CC BY
17
3. Высоцкий А. А. К методике отбора плюсовых по смолопродуктивносга деревьев сосны / А.А. Высоцкий // Генетика, селекция, семеноводство и интродукция лесных пород : сб. научн. трудов. - Воронеж, 1978. - С. 26-29.
4. Высоцкий А.А. Селекция сосны обыкновенной на смолопродуктивность и рекомендации по созданию насаждений целевого назначения : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра с.-х. наук / А.А. Высоцкий. - Брянск, 2002. - 38 с.
5. Гордеев А.В. Принципы оценки сосновых насаждений по смолопродуктивности / А.В. Гордеев, В.Ф. Пилинович // Лесохимия и подсочка : реф. сб. - 1970. - № 6. - С. 7-8.
6. Дрочнев Я.Г. Биологические основы технологии подсочки / Я.Г. Дрочнев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1968. - 55 с.
7. Любавская А.Я. Лесная селекция и генетика / А.Я. Любавская. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1982. - 286 с.
8. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Ршасеае на Урале) / С.А. Мамаев. - М. : Изд-во "Наука", 1972. - 283 с.
9. Осадчук Л.С. Диференщащя соснягав за смолопродуктившстю рiзних екотитв сосни звичайно! / Л.С. Осадчук, В.П. Рябчук // Люова типолопя в Укршш: сучасний стан, перспек-тиви розвитку : матер. IX Погребняювських читань (10-12 жовтня 2007 р., м. Харгав). - Харюв : Вид-во УкрНД1ЛГА, 2007. - С. 87-88.
10. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенна: Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция / Л.Ф. Правдин. - М. : Изд-во "Наука", 1964. - 192 с.
11. Сильванович В.В. Определение смолопродуктивности сосны обыкновенной методом микроранений / В.В. Сильванович, А.В. Меличко // Лесное хозяйство : журнал : Известия ВУЗов России. - 1991. - № 3. - С. 24-26.
Осадчук Л.С. Смолопродуктивность экотипов сосны обыкновенной в Украине
Установлена биологическая смолопродуктивность разных экотипов сосны обыкновенной в Украине. Сосновые насаждения можно дифференцировать по смолопродуктивности с учетом условий роста. Установлены основные факторы, влияющие на экологическую изменчивость смолопродуктивности сосны обыкновенной.
Ключевые слова: смолопродуктивность, екотипы сосны обыкновенной.
Osadchuk L.S. The resin productivity of ecotypes the Scots pine in Uk-
ruine
The Ыо1с^юа1 resin productivity of different ecotypes the Scots pine in Ukraine is estаb1ished. The pine partings cаn be differentiаted by resin productivity with considering of growing conditions. The bаsic fаctors tot аffect on ecolog^! vаriаbi1ity of resin productivity the Scots pine аге determined.
Keywords: resin productivity, the ecotypes of Scots pine.
УДК 630*54:620.9 Доц. Р.Д. Василишин, канд. с.-г. наук -
НУ бюресур^в i природокористування Украти, м. Ктв
Б1ОФ1ЗИЧН1 ОСНОВИ Л1СОВО1 Б1ОЕНЕРГЕТИКИ
Наведено результати дослщжень основних фiзичних параметрiв, як слугують шдГрунтям для кшьгасно! та ягасно! ощнки енергетичного потенщалу деревно! омаси в межах виробничого (техшчного) спрямування люово! бюенергетики. Наведено параметри енергоемност компоненпв надземно! ф^омаси (деревина стовбура, кора, стовбур у кор^ деревина та кора гшок крони) дерев головних лiсотвiрних порщ Укра!ни. Запропоновано аналiз поняттево-термшолопчного апарату, що використо-вують у дослщженнях люово! бюенергетики.
Ключовг слова: деревна бюмаса, бюпаливо, бюенергетика, енергоемшсть, го-ловш лiсотвiрнi породи, фггомаса.
На сучасному етат розвитку свггово! стльноти дослщження запашв ресуршв та енергп становлять актуальну проблему, яку неможливо обмежити
кордонами окремо! кра!ни, як i бiльшiсть еколопчних проблем. Вирiшення таких проблем на регюнальному та нацiональному рiвнях е окремою сходин-кою на шляху до подолання глобальних екологiчних та енергетичних криз.
