Technologies and Technical Means of the Forestry Complex: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference. Voronezh, Voronezh State University of Forestry named after. G.F. Morozov, 2021, pp. 21-25. (In Russ.). EDN: JVYYXW
4. Заикин А.Н. Моделирование режимов работы лесосечных машин // Изв. вузов. Лесн. журн. 2009. No 1. С. 71-77. EDN: MTYLWL
Zaikin A.N. Simulation of Logging Machines Operation Modes. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2009, no. 1, pp. 71-77. (In Russ.). EDN: MTYLWL
5. Заикин А.Н. Математическое моделирование режимов работы лесосечных машин и анализ изменения объемов оперативных запасов // Вестн. МГУЛ - Лесн. вестн. 2010. No 1. С. 69-75. EDN: KYOLEB
Zaikin A.N. Designing of Operation Modes of Logging Machines. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2010, no. 1, pp. 69-75. (In Russ.).
6. Заикин А.Н. Моделирование процессов лесозаготовок как основа снижения негативного воздействия лесосечных машин на лесные экосистемы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2010. No 2. С. 72-77. EDN: MUPLNX
Zaikin A.N. Simulation of Logging Processes as Basis of Lowering Negative Impact of Forest Machines on Forest Ecosystems. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2010, no. 2, pp. 72-77. (In Russ.). EDN: MUPLNX
7. Заикин А.Н., Сиваков В.В., Зеликов В.А., Стасюк В.В., Чуйков А.С., Зеликова Н.В. Программное обеспечение для управления лесохозяйственным и лесозаготовительным процессами: оценка применимости // Лесотехн. журн. 2022. Т. 12, No 1 (45). С. 96-109. EDN: KJQALR
Zaikin A.N., Sivakov V.V., Zelikov V.A., Stasyuk V.V., Chuikov A.S., Zelikova N.V. Software for the Management of Forestry and Logging Processes: Assessment of Applicability. Lesotekhnicheskij zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2022, vol. 12, no. 1 (45), pp. 96-109. (In Russ.). DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2022.1/8 EDN: KJQALR
8. Заикин А.Н., Сиваков В.В., Никитин В.В., Брионес А.А. Программное обеспечение в лесном хозяйстве и при лесозаготовках // Лесной вестник/ Forestry bulletin, 2023. Т. 27, No 4. С. 172-184. EDN: FYNYYY
Zaikin A.N., Sivakov V.V., Nikitin V.V., Briones A.A. Software in Forestry and Logging. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 4, pp. 172-184. (In Russ.). DOI: 10.18698/2542-1468-2023-4-172-184 EDN: FYNYYY
9. Иванников В.А. Совершенствование системы формирования грузопотоков лесоматериалов на смежных видах транспорта: дис.... д-ра техн. наук. Воронеж, 2019. 331 с. EDN: AACYLE
Ivannikov V.A. Improving the System of Formation of Timber Freight Flows on Related Types of Transport: Doc. Tech. Sci. Diss. Voronezh, 2019. 331 p. (In Russ.). EDN: AACYLE
10. Лоу А.М., Кельтон В.Д. Имитационное моделирование // Классика CS. 3-е изд. СПб: Питер: Киев: Издат. группа BHV, 2004. 847 с. EDN: QMNGQB
Law A.M., Kelton W.D. Simulation Modeling and Analysis. Classics of CS. 3rd ed. St. Petersburg, Piter, Kiev, BHV Publ. Group, 2004. 847 p. (In Russ.).
11. Макаренко А.В. Имитационное моделирование работы лесозаготовительной машины с помощью сетей Петри // Науч. тр. МГУЛ, “Технология и оборудование лесопромышленного производства”. 2011. Вып. 356. С. 44-49.
Makarenko A.V. Simulation of a Logging Machine Using Petri Nets. Scientific Works of Moscow State Forest University, “Technology and Equipment for Forest Industry Production”, 2011, iss. 356, pp. 44-49. (In Russ.).
12. Мохирев А.П. Обоснование доступности древесных ресурсов путем моделирования структуры лесотранспортных потоков (на примере Красноярского края РФ): дис.... д-ра техн. наук. Красноярск, 2021. 402 с. EDN: CMLOGS
Mokhirev A.P. Substantiation of the Availability of Wood Resources by Modeling the Structure of Forest Transport Flows (Using the Example of the Krasnoyarsk Territory of the Russian Federation): Doc. Tech. Sci. Diss. Krasnoyarsk, 2021. 402 p. (In Russ.). EDN: CMLOGS
13. Мохирев А.П., Рукомойников К.П. Моделирование структуры лесотранспортных потоков. Йошкар-Ола: Поволж. гос. технол. ун-тет, 2022. 396 с. EDN: VSFGCW
Mokhirev A.P., Rukomojnikov K.P. Modeling the Structure of Timber Transport Flows. Yoshkar-Ola, Volga State University of Technology Publ., 2022. 396 p. (In Russ.). EDN: VSFGCW
14. Официальный сайт компании The AnyLogic Company производителя инструментов и бизнес-приложений имитационного моделирования. Режим доступа: https://www.anylogic.ru/ (дата обращения: 03.12.23).
The Official Website of The AnyLogic Company, a Manufacturer of Simulation Tools and Business Applications. (In Russ.).
15. Официальный сайт Национального общества имитационного моделирования. Режим доступа: http://simulation.su/ru.html (дата обращения: 04.12.23).
The Official Website of the National Simulation Society. (In Russ.).
16. Перский С.Н. Блок-схема имитационной модели “Сплошные рубки” // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. тр. по итогам 5-й междунар. науч.-техн. конф. Брянск: БГИТА, 2004. Вып. 8. С. 196-197. EDN: UBMVCD
Perskij S.N. Block Diagram of the Simulation Model “Clear Felling”. Aktual’nye problem lesnogo kompleksa: Collection of Scientific Papers on the Results of the 5th International Scientific and Technical Conference. Bryansk, Bryansk State Technological University of Engineering, 2004, iss. 8, pp. 196-197. (In Russ.).
17. Пильник Ю.Н. Методы и алгоритмы синтеза организационных структур формирования сетевых грузопотоков лесоматериалов многоуровневых транспортно-технологических систем: дис.... д-ра техн. наук. Воронеж, 2019. 340 с. EDN: QXORWA
Pil’nik Yu.N. Methods and Algorithms for Synthesizing Organizational Structures for Forming Netwrok Freight Flows of Timber of Multi-Level Transport and Technological Systems: Doc. Tech. Sci. Diss. Voronezh, 2019. 340 p. (In Russ.). EDN: QXORWA
18. Редькин А.К., Макаренко А.В. Особенности отсчета модельного времени при имитационном моделировании работы лесозаготовительных машин // Вестн. МГУЛ - Лесн. вестн. 2012. No 3. С. 53-57.
Redkin A.K., Makarenko A.V. Countdown the Time for Simulation of Work Forest Machines. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2012, no. 3, pp. 53-57. (In Russ.).
19. Рукомойников К.П. Имитационное моделирование взаимосогласованной работы комплектов адаптивно-модульных лесных машин // Вестн. МГУЛ - Лесн. вестн. 2013. No 3. С. 154-158.
Rukomojnikov K.P. Imitating Modeling of Work of Complete Sets of Adaptive-Modular Wood Machines. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2013, no. 3, pp. 154-158. (In Russ.).
