Главная – Журналы – Поиск по журналам

Лазеры, излучающие в ИК-области спектра, активно применяются в различных областях науки и техники. В связи с этим расширение спектрального диапазона и получение эффективной генерации в ИК-области - это актуальная задача. Объектом исследования является лазер на самоограниченном переходе атома европия с длиной волны излучения 1,76 мкм. В настоящей работе исследована возможность повышения выходных параметров такого лазера за счет увеличения длины активной зоны газоразрядной трубки (ГРТ). Показано, что увеличение объема разрядной трубки с 157 до 314 см³ при сохранении уровня мощности накачки 1200 Вт позволяет повысить мощность генерации и КПД лазера вдвое. Впервые на линии 1,76 мкм достигнута средняя мощность излучения 2,5 Вт. Максимальное значение КПД 0,3% достигается при мощности накачки 500 Вт. После 100 ч работы энергетические характеристики Eu+Ne-лазера с активной зоной объемом 314 см³ продемонстрировали хорошую повторяемость, что позволяет сделать вывод о возможности дальнейшего увеличения энергетических характеристик и срока службы этого лазера. Лазер с такими параметрами может использоваться при микрообработке материалов (излучение с λ = 1,76 мкм), а также в активных оптических системах, связанных с визуализацией быстропротекающих процессов.

Расположение электродов газоразрядной трубки (ГРТ) лазера на парах меди (ЛПМ) в холодных буферных зонах, где отсутствуют пары металла, обусловливает формирование фантомного тока до момента «пробоя», в связи с чем необходимо оценить, является ли фантомный ток дополнительным фактором ограничения энергетических характеристик и каков механизм данного ограничения. Показано, что на начальном этапе накачки осуществляется зарядка собственной емкости ГРТ до момента «пробоя», что определяет два процесса в этот период времени: заселение метастабильных состояний меди и формирование фантомного тока, который возникает в результате шунтирования собственной емкости ГРТ холодной буферной зоной со стороны анода ГРТ. Рассмотрены механизм формирования фантомного тока и его роль в ограничении энергетических характеристик ЛПМ. Проведенные исследования указывают на две проблемы связанные с повышением энергетических характеристик ЛПМ: высокая предымпульсная концентрация электронов в активной среде и формирование фантомного тока, вызванное процессами в холодных буферных зонах. Результаты работы могут быть полезны специалистам в области лазеров на парах металлов.

Изложены результаты исследования двух мерзлотно-бугристых болотных комплексов, расположенных в долине р. Черная, правобережного притока р. Енисей (окрестности г. Игарка). В их числе крупно- и плоскобугристый торфяники разного возраста, генезиса и стадий развития. Охарактеризован современный растительный покров комплексов, дано детальное морфоструктурное описание торфяных профилей, выполнен ботанический анализ и определены степени разложения, зольности и влажности торфа. Мощность залежи крупнобугристого торфяника 4.0 м, примерный возраст - 8 тыс. лет назад. В процессе своего формирования он претерпел шесть стадий смен, из которых первой была лесная. Торфяная залежь отнесена к лесотопяному и топяному подтипам. Основными торфообразователями снизу вверх по профилю последовательно были евтрофные гипновые мхи ( Hypnales W. R. Buck et Vitt), осоки ( Carex L.), хвощи ( Equisetum L.) и олиготрофные сфагновые мхи ( Sphagnopsida Ochyra). Плоскобугристый торфяник мощностью 1.3 м и возрастом около 3 тыс. лет в своем развитии прошел две стадии смен растительности, из которых первая - лесная. По всей его глубине зафиксированы льдистые прослойки. Смены растительного покрова бугристых торфяников происходили как в результате прямого воздействия изменения регионального климата в голоцене, так и косвенного - по причине появления постоянной многолетней мерзлоты в торфяниках, пучения бугров и последующего их протаивания. Появление пятен обнаженного торфа и формирование мощного лишайникового покрова на дневной поверхности крупнобугристого торфяника свидетельствуют о существенном замедлении процесса торфообразования. Плоскобугристые торфяники района исследований находятся в состоянии частичной деградации и активизации процесса торфонакопления.

