CC BY
29
УДК 630*416.5
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
(PINUS SYLVESTRIS L.)
ESTIMATION OF QUALITY OF TREES OF TREES PINE ORDINARY
(PINUS SYLVESTRIS L.)
Рунова Е.М., Гарус И.А., Мухачева А.Н.
(Братский государственный университет, г. Братск, РФ)
Runova E.M., Garus I.A., Mukhacheva A.N.
(Bratsk State University, Bratsk, Russia)
Приведены результаты исследования качества стволовой древесины Pinus sylvestris L. с использованием приборов Лрботом® и Resistograph 4450.
The results of the study of the quality of stemwood Pinus sylvestris L. using the devices Arbotom® and Resistograph 4450 are presented.
Ключевые слова: деревья, состояние древесины, Арботом®, Resistograph Key words: trees, forest condition, Arbotom®, Resistograph
Одной из важных задач современного лесоводства является оценка состояния деревьев в спелых и перестойных насаждениях, которые вступают в фазу отмирания. Многие авторы оценивали состояние спелых или перестойных насаждений визуальными методами, а также методами перечислительной таксации [1-5]. Однако не всегда эти методы позволяют определить наличие скрытых пороков. В настоящее время появились приборы и инструменты, которые позволяют определить внутреннее состояние ствола по плотности древесины, не нарушая при этом его целостности.
Целью работы являлось изучение состояния модельных деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с использованием приборов Арботом® и Resistograph 4450 фирмы RINNTECH (Германия).
Исследования проводились в городе Братск Иркутской области. Данная территория относится к Приангарской плоскогорной лесорастительной провинции южно-таежных и подтаежных сосновых и лиственничных лесов. Климат района благоприятен для успешного произрастания кедра, сосны, лиственницы, ели, пихты, берёзы, осины и кустарников [1, 4, 6].
Исследования проводились на 20 модельных деревьях Pinus sylvestris L. естественного происхождения, включенных в городскую среду при строительстве Братска в 1955г. Возраст выборки составляет 100-120 лет. У каждого модельного дерева определялся диаметр ствола у основания дерева и на высоте 1,5 м, высота, протяженность кроны, возраст. На каждое дерево составлялся паспорт, с указанием номера, таксационных характеристик, а также видимых пороков ствола. На основании полученных данных можно сделать вывод, что модельные деревья являются спелыми и перестойными, имеют видимые пороки ствола в виде сухобокости, протяженностью 30-50 см, в основном нижней части ствола.
Следующим этапом являлось получение ультразвуковой томограммы деревьев с использованием прибора Арботом® на высоте 50 см и 1,5 м. В
таблице 1 приведены средние значения показателей прибора Арботом® для некоторых модельных деревьев.
Таблица 1 - Показатели скорости прохождения ультразвука
Измерение Диапазон значений с максимальной частотой встречаемости, м/с Значение относительной частоты встречаемости, %
Дерево 7 657-982 65
Дерево 8 610-928 45
Дерево 6 540-753 63
На рисунках 1-3 представлены томограммы исследуемых модельных деревьев на высоте 40-50 см и 150 см. Зеленый цвет на томограммах характеризует высокую скорость распространения ультразвука, желтый цвет -среднюю скорость, красный - замедленную скорость.
Рисунок 1 - Дерево №7 у шейки корня и на высоте 1,5 м
Рисунок 2 - Дерево №8 у шейки корня и на высоте 1,5 м
Рисунок 3 - Дерево №6 у шейки корня и на высоте 1,5 м
Анализ полученных томограмм показывает, что в комлевой части ствола исследуемых деревьев качество и прочностные свойства древесины выше, чем на высоте 150 см (средняя скорость выше прохождения ультразвука выше в 1,53-1,59 раза).
Рядом с плоскостным изображением сечения ствола на рисунках 1-3 изображен геометрический момент сопротивления ствола модельных деревьев на заданной высоте. Красная стрелка указывает на возможное направление падения дерева при увеличении ветровой нагрузки. Следует отметить, что направление возможного падения деревьев не зависит от направления преобладающих ветров на объекте исследования (западное и юго-восточное), а только от условной плотности древесины ствола. Так дерево №7 может упасть в южном или юго-восточном направлении, дерево №8 - в юго-восточном направлении, а дерево №6 - в северном или северо-западном направлении.
Дополнительно произведена оценка качества древесины исследуемых деревьев с использованием прибора Resistograph 4450 методом сверления ствола на высоте 150 см. Полученные резистограммы (рисунки 4-6) отразили признаки понижения твердости древесины. Зеленым цветом выделена зона здоровой древесины, желтым - начальная стадия гнили, красным -сильно развитая гниль. По оси ординат показаны значения относительной плотности древесины, по оси абсцисс - диаметр исследуемого дерева в сантиметрах. Сверление проводилось в направлении возможного падения деревьев.
'.....,л
'А.,
Рисунок 4 - Резистограмма дерева №6
Г2яб 3П431? 37П 378 336 344 357 збп 368 376 384 3Я7 4ПП 4П8 4^6 474
Рисунок 5 - Резистограмма дерева №7
Рисунок 6 - Резистограмма дерева №8
На резистограммах видна разница в относительной плотности ранней и поздней древесины годичных слоев. Понижение относительной плотности свидетельствует о наличии гнили в начальной или сильной стадии развития гнили. Как видно из рисунков 4 - 6 все деревья имеют внутреннюю гниль в
различной стадии развития: от начальной до сильной. Дерево №6 в общей сложности поражено гнилью на 26,4% от сечения ствола, дерево №7 -41,4%, дерево №8 - 53,6%. Такие деревья можно считать аварийными деревьями.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Проведенные исследования доказали наличие у всех деревьев внутренних пороков, которые подтверждаются полученными ультразвуковыми томограммами и резистограммами.
2. Плотность древесины у шейки корня и на высоте 150 сантиметров различается у различных деревьев.
3. Широкий диапазон значений скорости прохождения звукового импульса говорит о неоднородном распределении плотности древесины по сечению ствола.
4. Скорость прохождения звукового импульса в древесине сосны обыкновенной для Иркутской области Российской Федерации составляет в среднем от 1400 до 2000 м/с.
5. Вектор приоритетного направления падения ствола в образцах № 7 и 6 отклоняется с изменением высоты незначительно. В образце № 8 наблюдается резкое изменение направления. Это может быть связано с отсутствием локализованной зоны деструкции в древесине ствола.
6. Использование двух измерительных приборов одновременно при оценке качества состояния стволовой древесины повышает точность полученных данных и позволяет определить потенциально опасные, аварийные деревья, как в лесных насаждениях, так и в условиях городской среды.
Список использованных источников
1. Исаева Л.Н. Физико-механические свойства древесины основных пород Сибири. Красноярск: Ин-т леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН СССР, 1975. 310 с.
2. Вихров В.Е., Лобасенок А.К. Технические свойства древесины в связи с типами леса. Минск: Изд-во Министерства высшего, среднего специального и профессионального образования, 1963. 72 с.
3. Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесная промышленность, 1976.
160 с.
4. Вихров В.Е. Строение и физико-механические свойства ранней и поздней древесины сибирской лиственницы // Тр. ин-та леса АН СССР. 1949. Т.4. С.174-194.
5. Санаев В.Г. Физико-механические свойства элементов макроструктуры древесины // Строение, свойства и качество древесины. М., 1990. С.171-176.
6. Рунова Е.М., Аношкина Л.В. Инструментальная оценка состояния городских посадок тополя бальзамического // Лесотехнический журнал. 2017. Том 7. № 3 (27). С.136-142.
