Введение к работе
Актуальность работы. Лесные пожары наносят огромный вред состоянию естественных лесных экосистем. В России ежегодно регистрируется от 10 до 35 тыс. лесных пожаров, повреждающих около 0,5-2,5 млн. га общей площади лесов РФ.
Изучение последствий лесных пожаров привлекает внимание исследователей различного профиля: лесоводов, ботаников, зоологов, почвоведов и др. Но одним из немаловажных вопросов является изучение хозяйственного урона при огневом поражении леса, древостоев и древесины.
Воздействие пожара на сырую древесину – это нагрев высокой температурой, что вызывает, прежде всего, термогидролитическую деструкцию древесного комплекса и, как следствие, изменение химического состава, структурные изменения древесины и снижение её физико-механических свойств.
Анализ литературных источников показал, что послепожаровое состояние древостоев и качество древесины исследованы для свежих и сырых типов леса северной Европейской части России.
Горельники Воронежской области, и, в частности, горельник УОЛ ВГЛТА, расположены в сухих борах лесостепной зоны Европейской части РФ, в более теплой климатической зоне, где древесина быстрее поражается грибами и насекомыми и теряет свои товарное качество. В этих горельниках необходимо проводить исследование технического качества древесины на основе мониторинга. Что позволит определить момент начала деструкции древесины древостоев, оставшихся на корню, и дать рекомендации по срокам их рубки для сохранения деловых качеств.
Решение данной задачи является актуальным направлением в вопросе рационального использования древесины, поврежденной огнем.
Исследования выполнены на древесине сосны, как основной породы Центрально-Черноземного региона и в рамках государственной бюджетной темы «Влияние тепла, влаги и условий хранения на физико-механические свойства натуральной и топляковой древесины», № 01.2.00105361.
Цель работы. Установить характер изменения структуры и физико-механических свойств древесины сосны после повреждения различными видами пожара на основе данных мониторинга для установления начала деструкции древесины.
Задачи исследований:
- установить распределение влаги в дереве по сечению и высоте ствола, в зависимости от вида пожара;
- установить закономерности влияния вида лесного пожара на изменение в микроструктуре древесины сосны;
- установить закономерности влияния пожара на некоторые физико-механические свойства древесины сосны;
- установить сроки возможного использования древесины сосны поврежденной пожаром.
- установить закономерности влияния вида лесного пожара на товарность древостоев сосны в сухих борах лесостепной зоны.
Объекты исследований. Объектом исследований являлась древесина древостоев сосны, поврежденная различными видами пожаров в сухих борах лесостепной зоны.
Предмет исследований. Предметом исследований является микроструктура и некоторые физико-механические свойства древесины сосны.
Методы исследований. Теоретические и экспериментальные исследования основывались на методах статистического анализа, сравнения и структурного анализа древесины и численными оценками параметров объекта исследования.
В основу экспериментальных исследований положен мониторинг состояния древесины, выполненный в лабораторных и полевых условиях.
Научная новизна:
- Установлен характер распределения влаги в дереве по сечению и высоте ствола, отличающийся учетом вида пожара;
- Установлен механизм изменения микроструктуры древесины сосны, поврежденной пожаром, отличающийся учетом воздействия высокой температуры на анатомические элементы и смолообразующий аппарат;
- Установлены закономерности изменения некоторых физико-механических свойств древесины сосны на основе данных мониторинга, отличающиеся учетом воздействия вида лесного пожара и деструктивных процессов в древесине;
- Установлены сроки возможного использования поврежденной древесины сосны, отличающиеся учетом вида лесного пожара, изменения качественных показателей по высоте ствола и продолжительности нахождения древесины на корню.
- Установлены закономерности изменения товарности древостоев сосны, поврежденных пожаром, отличающиеся учетом вида пожара и климатических условий.
Значение для теории. Установлены: зависимости изменения состояния древостоев сосны в сухих борах лесостепной зоны после различных видов лесных пожаров; влияния высокой температуры на изменение микростроения древесины сосны; зависимости влияния вида пожара на характер распределения влаги по сечению и высоте ствола; влияние вида пожара на некоторые физико-механические свойства древесины сосны в зависимости от продолжительности нахождения её на корню.
Значение для практики заключается в обосновании сроков заготовки древесины сосны поврежденной пожаром в сухих борах лесостепной зоны для сохранения её товарного качества, на основании данных мониторинга.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Установленный характер распределения влаги по сечению и высоте ствола сосны, поврежденной пожаром, позволяющий обосновать вид деструкции древесного комплекса.
2. Установленные закономерности изменения микроструктуры древесины сосны, поврежденной пожаром, позволяющие обосновать механизм её засмоления, с учетом характера воздействия высокой температуры.
3. Установленные закономерности изменения некоторых физико-механических показателей древесины сосны, позволяющие определять её качество с учетом воздействия вида лесного пожара и деструктивных процессов в древесине.
4. Установленные сроки возможного использования поврежденной древесины сосны, позволяющие сохранять техническое качество её в зависимости от продолжительности нахождения древостоя на корню.
5. Установленные закономерности воздействия лесных пожаров на древостои сосны, позволяющие определять их товарность с учетом вида пожара и климатических условий.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивают: большой объемом выполненных экспериментальных исследований, обеспечиваюший хорошее совпадение результатов экспериментальных полевых и лабораторных испытаний с теоретическими исследованиями, полученными при их статистической обработке; позитивными результаты производственной аппробации.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Основные результаты диссертационной работы соответствуют п. 1 «Исследование свойств и строения древесины как объектов обработки (технологических воздействий)» паспорта специальности 05.21.05 – Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались автором на: ежегодных семинарах и научно-практических конференциях «ВГЛТА» (20102012); XII Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса. Лес - 2011» (Брянск, 1 июня 2011 г.); Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию кафедры МТД Костром. госуд. технолог. ун-та (9-12 октября 2012 г.); Региональном Координационном совете по современным проблемам древесиноведения при МГУЛ г. Москва (1-3 октября 2011, г. С-Петербург; 9-12 октября 2012, г. Кострома).
Реализация работы. Основные результаты работы внедрены в: Учебно-опытный лесхоз ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» г. Воронеж, Управление Лесного хозяйства Воронежской области г. Воронеж.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано десять научных статей, в том числе три в изданиях, рекомендованных ВАК для кандидатских диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертация включает: введение, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка из использованных источников. Общий объем работы 146 с., включая 69 рисунков, 5 таблиц, библиографического списка из 139 источников и 3 приложений.
