Статья: ДРЕВЕСИНА КАК ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ. IX. НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ В ОБЛАСТИ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРЕВЕСИНЫ В МЛТИ - МГУЛ - МФ МГТУ ИМ. Н. Э. БАУМАНА В 1925-2025 ГОДЫ (2025)

Представлена математическая модель для оперативного планирования деятельности лесоперерабатывающего предприятия. Рассмотрена задача формирования суточных цепочек поставок сырья с товарно-сырьевой биржи и оптимальной загрузки производственных цехов. Разработанная модель, в отличие от известных подходов, позволяет учитывать технологию раскроя сырья и время доставки лотов в условиях неопределенности. Определены ключевые выходные показатели: оптимальная траектория прибыли на горизонте планирования, суточные объемы производства и закупки сырья. Модель протестирована на данных российской товарно-сырьевой биржи и предприятия Приморского края. Показано, что даже в сложных сценариях модель демонстрирует качественно высокие результаты и обеспечивает стабильное планирование. Рекомендуется к использованию для повышения эффективности управления на лесоперерабатывающих предприятиях.

Статья посвящена описанию космического эксперимента «Ураган», реализуемого на Российском сегменте Международной космической станции. Основное внимание уделено научной аппаратуре «Икарус», созданной в рамках международного сотрудничества между Россией и Германией. С помощью данной аппаратуры решаются задачи эксперимента по контролю перемещения птиц и животных на Земле с использованием космических технологий. Представлены технические характеристики научной аппаратуры, особенности ее установки на внешней поверхности МКС космонавтами во время выхода в открытый космос, а также методы обмена данными и способ обработки полученных результатов. Сделан акцент на роль экипажа в реализации эксперимента. Приведены научные результаты, полученные в ходе мечения 23 видов птиц, гнездящихся в России. Впервые получены данные об их миграционных путях и зимовках. Показана высокая точность определения местоположения отслеживаемых объектов. Описаны перспективы развития технологии на новой Российской орбитальной станции, включая создание отечественных тегов и запуск спутника с использованием транспортного грузового корабля «Прогресс».

Представлена математическая модель процесса высокочастотной низкотемпературной плазменной модификации поверхности древесины, основанная на синергии молекулярно-динамического моделирования и экспериментальных спектроскопических данных. Детально смоделирован механизм ионной бомбардировки поверхности целлюлозы ионами кислорода (100 эВ). Выявлены типы разрываемых связей (C-C, C-O, C-H, O-H) и образование макрорадикалов. Изложено теоретическое описание ключевых химических реакций между радикалами и компонентами воздушной плазмы, приводящие к формированию на поверхности полярных функциональных групп: гидроксильных (-OH), карбонильных (-C=O) и карбоксильных (-COOH). Проведена экспериментальная верификация с помощью ИК и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, количественно подтвердившая увеличение соотношения O: C на 82,5 % и рост содержания окисленных групп после плазменной обработки. Построена математическая модель, описывающая кинетику разрыва C-C связей в поверхностном нанослое в зависимости от мощности разряда и времени обработки. Установлена оптимальная продолжительность обработки - 10 мин. Определена высокая адаптивность модели, что позволяет подстроить ее под разные функциональные группы и компоненты древесины (лигнин, гемицеллюлоза), а также под различные технологические параметры.