Поняття "енерпя", запроваджене фiзиками для того, щоб описувати единим термшом рiзнi явища, пов'язаш з теплотою i роботою, тепер стало фундаментальним поняттям не тшьки ушх природничих наук, а й в вшх сферах життя, оскшьки е важливою структурною складовою будь-якого процесу суспiльного виробництва та розвитку економiки кра!ни загалом. Ниш у ви-чизняних наукових працях, пов'язаних iз дослiдженнями альтернативних джерел енергп, дедалi частiше вживають термши "бiомаса", "бiопаливо" та " бюенерпя". Не стали виключенням i науковi роботи лiсiвничого профiлю, якi висвгглюють питання можливостi використання люово! бюмаси як вщ-новлювального енергетичного ресурсу. Проте трактування зазначених вище термшв у фахiвцiв рiзних галузей науки вщбуваеться по-рiзному.
У европейських наукових роботах [9], бюмаса - це бюдеградоваш фракцп продуктiв, вiдходи та залишки сiльського i лiсового господарства, а також близьких до них галузей промисловосп (вуглецевмюних органiчних речовин рослинного i тваринного походження: деревина, солома, рослинш залишки сiльськогосподарського виробництва, гнш тощо). У чинному укра-!нському законодавствi [6], бiомаса - бюлопчно вiдновлювана речовина ор-гашчного походження, що зазнае бiологiчного розкладу (вiдходи сiльського господарства (рослинництва i тваринництва), лiсового господарства та техно-логiчно пов'язаних з ним галузей промисловосп, а також органiчна частина промислових та побутових вiдходiв). Дещо вiдмiнне вiд зазначених, iснуе ро-зумiння термiна "бiомаса" у еколопв, якi розглядають останню, як загальну масу живо! речовини особин одного виду, групи видiв чи спшьноти загалом на одиницi територп, та розподшяють 11 на фiтомасу (рослинного походження) i зоомасу (тваринного походження) [1]. Враховуючи наведене вище, на думку автора, у наукових дослщженнях люово! бюенергетики замiсть термь на "лiсова бiомаса" коректнiше вживати - "деревна бiомаса". Це дасть змогу виокремити масу органiчноl речовини рослинного походження як живих (фь томасу), так i мертвих (мортмасу) оргашв рослин.
Бiомасу, яка використовуеться як паливо, називають бiопаливом, а енерпю, отриману з нього, - бюенерпею. На думку акад. В.П. Кухара, бюенергетика - термiн досить широкого змюту. З одного боку, це наука про загальш закономiрностi перетворення енергil у живих системах (кттинах, ор-ганiзмах, екосистемах тощо). З шшого - бiоенергетику можна трактувати як напрям промислово! енергетики (бшьш коректним термшом буде "техшчна бюенергетика"), що пов'язаний iз використанням нетрадицшних джерел енергil бiологiчного походження [5]. Крiм цього, термiн "бюенергетика" вживають також у фiтоергономiчних дослщженнях, пов'язаних з використання рослин для тдтримання i вiдновлення працездатносп людини [2].
У цiй робоп розглядаемо питання бiофiзичного пiдrрунтя для кшьюс-но! та якiсноl ощнки енергетичного потенцiалу деревно! бiомаси в межах ви-робничого (технiчного) спрямування лiсовоl бiоенергетики.
Мета досл1дження - опрацювати базовi фiзичнi параметри, що вико-ристовуються в люовш бiоенергетицi.
Матер1али 1 методика дослщження. У роботi використано такi за-гальнонауковi методи дослщження, як системний аналiз, синтез, абстрагуван-ня, узагальнення, аналопя та класифiкацiя. 1х комплексна реалiзацiя дала змогу видiлити iз загально! сукупностi фiзичних параметрiв п, якi необхiднi для кiлькiсного оцшювання енергоeмностi та загального вмiсту енергп, аку-мульовано! у надземнiй фггомаш головних лiсотвiрних порiд Укра!ни. Для оцшки усереднених параметрiв енергоeмностi компонента надземно! фгто-маси дерев було використано дослщш данi [3], як вiдображено у табл. 1.
Табл. 1. К'иыиаш характеристика вихiдних достдних даних
Деревна порода Кшьюсть, шт.