20. Рукомойников К.П. Выбор рациональной технологии и обоснование параметров поквартального освоения лесных участков. Йошкар-Ола: Поволж. гос. технол. ун-тет, 2016. 296 с. EDN: WERRNV
Rukomojnikov K.P. Selection of Rational Technology and Justification of Parameters for Quarterly Development of Forest Areas. Yoshkar-Ola, Volga State University of Technology Publ., 2016. 296 p. (In Russ.).
21. Рукомойников К.П., Ведерников С.В. Модернизация сучкорезного ножа харвестерной головки // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. No 1. С. 120-127. EDN: YWWJCX
Rukomoynikov K.P., Vedernikov S.V. Modernization of Harvester Head Delimbing Knife. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 1, pp. 120-127. (In Russ.). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.1.120 EDN: YWWJCX
22. Рукомойников К.П., Купцова В.О. Обоснование норм расхода топлива многооперационных лесозаготовительных машин на примере харвестера // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. No 3. С. 117-127. EDN: HDDAEP
Rukomojnikov K.P., Kuptsova V.O. Substantiation of Fuel Consumption Rates of a Harvester. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 3, pp. 117-127. (In Russ.). DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-117-127 EDN: HDDAEP
23. Рукомойников К.П., Купцова В.О., Сергеева Т.В. Математическая модель расхода топлива форвардера “Амкодор-2682” при выполнении лесохозяйственных работ // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. No 6. С. 148-158. EDN: GOFAXS
Rukomojnikov K.P., Kuptcova V.O., Sergeeva T.V. A Mathematical Model of Fuel Consumption for the Forwarder Amkodor-2682 when Performing Forestry Operations. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 6, pp. 148-158. (In Russ.). DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-148-158 EDN: GOFAXS
24. Рукомойников К.П., Мохирев А.П. Обоснование технологической схемы лесозаготовительных работ путем создания динамической модели функционирования предприятия // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. No 4. С. 94-107. EDN: DGHCHA
Rukomojnikov K.P., Mokhirev A.P. Validation of the Logging Operations Scheme through the Creation of Dynamical Model of the Enterprise Functioning. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 4, pp. 94-107. (In Russ.). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.94 EDN: DGHCHA
25. Рукомойников К.П., Сергеева Т.В., Гилязова Т.А., Волдаев М.Н., Царев Е.М., Анисимов С.Е. Компьютерная симуляция разработки лесосек с использованием валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин // Системы. Методы. Технологии. 2022. No 2 (54). С. 108-113. EDN: PACLCC
Rukomojnikov K.P., Sergeeva T.V., Gilyazova T.A., Voldaev M.N., Tsarev E.M., Anisimov S.E. Computer Simulation of the Development of Logging Sites Using a Felling-Delimbing Bucker. Sistemy. Metody. Tekhnologii = Systems. Methods. Technologies, 2022, no. 2 (54), pp. 108-113. (In Russ.). DOI: 10.18324/2077-5415-2022-2-108-113
26. Рукомойников К.П., Сергеева Т.В., Гилязова Т.А., Царев Е.М., Анисимов П.Н. Имитационное моделирование технологического процесса заготовки древесины на примере лесного харвестера // Лесн. вестн. Forestry Bulletin. 2023. Т. 27, No 3. С. 69-80. EDN: MIBDEE
Rukomoynikov K.P., Sergeeva T.V., Gilyazova T.A., Tsarev E.M., Anisimov P.N. Modeling Operation of Forest Harvester in Anylogic Simulation System. Lesnoy Vestnik = Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 3, pp. 69-80. (In Russ.). DOI: 10.18698/2542-1468-2023-3-69-80 EDN: MIBDEE
27. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ No 2022614531 РФ. Программа моделирования работы харвестера: No 2022613687: заявл. 16.03.2022: опубл. 23.03.2022 / К.П. Рукомойников, Т.В. Сергеева, Т.А. Гилязова, Е.М. Царев, С.Е. Анисимов, В.П. Комисар; заявитель - Поволж. гос. технол. ун-тет.
Rukomojnikov K.P., Sergeeva T.V., Gilyazova T.A., Tsarev E.M., Anisimov S.E., Kommissar V.P. Harvester Operation Simulation Program. Certificate of State Registration of a Computer Program no. 2022614531 RF. (In Russ.).
28. Сиваков В.В., Заикин А.Н., Новикова Т.П., Зеликов В.А., Стасюк В.В., Чуйков А.С. Цифровизация системы организации рабочих процессов лесозаготовительных машин: оценка эффективности на примере “Ponsse”, “Komatsu” и “John Deerе” // Лесотехн. журн. 2023. Т. 13, No 3 (51). С. 200-218. EDN: CDJEEG
Sivakov V.V., Zaikin A.N., Novikova T.P., Zelikov V.A., Stasyuk V.V., Chuikov A.S. Digitalization of the Workflow Management System of Logging Machines: Efficiency Assessment Using the Example of “Ponsse”, “Komatsu”, and “John Deere”. Lesotekhnicheskij zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2023, vol. 13, no. 3 (51), pp. 200-218. (In Russ.). EDN: CDJEEG
29. Соколов А.П. Комплексное освоение лесосырьевых баз: обоснование технологий и параметров процессов на основе логистического подхода: дис.... д-ра техн. наук. Петрозаводск, 2015. 329 с. EDN: ZPXXKX
Sokolov A.P. Integrated Development of Forest Raw Material Bases: Substantiation of Technologies and Process Parameters Based on a Logistic Approach: Doc. Tech. Sci. Diss. Petrozavodsk, 2015. 329 p. (In Russ.). EDN: ZPXXKX
30. Соколов А.П. Поддержка выбора технологической схемы разработки лесосеки с помощью имитационной модели // Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины: сб. ст. Красноярск, 2020. С. 193-197. EDN: OEPRXC
Sokolov A.P. A Decision Support Method for Wood Harvesting Technological Scheme Choice. Lesoekspluatatsiya i kompleksnoe ispol’zovanie drevesiny: Collection of Articles. Krasnoyarsk, 2020, pp. 193-197. (In Russ.).
31. Соколов А.П., Осипов Е.В. Имитационное моделирование производственного процесса заготовки древесины с помощью сетей Петри // Лесотехн. журн. 2017. No 3. С. 307-314. EDN: ZQTJHX
Sokolov A.P., Osipov E.V. Simulation of the Production Process of Timber Harvesting with the Help of Petri Nets. Lesotekhnicheskij zhurnal = Forestry Journal, 2017, no. 3, pp. 307-314. (In Russ.). DOI: 10.12737/article_59c2140d704ae5.63513712
32. Соколов А.П., Осипов Е.В. Имитационное моделирование процесса лесозаготовок в условиях ветровальной лесосеки // Вопросы современных технических наук: свежий взгляд и новые решения: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 2018. Вып. 5. С. 74-77.
Sokolov A.P., Osipov E.V. Simulation Modeling of the Logging Process in Windfall Logging Conditions. Voprosy sovremennykh tekhnicheskikh nauk: Collection of Scientific Papers of the International Scientific and Practical Conference. Yekaterinburg, 2018, iss. 5, pp. 74-77. (In Russ.).
