CC BY
36
УДК 630.85:630.81
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ ПОСЛЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ
ПОЖАРОМ
кандидат биологических наук, доцент кафедры древесиноведения С. Н. Снегирева ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
Проблема лесных пожаров остается одной из наиболее актуальных в нашем лесном хозяйстве. Учет послепожарных анатомических изменений, происходящих в древесине, может способствовать разрешению практической задачи - всегда ли необходима срочная вырубка березовых древостоев, испытавших воздействие пожаров, но не утративших жизнедеятельности, наоборот, могут способствовать рациональному использованию древостоев через несколько лет после пожара.
Изучением древостоев, поврежденных пожаром занимались многие ученые (И. С. Мелехов, А. А. Молчанов и др.) [1, 2]. При этом незначительное внимание было уделено изменениям в анатомической структуре древесины, связанным с лесными пожарами.
Как показывают результаты исследований воздействие пожаров на древесину различных пород неодинаково [3]. Наиболее стойкими можно считать хвойные породы, менее - лиственные рассеяннососудистые. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть воздействие пожара именно на группу рассеяннососудистых пород на примере древесины берёзы.
Методика проведения исследований
Детальное исследование повреждений микроструктуры древесины березы
проведено в сентябре 2010 года, через два месяца после пожара. Для исследования был выбран квартал № 49 Левобережного лесничества, на участке древостоя смешанного состава 8С2Б+Д, тип условий местопроизрастания Ві, возраст сосны 50 лет, средняя высота 22 м, средний диаметр 22 см, подвергшемуся низовому пожару.
Для микроскопических исследований у основания ствола в месте подгоревшей корки на высоте 0,4 были взяты пробы, включающие кору с древесиной, из которых затем были вырезаны образцы со стороной 6-8 мм. На санном микротоме МС-2 были изготовлены микросрезы, а затем и временные, заключенные в глицерин, микропрепараты. Микроскопирование проводили на исследовательском микроскопе Biomed с насадкой оснащенной цифровой камерой.
Результаты исследований
В процессе сравнительноанатомического исследования строения древесины березы повислой был выявлен ряд микроструктурных изменений структуры древесины и активности камбия.
Строение годичного слоя, отложившегося в год пожара, зависит от того, в какой период работы камбия произошел пожар, от интенсивности пожара, от характера самих деревьев. Пожарам, которые
прошли в конце июля - начале августа 2010 г., сопутствовали очень высокие рекордные для региона температуры воздуха. Так, например, средняя температура 28 июля составила +31,2 °С, что является абсолютным рекордом за последние несколько лет. В этот же день дневная температура достигла +39 °С, а 2 августа +40,5 °С, что является новым рекордом г. Воронежа.
Формирование ширины годичных слоев до и после пожара является основным показателем деятельности камбия. Как видно из рис. 1б наблюдается изменение прироста в послепожарном годичном слое. Уменьшение ширины годичного слоя и формирование мелкослойной древесины происходит за счет уменьшения ширины ранней древесины.
а б
Рис. 1. Поперечный разрез древесины березы (ув. 10 ): а - поперечный срез древесины березы; б - поперечный срез древесины березы (комлевая часть), поврежденной слабым низовым пожаром 2010 г.
В древесине берёзы сосуды располагаются одиночно и собраны в небольшие радиальные группы, равномерно распределенные по всей ширине годичного слоя [4]. Сосуды в стволе отклоняются от вертикали в тангенциальном и отчасти в радиальном направлении. Благодаря концевым и промежуточным контактам сосудов создается единая пространственная разветвленная водопроводящая система.
У древесины берёзы сосуды сгруппированы в радиальном направлении по
два-четыре сосуда (рис. 1а). На поперечном разрезе древесины березы поврежденной пожаром хорошо заметны изменения формы и структуры сосудов. Клеточные стенки сосудов вытянуты в тангенциальном направлении (рис. 1б). У всех группировок сосудов разрушены общие стенки сосудов, образуя при этом крупные полости. Данный вид разрушения клеточных стенок можно объяснить тем, что под воздействием высокой температуры произошло выкипание свободной влаги в полостях
сосудов, что в свою очередь привело к повышению избыточного давления паровоздушной смеси, которое и способствовало разрушению клеточных стенок в группах сосудов (рис. 1б).
Значительную часть анатомических элементов древесины берёзы составляют волокнистые трахеиды. Эти элементы выполняют механическую функцию и имеют форму округлых или многогранных клеток с толстыми стенками и малыми полостями, поры окаймленные. Располагаются они слегка волнистыми рядами. Анализ строения волокнистых трахеид у древесины после пожара показал незначительное уменьшение их размера в тангенциальном направлении.
