CC BY
22
на. Тобто, у пiдростi букового пралюу появилося практично нове поколiння. Зменшення кiлькостi природного вiдновлення явора мае у свош основi при-родну динамжу: перемiщення пiдросту в наступш висотнi групи i поступове вщмирання найвищих або пошкоджених екземплярiв. Збшьшення кiлькостi пiдросту в найменшiй висотнш групi дало змогу клену зберегти сво! позици. Вiдзначено iстотний прирют природного вiдновлення ясена, черешнi та шьма.
3. Стале функцiонування великого шдросту свiдчить про природнiсть розвитку даного деревостану i про достовiрнiсть результата. Висока зустр1ч-нiсть природного вщновлення (на рiвнi 97-100 %) вказуе на його рiвномiрне поширення на площi i гарантуе заповнення ним прогалин основного намету будь-де. Точшсть проведених розрахунюв змiнюеться в межах 7-8 %.
Лггература
1. Bugmann H. (2007) Natural diturbances, anthropogenic climatic change and the sustainable management of mountain protection forests/ Proc. Natural Hazards and Natural Disturbances in Mountain Forests Challenges and Opportunities for Silviculture (Abstract book). - Trento, Italy, 2007. - P. 22.
2. Brang P. (2007) Close-to-nature silviculture: merits and limitations from a European perspective/ Proc. Natural Hazards and Natural Disturbances in Mountain Forests Challenges and Opportunities for Silviculture (Abstract book). - Trento, Italy, 2007. - P. 21.
3. Стойко С.М., Цюрик Ю.1., Третяк П.Р., Тасенкев1ч Л.О., Мельник А.С., Манко М.П. Морфолопчна структура букових пралiсiв/ Зб.: Флора i рослиннють Карпатського заповщника. - К.: Наук. думка, 1982. - С. 178-189.
4. Парпан В.1. Структура, динамша, еколопчш основи рацюнального використання букових люв Карпатського регюну Украши: Автореф. дис. ... д-ра бюл. наук/ Дншропетровськ,
1994. - 44 с.
5. Korpel S. Die Urwälder der Westkarpaten. - Stuttgart, Jena, New York, Gustav Fischer,
1995. - 310 S.
6. Дати оцшку динамiчних змш тд впливом антропогенних i техногенних факторiв на основi мошторингових дослщжень в люах регюну Карпат/ Зв^ НДР (заключний). № 0100V001489, тема № 24./ Украшський наук.-дослщн. ш-т прського лiсiвництва iм. П.С. Пастернака. - 1вано-Франювськ. - 2002-177 с.
7. Commarmot B., Bachofen H., Bundziak Y., Buergi A., Ramp B., Sukhariuk D., Viter R., Zingg А. and Shparyk Y. (2005) Structures of virgin and managed beech forests in Uholka (Ukraine) and Sihlwald (Switzerland): a comparative study/ Natural forest in the Temperate Zone of Europe - Values and Utilisation. - Mukachevo, Ukraine. - 2005. - P. 109-120.
8. Шпарик Ю.С. Структура букових прашав Украшських Карпат на основних стадiях !х сукцесiй// Люове госп-во, лiсова, пап. i д/о пром-сть: Мiжвiдом. наук.-техн. зб. - Львiв: НЛТУУ. - 2006, № 31. - С. 144-150.
630*812:674.032 Асист. З.М. Юртв-НЛТУ Украши, м. Львiв
Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ДЕРЕВИНИ БАРХАТА АМУРСЬКОГО В УМОВАХ ЗАХ1ДНОГО Л1СОСТЕПУ УКРА1НИ
Представлено результати дослщжень фiзико-механiчних властивостей дереви-ни бархата амурського (Phellodendron amurense Rupr) в лiсових культурах Захiдного Люостепу Украши. Вивчення фiзико-механiчних властивостей деревини дае змогу визначити напрямки Н застосування.
Assist. Z.M. Yurkiv - NUFWT of Ukraine, L'viv
Physical and mechanical properties wood of phellodendron amurense rupr in the conditions of western forest-steppe of Ukraine
The results of researches of physical and mechanical properties wood of Phellodendron amurense Rupr in forest cultures Western Forest-steppe of Ukraine are presented. The study physical and mechanical properties of wood enables to define directions of its application.