33. Соколов А.П., Осипов Е.В. Обоснование технологии заготовки древесины с помощью имитационного моделирования на сетях Петри // Лесотехн. журн. 2018. Т. 8, No 1. С. 111-119. EDN: YTGEZN
Sokolov A.P., Osipov E.V. Substantiation of the Technology of Wood Harvesting with the Help of Imitation Modeling on Petri Net. Lesotekhnicheskij zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2018, vol. 8, no. 1, pp. 111-119. (In Russ.). DOI: 10.12737/article_5ab0dfc0247508.69266095 EDN: YTGEZN
34. Суханов Ю.В. Система моделирования лесозаготовок с учетом потребностей биоэнергетики // Вестн. МГУЛ - Лесн. вестн. 2013. No 1 (93). С. 152-157.
Suhanov Y.V. Computer Simulation of Wood Harvesting with Consideration of Bioenergy. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2013, no. 1 (93), pp. 152-157. (In Russ.).
35. Суханов Ю.В., Селиверстов А.А., Соколов А.П., Сюнев В.С. Имитационное моделирование работы харвестера: алгоритмы и реализация // Уч. зап. Петрозаводск. гос. ун-та. 2012. No 8-2 (129). С. 49-51. EDN: PMWWET
Sukhanov Yu.V., Seliverstov A.A., Sokolov A.P., Syunev V.S. Simulation modeling of Harvester Operation: Algorithms and Implementation. Uchenye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of Petrozavodsk State University, 2012, no. 8-2 (129), pp. 49-51. (In Russ.).
36. Суханов Ю.В., Соколов А.П., Герасимов Ю.Ю. Оценка экономической эффективности систем машин для производства топливной щепы в Республике Карелия // Resources and Technology. 2013. Т.10, No 1. С. 1-23. EDN: QIZMPX
Sukhanov Yu.V., Sokolov A.P., Gerasimov Yu.Yu. Efficiency of Forest Chip Supply Systems in Karelia. Resources and Technology, 2013, vol. 10, no. 1, pp. 1-23. (In Russ.). DOI: 10.15393/j2.art.2013.1941 EDN: QIZMPX
37. Тетерина М.А. Обоснование параметров обрабатывающе-транспортной системы “харвестер-форвардер” (на примере предприятий Пермского края): дис.... канд. техн. наук. Москва, 2009. 197 с. EDN: NQORXV
Teterina M.A. Justification of the Parameters of the Processing and Transport System “Harvester-Forwarder” (Using the Example of Enterprises in the Perm Territory): Doc. Tech. Sci. Diss. Moscow, 2009. 197 p. (In Russ.). EDN: NQORXV
38. Чайка О.Р., Журавлев В.В. Обоснование параметров технологического оборудования харвестеров для несплошных рубок леса // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2021. No 2. С. 39-40. EDN: JZEVIT
Chayka O.R., Zhuravlev V.V. Justification of Parameters of Harvesters’ Technological Equipment for Non-Final Loggings. Remont, Vosstanovlenie, Modernizatsiya = Repair. Reconditioning. Modernization, 2021, no. 2, pp. 39-40. (In Russ.). DOI: 10.31044/1684-2561-2021-0-2-39-40 EDN: JZEVIT
39. Чайка О.Р., Михеев К.П. Алгоритм моделирования захвата и срезания деревьев харвестером на несплошных рубках леса // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. No 12. С. 30-33. EDN: KSPAQT
Chayka O.R., Mikheyev K.P. 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. (In Russ.). DOI: 10.31044/1684-2561-2019-0-12-30-33
40. Чайка О.Р., Фокин Н.С. Алгоритм моделирования параметров лесных насаждений // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2018. No 12. С. 41-43. EDN: YRADRB
Chayka O.R., Fokin N.S. Simulation Algorithm of Parameters of Forest Plantations. Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya = Repair. Reconditioning. Modernization, 2018, no. 12, pp. 41-43. (In Russ.).
41. Черник Д.В., Казанцев Р.В. Имитационное физическое моделирование универсальной лесозаготовительной машины // Хвойные бореал. зоны. 2020. Т. 38, No 3-4. С. 183-188. EDN: DFUHZQ
Chernik D.V., Kazantsev R.V. Imitational Physical Modeling of a Universal Forestry Machine. Khvoinye boreal’noi zony = Conifers of the Boreal Area, 2020, vol. 38, no. 3-4, pp. 183-188. (In Russ.). EDN: DFUHZQ
42. Ширнин Ю.А., Онучин Е.М. Имитационное моделирование движения многооперационной лесной машины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2003. No 4. С. 66-72. EDN: ICGQEN
Shirnin Yu.A., Onuchin E.M. Simulation Modeling of the Movement of a MultiFunctional Forest Machine. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2003, no. 4, pp. 66-72. (In Russ.). EDN: ICGQEN
43. Якимович С.Б., Тетерина М.А. Моделирование стохастических обрабатывающе-транспортных систем с перемещаемыми запасами // Вестн. МГУЛ - Лесн. вестн. 2007. No 6. С. 71-76.
Yakimovich S.B., Teterina M.A. Modeling of Stochastic Processing and Transport Systems with Moving Stocks. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2007, no. 6, pp. 71-76. (In Russ.).
44. Aedo-Ortiz D.M., Olsen E.D., Kellogg L.D. Simulating a Harvester-Forwarder Softwood Thinning: A Software Evaluation. Forest Products Journal, 1997, vol. 47, iss. 5, pp. 36-41.
45. Asikainen A. Simulation of Stump Crushing and Truck Transport of Chips. Scandinavian Journal of Forest Research, 2010, vol. 25, iss. 3, pp. 245-250. DOI: 10.1080/02827581.2010.488656
46. Bare B.B., Jayne B.A., Anholt B.F. A Simulation-Based Approach for Evaluating Logging Residue Handling Systems: General Technical Report PNW-45. Oregon, Portland, US Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station, 1976. 30 p.
47. Bergström D., Bergsten U., Nordfjell T., Lundmark T. Simulation of Geometric Thinning Systems and Their Time Requirements for Young Forests. Silva Fennica, 2007, vol. 41, no. 1, art. no. 311. DOI: 10.14214/sf.311
48. Bergström D. Techniques and Systems for Boom-Corridor Thinning in Young Dense Forests: Doctoral Thesis. Umeå, Swedish University of Agricultural Sciences, Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, 2009. 87 p.
49. Block W.A., Fridley J.L. Simulation of Forest Harvesting Using Computer Animation. Transactions of the ASAE, 1990, vol. 33, no. 3, pp. 967-974. DOI: 10.13031/2013.31425
50. Bradley D.P., Biltonen R.E., Winsaure S.A. A Computer Simulation of Full-Tree Field Chipping and Trucking. Research Paper NC-129. Minnesota, St. Paul, US Department of Agriculture, Forest Service, North Central Forest Experiment Station, 1976. 14 p.
51. Bragg W.C., Ostrofsky W.D., Hoffman B.F., Jr. Residual Tree Damage Estimates from Partial Cutting Simulation. Forest Products Journal, 1994, vol. 44, iss. 7/8, pp. 19-22.
