Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты экспериментов по прямому окислению бензола в фенол кислородом и воздухом в барьерном разряде в условиях эффективного удаления продуктов реакции из зоны его действия. В случае окисления бензола кислородом содержание фенола в продуктах достигает ~73 мас. %, в незначительном количестве образуются арендиолы (в сумме ~8 мас. %, в основном гидрохинон). Окисление бензола воздухом приводит к росту содержания фенола в продуктах до ~77 мас. % и снижению содержания двухатомных фенолов до ~3 мас. %. Конверсия бензола за один проход парогазовой смеси через реактор в кислороде достигает 0.5 мас. %, в воздухе - 0.4 мас. %. Прямое окисление бензола в фенол воздухом сопровождается образованием осадка. Изучена структура этого осадка, обсужден механизм его образования. Показано, что формирование осадка при обработке бензола в воздухе вызвано реакциями с участием возбужденных молекул азота. Подробно рассмотрены основные стадии механизма процесса окисления, приводятся результаты расчетов потерь энергии электронов в электронно-молекулярных реакциях, протекающих на стадии разрядного инициирования в барьерном разряде, которые позволяют оценить их вклад в механизм образования промежуточных активных частиц и стабильных молекул, а также направления протекания процесса окисления бензола в плазме барьерного разряда. Показано, что образование фенола происходит в результате прямого взаимодействия молекулы бензола и атомарного кислорода. Продемонстрировано, что окисление бензола в барьерном разряде превосходит некоторые термокаталитические методы по скорости реакции и характеризуется сравнимыми результатами по селективности образования фенола.

Изучено влияние еловых ( Picea obovata Ledeb.) насаждений на морфологические характеристики, физико-химические свойства, состояние органического вещества, а также качественный и количественный состав микробоценоза мерзлотной лугово-черноземной почвы, формирующейся под лугово-степной растительностью в Центральной Якутии. Посредством комплексного применения почвенных, микробиологических, статистических методов исследования выявлены и оценены изменения, произошедшие в исходной мерзлотной почве. Так, за 45-летний период воздействия лесной растительности морфологический профиль исходной лугово-черноземной почвы (Luvic Chernozems Sodic) Аv, ca-Aca-ABca-Bса-BCca-Cca трансформировался в профиль мерзлотной перегнойно-карбонатной почвы (Calcic Cryosols Eutric) O-А0-A-ABca-Bса-BC-Cca. За отмеченный период на поверхности лесной почвы сформировался разнотравно-зеленомошный растительный покров, вследствие чего глубина сезонного протаивания уменьшилась. Также существенно изменились физико-химические свойства, состав гумуса и состояние микробоценозов изучаемых мерзлотных почв. В метровой толще данных почв средневзвешенное значение рН_Н2О понизилось с 9.0 до 8.6, а содержание С_орг и N_общ соответственно повысилось с 0.79 до 1.72 и с 0.03 до 0.13 %. При этом в гумусовом профиле мерзлотной перегнойно-карбонатной почвы сформировался более мобильный гумус и общая сумма гумусовых кислот возраcла до 65.6-86.0 %, а доля негидролизуемого остатка уменьшилась до 14.0-34.4 %. Также данная почва оказалась наиболее богатой микроорганизмами, где общая их численность составляла 2.4 ± 1.3×10⁶ КОЕ/г, тогда как в исходной почве - только 5.8 ± 3.1×10⁵ КОЕ/г. При этом, если в первой почве относительно преобладали актиномицеты (34 %) и микромицеты (29 %), то во второй - олигонитрофильные бактерии (37 %) и аммонификаторы (27 %).

Представлены результаты посевного эксперимента (2016-2024 гг.) по оценке сохранности, роста и состояния сеянцев/саженцев лесоболотного и лесостепного экотипов (происхождений) лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.), высаженных на участок лесного массива Академгородка г. Красноярска, и оценке перспектив их использования для озеленения городской среды. После пересадки из посевного отделения в 2022 г. 6-летние саженцы показали абсолютную приживаемость. В год пересадки при первичном обследовании у части молодых саженцев лиственницы сибирской были обнаружены поражения хермесом ( Adelges laricis Vall.) и лиственничной почковой галлицей (Dasyneura laricis F. Low.), раннее пожелтение, увядание и опад хвои, не оказавшие заметного влияния на приживаемость. При повторном обследовании, с учетом степени сохранности хвои, большая часть саженцев как лесоболотного, так и лесостепного происхождения характеризовалась удовлетворительным и хорошим состоянием. Абсолютный прирост сеянцев/саженцев лесостепного экотипа лиственницы сибирской был выше, чем у лесоболотного в год посева семян (2016 г.) и в год пересадки молодых деревцев (2022 г.). Статистически значимые различия приростов между саженцами лесоболотного и лесостепного происхождений проявились при пересадке растений. В остальные годы больший прирост был зафиксирован у сеянцев/саженцев лесоболотного экотипа, по сравнению с лесостепным. В 2024 г. саженцы лесоболотного экотипа лиственницы сибирской имели большую среднюю высоту по сравнению с лесостепным экотипом. Саженцы лесоболотного происхождения отличались более широким диапазоном изменчивости высоты, в то время как деревца лесостепного происхождения имели более выровненные значения варьирования данного признака.