Швидюсть росту дерева та штенсившсть нагромадження деревини -не единий показник, який визначае його щнтсть. Тут важливе значення мае яюсть деревини. Найвища продуктившсть та добра яюсть не вилучають одна одну. Одшею i3 щнних техшчних порщ е бархат амурський. KpiM корково! кори, цiнною е i сама деревина породи, яка мае дуже красиву текстуру i вико-ристовують 11 у меблевш промисловостi нарiвнi з горiховою [6]. Меблi з деревини бархата користуються високим попитом у Захщнш Gвропi. Деревина бархата, оброблена антисептиками, вщзначаеться високою мiцнiстю навiть за умов мшливо! вологостi. Днища морських човшв з деревини бархата навггь не пошкоджуються морським черв'яком [5, 10].
Бархат амурський - порода ядрова з юльцесудинною макроструктурою. Деревина ядра коричневого кольору iз шовковистим блиском. Заболонь вузька (до 2-3 см), жовто-зеленого кольору. На зрiзах добре помггш вузью серцевинш променi та рiчнi кiльця [2].
Бархат продукуе легку, мало всихаючу, помiрно мiцну та стiйку проти гниття деревину золотисто-жовтого кольору [8]. Деревина породи добре об-робляеться i полiруеться [4]. Власне через це, дiючi такси на дшову деревину бархата в Укра1ш, що реалiзують з кореня, прийнятi на рiвнi горiховоl, якi у 1,1-2,9 раза вишд вiд такси на деревину дуба звичайного.
Лггературш дат з вивчення фiзико-механiчних властивостей деревини бархата у захщному регiонi Укра!ни практично вiдсутнi. Ми проводили таю дослщження у лiсових культурах бархата, яю зростають в умовах свiжоl гра-бово! дiброви (кв. 14 вид.7) Бурштинського л-ва Галицького НПП 1вано-Франювсько! обл. Для цього в насадженш було видiлено три категорп дерев - сильного (1), середнього (2) та слабкого (3) росту [7].
З кожно! групи росту для дослщжень вибиралось одне середне мо-дельне дерево. Зразки для дослщжень брались на висот грудей, на 1/3 висоти стовбура та на вщсташ 1,0 м вщ початку живо! крони. Дослщження фiзичних властивостей деревини (табл. 1) модельних дерев бархата дали наступш результата. Кшьюсть рiчних шарiв в 1 см закономiрно зростае iз погiршенням росту дерева. У змш середньо! ширини рiчного шару спостерiгаемо зворотну закономiрнiсть: найширшою вона е у дерева сильного росту.
Цжаво, що за юнуючими в лiтературi даними [11], в умовах природного ареалу кшьюсть рiчних шарiв в 1 см змшюеться в межах 3-7 шт. В умовах Захщного Лiсостепу в моделей 1.33 та 2.33 ми вщзначили 2-3 шари, а в моде-лi 3.33-3-5 шарiв в 1 см. Тобто, з певною вiрогiднiстю можна стверджувати про дещо iнтенсивнiший рiст бархата за дiаметром в Захiдному Лiсостепу, нiж в умовах ареалу.