модельних дерев дослдаих зрiзiв
стовбура гшок крони
Сосна звичайна 803 210 54
Сосна кримська 196 108 54
Ялина европейська 279 150 99
Ялиця бiла 200 243 99
Дуб звичайний 342 354 123
Бук лiсовий 167 96 36
Граб звичайний 37 27 8
Ясен звичайний 64 124 62
Береза повисла 198 42 79
Осика 635 217 108
Вшьха клейка 114 172 87
Результати досл1дження. Кшьюсть енергп, яка виробляеться чи спо-живаеться, незалежно вiд 11 форми (теплова, електрична, мехашчна), вимь рюеться в Мiжнароднiй системi одиниць (С1) одшею одиницею - джоулем (1 Дж). У бюенергетищ часто використовують похщш вiд джоуля одиницi з додаванням вщповщних префiксiв: 103 Дж = 1 кДЖ (юлоджоуль); 106 Дж = 1 МДЖ (мегаджоуль); 109 Дж = 1 ГДЖ (пгаджоуль); 1012 Дж = 1 ТДЖ (тера-джоуль); 1015 Дж = 1 ПДЖ (петаджоуль); 1018 Дж = 1 ЕДЖ (ексаджоуль).
Враховуючи, що деревну бiомасу можна використовувати для отри-мання рiзних форм енергп, варто також зазначити й iншi галузевi одиницi, якi використовують для вимiрювання енергп та стввщношення мiж ними [1, 9]. Так, в електроенергетищ використовуеться - Ват-година (частше кВт-год.) та кратнi 11 похщш. Узагальнювальними одиницями, якi застосовуються у звiтних та статистичних документах для встановлення обсяпв енергетичних ресуршв, е умовне паливо (в кра!нах СНД) та нафтовий е^валент (у США та кра!нах СС). Умовним паливом (у.п.) називають паливо, внаслщок повного згоряння 1 т якого видшяеться енергiя в кiлькостi 29,3 ГДж (1 т у.п. = 29,3-109Дж). Тонною нафтового еквiвалента (т н.е.) називають кшьюсть енергп, яка видшяеться при повному згорянш одше! тонни нафти, що становить 41,87 ГДж (1 т н.е. = 41,87-109Дж). В англомовних кра!нах використовуеться також британська теплова одиниця - 106 БТИ (Бто) = 1,056 ГДж.
У люовш бiоенергетицi правильне оперування зазначеними термшами досить важливе для оцшки, прогнозу та кшькюного i якiсного ан^зу енерге-тичного потенцiалу деревно! бюмаси, як альтернативи викопним видам енер-гетичних ресурсiв. Перевiднi коефiцieнти для переходу вщ одних одиниць вимiрювання енергп до iнших наведено в табл. 2 [1].
Одинищ МВт-год. ГДж Гкал т н.е. 106Бто т у.п.
1 МВт-год. 1,0 3,6 0,86 0,086 3,412 8,147
1 ГДж 0,271 1,0 0,239 0,0239 0,947 0,0341
1 Гкал 1,163 4,187 1,0 0,1 3,969 0,143
1 т н.е. 11,63 41,87 10,0 1,0 39,69 1,428
106 Бто 0,239 1,056 0,252 0,0252 1,0 0,0324
1 т у.п. 8,147 29,33 7,0 0,7 30,91 1,0
Ниш в Укра!ш один з основних напрямiв енергетичного використання деревно! бюмаси - це пряме 11 спалювання для отримання теплово! енергп. У цьому контексп, деревна бiомаса розглядаегься як альтернатива природному газу, оскшьки саме цей енергоресурс займае домiнантне становище в струк-турi нацiонального енергоспоживання. Для кшькюного зютавлення зазначе-них джерел енергп варто використовувати таю залежностп при спалюванн 1 м3 природного газу (ПГ) видiляегься енерпя у кiлькостi 31,736 МДж; 7580 кКал; 8,816 кВт-год. Крiм цього, за енергоемшстю 1 м3 ПГ вщповщае 0,758 кг нафтового та 1,082 кг вугшьного еквiвалента (в.е).
Однак для здшснення кшьюсно! оцшки загального вмiсту енергп, аку-мульовано! у надземнiй фiтомасi дерев та деревосташв головних лiсотвiрних порiд Укра!ни передусiм необхiднi показники енергоемностi деревини та кори основних компоненпв деревно! бюмаси. Для розрахунку останшх були використанi 1х якiснi характеристики та кшькюш параметри енергоемностi одше! тонни вуглецю, депонованого у фггомаш дерев [10]. Результати розрахунку наведет у табл. 3 та 4.
