Promieniowa zmienność makrostruktury drewna wiatrołomów sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) i świ

Cena: 24,15 zł

(Cena netto: 23,00 zł)


Mała ilość Towar jest w naszym magazynie
 w małej ilości

 

Tytuł: Promieniowa zmienność makrostruktury drewna wiatrołomów sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) i świerka pospolitego (Picea abies Karst.) w relacji do niektórych właściwości drewna 
Autor: Marcin Jakubowski 
Wydawca: UP w Poznaniu 
Rok wydania: 2010 
Liczba stron: 76 
Wymiary: 170x239mm 
Okładka miękka 
ISSN 1896-1894 
Poinformuj przez maila Udostepnij na Facebook Tweetnij produkt
Książka "Promieniowa zmienność makrostruktury drewna wiatrołomów sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) i świerka pospolitego (Picea abies Karst.) w relacji do niektórych właściwości drewna" wydana została w serii Rozprawy naukowe.
 
Mechanizm złamania pnia drzewa iglastego próbowało wytłumaczyć wielu badaczy, opierając się głównie na mechanice pnia. Dwie najbardziej znane historycznie to teorie: mechaniczna Metzgera i fizjologiczna Jaccarda.
 
Teoria mechaniczna tłumaczy kształtowanie się pnia, a także konarów (głównie szerokości słojów rocznych) jako reakcję na obciążenia mechaniczne korony i wiatru. Zgodnie z jej założeniami drzewo najpierw wykształca swoistą odporność (odpowiednią powierzchnię przekroju), a następnie rośnie na wysokość.
 
W teorii fizjologicznej zwiększanie się średnicy pnia jest wywołane przede wszystkim potrzebą rozwoju drzewa, szczególnie korony i zależne od konieczności przewodzenia wody. Ostatecznie, żadna z teorii nie wyjaśniła precyzyjnie procesu tworzenia się strzały. Z czasem teorie te dały podstawę do dalszych badań i hipotez opisujących mechanikę pnia, a wyczerpujący ich przegląd zrobił Zajączkowski. Wspomniany autor twierdzi, iż złamanie drzewa następuje na skutek drgania wywołanego porywem silnego wiatru. Mogą to być drgania zginające lub torsyjne (skręcające). Jeśli w danym momencie wychylenie drzewa (drganie) będzie przeciwne do kierunku porywu wiatru, zsumują się sprężystość wychylonej strzały i siła wiatru, w efekcie czego może dojść do złamania strzały, która gwałtownie wychyli się w przeciwnym kierunku. Momenty zginające w strzale są rozłożone nierównomiernie, zwykle największe wartości osiągają w odległości co najmniej kilku metrów od podstawy pnia. Mechanika pnia i związana z nią analiza odporności na wiatr szczególnie drzew iglastych jest stale przedmiotem zainteresowania wielu badawczy. Podobnie drzewa wyrosłe na terenach miejskich (przeważnie liściaste) o znacznie bardziej skomplikowanych kształtach i zależnościach w rozkładzie naprężeń również są przedmiotem różnych badań, w których dominuje indywidualne podejście do każdego drzewa. Prace te dotyczą zasadniczo precyzyjnej oceny ryzyka uszkodzenia drzewa przez wiatr z uwzględnieniem rozmaitych wad drewna.
 
Obecność omawianych zagadnień w literaturze przedmiotu wynika z potrzeby wypracowania mechanizmów obrony przed skutkami klęsk żywiołowych wywołanych silnym wiatrem, których skutki społeczne i ekonomiczne są szczególnie dotkliwe w ostatnich dziesięcioleciach. Ze względu na nasilenie wiatrów i ich katastrofalne skutki tematyka ta została podjęta przez wielu autorów, a IUFRO poświęciło temu specjalne konferencje „Wind and wind-related damage to trees" w 1993 roku i „Winds and other abiotic risks to forests" w 1998 roku.
 
