Главная – Журналы – Поиск по журналам

Сообщается о создании лазерного стенда на базе Cr:Yb:Ho:YSGG-лазера (λ = 2, 87 мкм) с энергией импульса 15 мДж и длительностью 40 нс, работающего в режиме модулированной добротности. Стенд предназначен для измерения лучевой прочности оптических элементов, используемых в диапазоне длин волн 3 мкм, и других экспериментов по взаимодействию излучения с веществом. Обсуждаются особенности измерения каустики лазерного излучения вблизи фокальной плоскости линзы с ƒ = 50 мм методом сканирующего ножа при различной временной структуре импульса излучения. При диаметре лазерного пятна ≈160 мкм плотность энергии на поверхности исследуемого оптического элемента может плавно изменяться в пределах 1-52 Дж/см².

Представлен подход к управлению поверхностными плазмон-поляритонами (ППП) путём дифракции на акустических волнах. Рассмотрена брэгговская дифракция ППП на ультразвуковом пучке, направленном вдоль границы раздела сред, одной из которых является изотропный диэлектрик. Показано, что, кроме формирования пучков ППП нулевого и первого дифракционных порядков, будет также иметь место преобразование ППП в объёмное излучение. Выведены формулы для интенсивностей пучков ППП нулевого и первого дифракционных порядков для основных режимов дифракции. Предложенный метод может быть использован при разработке современных устройств обработки информации, а также устройств по неразрушающему контролю однородности диэлектрических покрытий металлических поверхностей.

Исследовались быстродействие и чувствительность в видимом спектральном диапазоне коммерческого пироэлектрического детектора на основе органического кристалла тетрааминодифенила МГ-32 (АО «НЗПП Восток») c входным окном из полипропилена толщиной 0,5 мм. Постоянная времени датчика варьировалась посредством подключения к схеме обратной связи усилителя приёмника ёмкости C в диапазоне от 2 нФ до 3,8 мкФ. С ростом ёмкости в диапазоне 0,1-3,8 мкФ постоянная времени приёмника увеличивалась линейно от 0,2 до 5 мс, а при меньших ёмкостях достигала насыщения, задавая предел ≈25 мкс. Вольтовая чувствительность тестировалась с помощью излучения диодного лазера (λ = 637 нм) и при C = 0,1 мкФ составила 3600 В/Вт, что на 8 % меньше, чем чувствительность приёмника без полипропиленового окна. Эквивалентная мощность шума и обнаружительная способность практически не зависели от ёмкости обратной связи в диапазоне C = 0,002-0,1 мкФ и примерно на 1-2 порядка превосходили характеристики других коммерческих пироэлектрических детекторов и оптоакустической ячейки Голея в видимом диапазоне, что делает исследуемый приёмник достаточно перспективным и универсальным для многих приложений.

Представлены результаты многолетних исследований прироста основных фракций фитомассы (стволы, корни, ветви, хвоя) сосновых молодняков, сформировавшихся на бывших сельскохозяйственных землях в условиях Красноярской лесостепи. Установлено, что в раннем онтогенезе максимальный прирост фитомассы характерен для перегущенных древостоев с начальной густотой 40.7 тыс. шт./га, однако к возрасту 17 лет их продуктивность снижается из-за интенсификации внутривидовой конкуренции за ресурсы, что негативно сказывается на эффективности фотосинтеза. В противоположность этому, в древостоях 9-20-летнего возраста с меньшей густотой, включая вариант с рубками ухода, прирост фитомассы имеет устойчивую положительную динамику. В условиях с естественными конкурентными отношениями с возрастом доля прироста стволовой фракции снижается, тогда как в насаждениях, с рубками ухода её вклад возрастает, достигая 62 % от общего прироста за 20-летний период. Полученные данные подчеркивают необходимость комплексного учета всех фракций фитомассы при оценке способности древостоев к поглощению атмосферного диоксида углерода. Учет прироста только массы стволов приводит практически к двукратной недооценке углерод депонирующего потенциала перегущенных сосновых молодняков. Результаты исследования целесообразно учитывать при оценке углеродного баланса лесных экосистем, в контексте международной торговли углеродными единицами. Показано, что регулирование густоты и пространственной структуры древостоев позволяет оптимизировать их функциональное назначение - от создания карбоновых ферм, ориентированных на секвестрацию CO₂, до организации промышленных плантаций с приоритетом на производство целевых сортиментов. Таким образом, лесоводственные мероприятия, включая рубки ухода, выступают ключевым инструментом управления продуктивностью и экосистемными услугами лесных насаждений.

