Дисертаційні роботи аспірантів / PhD Thesis

Permanent URI for this community

http://194.44.236.27/handle/123456789/750

Browse

Browsing Дисертаційні роботи аспірантів / PhD Thesis by Author "Maksymchuk, R."

Now showing 1 - 1 of 1
  • No Thumbnail Available
    Item
    Внутрішньовидова диференціація Abies alba Mill. за структурою деревини в лісорослинних умовах Буковинських Карпат
    (НЛТУ України, 2020-01-29) Максимчук Руслан Тарасович; Maksymchuk, R.
    В огляді наукових літературних джерел узагальнено вітчизняні та зарубіжні знання про історико-економічні аспекти вирощування ялиці білої та її дендрологічні відмінності в Європі. Акцентовано увагу на лісівничі властивості ялицевих деревостанів в Українських Карпатах у розрізі їх типологічного та висотно-екологічного поширення. Розкрито питання особливостей формування фізико-механічних властивостей деревини в межах стовбура та в різних лісорослинних умовах природного ареалу зростання. Аналіз багатьох наукових праць стверджує, що лісівничі особливості росту дерев ялиці білої із хвилеподібними утворами стовбура та наукові питання внутрішньовидової диференціації за структурою деревини і особливостями формування фізико-механічних показників у лісорослинних умовах Буковинських Карпат не досліджено. Для вивчення структурних відмінностей стовбурної деревини ялиці білої відібрано ялицеві насадження у вологій смереково-буковій суяличині природно-географічного району “Буковинські Карпати” підобласті "Покутсько-Буковинські Карпати" області "Зовнішньофлішеві Карпати" на абсолютних висотах 750‒1045 м н.р.м. Дослідженнями охоплено 11 пробних ділянок, на яких спиляно 12 модельних дерев для визначення фізико-механічних властивостей прямоволокнистої та хвилясто-завилькуватої деревини і відібрано 50 дерев із хвилеподібними утворами стовбура для визначення морфологічних відмінностей стовбурів та 120 дерев для датування річних кілець. Структуру досліджуваних ялицевих деревостанів розкрито через криву нормального розподілу елементів лісу за ступенями товщини. Вимірювання фізико-механічних показників проведено на сучасному обладнанні LinTab та Zwick. Для виконання наукової роботи використано діалектико-системний метод оцінювання властивостей деревини з неправильним розміщенням деревного волокна відносно осі ростучого дерева. У процесі дослідження застосовано загальноприйняті та спеціальні деревинознавчі методи виконання наукової роботи (польові, лабораторні, математичної статистики). Достовірність отриманих результатів дослідження підтверджено основними статистичними показниками та парним лінійним кореляційно-регресійним аналізом, а також через проведення однофакторного дисперсійного аналізу (One-way ANOVA). Наукова новизна дисертаційної роботи полягає у тому, що вперше: виділено форму ялиці білої “хвилясто-завилькувата” в лісорослинних умовах Українських Карпат; проведено опис морфологічних ознак дерев із хвилеподібними утворами стовбура та встановлено віковий діапазон початку їх утворення; визначено показники річного приросту, об’ємної маси, анізотропії розбухання, швидкості звуку в повздовжньому напрямку, коефіцієнта затухання, статичного та динамічного модулів пружності хвилясто-завилькуватої деревини; проведено кореляційно-регресійний аналіз залежності між кваліметричними ознаками деревини ялиці білої з типовою та хвилясто-завилькуватою структурою. Набули подальшого розвитку знання про фізико-механічні властивості прямоволокнистої деревини ялиці білої у межах радіуса та висоти стовбура; закономірності вчення про основні засади індивідуального та популяційного відбору основних лісоутворюючих порід; деревинознавчі засади щодо закономірностей формування кваліметричних ознак деревини цільового призначення та їх візуальне діагностування через кількість річних кілець в 1 см; практична інформація щодо сортування круглих лісоматеріалів та виділення класу якості “декоративна деревина”. Кваліметрію ростучого дерева спрямовано на прогнозований селективний відбір круглих лісоматеріалів ялиці білої із заданими властивостями деревини. До морфологічних маркерів дерев із хвилясто-завилькуватою деревиною віднесено їх ширину та глибину, а також довжину круглого лісоматеріалу з хвилясто-рельєфними утворами стовбура. Формування останніх зумовлено показниками макроструктури: шириною річного кільця, вмістом ранньої та пізньої деревини в річному кільці. Природну диференціацію ялиці білої за структурою деревини доцільно пов’язувати з різкою зміною мікрокліматичних умов зростання