52. Chiorescu S., Grönlund A. Assessing the Role of the Harvester within the Forestry-Wood Chain. Forest Products Journal, 2001, vol. 51, iss. 2, pp. 77-84. EDN: FMXKST
53. Conradie I.P., Greene W.D., Murphy G.E. Value Recovery with Harvesters in Southeastern USA Pine Stands. 2nd Forest Engineering Conference, 2003, pp. 55-63.
54. Eliasson L., Lageson H. Simulation Study of a Single-Grip Harvester in Thinning from Below and Thinning from Above. Scandinavian Journal of Forest Research, 1999, vol. 14, iss. 6, pp. 589-595. DOI: 10.1080/02827589908540824
55. Eliasson L. Simulation of Thinning with a Single-Grip Harvester. Forest Science, 1999, vol. 45, iss. 1, pp. 26-34. DOI: 10.1093/forestscience/45.1.26
56. Fisher E.L., Gochenour D.L., Jr. Improved Timber Harvesting through Better Planning. A GASP IV Simulation Analysis. Transactions of the ASAE, 1980, vol. 23, no. 3, pp. 553-557. DOI: 10.13031/2013.34622
57. Fridley J.L., Garbini J.L., Jorgensen J.E. Interactive Simulation of Forest Thinning System Concepts. ASAE Paper no. 82-1603. Michgan, St. Joseph, 1982. 16 p.
58. Fridley J.L, Garbini J.L., Jorgensen J.E., Peters P.A. An Interactive Simulation for Studying the Design of Feller-Bunchers for Forest Thinning. Transactions of the ASAE, 1985, vol. 28, no. 3, pp. 680-686. DOI: 10.13031/2013.32319
59. Fridley J.L, Jorgensen J.E., Garbini J.L. A Rational Approach to Feller-Buncher Design for Steep Slope Thinning. Forest Products Journal, 1988, vol. 38, iss. 6, pp. 31-37.
60. Fridley J.L, Jorgensen J.E. Geometric Modeling to Predict Thinning System Performance. Transactions of the ASAE, 1983, vol. 26, no. 4, pp. 976-982. DOI: 10.13031/2013.34059
61. Garbini J.L., Lembersky M.R., Chi U.H., Hehnen M.T. Merchandiser Design Using Simulation with Graphical Animation. Forest Products Journal, 1984, vol. 34, no. 4, pp. 61-68.
62. Gellerstedt S., Dahlin B. Cut-to-Length: The Next Decade. International Journal of Forest Engineering, 1999, vol. 10, iss. 2, pp. 17-24.
63. Gerasimov Y., Sokolov A., Fjeld D. Improving Cut-to-Length Operations Management in Russian Logging Companies Using a New Decision Support System. Baltic Forestry, 2013, vol. 19, iss. 1, pp. 89-105. EDN: SLACVR
64. Gerasimov Y., Sokolov A., Karjalainen T. GIS-Based Decision-Support Program for Planning and Analyzing Short-Wood Transport in Russia. Croatian Journal of Forest Engineering, 2008, vol. 29, no. 2, pp. 163-175. EDN: LKXMBH
65. Goulet D.V., Iff R.H., Sirois D.L. Tree-to-Mill Forest Harvesting Simulation Models: Where are We? Forest Products Journal, 1979, vol. 29, no. 10, pp. 50-55.
66. Goulet D.V., Iff R.H., Sirois D.L. Five Forest Harvesting Simulation Models. Part II: Paths, Pitfalls, and Other Considerations. Forest Products Journal, 1980, vol. 30, no. 8, pp. 18-22.
67. Greene W.D., Fridley J.L., Lanford B.L. Operator Variability in Interactive Simulations of Feller-Bunchers. Transactions of the ASAE, 1987, vol. 30, no. 4, pp. 918-922. DOI: 10.13031/2013.30499
68. Greene W.D., Jackson B.D., Culpepper J.D. Georgia’s Logging Businesses, 1987 to 1997. Forest Products Journal, 2001, vol. 51, iss. 1, pp. 25-28. EDN: FMXOTT
69. Greene W.D., Lanford B.L. Geometric Simulation of Feller-Bunchers in Southern Pine Plantation Thinning. ASAE Paper no. 84-1612. Michigan, St. Joseph, 1984. 17 p.
70. Greene W.D., Lanford B.L. An Interactive Simulation Program to Model Feller-Bunchers. Alabama Agricultural Experiment Station, Auburn, 1986, Bulletin no. 576.
71. Greene W.D., Lanford B.L., Mykytka E.F. Stand and Operating Effects on Feller-Buncher Productivity in Second Thinnings of Southern Pine. Forest Products Journal, 1987, vol. 37, iss. 3, pp. 27-34.
72. Hartsough B.R., Zhang X., Fight R.D. Harvesting Cost Model for Small Trees in Natural Stands in the Interior Northwest. Forest Products Journal, 2001, vol. 51, iss. 4, pp. 54-60. EDN: FMXAQV
73. Hool J.N., Bussel W.H., Leppert A.M., Harmon G.R. Pulpwood Production System Analysis - a Simulation Approach. Journal of Forestry, 1972, vol. 70, iss. 4, pp. 214-215.
74. Johnson L.R., Biller C.J. Wood-Chipping and a Balanced Logging System: Simulation Can Check the Combinations. Transactions of the ASAE, vol. 17, no. 4, pp. 651-655.
75. Johnson L.R., Gochenour D.L., Jr., Biller C.J. Simulation Analysis of Timber-Harvesting Systems. 23rd Annual Conference and Convention. California, Anaheim, American Institute of Industrial Engineers, 1972, pp. 353-362.
76. Kellogg L.D., Bettinger P. Thinning Productivity and Cost for a Mechanized Cut-to-Length System in the Northwest Pacific Coast Region of the USA. Journal of Forest Engineering, 1994, vol. 5, iss. 2, pp. 43-54. DOI: 10.1080/08435243.1994.10702659
77. Khitrov E.G., Andronov A.V. Mathematical Model of Interaction between Forest Machine Mover and Consolidating Soil. Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1177, art. no. 012030. DOI: 10.1088/1742-6596/1177/1/012030
78. Killham J.R. The Development of a Forest Harvesting Simulation Model: M.S. Thesis. Alabama, Auburn, Auburn University, 1975. 354 p.
79. Li Y. Modeling Operational Forestry Problems in Central Appalachian Hardwood Forests. Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports, 2005, art. no. 4166. DOI: 10.33915/etd.4166
80. Lindroos O. The Effects of Increased Mechanization on Time Consumption in Small-Scale Firewood Processing. Silva Fennica, 2008, vol. 42, no. 5, art. no. 227. DOI: 10.14214/sf.227
81. McNeel J.F., Rutherford D. Modelling Harvester-Forwarder System Performance in a Selection Harvest. Journal of Forest Engineering, 1994, vol. 6, iss. 1, pp. 7-14. DOI: 10.1080/08435243.1994.10702661
82. Mokhirev A., Gerasimova M., Pozdnyakova M. Finding the Optimal Route of Wood Transportation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 226, art. no. 012053. DOI: 10.1088/1755-1315/226/1/012053 EDN: CKKCMG
83. Nurminen T., Korpunen H., Uusitalo J. Time Consumption Analysis of the Mechanized Cut-to-Length Harvesting System. Silva Fennica, 2006, vol. 40, no. 2, art. no. 346. DOI: 10.14214/sf.346
84. O’Hearn S.E., Stuart W.B., Walbridge T.A. Using Computer Simulation for Comparing Performance Criteria between Harvesting Systems. American Society of Agricultural Engineers Paper, 1976, no. 76, art. no. 1567.