Арктика - один из наиболее климатически уязвимых регионов планеты, где темпы роста температуры вдвое выше общемировых. Стремительное повышение температуры во многом обусловлено ростом концентрации в атмосфере парниковых газов. Прогнозы свидетельствуют, что сохранение данного тренда может привести к масштабному высвобождению углерода, аккумулированного в многолетнемерзлых породах. Масштабы и длительность ожидаемого эффекта неочевидны ввиду слабо развитого мониторинга парниковых газов в Российской Арктике: спорадичностью оценок их атмосферных вариаций и обмена с экосистемами. В работе приведены результаты исследований динамики парниковых газов атмосферы в эстуарной зоне р. Енисей, свидетельствующие об устойчивом ежегодном приросте CO₂ (~1.9 млн^-1/год) и CH₄ (~12.6 млрд^-1/год). Представлены показатели почвенной эмиссии этих газов для разных типов тундры и растительного покрова западного побережья п-ова Таймыр, согласно которым наиболее высокие значения характерны для участков с произрастанием сосудистых форм растений. Нарушения живого напочвенного покрова вездеходной техникой приводят в среднем к трехкратному увеличению эмиссии метана в атмосферу.

Исследовано современное состояние травяно-кустарничкового покрова и почв лесного массива г. Красноярска «Березовая роща» с прогулочной, пикниковой, физкультурной формами рекреации, подвергающегося сильному антропогенному воздействию в течение последних 30 лет. Даны детальные описания растительности трех типов леса - березняка крупнотравного, березняка с сосной обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) разнотравного и сосняка разнотравно-осочкового и представлена их рекреационная характеристика. В сосняке разнотравно-осочковом, наиболее подверженном рекреации, выявлены снижение степени проективного покрытия травяного покрова и внедрение под полог леса рудеральных видов трав. Показано, что наибольшим запасом лесной подстилки характеризуется менее вытаптываемый березняк крупнотравный, наименьшим - сосняк разнотравно-осочковый и что вытаптывание привело к полной деградации лесной подстилки и травяного покрова на тропах. Отмечено значительное увеличение плотности сложения и уменьшение влажности верхнего слоя почвы тропы. Водно-физический и химический анализы темно-серых и серых лесных почв (типы леса с первой стадией дигрессии) не выявили существенного изменения их параметров и ухудшения лесорастительных свойств под влиянием рекреации. В дерново-карбонатной почве (тип леса со второй стадией дигрессии) установлено существенное увеличение плотности сложения, уменьшение порозности корнеобитаемого слоя, подщелачивание почвенного раствора, а также слабое накопление гумуса и биофильных элементов. Сделан вывод, что дальнейшее увеличение рекреационной нагрузки на лесной массив «Березовая роща» приведет к более существенному ухудшению лесорастительных свойств почв, снижению продуктивности травяного и древесного ярусов.

Представлены результаты 18-летних наблюдений за семеношением клонов из широтных и долготных экотипов кедра сибирского ( Pinus sibirica Du Tour) в географических культурах на юге Томской области. С возрастом у деревьев из всех экотипов число женских шишек возрастало, а структура различий между экотипами изменялась. В возрасте 10 лет наибольшее число шишек формировали северные экотипы и один из восточных. Через 8-10 лет самым обильным семеношением обладали центральные экотипы из обоих профилей. К возрасту 28 лет среди широтных экотипов лидером по числу шишек стал южный экотип, а среди долготных экотипов - западный, местный и один из восточных различались незначительно. У долготных экотипов эта тенденция осталась неизменной до окончания периода наблюдений, а среди широтных экотипов к тому же моменту лидером с большим отрывом стал южный экотип. Для экотипов кедра сибирского была характерна периодичность урожаев. Степень сохранности шишек у всех его экотипов была тесно связана с датой последнего весеннего заморозка и суммой эффективных температур, накопленной ко дню заморозка, с другими погодными факторами значимых корреляций не обнаружено. Опасный поздний заморозок приводил к полной или частичной потере урожая у всех экотипов. Чем позже происходил заморозок и чем выше при этом была накопленная сумма эффективных температур, тем больший ущерб урожаю он наносил. При этом у северных экотипов шишки сохранялись чаще, чем у других.