Особенности лавовых полей (аккумуляция влаги в излившихся пористых базальтах, а также сложный мезорельеф) способствуют натурализации ели ( Picea A. Dietr.), которая формирует здесь устойчивые фитоценозы и является их эдификатором. Лиственница ( Larix Mill.) же, напротив, встречается здесь спорадически, что обусловлено ее приуроченностью к хорошо дренируемым грунтам, в силу чего в условиях произрастания на лавовых полях она обладает меньшей конкурентоспособностью. Дендроклиматический анализ древесно-кольцевых хронологий ели и лиственницы подтверждает ключевую роль атмосферных осадков в динамике древесной растительности. Деревья, в первую очередь ель, в данных условиях выступают в роли эдификатора, модифицируя первичные экологические ниши и способствуя более активному их освоению мохово-травянистой растительностью. В несвойственных экологических условиях лавовых полей, теплолюбивая и влаголюбивая ель, по сравнению с лиственницей, проявляет большую зависимость радиального прироста от температурного режима, чем от увлажнения.

Изучена динамика количественных и качественных параметров пихтового подроста в коренных южно-таёжных пихтарниках Томской области, поврежденных инвазионным короедом - уссурийским полиграфом ( Polygraphus proximus Blandford). Наблюдения проведены в два срока - в период массового размножения вредителя (2012-2016 гг.) и через 10 лет после вспышки размножения (2023 г.), на 8 пробных площадях в фитоценозах, различающихся по составу древостоев, живому напочвенному покрову, таксационным показателям пихтового элемента материнского полога и степени его повреждения. В 2012 г. общая численность живого пихтового подроста составляла в разных фитоценозах 500-6300 шт./га, в том числе крупного, наиболее ценного, подроста предварительного возобновления - 325-1100 шт./га. К 2023 г. численность естественного возобновления пихты сибирской ( Abies sibirica Ledeb . ) снизилась в 1.5-8.5 раз, главным образом в связи с сокращением количества мелкого подроста, и составила 167-4000 шт./га, в том числе крупного подроста - 154-2500 шт./га. Отрицательная динамика численности подроста обусловлена комплексом факторов биогеоценотического, патологического и механического характера, а также переходом крупного подроста в состав древостоя. Средняя высота мелкого и среднего подроста пихты сибирской изменялась незначительно, у крупного подроста в большинстве насаждений она увеличилась к 2023 г. в 1.2-1.7 раз и достигла 4.5 м, возраст крупного подроста варьировал от 14 до 36 лет. В жизненном состоянии подроста пихты сибирской за период наблюдений отмечена положительная динамика, обусловленная состоянием крупного подроста, частично ослабленного в период массового размножения полиграфа из-за нападений вредителя и здорового в послевспышечный период. Комплексная характеристика пихтового подроста по изученным параметрам позволила оценить разную степень его успешности в восстановлении поврежденных насаждений.

Формы сосны сибирской ( Pinus sibirica Du Tour) (кедра сибирского) с однолетним репродуктивным циклом считаются уникальными природными моделями для изучения репродуктивных процессов, видообразования и эволюции голосеменных растений, а также потенциалом для осуществления генетико-селекционных работ, направленных на получение высокоурожайных кедровых плантаций. Изучение структуры урожая и семенной продуктивности деревьев сосны сибирской с однолетним циклом развития женских шишек показало, что все ростовые признаки шишек (линейные размеры, масса шишек и семян) достоверно ниже, чем у типичных особей, а морфогенетические признаки (число семенных чешуй) и уровень изменчивости признаков структуры урожая сопоставим с изменчивостью в популяциях сосны сибирской в целом. В то же время для отдельных особей с однолетним развитием репродуктивных структур характерна высокая семенная продуктивность женских шишек (76.7 %) Отбор и закрепление в потомстве признаков, обеспечивающих устойчивые урожаи кедровых семян, признаются перспективными направлениями селекции сосны сибирской. Особи с однолетним развитием женских шишек являются уникальными генотипами, обладающими потенциалом для получения новых сортов и форм.