Табл. 1. Фiзичнi властивостi деревини бархата амурського в умовах _свiжо'iграбово'1 дiброви Захiдного Л'шостечу Украти_
Характеристика модельного дерева Висо- та зр1зу, м Кшь-шсть р1чних шар1в в 1 см, шт. Серед-ня ширина р1чно-го шару, см Вм1ст тз-ньо! дере-вини, % Воло-псть, % Усушка, %
абсолютна ввднос-на -- ь аЗ * д тан-гент-альна за дов-жиною об'ем-на
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Модель 1.33; Н=25,3 м; Б=41,0 см; 45 рошв 1,3 2,15 0,46 18,8 90,14 47,05 4,206 8,787 0,377 12,95
8,5 2,77 0,36 26,0 51,06 33,67 4,310 8,935 0,592 13,38
9,5 2,91 0,34 28,6 61,37 37,79 5,626 8,161 0,549 13,80
Модель 2.33; Н=20,8 м; Б=24,8 см; 45 рошв 1,3 2,64 0,38 20,0 87,58 46,67 6,500 9,517 0,968 16,22
7,0 2,97 0,34 21,2 74,86 42,78 7,763 8,778 0,539 16,31
8,5 2,83 0,35 20,4 67,19 40,13 8,136 10,94 0,734 18,78
Модель 3.33; Н=19,8 м; Б=20,5 см; 45 рошв 1,3 5,02 0,20 22,5 73,92 42,27 6,894 8,967 0,676 15,80
6,4 4,10 0,24 24,9 70,63 41,32 6,766 8,751 0,765 15,58
7,8 3,29 0,30 16,6 72,81 42,04 6,600 9,295 1,225 16,32
Продовження табл. 1
Коефщ1ент усушки Щшьтсть де зевини, кг/м3 Об'емна порисисть деревини %
рад1аль-ний танген-тальний за довжиною за об'-емом pw Р0 рбаз PW12 %
12 13 14 15 16 17 18 19 20
0,140 0,293 0,013 0,432 764 463 403 728 69,72
0,144 0,298 0,020 0,446 576 439 380 548 71,30
0,188 0,272 0,018 0,460 682 491 424 650 67,88
0,217 0,317 0,032 0,541 912 581 486 869 62,04
0,259 0,293 0,018 0,544 901 616 516 858 59,73
0,271 0,365 0,024 0,626 882 650 528 840 57,52
0,230 0,299 0,023 0,527 835 570 479 795 62,74
0,226 0,292 0,025 0,519 843 585 494 802 61,74
0,220 0,310 0,041 0,544 914 634 530 870 58,56
Вмют шзньо! деревини, загалом найвищим, е у моделi сильного росту i залежить передусiм вiд висоти взяття зразкiв. Так, на висотi грудей найвища частка тзньо! деревини зафжсовано у моделi слабкого, а найнижчий - у мо-делi сильного росту. Проте, частка шзньо! деревини на шших двох дослщжу-ваних висотах ютотно вищий у моделi сильного росту.
Показник вiдносно! вологост деревини у всiх трьох моделей досить подiбний i знаходиться, здебшьшого, в межах 40-42 %. Варiабельнiсть показ-ника абсолютно! вологостi значно вища. Якщо для моделей 2.33 i 3.33 коли-вання цього показника не дуже значне, то для моделi 1.33 - ютотне.
У лiтературi вiдзначено слабке всихання деревини бархата [8]. Ми встановили, що радiальна, тангентальна усушка та усушка за довжиною е найнижчими у моделi сильного росту. Усушка деревини за цими показника-ми для моделi 2.33 i 3.33 досить подiбна. При цьому усушка в тангентально-му напрямку в моделей 1.33 та 3.33 вiдрiзняеться дуже слабо.
Пiдсумовуючим показником е об'емна усушка, яка найменшою е у мо-делi сильного, а найбшьшою - у моделi середнього росту. Модель слабкого росту за цим показником займае промiжне положення. Найслабше всихання деревини у моделi 1.33, можливо, зумовлено найбшьшою товщиною стiнок трахе1д. Цiкаво, що А. А. Цимек [11] встановив об'емну усушку деревини на рiвнi 12 %, тобто таку, яка близька до встановлено!' нами для моделi сильного росту. Для шших двох моделей цей показник е вищим в середньому на 3-4 %.
Визначеш нами коефщенти усушки репрезентують загальний стан всихання деревини бархата у вЫх дослiджуваних напрямках. З них, коефь цiент об'емно! усушки, як i сам вiдносний показник об'емно! усушки, е най-меншим у моделi 1.33 (0,43-0,46 %). За даними Д.П. Воробйова [3] коефщент об'емно! усушки становить 0,35 %, що е дещо меншим вiд аналогiчного по-казника моделi 1.33 i iстотно меншим - для моделей 2.33 та 3.33.
За шшими даними [1], коефщент усушки деревини бархата амурсько-го в тангентальному напрямку становить 0,24, в радiальному - 0,19, за об'-емом - 0,42 %. У нашому випадку значення радiального коефщента усушки е близьким до наведеного у робот [1], особливо у моделi слабкого росту. Ва-рто також вказати на вщмштсть цього показника як у моделей рiзноi штен-сивностi росту, так i залежно вiд висоти взяття зразка.