Представлены результаты анализа роста и качества древесины четырех клонов диплоидных (2 n = 38), а также триплоидных (2 n = 57) гибридов тополя белого ( Populus alba L.), полученных с использованием в гибридизации искусственно синтезированной с помощью повышенной температуры диплоидной (2 n ) пыльцы. Приведены новые данные по качеству древесины (плотности и структурным характеристикам древесинных волокон) у индуцированных таким способом 34-летних триплоидных гибридов, произрастающих в разноплоидных испытательных культурах тополя Воронежской области. Выявлены различия по росту и качеству древесины у триплоидных гибридов, обусловленные их генетическими особенностями. Изложено мнение о том, что хороший рост и высокую продуктивность триплоидов может обеспечить участие в гибридизации 2 n гамет с высокой степенью гетерозиготности, сформированных в нашем случае на основе отсутствия конъюгации хромосом и их сегрегации в первом делении мейоза под действием термоиндукции. Лучшие показатели по росту, объему стволов, базисной плотности древесины, длине и толщине древесинного волокна в исследуемом регионе установлены у триплоидного гибрида № 65 и диплоидного № 184. Показано, что длина древесинных волокон у них (1,43 мм и 1,35 мм) превосходит толщину (0,0217 мм и 0,021 мм) в 66 и 64 раз соответственно, что представляет интерес для бумажного производства. У этих же гибридов отмечена наибольшая базисная плотность древесины (372 кг/м3 и 364 кг/м3 соответственно). Высказано предположение о перспективности создания лесосырьевых плантаций из отселектированных разноплоидных (диплоидных и триплоидных) гибридов тополя белого в условиях лесостепи.

Приведены результаты термического анализа послеэкстракционного остатка (лигноуглеводный комплекс, ПЭОХ) хвои шести популяций ели, произрастающих на восточном макросклоне Кузнецкого Алатау. Популяции орографически изолированы друг от друга и отличаются по своим морфологическим и таксационным характеристикам. Цель исследования - установить наличие (или отсутствие) физико-химической изменчивости лигноуглеводного комплекса как биохимического полимерного «каркаса» хвои. С помощью методов термогравиметрии (ТГ) и дифференциальной термогравиметрии (ДТГ) исследована термоокислительная деструкция ПЭОХ популяций: осуществлен сравнительный анализ кинетики процесса, его «микростадийность» по четвертым производным ДТГ-контуров и анализ профилей убыли массы при нагреве от 20 до 700 °С со скоростью 10 °С/мин. Анализ базовых данных по ТГ и ДТГ, кинетики термоокислительной деструкции ПЭОХ не выявил существенных различий между популяциями: средние величины кажущейся энергии активации всего процесса термического разложения малоизменчивы. Рассчитаны значения индексов изменчивости Шеннона и Маргалефа, параметра проективной инвариантности экспериментальных популяций ели на уровне лигноуглеводного комплекса ПЭОХ. Величины этих параметров свидетельствуют о бедном внутривидовом химическом разнообразии на уровне лигноуглеводного комплекса хвои P. obovata L. Дальнейшие исследования экспериментальных объектов будут посвящены анализу компонентного состава терпенового комплекса хвои P. obovata. L.

Приведены материалы по истории развития научных школ химико-технологического направления за 100-летний период их существования в МЛТИ - МГУЛ - МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана. Рассмотрены вопросы организации химико-технологического обучения в начальный период развития МЛТИ 1919-2025 гг. и становления различных направлений развития научных школ. Показано влияние созданных в 1920-1930-е годы при участии ведущих ученых-химиков МЛТИ научно-исследовательских институтов химико-технологического профиля на формирование в послевоенное время научных школ по новым направлениям химической и механохимической переработки древесины. Представлена историческая преемственность тематики научных исследований в рамках развития научных школ с послереволюционного периода становления вплоть до настоящего времени. Настоящая статья является заключительной в цикле «Древесина как химическое сырье. История и современность» (предыдущие части цикла опубликованы в журнале «Лесной вестник/ Forestry Bulletin»: 2020. Т. 24, № 1, № 5; 2021. Т. 25, № 1, № 3, № 5; 2022. Т. 26, № 1, № 2; 2023. Т. 27, № 3, № 6; 2024. Т. 28, № 6).