Обсуждается опыт применения наземного лазерного сканирования LiDAR для оценки биометрических характеристик деревьев при инвентаризации искусственного насаждения «Бульвар Победы» в г. Петрозаводске, Республика Карелия. Проведен комплексный статистический анализ данных LiDAR в сравнении с натурными измерениями дендропараметров - высоты деревьев, диаметров крон и стволов на высоте 1.3 м, с учетом видовой принадлежности деревьев. Выявлена высокая эффективность технологии LiDAR для установления основных дендропараметров. Наилучшие результаты получены для измерения диаметра ствола на высоте 1.3 м (91.5 % достоверных видов), диаметра кроны (85.7 %) и высоты деревьев (92.9 %). Средняя относительная ошибка колебалась от 5.0 % для диаметров стволов на высоте 1.3 м до 10.02 % для высоты деревьев. Наиболее точные результаты измерений получены для ели голубой ( Picea pungens Engelm.) и ясеня обыкновенного ( Fraxinus excelsior L.), где все параметры измерялись с высокой точностью ( p > 0.05 во всех случаях). Диаметр ствола на уровне 1.3 м оказался наиболее стабильным параметром с наименьшей средней ошибкой (4.99 %), что объясняется относительной простотой его измерения и меньшей зависимостью от внешних факторов. Измерение диаметра кроны показало более высокую среднюю ошибку (8.28 %). Полученные результаты исследования свидетельствуют о необходимости учета видовых особенностей и сомкнутости кроны в насаждении при сканировании LiDAR и обработке данных.

Исследован пиролиз коры лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.) как потенциального сырья для получения торрефикатов и биоугля. На основе результатов термогравиметрии и дифференциальной термогравиметрии (ДТГ) проанализирована кинетика процесса пиролиза, определены его термодинамические показатели. Рассмотрены базовые данные измерений: стадии убыли массы коры при нагреве, отвечающие им температурные интервалы и скорость потери массы. С учетом сложности строения, химического состава коры и связанного с этим вида пика ДТГ в термогравиметрическом тесте проведена визуализации «микростадийности» термического разложения коры по четвертой производной контура ДТГ с помощью дифференцирующего фильтра Савицкого - Голея. По изоконверсионному кинетическому методу Озавы - Флинна - Уолла рассчитана зависимость энергии активации и предэкспоненциального множителя от степени конверсии. Определены средние значения энергии активации (283.7 кДж/моль) при изменении степени термической конверсии коры (α) от 0.1 до 0.8. Полученная зависимость Е _а = f (α) использована для расчета термодинамических параметров (Δ H , Δ G и Δ S ) и определения механизма реакций по методу Криадо, характеризующих процесс пиролиза коры. Установлен компенсационный эффект термодеструкции. Средние значения Δ H , Δ G и Δ S составляют 294.7 и 157.3 кДж/моль и 215.0 Дж/(моль × К) соответственно. Сформулирована интегральная оценка полученных результатов, отмечены область их использования и тематика дальнейших исследований: анализ физико-химических свойств торрефикатов и биоугля получаемых из коры лиственницы.

Приведены результаты экспериментов по определению потенциальной возможности воспламенения высушенного до 10%-й влажности (влагосодержания) торфа от сигаретного окурка. Установлено, что при отсутствии ветра торф не воспламеняется. Значительное влияние на его возгорание оказывает скорость ветра: при 1 м/с торф от окурка воспламеняется в 10 % случаев, 1.5 м/с - в 27 %, а при 2.5 м/с - в 50 % случаев. В процессе воспламенения торфа от сигаретного окурка фильтр сигареты сгорает полностью, что исключает возможность использовать его в качестве доказательства причины ландшафтного пожара. Установлено, что пескование с равномерным распределением песка по поверхности торфа из расчета 2.5 кг/м² предотвращает его воспламенение от сигаретного окурка. Таким образом, пескование мест отдыха, мест для курения, отдельных участков торфяников, где пролегают наиболее посещаемые маршруты охотников, рыбаков, сборщиков грибов и ягод, может существенно снизить потенциальную горимость территории, следовательно, может быть использовано при разработке мер по противопожарному устройству.

Выбросы парниковых газов существенно изменили глобальный климат. Увеличение частоты, продолжительности, остроты засухи и теплового стресса, связанное с изменением климата, может коренным образом изменить состав, структуру и биогеографию лесов во многих регионах. Особую озабоченность вызывает потенциальное увеличение усыхания деревьев, связанное с физиологическим стрессом, вызванным изменением климата, и взаимодействием с другими связанными с ним процессами, такими как нашествия насекомых и лесные пожары. Несмотря на отмеченные риски, существующие прогнозы отпада деревьев и гибели насаждений основаны на моделях, в которых отсутствуют функционально реалистичные физиологические механизмы. Стало очевидно, что современное понимание физиологических реакций деревьев на засуху остается недостаточным, и для составления реалистичных прогнозов гибели лесов в условиях быстрого изменения климата необходимы дополнительные базовые знания. Для количественного анализа механизмов гибели деревьев применена гидравлическая концепция, и на ее основе показана различная реакция на засуху изогидрических и анизогидрических видов. Представленный анализ глобальной уязвимости мировых лесов к жарким засухам в антропоцене показал, что она сильно недооценивается, включая леса в регионах с достаточным увлажнением. Несмотря на продолжающиеся дискуссии и исследования, касающиеся многих специфических механизмов гибели лесов, исследовательское сообщество приложило огромные усилия к выяснению этих механизмов, позволившие получить существенные физиологические данные, указывающие на повышенную уязвимость лесов к гибели при жарких засухах.