Встановлене нами значення коефщента тангентально! усушки е по-мггно вищим, особливо у моделi середнього росту (0,29-0,37). Вищим е також i коефщент об'емно! усушки, особливо у моделi слабкого росту (0,52-0,54). Найнижчий коефщент усушки за об'емом, який ми встановили для моделi сильного росту (0,43-0,46) i щ значення е найбiльш подiбними до показника, наведеного В.О. Божком, 1.С. Вштошвим [1].
Дуже важливим е показник щшьност деревини. Так, щшьшсть деревини бархата при вологост 12 % становить 350, базисна щшьшсть - 413, а щшьшсть в абсолютно сухому сташ - 467 кг/м3 [2].
Щшьшсть деревини в абсолютно сухому сташ (р0), яку ми встановили е найнижчою в моделi сильного росту (в середньому 464 кг/м3), що найбшьш подiбне до наведених даних у робот [2]. Помггно бiльшим цей показник е в моделi слабкого (596 кг/м3) та у моделi середнього росту (616 кг/м3). Таким чином, деревину найвищо! щшьност продукують дерева бархата середнього
i слабкого росту.
Показники об'емно! пористостi деревини залежать вiд li щiльностi: чим бшьша об'емна пористiсть, тим бшьший об'ем пор у деревинi, тим менша
ii щiльнiсть. Так, найвищу пористiсть, як i очiкувалось, ми виявили у моделi сильного росту (69,6 %), а найменшу - у моделi середнього росту (59,8 %). Модель слабкого росту займае промiжне положення (61,0 %). Отже, за показником щшьност при 12 % вологост вид можна вщнести до порiд з деревиною середньо!' щiльностi.
Аналiз мехашчних властивостей деревини бархата амурського за статичною твердютю, границею мщност при статичному згинi та стиску вздовж волокон проводили за показниками, визначеними у перерахунку на волопсть 12 %, оскшьки мехашчш показники при цш вологостi е загальноприйнятими i е можливiсть порiвняти !х з механiчними показниками деревини iнших по-
рщ. Дослiдження нами механiчних властивостей деревини модельних дерев бархата амурського дали наступи результати (табл. 2). Твердють деревини при вологост 12 % е найбiльшою у моделi вiдстаючого росту (модель 3.33). При цьому найбшьшою твердiстю вiдзначаеться деревина в тангентальному напрямку.
Табл. 2. Мехашчш властивостi деревини бархата амурського в умовах свiжо'i
Характеристика модельного дерева Висота зр1зу, м Твердшть (Hw33-35 %), МПа Твердшть (Hw12 %), МПа Границя мщност1, МПа
при статичному згит при стиску вздов ж волокон, W12 %
торце-ва, L радь альна, R тан-гента-льна, T торце-ва, L радь альна, R тан-гента-льна, T
8, W 33-35 % 8, W 12 %
Модель 1.33; Н=25,3 м; D=41,0 см; 46 рошв 1,3 28,11 24,84 25,85 53,26 47,04 48,97 43,30 81,10 48,29
8,5 29,73 26,25 27,43 48,05 42,47 44,33 43,28 82,33 45,89
9,5 21,79 24,91 21,38 36,63 41,93 35,86 42,17 82,15 41,29
Модель 2.33; Н=20,8 м; D=24,8 см; 45 рошв 1,3 29,92 29,77 31,04 50,70 50,37 52,60 42,80 84,21 52,01
7,0 31,27 26,76 30,74 54,76 47,00 53,93 42,55 82,66 51,17
8,5 30,69 29,49 31,56 53,30 51,08 54,70 39,26 76,92 50,97
Модель 3.33; Н=19,8 м; D=20,5 см; 45 рошв 1,3 30,53 29,49 31,34 54,91 53,01 56,29 43,79 85,94 55,61
6,4 31,28 29,32 31,47 55,18 51,74 55,51 41,47 82,97 51,46
7,8 36,70 33,48 37,54 59,88 54,60 61,21 40,10 79,77 51,80
Якщо брати до уваги торцеву твердють, то у моделi кращого росту цей показник е найвищим на зрiзi 1,3 м, а i3 збiльшенням висоти твердють зменшуеться. Так, на висот 8,5 м цей показник знижуеться на 10 %, а на ви-сот 9,5 м - на 32 %. Така ж тенденщя спостер^аеться i в радiальному та тангентальному напрямках. У моделi вiдстаючого росту спостерiгаемо проти-лежну тенденцiю. Так, найбiльша торцева твердють деревини е у верхньому зрiзi. 1з зменшенням висоти стовбура цей показник знижуеться на 8-9 %.