Opisywane w literaturze uszkodzenia i straty wywołane silnymi wiatrami w lasach dotyczą wiatrów o różnym charakterze. Najbardziej brzemienne w skutki są wiatry pochodzenia cyklonalnego, które należą do zjawisk o dużym zasięgu obejmującym obszar o średnicy kilkuset kilometrów. Obejmują wówczas zasięgiem znaczną część Europy, w której tego typu zjawiska występują w zimnej porze roku. W Niemczech i w Polsce są często nazywane orkanami. Dla odróżnienia cyklony tropikalne (huragany, tajfuny) pojawiają się w porze ciepłej. Lokalnie mogą wystąpić wiatry burzowe (nawałnice) lub feny (halny). Najbardziej niszczycielską siłę, chociaż o małym zasięgu, mają trąby powietrzne, w Ameryce Północnej nazywane tornadami. Siła niszcząca wiatru zależy przede wszystkim od prędkości i rodzaju wiatru. W literaturze światowej wiatry są opisywane za pomocą różnych klasyfikacji i terminów, niekiedy utrudniających wzajemne porównywanie opisów. Praca Cullena przedstawia zestawienie i porównanie stosowanych klasyfikacji prędkości wiatrów, ich nazewnictwa i skal (różnych jednostek metrycznych).
 
Chociaż potężne wiatry o zasięgu europejskim były notowane już w 1362 roku, to jednak niszczycielskie wiatry występujące obecnie mają coraz większe znaczenie ekonomiczne. Potężny huraganowy wiatr, nienotowany jak podaje Kubiak od około 300 lat, który szalał w listopadzie 1972 roku na terenie RFN i NRD zniszczył ponad 27 mln m3 drewna, późniejsze ataki szkodników wtórnych w kolejnych latach doprowadziły do poważnych strat. Na przełomie 1981 i 1982 roku tylko na terenach Polski skala uszkodzeń od wiatru wyniosła blisko 15 mln m3. Zimowe wichury z 1990 roku w Niemczech, określone „huraganem stulecia", przyniosły kilkakrotnie większe straty od poprzednika z 1972 roku. Zniszczeniu uległo około 70 mln m3 drewna. Wydaje się, że w ostatnich latach cyklony występują w Europie znacznie częściej i są coraz bardziej brzemienne w skutki. Dwa grudniowe cyklony z 1999 roku: „Anatol" (2-4 grudnia) i „Lothar" (24-27 grudnia) przyniosły w Europie straty równe blisko 13 mld euro, w styczniu 2005 roku „Gudrun" (w niemieckiej prasie jako orkan „Erwin") położył blisko 70 mln m3 lasów w południowej Szwecji, dwa lata później w styczniu 2007 roku orkan „Kyrill" zniszczył około 65 mln m3 drewna, nie licząc olbrzymich zniszczeń w innych działach gospodarki, potem przyszedł słabszy, ale również groźny orkan „Emma" w lutym 2008 roku. Monitorowanie i prognozowanie rozwoju cyklonów na północnym Atlantyku jest zagadnieniem bardzo poważnie traktowanym we współczesnej meteorologii.
 
Zniszczenia spowodowane wiatrem w lasach Polski należą również do poważnych. Już w 1930 roku zanotowano szkody o rozmiarze 1,5 mln m3 w polskiej części Sudetów. Po wojnie co kilka lat notowano dużą klęskę wiatrołomów w Polsce. Dokładny wykaz szkód od wiatrów i śniegu w lasach polskich dla okresu 1946-1988 sporządził Zajączkowski (1991). Wynika z niego, że zdecydowana większość szkód powstała w okresie jesienno-zimowym (49 mln m3 z 55,68 mln m3), a dominującym czynnikiem niszczącym był wiatr (47,85 mln m3). Znaczne szkody w lasach polskich poczyniły również wspomniane wcześniej zimowe cyklony „Lothar" i „Kyrill". Jedynie zniszczenia w Puszczy Piskiej w 2004 roku wystąpiły w lipcu.
 
