Повышение эффективности лесозаготовок на основе применения компьютерной системы оценки экологической совместимости машин с лесной средой

• Автор: Давыдков, Геннадий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 159 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Экологические последствия воздействия ходовых систем

машин на лесные почвы .

1.2 Исследования воздействия ходовых систем машин на лесные

почвы .

1.3 Географические информационные системы и возможность их

применения при решении поставленных задач .

1.4 Постановка задачи исследований .

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВИЖИТЕЛЕЙ С ПОЧВОЙ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА

КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ .
2Л Основные понятия
2.2 Моделирование лесной почвы
2.3 Моделирование элементов ходовых систем
2.4 Результаты моделирования взаимодействия элементов
ходовых систем машин с лесной почвой
Выводы
3. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ ДВИЖИТЕЛЕЙ ЛЕСНЫХ МАШИН СО СРЕДОЙ
3.1 Определение и области применения ГИС
3.2 Процедура разработки ГИСпроекта
3.2.1 Создание электронных карт и соответствующих баз данных исследуемой территории
3.2.2 Разработка программы для анализа БД
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ЛЕСНОЙ ТЕХНИКИ НА ПОЧВУ
4.1 Цель и задачи исследования
4.2 Характеристика объектов исследований
4.3 Характеристика условий эксперимента .
4.4 Порядок проведения и определяемые параметры .
4.5 Результаты испытаний .
Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
ЛЕСНЫХ МАШИН СО СРЕДОЙ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ И
СРЕДНЕЙ ТАЙГИ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ
5.1 Описание объекта исследования
5.2 Применяемые технологии лесозаготовок и машины
5.3 Исследование воздействия техники на почву и разработка
рекомендаций .
5.3.1 Проходимость
5.3.2 Уплотняемость .
5.3.3 Оценка возможности применения тракторов по двум
критериям
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Петрозаводск: Институт биологии Карельского НЦ РАН, 6 сентября ), «Научно-технический прогресс в лесном комплексе» (г. Сыктывкар, апреля ); «Региональные проблемы развития лесного комплекса» (г. Петрозаводск, ), «Ресурсосберегающие технологии лесного комплекса» (г. Петрозаводск, ), «Научное обеспечение лесного комплекса Карелии» (г. Петрозаводск, ). Публикации. Основное содержание диссертации изложено в печатных работах, в том числе двух учебных пособиях. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 5 с. Список использованных источников включает 2 наименований. Минимизация вредного воздействия ходовых систем машин (колес или гусениц) на лесные почвы является важной задачей, изучению которой посвящено значительное количество исследований лесоводов, экологов и ученых, работающих в области исследования технологии и механизации лесозаготовительных и лесохозяйственных процессов. Дня сплошных рубок главного пользования наиболее отрицательными последствиями движения лесных машин являются уплотнение почв и образование колеи. На уплотненной почве затруднен процесс всхожести семян при естественном возобновлении, а также тракторная колея является источником возникновения эрозии почвы, ее заболачивания и переувлажнения в низких местах и высыхания на буграх и склонах. Все это делает невозможным процесс лесовозобновления, что отмечено в многочисленных источниках [3, 7 , , и др. Еще более отрицательные последствия движения машин на почву происходят при проведении выборочных рубок и рубок ухода за лесом. Таким образом, по мнению большинства современных исследователей, под вредным воздействием машин на почвы подразумевается образование колеи, уплотнение почвы по следу движения машин, повышение её твердости, снижение пористости, нарушение растительного покрова с частичной или полной минерализацией (рис. Рис. Подобные изменения в почве нарушают условия жизни растений. Кроме того, учитывая такие особенности строения лесной почвы как насыщенность её корнями (% корней находится в верхнем гумусном слое и плотность их горизонтальной структуры достигает 00 метров на один квадратный метр [2]), говоря о структурных изменениях в самой почве, нельзя не говорить о повреждении и расположенных в этой почве корней деревьев. Колеса или гусеницы движущихся машин вызывают переломы, разрывы корней и обдиры их коры. В весенне-летние месяцы, когда прочность корневой коры минимальна, опасность ее обдира особенно велика. Н/см2) [7]. При этом обдиры коры наблюдаются не только у поверхностнорасположенных корней, но и у достаточно глубокозалегающих, особенно на песчаных и гравийных почвах за счет сдвига их абразивных частиц. Эта проблема встает особенно остро в том случае, если речь идет о несплошных рубках леса, когда часть древостоя при проведении рубки должна оставляться на доращивание, а значит, не повреждаться. Многочисленными исследованиями [, 7, 0, 2] установлено, что повреждения корневых систем возникают главным образом в зоне технологического коридора (волока) и вблизи его. На рис. Обобщая результаты этих исследований, предложим схему, иллюстрирующую взаимодействие машин с лесной почвой и отражающую последствия этого взаимодействия (рис. Рис. Основным последствием повреждения корневых систем растущих деревьев является замедление их роста, инфицирование, опасность отпада [6]. При этом, чем ближе машина прошла от дерева, тем выше опасность возникновения перечисленных последствий. Установлено [9], что если корни повреждаются в пределах см от комлевой части дерева, то % деревьев с такими повреждениями через лет имеют признаки наличия стволовой гнили. Особенно опасно в этом случае повреждение крупных корней, т. Наиболее склонны к последующему инфицированию поврежденные корни ели. При повреждении % площади корневой системы наблюдается снижение роста дерева на % по сравнению с неповрежденным, произрастающим в тех же природных условиях. Если проходом машины вблизи ели повреждено % корней (т.