Представлены результаты исследования сортоспецифических особенностей регенерации флокса метельчатого ( Phlox paniculata L.) (‘Венец’, ‘Золотая Русь’, ‘Князь Серебряный’, ‘Лунный Камень’, ‘Фобус’, ‘Эсмеральда’, ‘Гений’ и ‘Peppermint Twist’) в условиях in vitro. Установлены наибольшие значения коэффициента размножения, детерминированные числом микропобегов у трех сортов флокса: ‘Гений’ - 29,2 ± 3,3; ‘Золотая Русь’ - 23,8 ± 2,7; ‘Эсмеральда’ - 23,5 ± 4,1. Выявлена низкая способность к размножению in vitro, обусловленная преимущественно небольшим числом микропобегов, у двух сортов флокса: ‘Peppermint Twist’ - 8,7 ± 0,5 и ‘Венец’ - 8,7 ± 1,6. Определено число микропобегов: максимальное у сорта ‘Гений’ - 10,4 ± 0,8 шт., минимальное у сорта ‘Peppermint Twist’ - 1,2 ± 0,1 шт. Отмечено наибольшее число узлов у сорта ‘Peppermint Twist’ - 6,9 ± 0,6 шт./эксплант, наименьшее - у сорта ‘Золотая Русь’ - 2,9 ± 0,4 шт./эксплант. Предложено условное разделение всех изученных сортов флокса метельчатого ( Ph. paniculata ) по интенсивности размножения in vitro на три группы: 1) высокая - ‘Гений’, ‘Золотая Русь’ и ‘Эсмеральда’; 2) средняя - ‘Фобус’; 3) низкая - ‘Peppermint Twist’, ‘Венец’, ‘Князь Серебряный’ и ‘Лунный Камень’. Зафиксировано наличие корневой системы и каллуса у основания эксплантов у большинства сортов после 60 сут. культивирования.

Представлены материалы изучения влияния лесных пожаров на структуру и хозяйственные характеристики древостоя, результаты разработки лесоводческих парадигм устойчивого развития и рационального ведения лесного хозяйства в экологически важных природных районах Республики Бурятия в рамках проведения исследований лесов Селенгинского среднегорья. Дополнены сведения о текущем состоянии древостоя на Селенгинском среднегорье, в том числе в темнохвойных насаждениях, изучена вторичная послепожарная сукцессия в древостое. Рассмотрено влияние природных факторов на естественное лесовозобновление. Проведены исследования воздействия лесных пожаров на структуру и хозяйственные характеристики насаждений в горных лесах Селенгинского среднегорья. Достигнуто понимание процессов восстановления лесных экосистем после пожара, дана оценка разнообразию флоры и фауны в сложившихся условиях, т. к. гари и горельники являются важным элементом в цикле природных процессов, влияя на биоразнообразие и динамику лесных сообществ. Выявлены особенности адаптации растительных и животных видов к условиям послепожарной растительности в целях разработки мер по охране и восстановлению лесов. Исследование темнохвойных лесов имеет важнейшее значение для оценки их устойчивости, способности к самовосстановлению и сохранению биологического разнообразия, кроме того, данные исследования имеют существенное прикладное значение для лесоустройства. Отсутствие комплексной информации о состоянии темнохвойных лесов в лесничествах затрудняет реализацию рационального и экологически ответственного лесопользования. Накопленные литературные данные о темнохвойных лесах южного макросклона хребта Хамар-Дабан фрагментарны и разрозненны, так эти леса исследуются практически впервые, поскольку их экология и лесоведение остаются слабо изученными, особенно в контексте влияния климатических изменений на экотон светлохвойной и темнохвойной тайги. Ранее проведенные лесоустройства не были должным образом обобщены и проанализированы. Получены данные о структуре, состоянии, продуктивности и лесном биоразнообразии, которые позволят разработать лесохозяйственные мероприятия по сохранению темнохвойной тайги, повысить ее устойчивость, продуктивность и эффективность применения таежных ресурсов. Разработаны рекомендации по лесохозяйственным работам для лесничеств в целях снижения негативного влияния огня на хвойные насаждения и повышения их продуктивности.

Установлены закономерности изменения показателей горимости особо охраняемых природных территорий федерального значения (в государственных природных заповедниках, национальных парках, государственных природных заказниках) в разрезе федеральных округов, природно-географических условий, по видам целевого назначения особо охраняемых природных территорий. Зафиксировано наибольшее количество пожаров, площадей, пройденных огнем, в Дальневосточном и Сибирском федеральном округах, а для Южного федерального округа характерна максимальная относительная горимость, выражаемая площадью пожаров на 1 млн га площади особо охраняемых природных территорий, при их невысокой плотности.