85. Randhawa S.U., Scott T.M. Model Generation for Simulation Analysis: an Application to Timber Harvesting. Computers and Industrial Engineering, 1996, vol. 30, iss. 1, pp. 51-60. DOI: 10.1016/0360-8352(95)00030-5
86. Rukomojnikov K.P., Sergeeva T.V., Gilyazova T.A., Komisar V.P. Computer Modeling to Support Management and Organizational Decisions in the Use of a Forest Harvester. Proceedings of SPIE, 2022, vol. 12251, Computer Applications for Management and Sustainable Development of Production and Industry (CMSD2021). 122510 p. DOI: 10.1117/12.2631137 EDN: IEKMOZ
87. Sängstuvall L., Bergström D., Lämås T., Nordfjell T. Simulation of Harvester Productivity in Selective and Boom-Corridor Thinning of Young Forests. Scandinavian Journal of Forest Research, 2012, vol. 27, iss. 1, pp. 56-73. DOI: 10.1080/02827581.2011.628335
88. Spinelli R., Owende P., Ward S.M. Productivity and Cost of CTL Harvesting of Eucalyptus globulus Stands Using Excavator-Based Harvesters. Forest Products Journal, 2002, vol. 52, iss. 1, pp. 67-77. EDN: FMVGQH
89. Spinelli R., Visser R. Analyzing and Estimating Delays in Harvester Operations. International Journal of Forest Engineering, 2008, vol. 19, iss. 1, pp. 36-41. DOI: 10.1080/14942119.2008.10702558
90. Stampfer K., Henoch J. Process Simulation to Evaluate Steep Terrain Harvesting Systems. Landwards, The Institution of Agriculture Engineers, 1999, vol. 54, no. 3, pp. 1-11.
91. Stuart W.B. Harvesting Analysis Technique: a Computer Simulation System for Timber Harvesting. Forest Products Journal, 1981, vol. 31, iss. 11, pp. 45-53.
92. Talbot B., Nordfjell T., Suadicani K. Assessing the Utility of Two Integrated Harvester-Forwarder Machine Concepts Through Stand-Level Simulation. International Journal of Forest Engineering, 2003, vol. 14, iss. 2, pp. 31-43. DOI: 10.1080/14942119.2003.10702476
93. Talbot B., Suadicani K. Analysis of Two Simulated In-Field Chipping and Extraction Systems in Spruce Thinnings. Biosystems Engineering, 2005, vol. 91, iss. 3, pp. 283-292. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2005.04.014
94. Wang J., Greene W.D. An Interactive Simulation System for Modeling Stands, Harvests, and Machines. International Journal of Forest Engineering, 1999, vol. 10, iss. 1, pp. 81-99.
95. Wang J., Greene W.D., Stokes B. Stand, Harvest, and Equipment Interactions in Simulated Harvesting Prescriptions. Forest Products Journal, 1998, vol. 48, iss. 9, pp. 81-86.
96. Wang J., LeDoux C.B. Estimating and Validating Ground-Based Timber Harvesting Production through Computer Simulation. Forest Science, 2003, vol. 49, iss. 1, pp. 64-76. DOI: 10.1093/forestscience/49.1.64
97. Wang J., LeDoux C.B., Li Y. Modeling and Simulating Two Cut-to-Length Harvesting Systems in Central Appalachian Hardwoods. Proceedings of the 26th Annual Meeting of Council on Forest Engineering. Maine, Bar Harbor, 2003. 5 p.
98. Wang J.X., LeDoux C.B., Li Y. Simulating Cut-to-Length Harvesting Operations in Appalachian Hardwoods. International Journal of Forest Engineering, 2005, vol. 16, iss. 2, pp. 11-27. DOI: 10.1080/14942119.2005.10702510
99. Wang J., Li Y., Miller G. Development of a 3D Stand Generator for Central Appalachian Hardwood Forests. Proceedings of the IUFRO Conference on Symposium on Statistics and Information Technology in Forestry. Virginia, Blacksburg, 2002. 5 p.
100. Webster D.B. Development of a Flexible Timber Harvesting Simulation Model. Forest Products Journal, 1975, vol. 25, iss. 1, pp. 40-45.
101. Wester F., Eliasson L. Productivity in Final Felling and Thinning for a Combined Harvester-Forwarder (Harwarder). International Journal of Forest Engineering, 2003, vol. 14, iss. 2, pp. 45-50. DOI: 10.1080/14942119.2003.10702477
102. Winsauer S.A. A Program and Documentation for Simulation of a Tracked Feller/ Buncher. Research Paper NC-192. US Department of Agriculture, Forest Service, North Central Forest Experiment Station, 1980. 29 p. DOI: 10.2737/NC-RP-192
103. Winsauer S.A. A Program and Documentation for Simulation of Grapple Skidders and a Whole-Tree Chipper. Research Paper NC-221. Maine, St. Paul, US Department of Agriculture, Forest Service, 1982. 10 p. DOI: 10.2737/NC-RP-221
104. Winsauer S.A., Bratley D.P. A Program and Documentation for Simulation of a Rubber-Tired Feller-Buncher. Research Paper NC-212. Maine, St. Paul, US Department of Agriculture, Forest Service, 1982. 14 p. DOI: 10.2737/NC-RP-212
105. Winsauer S.A., Kofman P.D. Simulation of the Kockums 81-11 Feller/Buncher. American Society of Agriculture Engineers. Illinois, Chicago, Hyatt Regency, 1986. 11 p.
106. Ylimäki R., Väätäinen K., Lamminen S., Sirén M., Ala-Ilomäki J., Ovaskainen H., Asikainen, A. Kuljettajaa Opastavien Järjestelmien Tarve ja Hyötypotentiaali Koneellisessa Puunkorjuussa = The Need for and Benefit Potential of Operator Guidance Systems in Mechanized Harvesting. Working Papers of the Finnish Forest Research Institute, 2012. 224 p.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Анализ природоохранной деятельности предприятий лесопромышленного комплекса по данным из открытых источников и по опыту экспертной оценки негативного воздействия ряда промышленных объектов, перерабатывающих биомассу древесины, позволил описать механизмы влияния интегрального вида хозяйственной деятельности на современный техногенез. Выделены группы техногенеза, свойственные для естественных ландшафтно-геохимических процессов в зоне влияния предприятий лесопромышленного комплекса: биогенез, гидрогенез, гуматогенез, хелатогенез и антропогеноценоз. При промышленной эксплуатации леса меняется ядро лесного биогеоценоза и специфический комплекс растений нижнего яруса, определяющий биогенную миграцию. Рассмотрены особенности проявления гидрогенеза, сопряженные с изменением действия воды и ее проникновением в литосферу. Проявления гуматогенеза и хелатогенеза проанализированы с позиции изменения содержания углерода в лесных подстилках. Установлено, что источниками антропогеноценоза являются объекты технической инфраструктуры и хозяйственной деятельности, которые сопряжены с оборотом и переработкой древесного сырья, что способствует изменению характера миграции, аккумуляции химических веществ в различных средах и формированию биогеохимических барьеров на их пути. Отмечается особый тип «экономической урбанизации» на современном этапе общественного развития, в которой участвует лесопромышленный комплекс как переработчик растительного сырья и поставщик готовой продукции с генерацией отходов в городских агломерациях с их возможной последующей переработкой. Выделено несколько предполагаемых механизмов техногенеза на различных этапах развития хозяйственной деятельности в лесном секторе. Подчеркнута значительная роль деградационного механизма. Современная ориентация природопользования и развитие модифицирующих механизмов техногенеза, таких как поддерживающий, креативный и управляющий (наиболее перспективный для реализации циркулярной экономики) и их сочетание в процессе эксплуатации территории открывают новые возможности. Даны прогнозы перспективности перехода от традиционно воспринимаемого техногенеза (преимущественно деградационного) к ноотехногенезу. Этот переход основан на реализации принципов управляемой природно-технической системы с учетом динамики восстановления и регулирования воспроизводства лесных ресурсов в условиях экологических ограничений, что является залогом устойчивого лесопромышленного комплекса.