Изучены слабодренированные осоково-сфагновые сосняки ( Pinus sylvetris L.) в южно-таежной подзоне Западной Сибири, осушенные сетью открытых мелких каналов 25 лет тому назад на момент исследования (географические координаты 56°23′71′′ с. ш., 84°34′04′′ в. д.). Глубина стояния болотных вод за 3 года исследований составила в среднем 23.2 ± 9.9 см за теплый период. Почвы - освоенные переходного (мезотрофного) типа на мощных осоково-сфагновых торфах, характеризуются кислой реакцией среды - рН 4.0, рыхлым сложением - 0.10 г/см³ и зольностью 8.9-5.2 %, снижающейся с глубиной. Почвенный профиль в теплый период слабо дифференцирован на зону интенсивных окислительных процессов (0-10 см) - 570-660 мВ (медиана 610) и умеренно окислительных (10-30 см) - 430-640 мВ (медиана 590). Основная направленность (тренд) сезонных колебаний окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) характеризуется средним еженедельным ускорением на 7.2 мВ со средним еженедельным замедлением на 0.23 мВ с июня по октябрь. ОВП по типу линейной функции достоверно связан: положительно с уровнем стояния почвенно-грунтовых вод ( R ² = 0.65) и температурой почв ( R ² = 0.56), отрицательно - с объемной влажностью ( R ² = 0.60). Выявлена достоверная по типу параболы второго порядка связь ОВП: отрицательная - с Fe²⁺ ( R ² = 0.48) и аммонием ( R ² = 0.57), положительная с Fe³⁺ ( R ² = 0.39), разнонаправленная - с Fe_с ( R ² = 0.55) и водорастворимым органическим углеродом ( R ² = 0.54). Методом канонического анализа установлено, что ОВП определяется множеством гидротермических показателей на 81 %. Наибольший вес в обусловленный эффект вносит объемная влажность. Различные формы железа совокупно оценивают развитие ОВ-реакций на 52 %, доминантный вклад принадлежит Fe²⁺. Множество углерод и NH^{₄+ детерминирует ОВ-потенциал на 61 % с наибольшим весом углерода в совокупность признаков.}

Рассмотрены вопросы последовательности расчета ущерба южно-таежным лесам Енисейского, Нижне-Енисейского, Северо-Енисейского лесничеств Красноярского края после вспышки массового размножения сибирского шелкопряда ( Dendrolimus sibiricus Tschetverikov) в 2016-2018 гг. Площадь с различной степенью поражения насаждений составила 803 983 га при общей площади лесотаксационных выделов, на которых зафиксирована гибель древостоя, 2 034 665 га. Принимается положение, что размер ущерба равен разности стоимости насаждения до и после внешнего воздействия. Задача определения ущерба сводится к выявлению стоимости насаждения. Показано, что стоимость можно представить как сумму экосистемных (экологических и ресурсных) функций насаждения. Расчет выполняется относительно определенной функции, стоимость которой известна. В качестве такой функции использован древесный ресурс, который в виде таксовой ставки платы сбалансирован по местоположению, породам деревьев, классам товарности, и широко используется в качестве нормативного показателя при установлении платы за лесопользование. Для расчета ущерба в качестве исходных данных использовались материалы массовой таксации. Описания лесотаксационных выделов анализировались отдельно для защитных, эксплуатационных и резервных лесов. Расчеты проведены по преобладающим породам деревьев. Стоимость защитных лесов получилась больше, чем эксплуатационных, а стоимость экосистемных функций насаждений оказалась на порядок выше таксовой стоимости древесного ресурса. Общая стоимость насаждений до вспышки массового размножения сибирского шелкопряда определена в размере 70 275.2 млн руб., после вспышки - 52 249.8 млн руб. Общий ущерб лесам составил 8 025.5 млн руб. - 25.7 % от стоимости насаждений до вспышки массового размножения сибирского шелкопряда.

