Характеристики прочности древесины сосны обыкновенной в древостоях Европейского северо-востока России

В настоящее время среди исследователей нет единого мнения касательно оптимальных условий произрастания, которые способствуют формированию древесины сосны «оптимального качества». Опубликованные в литературных источниках сведения позволяют сделать заключение, что варьирование объемных и прочностных характеристик древесины сосны обыкновенной находится в узком диапазоне, в пределах низкого или среднего уровней изменчивости. Целью исследования являлось выявление связи прочностных характеристик с показателями макростроения годичного прироста древесины сосны, а также моделирование зависимости прочностных характеристик от параметров строения древесины сосны и ее плотности для региона исследования. Исследованиями насаждений сосны охвачен регион северной части Русской равнины. На пробных площадях выполняли все необходимые замеры и расчеты в соответствии с принятыми в лесной таксации методиками и стандартами в области древесиноведения. Обработка данных выполнена с применением стандартных или модифицированных методик и программного оборудования. Для определения наличия связи прочностных характеристик с отдельными линейными параметрами трахеид ранней и поздней зоны годичного кольца древесины сосны было проведено моделирование с использованием статистических методов. Для более детального и комплексного анализа выполнено построение множественной линейной и нелинейной регрессии с оценкой значимости влияния факторов микростроения годичного кольца посредством проведения t- и F-тестов с использованием специализированного пакета статистического анализа и прогнозирования ALGLIB. Выполненная оценка показывает, что изменчивость сопротивления древесины сосны обыкновенной сжатию вдоль волокон в насаждениях Европейского северо- востока из параметров структурных элементов годичного кольца наилучшим образом объясняется колебаниями радиального диаметра трахеид ранней древесины и долей ранней зоны в годичном кольце. Результаты исследования дают возможность предположить, что проведение лесохозяйственных мероприятий, направленных на «оптимизацию» ежегодного прироста по диаметру не позволяет ожидать улучшения физико-механических свойств древесины сосны обыкновенной в насаждениях Европейского северо-востока России. Доверительный интервал изменения прочностных характеристик не распространяется далее значений 35–50 МПа. Наличие связи между сопротивлением древесины сосны сжатию вдоль волокон составляет 50% от суммы всех влияющих факторов структурными составляющими радиального прироста.

1. Александрова М.С., Коровин В.В., Коротков С.А., Крылов А.М., Липаткин В.А., Румянцев Д.Е., Николаев Д.К., Мельник П.Г., Степанова О.В., Стоноженко Л.В. Дендрохронологическая информация в лесоводственных исследованиях / под ред. В.А. Липаткина, Д.Е. Румянцева. М.: МГУЛ, 2007. 137 с.

2. Артемьев А.И., Тараканов А.М., Милейко Л.С., Панкратова Т.В. Реакция сосны на осушение в условиях северной подзоны тайги // Мелиорация лесов Европейского Севера. Архангельск, 1982. С. 40–51.

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.

4. Бабич Н.А. Мелехов В.И., Антонов А.М., Коновалов Д.Ю., Корчагов С.А., Чалых Д.Е. Влияние изменчивости анатомических элементов на плотность и прочность древесины сосны в культурах // Современные проблемы лесного хозяйства. Йошкар-Ола: МГТУ, 2008. С. 188–192.

5. Внутривидовая изменчивость хвойных и изучение состояния лесорастительных сообществ в условиях загрязнения атмосферы Северо-Двинского бассейна: отчет по НИР (№01.200.112255). Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2005. 467 с.

6. Гаузнер С.И., Кивилис С.С., Осокина А.П. Измерение массы, объема и плотности. М.: Изд-во стандартов, 1972. 624 с.

7. 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.

8. ГОСТ 16483.10-73 Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 с.

9. Еремин В.М., Чавчавадзе Е.С. Анатомия вегетативных органов Сосновых (Pinaceae Lindl.). Брест, 2015. 692 с

10. Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корагов С.А., Щекалев Р.В. Комплексная оценка качества древесины сосны в лесных культурах разных условий местопроизрастания // Лесоведение. 2021. №2. С. 208–216.

11. Москалева С.А., Чибисов Г.А., Крыжановская Л.Е., Белова Т.В. Влияние рубок ухода на плотность древесины стволов сосны в продольном направлении // Мат. год. сессии по итогам НИР за 1987 год. Архангельск, 1988. С. 63–65.

12. Наумов В.Д. География почв. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2010. 340 с.

13. Патури Ф. Растения – гениальные инженеры природы. М.: Прогресс, 1979. 311 с.

14. Петруша А.К. Физико-механические свойства древесины сосны обыкновенной наиболее распространенных типов леса СССР // Сб. науч. раб. БГУ. Минск: БГУ. 1958. Вып. IX. С. 281–290.

15. Полубояринов О.И. Плотность древесины М.: Лесн. пром-сть, 1976. 159 с.

16. Поляков А.А., Лялина Ф.Г., Игнатов Р.Г. Строительная механика. Екатеринбург: УрФУ, 2018. 459 с.

17. Руднева Е.Н., Тонконогов В.Д., Дорохова К.Я. Круговорот зольных элементов и азота в ельнике-зеленомошнике северной тайги бассейна р. Мезень // Почвоведение. 1966. №1. С. 14-26.

18. Рябоконь А.П. Исследование качества древостоев // Лесной журнал. 2001. № 1. С. 36–45.

19. Скляров Г.А., Шарова А.С. Почвы лесов Европейского Севера. М.: Изд-во Наука, 1970. 271 с.

20. Федоров Н.И. Ход роста и физико-механические свойства древесины культур сосны веймутовой и сосны обыкновенной // Тр. БЛТИ. Минск. 1959. С. 165–175.

21. Черненькова Т.В. Химический состав снега, почв и растительности // Воздействие металлургических производств на лесные экосистемы Кольского полуострова. СПб. 1995. С. 44–52.

22. Щекалев Р.В., Тарханов С.Н. Плотность древесины сосны Северо-Двинского бассейна в условиях аэротехногенного загрязнения // Вестник МГУЛ. Лесной вестник. 2004. № 4. С. 49–56.

23. Щекалев Р.В., Мартынюк А.А., Мелехов В.И. Изменчивость характеристик древесины Pinus sylvestris L. в древостоях при техногенном воздействии // ИВУЗ. Лесной журнал. 2020. № 4. С. 113–122.

24. Януш С.Ю., Данилов Д.А., Зайцев Д.А. Плотность древесины сосны и ели в насаждениях на старопахотных и лесных землях в Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2023. Вып. 243. С. 46–67.