В моделi 2.33 найбшьший показник торцево! твердостi спостер^аеть-ся на висот стовбура 7,0 м (54,76 МПа), хоча вiдмiннiсть на висотах 1,3 м та 8,5 м е незначною - лише 7,5 % та 2,7 %. У моделi кращого найбшьша твер-дiсть спостерiгаеться у торцевому напрямку (45,98 МПа), хоча зменшення цього показника в радiальному i тангентальному напрямках е незначним - на 5-7 %. Для моделей 2.33 i 3.33 середш показники твердост е найбшьшими в тангентальному напрямку (53,74 i 57,67 МПа). Дещо менша твердiсть деревини (на 1 -2 %) встановлена у торцевому i найнижча (на 8 %) - у радiальному напрямках. Середня твердють деревини бархата амурського у торцевому напрямку становить 51,8 МПа, в радiальному - 48,8 МПа, тангентальному -51,5 МПа, хоча щ показники для дерев рiзних груп росту та на рiзних висотах помггно змшюються i становлять, вiдповiдно, 48,05-59,88; 41,93-54,60 та 35,86-61,21 МПа. За даними А.А. Качалова [9], статична твердють деревини бархата становить 47,0 МПа, що можна прийняти, як усереднений результат.
Ми також визначали границю мiцностi при статичному згиш з воло-гiстю в момент випробування 33-35 %. При цьому не було встановлено по-мггних вщмшностей за величиною цього показника у модельних дерев рiзних груп росту. Абсолютш значення показника становлять в середньому 4243 МПа, з коливаннями у невеликих межах 39,3-43,8 МПа.
Абсолютнi показники гранично! мщност при статичному згиш (при 12 %-ш вологостi) е практично в два рази бшьшими, шж у попередньому ви-падку. Вщмшност показникiв гранично! мiцностi у дерев рiзних груп росту е бшьш яскраво вираженими, нiж при вологост 33-35 %.
Ми не встановили чггко! тенденцi! змiни твердост деревини у всiх до-слщжуваних напрямках зi збiльшенням висоти стовбура. Абсолютш показники твердост деревини в рiзних напрямках зi збшьшенням висоти стовбура можуть як зростати, так i знижуватися, однак, загалом вони все ж таки мають тенденцiю до зниження. Границя мщност при статичному згинi у моделi кра-щого росту на вЫх висотах стовбура е приблизно однаковою i становить у межах 81-82 МПа (див. табл. 2). Найменша границя мщност модельного дерева спостер^аеться у нижнiй частинi стовбура. Для моделей середнього i вщстаючого росту границя мiцностi при статичному згиш е найвищою у ни-жнiй частинi стовбура (84-86 МПа), а iз збiльшенням висоти стовбура цей по-казник знижуеться (77-80 МПа). В.О. Божок, 1.С. Вштотв [1] наводять дещо менший показник при статичному згиш у бархата - 77,1 МПа.
У вЫх трьох модельних дерев середш показники гранищ мщност при статичному згиш (5^ 12 %)) е досить подiбними (81-83 МПа), хоча найбшьша мiцнiсть спостерiгаеться у моделi вщстаючого росту, а в моделей кращого та вiдстаючого росту цей показник е майже однаковим (81,3 i 81,9 МПа). Варь абельнiсть показника гранищ мщност при статичному згиш для моделей середнього та вщстаючого росту е значно бшьшою (вщповщно 84,2-76,9 i 85,979,8 МПа), шж для моделi кращого росту (81,1-82,3 МПа).
У вЫх трьох моделей за показником гранищ мщност при стиску вздовж волокон ми спостер^аемо чггку закономiрнiсть - iз збiльшенням висоти стовбура показник мщност зменшуеться. Виняток становить тшьки модель вiдстаючого росту, в яко! мiцнiсть на висот 6,4 i 7,8 м е приблизно однаковою i становить вiдповiдно 51,46 i 51,80 МПа.