При больших расстояниях доставки круглых лесоматериалов зачастую экономически оправданной является только транспортировка в плотах. Преобладает береговая сплотка лесосплавных пучков. Для повышения их прочности, увеличения полнодревесности, предполагающего снижение затрат на буксировку, предусматривается торцевание пучков. В формулах, полученных ранее для определения усилия торцевания, отсутствует коэффициент формы пучка - основной критерий, по которому на лесосплаве оценивают противодействие продольному перемещению лесоматериалов. Дополнительное давление в пучке, обусловленное наличием обвязок, не учитывалось, либо не имело непосредственной связи с коэффициентом формы. Цель исследования - выведение формул для вычисления силы торцевания пучков на береговых складах с учетом наличия обвязок и коэффициента формы; установление характера и степени влияния определяющих ее факторов. Метод - теоретический, базирующийся на положениях теорий гибких нитей и сыпучей среды. Аналитическим путем получена формула для нахождения рассматриваемого усилия. Ее использование в практических расчетах проблематично из-за необходимости многократного вычисления интегралов. Составляющие формулы, требующие вычисления интегралов, заменили параметром K - параметром сопротивления торцеванию. Его значение, соответствующее площади поперечного сечения пучка, равной единице, обозначили k - удельный параметр сопротивления торцеванию. Установили, что этот показатель зависит от коэффициента формы пучка и отношения его высоты к среднему диаметру лесоматериалов. Изменяя данные факторы в диапазонах 1,5-2,5 и 4-20 соответственно, выполнили вычисления k с использованием указанных интегралов. Получили аппроксимирующие зависимости для определения параметра k по отношению высоты пучка к среднему диаметру лесоматериалов, построили графики, позволяющие определять усилие торцевания при практических расчетах, не прибегая к интегрированию. Установили, что изменение отношения высоты пучка к среднему диаметру лесоматериалов от 4 до 20 вызывает примерно 5-кратное увеличение усилия торцевания, зависимость линейная. Уменьшение коэффициента формы от 2,5 до 1,5 приводит к росту этого усилия почти в 2 раза. Его зависимость от плотности лесоматериалов, коэффициента полнодревесности, размеров пучка и коэффициента трения скольжения прямая, линейная. Из этих факторов наиболее значим коэффициент трения, варьирование которого может приводить к изменению выходной величины более чем в 2 раза. Ее зависимость от угла внутреннего трения обратная, незначительная.
Представлены данные по видовому составу и обилию древесной и кустарниковой растительности на гарях южного Забайкалья. Объект исследования - гари большой площади в лесном фонде Хоринского лесничества Республики Бурятии. Фитоценозы расположены на песчаных почвах, на разных элементах рельефа на высоте от 676 до 845 м над ур. м. - от подножий до вершин пологих холмов. Учет растительности всех компонентов леса проводили по свободным маршрутным ходам на круговых учетных площадках радиусом 1,785 м. Примыкая друг к другу, они образовывали учетную ленту. На каждом опытном участке закладывали не менее 30 учетных площадок. Установлено, что состав растительности и долевое участие видов на объектах исследования различаются. На гарях 14-15-летней давности отмечено наличие 15-18 видов растений в составе живого напочвенного покрова. Максимальное проективное покрытие - более 5 % имеют 6 видов: Vaccinium vitis-idaea L., Calamagrostis arundinacea (L.) Roth, Carex pseudocyperus L., Avenella flexuosa (L.) Drejer, Lichenes sp. L., Bryidae sp. Engl. В составе подлеска выявлено 6 видов, преобладают Sorbus aucuparia subsp. Sibirica (Hedl.) Krylov, Viburnum burejaeticum Regel & Herder и Juniperus sibirica Burgsd. Показано, что размах варьирования численности подлеска по объектам исследования составил 190-673 экз./га. Подрост сформирован сосной обыкновенной в количестве от 27 до 62 экз./га. Указано, что основной причиной небольшой численности самосева сосны являлись экстремальные температуры поверхности почвы в летний период. Зафиксирована максимальная температура 63 °С на минерализованной части почвы, что вызывает денатурацию белка в эндосперме и потерю всхожести семян. Акцентируется внимание на большой доле минерализованной поверхности как следствия ветровой и водной эрозии. На отдельных опытных участках площадь минерализованной поверхности превысила 18 %. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании лесовосстановительных мероприятий, при геоботанических исследованиях и в учебном процессе.
Юг Западной Сибири - крупный зерноводческий регион, где безопасное земледелие невозможно без защиты полей лесными полосами. Но с усилением засушливости территории снижается их долговечность, что сдерживает работы по облесению пахотных земель. Цель исследования - установить закономерности водного режима древостоев полезащитных лесных полос и обосновать их модели, наиболее подходящие для сухостепных районов. Изучена система средневозрастных полезащитных лесных полос из Pinus sylvestris, Ulmus laevis, Betula pendula высотой 7-10 м, Ribes aureum - 1,5-2,0 м на автоморфной каштановой почве. Установлено, что снегоотложение в полезащитных лесных полосах обусловлено многими факторами: количеством твердых осадков, ветровым и температурным режимом воздуха, ветропроницаемостью древостоя. Наслаиваясь, они нивелируют или усиливают общее воздействие на метелевый поток. Средняя высота и запас снега в зоне питания древостоя в основном зависят от количества твердых осадков, а в бескустарниковых полосах - повышаются также с густотой, высотой древостоя и шириной междурядий. В полезащитных лесных полосах с опушечными рядами кустарника запас снега уменьшается при увеличении числа и высоты рядов деревьев, ширины междурядий и расстояния между рядом кустарника и рядом деревьев. Эффективнее накапливают снег и работают «на себя» кустарниковые кулисы и плотные 1-рядные лесные полосы, а также 2-3-рядные древостои при наличии ряда кустарника с наветренной стороны. За ними по результативности удержания твердых осадков следуют 2-3-рядные бескустарниковые полезащитные лесные полосы с междурядьями 2,0-3,5 м и густотой древостоя 0,6-2,0 тыс. дер./га. Среди 2-рядных лесополос лучше накапливают снег более широкорядные и густые насаждения. Увеличение числа (выше 3) и густоты рядов деревьев снижает их наполнение твердыми осадками. В полезащитных лесных полосах из биогрупп деревьев эффективнее запасают снег умеренно густые (до 1000-1100 дер./ га) биогруппы. Кустарниковые прерывистые кулисы образуют снежные холмики и могут использоваться как хорошее средство аккумуляции снега на межполосных полях. Стабильнее по годам весенние и летние запасы почвенной влаги формируются в бескустарниковых 2-3-рядных полезащитных лесных полосах с умеренно широкими междурядьями, а экономнее расходуют влагу умеренно густые насаждения сосны и березы.