та висотно-екологічних чинників. За результатами однофакторного дисперсійного аналізу ширини річного кільця деревини ялиці білої встановлено статистично значущі (р<0,05) структурні відхилення між деревами з прямоволокнистою та хвилясто-завилькуватою деревиною. Середні значення річного приросту в дерев із хвилеподібними утворами стовбура змінювались в межах від 3,98 до 5,74 мм, а в дерев із типовою структурою ‒ від 2,36 до 3,53 мм. Аналогічну тенденцію зміни показників макроструктури виявлено для ширини ранньої та пізньої зони деревини в річному кільці. Встановлено збільшення об’ємної маси стовбурної деревини в дерев із прямоволокнистою деревиною зі зростанням кількості річних кілець в 1 см. Коефіцієнт кореляції між кількістю річних кілець в 1 см та різними видами показників об’ємної маси прямоволокнистої деревини знаходився у межах від 0,761 до 0,830. Висока тіснота зв’язку спостерігається також між об’ємної масою, динамічним і статичним модулями пружності деревини. У ялиці білої “хвилясто-завилькувата” виявлено від’ємну кореляційну залежність між об’ємною масою, коефіцієнтом затухання, швидкістю звуку, динамічним та статичним модулем пружності деревини, для якої встановлено значну, високу та дуже високу тісноту зв’язку. Кореляція між річним приростом та іншими фізико-механічними показниками хвилясто-завилькуватої деревини відсутня. До кваліметричних маркерів неруйнівного діагностування фізико-механічної якості хвилясто-завилькуватої деревини віднесено швидкість звуку в повздовжньому напрямку. Парна кореляційна залежність між швидкістю звуку в повздовжньому напрямку та об’ємною масою хвилясто-завилькуватої деревини характеризується більшою тіснотою зв’язку порівняно з прямоволокнистою деревиною. Залежність між об’ємною масою та статичним модулем пружності деревини описано рівняннями регресії першого порядку для ялиці білої з типовою структурою деревини ‒ Eп=28,09ρ8%-601,32 (R²=0,65) та з хвилеподіб-ними утворами стовбура ‒ Eх= -13,55ρ8%+13 025,42 (R²=0,49). Між статичним та динамічним модулем пружності встановлено також прямолінійну регресійну залежність для прямоволокнистої ‒ ELп = 1,25Eп - 2 435,65 (R² = 0,82) та хвилясто-завилькуватої деревини ‒ ELх = 1,35Eх - 173,62 (R²=0,70). Досліджено, що динамічний модуль пружності хвилясто-завилькуватої деревини на 32% більший, ніж статичний модуль пружності. Подібна тенденція не властива для прямоволокнистої деревини, де різниця абсолютних значень модулів пружності може змінюється в межах ±10%. Результати кореляційно-регресійного аналізу інтегральних показників фізичної та механічної якості стовбурної деревини ялиці білої свідчать про значущу різницю кваліметричними маркерами хвилясто-завилькуватої та прямоволокнистої деревини. Встановлено, що середні значення тангентального розбухання, кількості річних кілець в 1 см та статичного модуля пружності прямоволокнистої деревини на 26, 30 та 36% відповідно більші від аналогічних показників деревини ялиці білої “хвилясто-завилькувата”. Об’ємна маса прямоволокнистої деревини характеризується меншими середніми значенням. Середнє значення базисної щільності хвилясто-завилькуватої деревини на 23% більше від фізичної характеристики у дерев із прямоволокнистою деревиною. Значні відмінності якісних характеристик хвилясто-завилькуватої деревини ялиці білої зумовлені різкою зміною її структури впорядкування деревного волокна відносно осі ростучого дерева. Коефіцієнт анізотропії розбухання прямоволокнистої деревини змінюється в межах від 1,6 до 2,9, а його середнє значення на 14% більше від ідентичного показника неоднорідності для ялиці білої “хвилясто-завилькувата”. На підставі результатів дослідження внутрішньовидової диференціації ялиці білої за структурою деревини рекомендовано при сортуванні круглих лісоматеріалів виділити клас якості ялиця біла із декоративною деревиною та позначати його “Яц-д”. Узагальнені статистичні дані фізико-механічних властивостей стовбурної прямоволокнистої та хвилясто-завилькуватої деревини ялиці білої в умовах Буковинських Карпат використовувати для заготівлі сортиментів цільового призначення та з декоративною текстурою деревини. Для визначення механічної якості ялицевих сортиментів визначено рівняння першого порядку на висоті стовбура 1,3 м ‒ Eп = 335,55Nрічн.кіл. + 7330,56 (R² = 0,73) та 7,0 м ‒ Eп = 416,08Nрічн.кіл. + 6851,34 (R² = 0,63). Для створення лісових деревостанів із підвищеною об’ємною масою стовбурної деревини проводити селективний відбір ялиці білої “хвилясто-завилькувата”.