Сердцевинные лучи у древесины берёзы узкие 1-3 рядные, многочисленные, слегка вытянуты в радиальном направлении и столь видимых изменений не претерпевают.
После поражения пожаром отмечается характерное окрашивание анатомических элементов в оранжевый цвет. Интенсивность окраски изменяется незначительно и слабо зависит от типа анатомического элемента. Можно предположить, что данная окраска возникает в результате деятельности карболовой кислоты (фенол). Как известно, фенол имеет температуру плавления 40,8 °С, а кипения 181,84 °С [5]. В результате воздействия высокой температуры вода в древесине закипает, образуется пар, существенно ускоряющий процесс гидролиза, в результате которого происходит интенсивное выделение карболовой кислоты, которая заполняет полости сосудов и придает древесине харак-
терный цвет. Наличие карболовой кислоты существенно снижает процессы водо- и влагопроводности в древесине, особенно в поперечном направлении, что может увеличить продолжительность камерной сушки пиломатериалов.
Выводы
В послепожарном приросте у берёзы, подвергшейся низовому пожару, происходит существенное уменьшение ширины годичных слоев. Изменение ширины годичных слоев связано, прежде всего, с уменьшением ранней зоны годичного слоя.
Пожары вызывают изменения в анатомической структуре сосудов и волокнистых трахеид. У сосудов происходит разрушение клеточных стенок между радиальными группами.
В результате действия высокой температуры происходит окрашивание всех анатомических элементов карболовой кислотой. Наличие карболовой кислоты существенно снижает процессы водо- и вла-гопроводности в древесине, особенно в поперечном направлении, что может увеличить продолжительность камерной сушки пиломатериалов.
Библиографический список
1. Мелехов И.С. Влияние пожаров на лес. М.-Л. Гос. лесотехн. Изд-во. 1948. 126 с.
2. Демаков Ю.П., Калинин К.К. Лесоводство. Ведение хозяйства в лесах пораженных огнем. Учеб. пособие. Йошкар-Ола. МарГТУ. ОПП МарГТУ, 2003. 135 с.
3. Повреждение микроструктуры ствола сосны после лесного пожара 2010 года на территории Воронежского учебноопытного лесхоза / Н.Е. Косиченко, С.Н. Снегирёва, А.Д. Платонов, В.В. Чеботарёв // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс].
Краснодар: КубГАУ, 2012. № 04(78). С. 594-604. Шифр информрегистра: - Режим доступа:
htt.pi// е!. киЬацго .ги/2012/04^# 50.pdf
4. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. М. : МГУЛ, 2007. 351 с.
5. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. М-Л.: АН СССР, 1962. 711 с.
УДК 65.9 (2) 24
ПОВЫШЕНИЕ ВЫХОДА ДРЕВЕСНОЙ ПРОДУКЦИИ НА РУБКАХ УХОДА
В ЛОГУП «ДОНСКОЙ ЛЕСХОЗ»
кандидат экономических наук, доцент кафедры управления производством В. И. Янышев
студент Ю. В. Бахметьева ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
Уход за лесом включает комплекс мероприятий по выращиванию леса в целях повышения и улучшения его продукции, не только увеличения размера лесопользования, но и лучшего использования леса как фактора окружающей среды.
Лесоводственная эффективность рубок ухода определяется после их проведения. Эффектом осветлений и прочисток является достижение желаемого для хозяйства состава насаждения, соответствующего условиям среды, эффектом прореживаний и проходных рубок является преобладание в лесном пологе полнодревесных, хорошо очищенных высокопродуктивных деревьев.
Экономическая эффективность видов рубок ухода определяется размерами убытков или прибылей, получаемых в результате проведения осветлений, прочис-
ток, прореживаний и проходных рубок. В зависимости от лесорастительных районов и потребностей в древесине, а также от уровня переработки неликвидной массы изменяется экономическая эффективность видов ухода. В лесоизбыточных районах рубки ухода убыточны для хозяйства, особенно осветления и прочистки. В лесодефицитных районах продукция, получаемая от рубок ухода, реализуется, лесное хозяйство при этом не только окупает расходы на проведение рубок ухода, но и имеет прибыль.
От лесоводственной и экономической эффективности видов рубок ухода необходимо отличать общую продуктивность насаждений, пройденных рубками ухода. Под общей продуктивностью понимается общая масса древесины, выращенной на 1 га площади, к возрасту спелости с