В статье проанализированы жизнеспособность и лесоводственно-мелиоративная эффективность древостоев из березы повислой ( Betula pendula Roth), тополя черного ( Populus nigra L.) и т. лавролистного ( P. laurifolia Ledeb.) в возрасте 33 лет, произрастающих в лесных полосах шахматного и рядового способов посадки. Временные пробные площади закладывались с использованием современных методов исследований. Установлено, что на каштановой, слаборазвитой и супесчаной почве с глубоким залеганием грунтовых вод древостои отмеченных древесных пород находятся на стадии дегрессии. Лучшая жизнеспособность (1.8 балла) с сохранностью посадок 57.5 % характерна для древостоев березы, созданных шахматным способом посадки. Худшей жизнеспособностью (4.5 балла) c низкой (14.7 %) сохранностью отличаются древостои из тополя черного, созданные тем же шахматным способом посадки. Обследованные древостои характеризуются ослабленным и сильно ослабленным жизненным состоянием. Общая продолжительность жизни березы повислой в Койбальской степи составляет 45 лет, а тополей черного и лавролистного - не более 35 лет. Защитные и лесоводственно-мелиоративные свойства березовых лесополос выражены недостаточно, имеют удовлетворительную (3а балла) лесоводственно-мелиоративную оценку, требуют частичной реконструкции и возобновления агротехнического ухода на закрайках лесополос. Тополевые лесные полосы полностью утратили свои защитные и лесоводственно-мелиоративные функции, соответствуют низкой (1 балл) лесоводственно-мелиоративной оценке и нуждаются в раскорчевке и замене.

В связи с изменением климата у многих видов хвойных деревьев - основных лесообразователей в Западной и Восточной Сибири, происходят сдвиги как широтных, так и высотных границ ареала. Данное исследование посвящено определению особенностей фотосинтетической активности и пигментного состава хвои сосны сибирской кедровой - кедра сибирского ( Pinus sibirica Du Tour), произрастающей в районе хр. Ергаки Западного Саяна, в период выхода из состояния зимнего покоя. В качестве объектов исследования были взяты молодые деревья кедра сибирского, произрастающие на разной высоте над уровнем моря. В районе оз. Ойское на территории природного парка «Ергаки» весной 2023 г. была заложена трансекта с четырьмя пробными площадями, пересекающая верхнюю границу леса при переходе от горно-таежного к гольцово-тундровому поясу. Единичные экземпляры кедра сибирского, распространившиеся выше границы леса, обладают рядом экофизиологических особенностей, позволяющих им выживать в суровых условиях. К таким особенностям можно отнести бóльшую глубину зимнего покоя, когда деревья, находящиеся в фазе вынужденного покоя, медленнее реагируют на повышение температуры по сравнению с деревьями, произрастающими ниже верхней границы леса, которым, по-видимому, зимне-весенние оттепели не будут представлять опасности. Сильная инсоляция при низких температурах, характерная для открытых горных склонов в конце зимы и весной, также не является критически опасной для продвижения кедра сибирского выше границы леса благодаря преобладанию в этот период каротиноидов в пигментном комплексе их хвои.

В достижении соответствия функционирования растения окружающей среде важную роль играют его поведенческие реакции, ослабляющие лимитирующее влияние абиотических факторов. Одной из таких приспособленческих реакций является компенсация (замещение) действия одного фактора воздействием близкого другого. Известно, что с ухудшением условий произрастания в общей фитомассе увеличивается масса ассимиляционного аппарата, тем самым компенсируя его пониженную активность в этих условиях. В целом повышение густоты хвои на побегах увеличивает коэффициент поглощения фотосинтетически активной радиации (ФАР) и отражает повышенную компенсаторную способность в неблагоприятных абиотических условиях. Целью нашего исследования было подтвердить или опровергнуть гипотезу компенсации факторов на примере изменения охвоенности побегов сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) в градиенте суммы эффективных температур, на территории Северной Евразии. На основе авторской базы данных, включающей 490 определений доли хвои в массе охвоенных побегов, построена регрессионная модель зависимости охвоенности от возраста, диаметра ствола и суммы эффективных температур, объясняющая 40 % изменчивости искомого показателя. Установлена обратно пропорциональная зависимость охвоенности побегов от суммы эффективных температур. Тем самым подтверждена гипотеза компенсации пониженной суммы эффективных температур (и соответствующего уровня ФАР) увеличением охвоенности побегов и соответствующего коэффициента поглощения ФАР.