Pierwszym problemem pojawiającym się podczas wystąpienia dużych klęsk wiatrołomów jest konieczność jak najszybszego zagospodarowania terenu poklęskowego. Temat ten znalazł już miejsce w literaturze w postaci licznych opracowań dotyczących kolejnych klęsk. Jakość surowca pochodzącego z terenów poklęskowych również była omawiana dokładnie w literaturze. Drewno pozyskane z terenów poklęskowych charakteryzuje się dużym zróżnicowaniem średnic i wymiarów, jest to głównie drewno iglaste pochodzące z drzewostanów młodszych i średnich klas wieku. Wyróżnia się licznymi wadami o charakterze mechanicznym i biologicznym. Drewno poklęskowe znajduje różne zastosowanie, chociaż jest postulowane wyłączenie tego drewna z zastosowań konstrukcyjnych. Ze względu na dużą jego podaż na rynek nie zawsze jest to możliwe, poza tym normy na drewno okrągłe w Polsce nie wymagają określania pochodzenia surowca.
 
Często powtarzające się szkody w lasach wywołane przez wiatr przyczyniają się do konieczności opracowania sposobów ochrony przed nimi. Dotyczy to szczególnie określenia warunków sprzyjających powstawaniu klęsk i podjęcie planowania ryzyka uszkodzeń. Przyczyn powstawania klęsk upatruje się nie tylko w silnych wiatrach, ale również w strukturze i układzie drzewostanów, w ich kondycji zdrowotnej, w odporności osobniczej pojedynczych drzew i w zabiegach gospodarczych prowadzonych w lasach.
 
Wraz z postępem technicznym umożliwiającym wykorzystanie techniki komputerowej oraz wzrostem poziomu wiedzy powstało wiele prac dotyczących modelowania i prognozowania ryzyka wystąpienia szkód w lasach. Quine zaproponował empiryczno-mechaniczny model szacowania ryzyka na obszarach w Wielkiej Brytanii wykorzystujący charakterystykę drzew, drzewostanów oraz GIS. Bardzo zaawansowany model (oparty na teorii mechanicznej) również wykorzystujący cechy drzew i drzewostanów oraz GIS zaproponował Peltola i in. Talkkari i in. wykorzystali opisywany model do prognozowania ryzyka w północnowschodniej Finlandii. Inne zaawansowane modele i metody prognostyczne przedstawili również Jalkanen i Matttla, Valinger i Fridman oraz Miller i in., którzy zaproponowali narzędzie pozwalające na integrację i wykorzystanie wielu modeli (m.in. wymienionych) poprzez sieć WWW.
 
Zaawansowane modele numeryczne muszą jednak mieć odpowiednią bazę danych, w tym również uwzględniającą wiele mierzalnych cech drzew i drzewostanów. Biorąc pod uwagę systemy gospodarowania w lesie, są możliwe do kontrolowania w dużym zakresie zarówno ład przestrzenny, jak i czasowy. Wiele cech drzewostanów z powodzeniem wykorzystuje się w bazach danych w różnych gospodarstwach leśnych. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w wypadku indywidualnych cech drzew, a ściślej samej struktury drewna. Drewno niestety jest obarczone znacznymi wadami (z punktu widzenia użytkownika), które poważnie ograniczają jego wykorzystanie i sprzyjają powstawaniu uszkodzeń w następstwie silnych wiatrów. Struktura drewna kształtuje się różnie w zależności od warunków wzrostu i rozwoju. Drzewo wyrosłe w samotności ma znacznie większą odporność na wiatr od drzewa wyrosłego w zwarciu, inne też będą właściwości mechaniczne obu drzew. Poznawanie reakcji drewna w powiązaniu z jego właściwościami jest istotne z punktu widzenia poszukiwania prostych parametrów pozwalających w miarę precyzyjnie określać możliwości wykorzystania drewna oraz jego zachowania się w organizmie żywym, jakim jest drzewo. Szczególnie istotne będzie samo prognozowanie reakcji drewna na obciążenia statyczne i dynamiczne. Większość dotychczas wykonywanych badań drewna dotyczyła określania jego właściwości przy znormalizowanych poziomach wilgotności. Obecnie wyzwaniem staje się przewidywanie zachowań drewna z wyprzedzeniem szczególnie w warunkach różnej wilgotności drewna.
 