Рассмотрены вопросы подбора наиболее приемлемых фунгицидов для дальнейшего их испытания в целях защиты дуба в лесных питомниках. Изложены различные подходы к оценке биологической эффективности на примере испытаний двух фунгицидов. Предложены формулы для вычисления этого показателя.

Приведены результаты исследования влияния орографических факторов на запасы ягодных кустарничков в подзоне северной тайги в пределах Свердловской области, произрастающих на горных склонах различных экспозиций в диапазоне абсолютных высот 650…850 м н. у. м. Выявлены три вида ягодных кустарничков: черника обыкновенная Vaccinium myrtillus L., брусника обыкновенная Vaccínium vítis-idaea L. и голубика обыкновенная Vaccinium uliginosum L, их проективное покрытие составляет от 2 до 18 %. Установлена дифференциация запасов дикорастущих ягод на склонах по градиенту высот и экспозиции. Показано, что черника является преобладающим видом на нижних и средних частях склонов примерно до высотной отметки в 800 м. н. у. м, выше чернику замещает голубика. Приводятся результаты корреляционного анализа зависимости проективного покрытия ягодных кустарничков от абсолютной высоты: связь достоверна, графически описывается параболой второго порядка, а теснота варьирует от слабой до сильной на различных склонах. Показано, что по мере увеличения высот с 650 до 750 м н. у. м. на южном и северном склонах проективное покрытие снижается, затем постепенно восстанавливается, практически до исходных значений к высотам 800…850 м н. у. м., в то время как на западном и восточном склонах с увеличением высоты с 650 до 800 м н. у. м. проективное покрытие снижается, а незначительное увеличение наблюдается только после высотной отметки 800 м н. у. м. Установлено, что наибольшим проективным покрытием ягодных кустарничков характеризуется западный склон (3,5…21 %), наименьшим - северный (0,5…7 %). Полученные данные подтверждают важность экспозиции склона и высотного положения в размещении ресурсов дикорастущих ягодных кустарничков.

Представлено распределение древостоев сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) на территории Республики Марий Эл по классам их бонитета, показаны особенности возрастных изменений пропорций между различными параметрами ствола и кроны нормальных и «плюсовых» деревьев, проведен анализ наследуемости их фенотипических признаков на 30-летней коллекции клонов. Сделан вывод о том, что селекционная инвентаризация насаждений, как и вся работа по селекции древесных растений, нуждается в настоящее время в пересмотре. Наибольшую селекционную ценность имеют уникальные по своим свойствам ценопопуляции, а не отдельные «плюсовые» деревья, размеры которых, особенно диаметр, не связаны с производительностью древостоев. Для адекватной оценки селекционной ценности ценопопуляции ее таксационные параметры необходимо сравнивать с эталоном, в качестве которого выступают региональные модальные древостои, динамику характеристик которых описывают соответствующие математические уравнения.

Рассмотрены вопросы оценки детерминизма лесорастительных условий при определении потенциала и эколого-экономической эффективности реализации лесоклиматических проектов в рамках развития низкоуглеродной экономики. Охарактеризованы основные теоретические и методологические положения, используемые при определении эффективности реализации лесоклиматических проектов. Определены основные типы лесорастительных условий, влияющие на эколого-экономическую эффективность реализации лесоклиматических проектов. Установлены коэффициенты углеродоемкости инвестиционных затрат как интегральные показатели эффективности лесоклиматических проектов. Выявлен наибольший экономический потенциал лесных участков, отличающихся оптимальными лесорастительными условиями, т. е. дубрав и судубрав Центральной лесостепной зоны для реализации лесоклиматических проектов по лесовосстановлению на гарях и вырубках. Определены значения коэффициентов углеродоемкости инвестиционных затрат для наиболее эффективных лесоклиматических проектов по лесовосстановлению и лесоразведению. Показана широкая перспектива реализации лесоклиматических проектов в Центральной лесостепи России. Указана необходимость развития процессов регулирования лесоклиматических проектов с помощью национального стандарта проектной деятельности.