Характер восстановительных сукцессий лесных насаждений после катастрофических нарушений в значительной степени определяется их начальной стадией. Исследовано естественное возобновление древесных и кустарниковых пород с учетом влияния на этот процесс травянистой растительности на двух вырубках на месте ветровала 2017 г. в ближнем Подмосковье. Тип вырубок - вейниково-разнотравный. Почвообразующие породы - супеси и легкие суглинки. Учет естественного возобновления древесных и кустарниковых пород и живого напочвенного покрова проводился на круговых пробных площадках площадью 10 м², расположенных на различном удалении от опушек. Было обнаружено 102 вида сосудистых растений в живом напочвенном покрове. Вырубки различались по видовому составу травянистой растительности. Индекс сходства Жаккара составил 37.3 %. Данное различие обусловлено наличием редко встречающихся видов, наиболее представленные виды отмечены на обеих вырубках: на вырубке 1 - 17 видов древесных и кустарниковых пород, а на вырубке 2 - 13. На обеих вырубках доминировали сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris L.), береза повислая ( Betula pendula Roth), б. пушистая ( B. pubescens Ehrh.) и осина ( Populus tremula L.). Успешное возобновление сосны отмечено на расстоянии не более 50 м от стены леса. Мелколиственные породы встречались по всей площади обеих вырубок. Количество естественного возобновления сосны превышало количество берез и осины, вместе с тем, сосна обыкновенная сильно уступала этим породам по высоте. Среди травянистых растений возобновлению сосны обыкновенной в наибольшей степени препятствовал вейник тростниковидный ( Calamagrostis arundinacea (L) Roth.), а среди лиственных пород - осина. Для успешного формирования сосновых насаждений рекомендуется проводить рубки ухода за лесом.

В начале XXI в. в Санкт-Петербурге заметно увеличилось число видов деревьев и кустарников, перешедших в репродуктивное состояние. У целого ряда из них впервые за длительный период интродукции было получено семенное потомство. В таких условиях, когда так заметно меняются уровни адаптированности и по-разному проявляются биологические особенности разных видов растений, несомненно, возрастает роль и значение ведения и обработки длительных рядов непрерывных фенологических наблюдений. За период непрерывного фенологического мониторинга (1980-2022 гг.) в Ботаническом саду Петра Великого Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН установлено, что на фоне потепления климата Санкт-Петербурга, начавшегося с конца 1980-х годов, биологическая цикличность, по Н. Е. Булыгину, проявляется в чередовании раннетеплых (1989, 1990, 1992, 1995, 2007, 2008, 2014, 2015, 2016, 2019, 2020, 2022 гг.) и позднехолодных (1980, 1982, 1985, 1987, 1996, 1998, 2003, 2004, 2006, 2011, 2012, 2013 гг.) лет, что отражается на репродуктивной активности древесных растений и на способности их пережить зимние условия. За 2001-2022 гг. в репродуктивное состояние вступили 238 видов, многие из которых до этого в течение десятилетий находились в вегетативном состоянии. Особенно заметно улучшение в репродуктивной сфере растений после аномально теплой зимы 2006/07 г., оно усилилось в 2015 г. Этот и 2020 г. стали самыми теплым за период инструментальных метеорологических наблюдений. 50.8 % случаев вступления в первое цветение и плодоношение приходится на раннетеплые годы и только 16.4 % случаев - на позднехолодные. При подведении итогов интродукции и оценке перспективности для разведения древесных растений для урбанофлористики необходимо учитывать цикличность климата региона, сезонный ритм развития растений и их ритмоадаптивные связи.