Badania podjęte w niniejszej pracy są próbą odniesienia podstawowych cech makrostrukturalnych (słoistość i udział drewna późnego w słoju rocznym) do zachowań tkanki drzewnej w warunkach drewna suchego i drewna maksymalnie spęczniałego. W pracy podjęto wysiłek w kierunku wykazania bezpośredniej różnicy w reakcji wymienionych elementów makrostruktury sosny i świerka na działanie sil ściskających i zginających. Badania prowadzone na drzewach złamanych przez wiatr służą również zbadaniu ewentualnych zaburzeń w strukturze drewna spowodowanych działaniem silnego wiatru. Dodatkowym celem pracy jest dążenie do poszukiwania prostych metod pozwalających prognozować zachowanie się drewna, których przykładem jest proponowany współczynnik optymalności struktury.
 

 

1. Wstęp
2. Przegląd literatury.
2.1. Wprowadzenie
2.2. Niejednorodność drewna
2.3. Gęstość drewna, drewno wczesne i późne, słoistość
2.4. Drewno reakcyjne
2.5. Reakcja tkanki drzewnej na obciążenia
3. Cel i zakres badań
3.1. Cel badań
3.2. Zakres badań
4. Metodyka
4.1. Prace terenowe
4.1.1. Wybór obiektów badawczych
4.2. Prace kameralne
4.2.1. Badania laboratoryjne
4.2.2. Określenie makrostruktury próbek
4.2.3. Obliczenia i analizy statystyczne
4.2.4. Wartości względne - rangi
5. Wyniki badań
5.1. Charakterystyka uszkodzonych drzew
5.2. Liczebność próbek
5.3. Elementy makrostruktury
5.4. Właściwości drewna
5.4.1. Badanie próbek mokrych i suchych
5.4.2. Miary położenia i rozproszenia
5.4.2.1. Wytrzymałość w obrębie drzewa
5.4.2.2. Wytrzymałość w obrębie sekcji
5.4.3. Gęstość umowna
5.4.3.1. Zmienność gęstości
5.4.3.2. Gęstość umowna drewna sosny
5.4.3.3. Gęstość umowna drewna świerka
5.5. Współczynnik optymalności struktury
5.5.1. Gęstość względna
5.5.2. Wytrzymałość w relacji do COS (sosna)
5.5.3. Wytrzymałość w relacji do COS (świerk)
5.5.4. Wytrzymałości skrajne
6. Podsumowanie i dyskusja
6.1. Makrostruktura a właściwości drewna.
6.2. Współczynnik optymalności struktury.
7. Wnioski
8. Literatura
Summary
Brak opinii dla tego produktu!
Dodaj opinię
Poprzedni Poprzedni Produkt 24 z 40 Następny Następny
Kategoria Nauka o drewnie

Producenci i wydawnictwa
Producent - informacja
Inne produkty
Polecamy
Usuwanie drzew i krzewów
Wybrane problemy prawa leśnego
Renowacja - Metody konserwacji antyków i starych przedmiotów
Budownictwo drzewne i wyroby z drzewa w dawnej Polsce (Reprint 1907)
Ćwiczenia laboratoryjne i projektowe z technologii tworzyw drzewnych
Ćwiczenia laboratoryjne i projektowe z technologii tworzyw drzewnych
Wybrane problemy prawa leśnego
Usuwanie drzew i krzewów
Budownictwo drzewne i wyroby z drzewa w dawnej Polsce (Reprint 1907)
Renowacja - Metody konserwacji antyków i starych przedmiotów
Budownictwo drzewne i wyroby z drzewa w dawnej Polsce (Reprint 1907)
Ćwiczenia laboratoryjne i projektowe z technologii tworzyw drzewnych
Wybrane problemy prawa leśnego
Usuwanie drzew i krzewów