Оценка воздействия пожаров на лесные насаждения для получения информации о постпирогенном развитии компонентов леса в динамике становится все более актуальной в связи с возрастанием количества возгораний лесов и пройденной огнем лесной площади. Цель исследования - сбор фактических данных о процессах деструкции и начальной стадии восстановления компонентов леса в Башкирском заповеднике после крупного пожара 2020 г. в массиве Авдэктэ. Выполнен анализ послепожарных изменений светлохвойных насаждений на территории заповедника после низового пожара. Для участков, пройденных огнем различной интенсивности, приводятся данные по изменению показателей древостоев через 1 и 2 года после пожара, в т. ч. описана динамика подроста, подлеска, живого напочвенного покрова, лесной подстилки. Выявлена зависимость доли погибших деревьев от диаметра ствола, запаса образовавшейся захламленности и сухостоя. Наиболее сильно пострадали молодняк с диаметром ствола менее 16 см и старовозрастные деревья, имеющие пожарные подсушины или другие повреждения. Как самые сохранившиеся характеризуются средневозрастные деревья, которые обладают высоким потенциалом восстановления после ослабления под воздействием неблагоприятных факторов. По мультиспектральным снимкам Sentinel-2 проведена оценка повреждения древостоев через 1 и 2 года после пожара, выделены покрытые и непокрытые лесом участки. Покрытые лесом участки были разделены по степени гибели древостоев на 4 категории: 0-25; 26-50; 51-75 и более 75 %. Выявлены их площади в динамике через 1 и 2 года после пожара. На 2-й год после пожара площадь насаждения, где гибель деревьев составляет более 75 %, увеличилась с 619,7 до 1059,2 га и занимала более 1/3 территории, пройденной огнем. Данные инструментальных измерений и спутниковых снимков показали высокое сходство полученных результатов.
В почвенном пуле содержатся основные запасы органического углерода преимущественно бореальных лесов России. Количественные оценки запасов углерода пула почв значительно варьируют. Это объясняется высокой временной и пространственной изменчивостью содержания органического углерода в почвах, недостатком эмпирических данных для ряда регионов, различием подходов к оценке углерода почв и плотности сложения почвенных горизонтов, принятой в расчет мощностью почвенного слоя, включением в почвенный пул запасов углерода лесной подстилки, слоя торфа и др. В 2020 г. выборочно-статистическим методом завершен 1-й цикл государственной инвентаризации лесов России. Получены лесотаксационные характеристики, экологические показатели и информация о лесорастительных условиях для 69,1 тыс. постоянных пробных площадей. Ограниченность данных полевых описаний почв обусловливает необходимость апробации комплексного подхода к использованию материалов государственной инвентаризации лесов в программной среде геоинформационных систем в сочетании с цифровыми ресурсами открытого доступа в целях оценки запасов углерода в почвенном пуле. Разработана и экспериментально опробована методика количественной оценки запасов углерода в пуле лесных почв. Предложенная методика включает: 1) геокодирование пробных площадей; 2) приведение исходных данных государственной инвентаризации лесов о типах почв к стандартной классификации; 3) использование цифровых ресурсов Мирового центра данных о почвах SoilGrids для получения эталонных средних запасов углерода на сети пробных площадей государственной инвентаризации лесов; 4) расчет общего запаса углерода в почвенном пуле лесных земель по средним запасам углерода SoilGrids и площадям стандартных типов почв по материалам государственной инвентаризации лесов. Экспериментальная апробация выполнена на примере Республики Карелии. Объем выборки составил 667 пробных площадей. По результатам исследования, преобладающий комплекс типов почв - подзолы иллювиально-железистые и иллювиально-гумусовые (без разделения) / подзолы иллювиально мало- и много-гумусовые - занимает площадь 7,28 млн га. Общий запас углерода почв в слое 0-30 см для лесных земель республики оценен в 773,9 Мт С при средних 79,1 т С/га.
В лесном фонде Вологодской области широко представлены вторичные и производные лиственно-хвойные леса. Поиск эффективных методов ведения хозяйства в них с целью повышения запаса и ускорения выращивания ценной хвойной древесины является актуальной задачей. В качестве варианта ее решения может рассматриваться своевременное и научно обоснованное проведение комплексных рубок. Комплексные рубки осуществляются в разновозрастных и сложных древостоях и должны сочетать заготовку спелой древесины и уход за лесом. Основные цели таких рубок - переформирование лиственно-хвойных насаждений в хвойно-лиственные, улучшение роста и состояния хвойного яруса, повышение продуктивности древостоев. Комплексные рубки не рассматриваются в действующем российском законодательстве, что связано с отсутствием достаточного научного обоснования и нормативного обеспечения для их проведения. Посредством обобщения производственного опыта, результатов выполненных авторами исследований и данных многолетних наблюдений, осуществляемых сотрудниками Северного научно-исследовательского института лесного хозяйства на стационарных опытных объектах с комплексными рубками, сформулированы предложения по проектированию и назначению таких рубок, установлены организационно-технические параметры для их эффективного проведения во вторичных и производных лесах Вологодской области. Отмечается, что путем своевременной и правильной вырубки лиственных видов и ухода за хвойным подростом возможно преобразовать лиственно-хвойные насаждения в хвойные, добиться улучшения роста и состояния хвойного яруса, производительности древостоя. Кроме того, комплексные рубки должны способствовать улучшению средообразующей роли леса, повышению экологических и специальных свойств лесных экосистем, а также сохранению биологического разнообразия. Планирование и назначение комплексных рубок следует выполнять с учетом лесообразующих факторов, технологических, технических возможностей и экономических показателей. Правильный, научно обоснованный подход к проведению комплексных рубок позволит повысить их лесоводственную и экономическую эффективность.
Проанализированы показатели накопления подроста на вырубках Западно-Сибирского северо-таежного равнинного лесного района. Учет подроста производился на площадках размером 2×2 м в количестве 30 площадок на каждой изучаемой вырубке. Отмечается, что лесовозобновление в районе исследования протекает довольно успешно. В условиях зеленомошно-ягодникового и багульникового-брусничного типов леса в составе подроста встречаются сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), березы повислая (Betula pendula Roth.) и пушистая (B. рubescens Ehrh.), сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Rupr.), осина (Populus tremula L.), ель сибирская (Picea obovata Ledeb.), лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.) с доминированием сосны обыкновенной и березы повислой. Высокая доля березы объясняется ежегодным семеношением вида и переносом семян ветром на большие расстояния, а также ее способностью к вегетативному возобновлению. Возобновление хвойных пород сдерживается периодичностью семенных лет, зависанием семян в лесной подстилке и слоевищах мхов. Эти проблемы можно решить минерализацией почвы. Минерализацию лучше сочетать с очисткой лесосек от порубочных остатков. Последние сгребаются бульдозером на трелевочный волок с 2 сторон. В результате перемешивания порубочных остатков с лесной подстилкой и почвой активизируются процессы деструкции древесины и минимизируется пожарная опасность на вырубке, создаются идеальные условия для накопления подроста. Основная площадь между трелевочными волоками (65-70 %) остается без минерализации, поскольку на этой части вырубки в процессе проведения лесосечных работ сохраняется максимальное количество подроста предварительной генерации. В условиях подзоны северной тайги Ханты-Мансийского автономного округа - Югры, где средний прирост древесины составляет 0,6 м3/га, сырьевое значение древостоев уступает место экологическому. Учитывая важную экологическую роль берез повислой и пушистой, целесообразно утвердить их в качестве главных древесных пород. Это позволит ускорить перевод вырубок в покрытые лесной растительностью земли и снизить неоправданно высокую долю площади лесокультурного фонда.