Табл. 3. Енергоемтсть компоненте фтомаси стовбура дерев головних лiсотвiрних порiд Украти
Деревна порода Вмгст енергп в абсолютно сухш речовин компоненпв фгто-маси, ГДж -(м3)-1
деревина кора деревина +кора
Сосна звичайна 7,635 4,953 7,331
Сосна кримська 8,064 6,133 7,635
Ялина европейська 6,186 5,346 6,151
Ялиця бша 7,009 8,046 7,080
Дуб звичайний 10,585 7,706 9,637
Бук лгсовий 10,782 8,690 10,621
Граб звичайний 11,497 9,119 11,300
Ясен звичайний 11,443 8,976 11,103
Береза повисла 9,315 9,423 9,351
Осика 7,438 8,421 7,635
Вшьха клейка 8,028 6,937 7,849
Табл. 4. Енергоемтсть компонентов фiтомаси гток крони дерев головних _.исотв^рпих порiд Украти_
Деревна порода Вмют енергп в абсолютно сухiй речовиш компонентiв фiтомаси, ГДж -(м3)-1
деревина кора деревина +кора
Сосна звичайна 7,080 6,151 6,848
Сосна кримська 8,439 8,225 8,296
Ялина европейська 9,959 7,653 9,351
Ялиця бiла 9,476 8,511 9,083
Дуб звичайний 10,138 7,152 9,405
Бук люовий 10,156 8,547 9,852
Граб звичайний 10,138 11,854 10,335
Ясен звичайний 11,640 8,868 11,032
Береза повисла 8,725 10,353 9,172
Осика 9,065 8,565 8,815
Вiльха клейка 7,724 8,958 7,885
З наведених у табл. 3 та 4 показниюв, можна зробити висновки, що найвищою енергоемтстю характеризуются деревина граба звичайного, 1 м3 яко! за цим показником е е^валентним 362 м3 природного газу. Найнижча енергоемтсть спостершаеться у компонента фггомаси хвойних деревних по-рiд, якi дещо поступаються м'яколистяним, особливо це чико простежуеться для деревини та кори стовбурiв дерев. Щодо гiлок, то тут найвищi показники е характерними для деревини i деревини у корi ясена звичайного -11,6 ГДж-(м3)-1 та кори граба звичайного - 11,9 ГДж-(м3)-1, при цьому найнижчим вмiстом енергп в 1 м3 характеризуються компоненти фиомаси крони дерев сосни звичайно1.
Висновки. Таким чином, одержат в процеш дослiджень результати сприятимуть практичнiй реалiзацil розвитку бiоенергетики в Укра!т як одного з найбшьш перспективних напрямiв вирiшення наявних нит енергетичних та екологiчних проблем. Крiм цього, запропонованi параметри енергоемносп компонентiв фiтомаси головних лiсотвiрних порщ Укра!ни стануть основою для оцшки енергетичного потенцiалу деревно! бiомаси тд час здiйснення на-укового, еколопчного, лiсiвничого та технiко-економiчного обгрунтування розширеного використання люоенергетичних ресурсiв.
Л1тература
1. Биомасса как источник энергии / под ред. С. Соуфера, О. Заборски. - М. : Изд-во "Мир", 1985. - 368 с.
2. Василишин Р.Д. Енергетика люових екосистем: основш напрями та тенденци науко-вих дослщжень / Р.Д. Василишин // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. -Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2013. - Вип. 23.2. - С. 31-36.
3. Лакида П.1. Нормативи оцшки компонента надземно! фггомаси дерев головних люот-в1рних порщ Укра!ни: довщник (нормативно-виробниче видання) / П.1. Лакида, Р.Д. Василишин, А.Г. Лащенко, А.Ю. Терентьев та шшг - К. : Вид. д1м "ЕКО-шформ", 2011. - 192 с.
4. Лакида П.1. Надземна фггомаса та вуглецево-енергетичний потенщал ялицевих дере-восташв Укра!нських Карпат : монограф1я / П.1. Лакида, Р.Д. Василишин, О.М. Василишин. -Корсунь-Шевченгавський : ФОП Гавришенко В.М., 2010. - 240 с.