Городские парки являются неотъемлемой частью зеленой инфраструктуры Екатеринбурга, обеспечивая поддержание и регулирование разнообразных экосистемных услуг. Более половины парков созданы на основе естественных насаждений, интегрированных в городскую среду в процессе строительства новых районов. В настоящем исследовании выявлены степени участия сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) в формировании запасов фитомассы насаждений крупных парков Екатеринбурга, возникших в ходе урбанизации. Примененный подход позволит отразить уровень антропогенной трансформации насаждения через изменение запаса стволовой массы сосны обыкновенной. Изучены насаждения десяти парков, расположенных в различных частях города и созданных в различные периоды: «Семь ключей», «Зеленая роща», им. Чкалова, по ул. Чкалова, им. Агафонова, Камвольного комбината, Летний парк «Уралмаш», Компрессорного микрорайона, насаждений в границах областной краевой больницы и парка-стадиона «Химмаш». Для оценки экологической эффективности древесных видов выбран показатель запаса стволовой древесины как наиболее доступный для работы с растущими деревьями. Известно, что запас тесно коррелирует с массой дерева, выступающей в качестве интегрированного показателя, отражающего участие тех или иных видов растений в экосистемных услугах, в первую очередь в углерод депонирующей и кислород продуцирующей активностях. В процессе исследования на основе подеревной инвентаризации определен видовой состав, показатели санитарного состояния деревьев, рассчитан запас стволовой массы. В результате исследования установлено, что существует отрицательная связь между долей участия видов-интродуцентов в массивах крупных парков Екатеринбурга, запасом стволовой массы и санитарным состоянием сосны обыкновенной.

Установлено, что в высокогорьях Южного Урала деревья ели ( Picea A. Dietr.) представлены одноствольной и многоствольной формами роста. За последние два десятилетия в экотоне верхней границы древесной растительности (ЭВГДР) общее количество деревьев ели заметно увеличилось, что свидетельствует о продолжающимся заселении древесной растительностью относительно открытых пространств экотона. Характер зависимости массы крон в целом и массы хвои от диаметра стволов существенным образом определяется формой роста деревьев. При оценке данных фракций надземной фитомассы соответствующие уравнения следует разрабатывать отдельно для одноствольных и многоствольных деревьев. На зависимость массы стволов от их диаметра форма роста существенного влияния не оказывает. Общая надземная фитомасса еловых древостоев и запасы депонированного в них углерода существенно увеличиваются по мере снижения высоты над уровнем моря. За период с 2002 по 2024 г. надземная фитомасса ельников в ЭВГДР (рединах и редколесьях) увеличивалась более высокими темпами, чем в нижерасположенном сомкнутом лесу. В частности, в рединах она возросла в 2.2 раза, в редколесьях - в 1.9 раза, а в сомкнутом лесу - только в 1.2 раза. Такое положение объясняется продолжающейся экспансией древесной растительности в ЭВГДР и более низким возрастом сформировавшихся там древостоев. Полученные данные о запасах надземной фитомассы еловых древостоев и депонированного в них углерода могут быть использованы для оценки и прогноза биосферной роли (в частности, углеродного бюджета) лесов, формирующихся на ранее безлесных территориях высокогорий в результате современных изменений климата.

Отходы обработки древесины сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) представляют собой уникальное сырьё для получения древесных углеродных сорбентов, однако перспектива применения сосновых опилок в качестве адсорбционных материалов в процессах извлечения токсичных металлов из водных сред во многом определяется составом активных поверхностных функциональных групп. В статье представлены результаты исследований сорбционных свойств и степени изменения состава кислородсодержащих функциональных групп углеродных сорбентов, полученных модификацией сосновых опилок растворами различных карбоновых кислот, для расширения возможности квалифицированного применения крупнотоннажных отходов деревообработки в качестве альтернативных сорбционных материалов. Модификацию как нативных, так и термически обработанных при 300 ± 10 °С древесных опилок сосны обыкновенной проводили, используя 1 % растворы карбоновых кислот разной основности (уксусной, янтарной, винной, лимонной), при температуре 80 °С в течение 5 ч. Для количественного определения функциональных групп в составе модифицированных углеродных сорбентов применили титриметрический метод Боэма. Импрегнирование карбоновых кислот разной основности увеличило общую кислотность полученных углеродных сорбентов за счет роста в их составе количества гидроксильных групп, ранее не присутствовавших в нативных сосновых опилках. Сорбционное поведение химически и термохимически модифицированных углеродных сорбентов исследовано по отношению к ионам Cu (II) и Zn (II), и установлен положительный эффект модификации только в случае извлечения ионов меди из водных сред. Рассчитанные термодинамические параметры указывают на самопроизвольный процесс физической сорбции без образования устойчивых химических связей, причем сорбция ионов Cu (II) на исходных опилках протекает в соответствии с моделью Дубинина - Радушкевича, а извлечение модифицированными образцами происходит согласно модели Ленгмюра. Показана эффективность применения химически и термохимически модифицированных 1 % лимонной кислотой сосновых опилок для извлечения ионов меди (II) из водных сред (сорбционная ёмкость 16.96 и 12.20 мг/г соответственно).