Информация о распределении деревьев по ступеням толщины в древостоях необходима для планирования выборочных рубок и формирования экологически устойчивых и экономически ценных насаждений. Целью данной статьи является характеристика и сравнение структурного разнообразия распределения диаметров деревьев смешанных одно- и двухвозрастных древостоев Tilia cordata Mill., произрастающих в условиях Архангельского лесничества Республики Башкортостан. По данным 25 временных пробных площадей кластерным анализом и методом визуализации по эмпирическим данным распределений диаметров деревьев выделено 4 унимодальных структурных типа распределений и нисходящий (обратной J-образной формы). Среди исследованных двухвозрастных древостоев распределения древостоев по диаметрам на высоте груди с 2 пиками (бимодальность) не наблюдается. Установлено, что коэффициенты вариации диаметров устойчиво снижаются с возрастом древостоя (коэффициент корреляции Пирсона r = - 0,57 при p = 0,003) и увеличением доли участия липы в его составе (r = - 0,71 при p < 0,001), а ряды распределения характеризуются правосторонней асимметрией. Разнообразие размеров деревьев оценивалось на основе данных о площадях поперечного сечения с использованием индексов Шеннона, Симпсона, Джини и Сийпилехто. Сравнение индексов Шеннона и Симпсона показало, что структурное разнообразие диаметров деревьев было более сложным в двухвозрастных лесах по сравнению с одновозрастными. Оба индекса обеспечили четкое деление исследованных двухвозрастных древостоев на 2 унимодальных типа распределения диаметров. Индекс Джини (0,28-0,52) свидетельствовал о широком уровне структурного разнообразия и достигал высоких значений (0,48-0,52), когда распределение диаметров было близко к нисходящему. Большие индексы Сийпилехто (0,63-1,05) подтвердили унимодальность распределений диаметров древостоев, в т. ч. для пикообразного типа. Сделан вывод, что кластерный анализ и применение индексов размерного разнообразия диаметров позволяют лучше понять структуру строения липняков, а индексы для древостоев липы должны стать частью их дальнейших лесоводственных оценок.
Исследована структура коренного елового древостоя в национальном парке «Водлозерский». Показано, что при долговременном естественном развитии ельников в черничном типе лесорастительных условий формируются абсолютно разновозрастные среднеполнотные устойчивые древостои. Распределение деревьев по классам возраста в изученном сообществе характеризуется наибольшей представленностью ели 60-80 и 220-240 лет. Анализ кернов древесины выявил, что 18 % деревьев (30 % по запасу) поражено дереворазрушающими грибами. При этом число пораженных деревьев увеличивается с возрастом. Естественное возобновление ели на 92 % (8,92 тыс. шт./га) представлено жизнеспособными экземплярами и характеризуется относительно равномерным пространственным размещением. Густота и состояние подроста в сообществе способствуют поддержанию разновозрастной структуры древостоя. Высота ели, начала живой кроны, диаметр и площадь проекции, протяженность кроны увеличиваются с возрастом дерева, за исключением относительной протяженности кроны, средние значения данного показателя остаются практически одинаковыми для деревьев всех возрастных групп. По результатам анализа пространственных отношений в древостое выявлено, что все деревья в целом и ель разных возрастных групп, кроме деревьев до 80 лет, распределены случайно. Для деревьев до 80 лет характерно групповое размещение. Оценка индексов конкуренции для каждой ели со стороны деревьев в радиусе 10 м показала, что при увеличении силы воздействия со стороны ближайших деревьев высота и диаметр ствола, а также площадь проекции кроны «центрального» дерева уменьшаются. Воздействие соседних деревьев прослеживается на расстоянии до 8 м для елей старше 200 лет и до 12 м для елей до 80 лет.
Условия погоды являются одним из наиболее важных факторов, влияющих на пожарную опасность лесов. В России именно показатели, характеризующие пожарную опасность в лесах в зависимости от условий погоды, традиционно используются для регламентации работы лесопожарных служб. В частности, класс пожарной опасности, методика расчета которого (основанная на разработках В. Г. Нестерова) утверждена приказом Рослесхоза, используется для расчета кратности авиационного патрулирования лесов. С учетом разной плотности метеостанций в разные годы были разработаны несколько модификаций этого метода, таких как ПВ-1, ПВ-2, ПВГ, но официально утвержденной, несмотря на ряд недостатков, является только методика Нестерова. Накопление больших объемов структурированных данных, а также развитие информационных технологий позволяют оптимизировать существующие подходы к расчету граничных значений комплексного показателя пожарной опасности в лесах и впервые выполнить детализированные расчеты для всех регионов Российской Федерации. Таким образом, в России возникли предпосылки для обновления нормативно-правовой базы в этой сфере. Предложенная модифицированная методика основывается на классическом принципе оценки границ классов в шкале пожарной опасности, соответствующих доле возникающих лесных пожаров: 5, 20, 45, 70 %. Вместе с тем принципиальным новым является выбор (на основании численного критерия) методики, наиболее подходящей для конкретной территории. При этом методику Нестерова и ПВГ предлагается использовать в модифицированном варианте (со значениями температуры и точки росы за вчерашние сутки при обновленных данных об осадках: день/ ночь). В работе обосновано, что такие изменения существенно не повлияют на адекватность показателя, при этом позволят осуществлять расчет на утро текущего дня, что необходимо для практического применения. Важной особенностью стал также переход на средневзвешенный расчет индексов. За единицу расчета для небольших по лесной площади регионов выбран субъект Российской Федерации в целом. Крупные регионы были поделены по границам лесных районов. Для субъектов Российской Федерации с ярко выраженным внутрисезонным колебанием горимости шкалы рассчитаны отдельно для характерных периодов. Для визуализации полученных в ходе исследования шкал разработан специальный интерактивный веб-сервис, что существенно упростило процесс контроля и интерпретации результатов. Предложенные шкалы могут быть использованы для совершенствования нормативно-правовой базы в области охраны лесов от пожаров.
Издательство
- Издательство
- САФУ имени М.В. Ломоносова
- Регион
- Россия, Архангельск
- Почтовый адрес
- Российская Федерация, 163002, г. Архангельск, набережная Северной Двины, 17, кабинет 1339
- Юр. адрес
- Российская Федерация, 163002, г. Архангельск, набережная Северной Двины, 17, кабинет 1339
- ФИО
- Кудряшова Елена Владимировна (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@narfu.ru
- Контактный телефон
- +8 (818) 2218920
- Сайт
- https://narfu.ru/