Наведений у лiтературi [1] показник гранищ мщност при стисканнi вздовж волокон для бархата амурського е дещо меншим - 39,5 МПа.
Висновки
За щшьтстю деревини в абсолютно сухому сташ дерев рiзних груп росту - 464-616 (ср. 596) кг/м деревина бархата е подiбною до тако! як у в'яза
33
шорсткого (620 кг/м ) та гладкого (650 кг/м ) i помггно вщстае за цим показ-
33
ником вщ деревини ясена звичайного (680 кг/м ), дуба звичайного (690 кг/м ) та акацп бшо! (800 кг/м ).
З метою отримання високо щшьно! деревини, лiсiвничi догляди в культурах бархата необхщно проводити з орiентацiею на вирощування дерев
Ï3 середньою iнтенсивнiстю продукування деревини. Найвища об'емна порис-тють встановлено у моделi бархата сильного росту.
Найбшьшою твердiстю деревини при вологостi в момент випробуван-ня, а також у перерахунку на 12 %-ну волопсть, вщзначаеться деревина бархата у тангентальному напрямку. При цьому найбшьшу твердiсть мае деревина модельних дерев вщстаючого росту. Твердють деревини бархата у трьох напрямках здебшьшого мае тенденцiю до зниження Ï3 збiльшенням висоти стовбура.
Найбiльшою твердютю вiдзначаеться деревина бархата у особин вщ-стаючого росту у тангентальному напрямку. За встановленими нами показни-ками торцево!, радiальноï i тангентально! твердостi, статичному згинi та стис-ку вздовж волокон, яку ми встановили, деревина бархата амурського мае перевагу над деревиною каштана поЫвного та береста, е подiбною до деревини в'яза гiрського та дещо вщстае вiд деревини ясена звичайного.
Границя мщност деревини бархата при статичному згиш при перерахунку на 12 %-ну волопсть е дуже подiбною у вЫх дослщжених модельних дерев породи i3 незначним зниженням при збшьшенш висоти стовбура.
Границя мщност при стисканнi вздовж волокон, е ютотно меншою, шж при статичному згинi, знижуеться iз збiльшенням висоти стовбура i найбшьшою е у моделi слабкого росту.
Найвищим вмiстом пiзньоï деревини характеризуются особини бархата амурського iз групи кращого росту. У них же зафшсовано i найслабше всихання деревини за об'емним показником.
Лгтература
1. Божок С.В., В1нтон1в 1.С. Деревинознавство з основами люового товарознавства. -К.: НМК ВО, 1992. - 319 с.
2. Вштошв 1.С., Сопушинський 1.М., Тайшшгер А. Деревинознавство. - Льв1в: РВВ УкрДЛТУ, 2005. - 252 с.
3. Воробьев Д.П. Дикорастущие деревья и кустарники Дальнего Востока. - Л. : Наука, 1968. - 275 с.
4. Горд1енко Н.М., Бондар А.О., Горд1енко М.1. 1нтродуценти в д1бровах Полюся та Люостепу Украши. - К.: Урожай, 2001. - 448 с.
5. Гурский В.В. Амурский бархат и его выращивание в лесах Украинской ССР. - М.: Гослесбумиздат, 1950. - 44 с.
6. Зеленський М.Н., Онишко О.1. Нормативи для таксаци деревини амурського коркового дерева на Подшл1// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - 1999, вип. 9.9. -С. 67-72.
7. Калинин М.И. Моделирование лесных насаждений (биометрия и стереометрия). -Львов: Выща шк., 1978. - 207 с.
8. Калиниченко А.А., Ильненко А.А. К вопросу в хозяйственной оценке феноритмо-типов бархата амурского// Лесн. журн. - 1977, № 3. - С. 26-29.
9. Качалов А.А. Деревья и кустарники. - М.: Лесн. пром-сть, 1969. - 408 с.
10. Логгинов Б.И., Гордиенко М.И. Опыт выращивания культур бархата амурского. -М.: Лесн. пром-сть, 1976. - 152 с.
11. Цымек А. А. Лиственные породы Дальнего Востока, пути их использования и воспроизводства. - Хабаровск: Дальгиз, 1956. - 327 с.