5. Кухар В. Екобютехнолопя та бюенергетика: проблеми становлення та розвитку / В. Кухар, С. Кузьмшський, Н. Голуб // Вюник Нацюнально! академи наук Укра!ни : загально-наук. та громадсько-полггачний журнал, 2005. - № 9. - С. 3-18.
6. Закон Укра!ни "Про альтернативнi види палива" вiд 14 сiчня 2000 р., № 1391-14 // Bi-домост Верховно! Ради Укра!ни. - 2000. - № 12. - С. 94. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://z8kon1 .rаdа.gov.uа/lаws/show/1391-14.
7. Lаkydа P.I. Вюшазз Energy Europe - Illustration сазе for Ukraine / P.I. Lаkydа, R.D. Уазу^Иуп, S.V. Zibtsev аnd other. - Freiburg : University of Freiburg, 2010. - 46 p.
8. Lаkydа P. Energy potentiаl of Ьюшазз in Ukraine / P. Lаkydа, G. Geletukho, R. Vаsylyshyn аnd other // Edited by Dr., Prof. Petro I. Lаkydа. - Kyiv : Publishing Center of NUBiP of Ukraine, 2011. - 28 p.
9. Methods аnd Dаtа Sources for Вюшазз Resource Assessments for Energy / Smeets E. M. W. аnd other. - Freiburg : University of Freiburg, 2010. - Ver. 3. - 272 p.
10. Shvidenko A. Wood for bioenergy in Russiа: Potentiаl аnd Reаlity / A. Shvidenko, S. Nilsson, M. Obersteiner // Wood Energy. - Mаy 2004. - Pp. 323-340.
Василишин Р.Д. Биофизические основы лесной биоэнергетики
Приведены результаты исследований основных физических параметров, которые служат основой для количественной и качественной оценки энергетического потенциала древесной биомассы в рамках производственного (технического) направления лесной биоэнергетики. Приведены параметры энергоемкости компонентов надземной фитомассы (древесина ствола, кора, ствол в коре, древесина и кора ветвей кроны) деревьев главных лесообразующих пород Украины. Предложен анализ понятийно-терминологического аппарата, используемого в исследованиях лесной биоэнергетики.
Ключевые слова: древесная биомасса, биотопливо, биоэнергетика, энергоемкость, главные лесообразующие породы, фитомасса.
Vasylyshyn R.D. Biophysical bases of forest bioenergetics
The results of the reseаrches of the bаsic phys^l pаrаmeters аге presented. They аге а bаsis for quаntitаtive аnd quаlitаtive аssessment of energy potentiаl the wood biomаss within the productive (techn^l) pаrt of forest bioenergetics. The energetic vаlue of аЫ-veground components of phytomаss (stem wood, bаrk, trunk bаrk, wood аnd bаrk of crown branches) for mаin tree species in Ukraine is cаlculаted. The concepts аnd terminology tat used in forest bioenergetics' reseаrches аге proposed.
Keywords: woody biomаss, biofuels, bioenergy, energy vаlue, mаin tree species, phytomаss.
УДК 630*232:475 Доц. В.М. Гриб, канд. с.-г. наук -
НУ бюресурав Ь природокористування Украти, м. Ктв
АНАТОМ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 БУДОВИ ДЕРЕВИНИ СОСНИ ЗВИЧАЙНО1 ЗА Ц1ЛЬОВИМИ МЕТОДАМИ Л1СОВИРОЩУВАННЯ
Наведено результата структурно-анатом1чних дослiджень деревини сосни зви-чайно!, встановлено особливостi 11 будови залежно вщ густоти та вжу насадження. Дослiджено особливостi розподiлу трахе!д ранньо! та пiзньоi зони деревини за тов-щиною iхнiх стшок.
Ключовг слова: штучнi насадження, густота, деревина сосни звичайно!, анато-мiя рiчного шару, трахе!ди.
Постановка проблеми та аналiз публiкацiй. Шд час вивчення сезон-но! динамжи приросту дерев за д1аметром бшьшють дослщжень пов'язана з визначенням лише абсолютних значень цього показника. Але, окр1м визна-чення абсолютно! величини приросту, важливо зрозум1ти: як формуеться р1ч-ний шар, яю анатом1чш змши вщбуваються у деревин в процеш вегетацп [14]. Так, одним 1з фактор1в, що визначають структуру р1чного шару, е дефь
