ВведениеДифференциация запасов фитомассы обуславливается различными группами факторов, такими как абиотические (почвенно-климатические, орографические), биотические и антропогенные. Для регионов России отмечается четко выраженное зональное распределение в соответствии с климатическими условиями: величина фитомассы увеличивается с севера на юг, с некоторым уменьшением в аридных зонах. Наибольшие запасы фитомассы сосредоточены в лесных сообществах, по оценкам авторов запасы фитомассы в различных типах леса варьируют от 70 т/га до 450 т/га. Наименьшие фиксируются в степной и полупустынной природных зонах. В степной зоне фитомасса формируется за счет подземных и надземных частей однолетних и многолетних трав [1, 2]. По оценкам авторов усредненный максимальный запас травянистого яруса надземной зеленой фитомассы варьирует в пределах от 70 г/м2 в опустыненных до 310 г/м2 в луговых степях. Запасы подземной фитомассы слабо отличаются в зависимости от типа степей и составляют 800-1400 г/м2 [2].Увеличение запасов фитомассы в степных зонах может осуществляться путем проведения агролесомелиоративных мероприятий, а именно созданием защитных лесных насаждений (ЗЛН) [3]. Искусственно созданные защитные лесные насаждения выполняют ряд важнейших функций в сухостепных районах, среди которых средообразующая, водоохранная, санитарно-гигиеническая [4]. В условиях территорий с малым процентом лесистости расширяется функциональное значение защитных лесных насаждений, они рассматриваются также с позиции поглотителей климатически активных газов.  Отдельно стоит отметить использование массивных насаждений на песках с целью стабилизации подвижных сыпучих (незакрепленных) песков. Для данных видов работ в степной и лесостепной зонах используется Pinus sylvestris, отличающиеся развитой корневой системой, которая эффективно закрепляет песчаные грунты [5]. Помимо этого, сосна по данным Рослесинфорга обладает наиболее интенсивной поглощающей способностью среди хвойных древесных пород, так количество аккумулированного СО2 достигает до 2,4 тонн в год/га [6].Фитомасса древесных растений является следствием поглощения и трансформации углекислого газа из атмосферы, по средствам фотосинтеза. Фитомасса выступает одним из ключевых звеньев в углеродном цикле экосистем в следствие чего важным является проведения исследований по оценки запасов фитомассы древостоя в различных природных зонах. Корректная оценка фитомассы и годичной продукции необходима для получения объективных количественных показателей депонирования углерода искусственными насаждениями и последующего анализа их экологической эффективности [7, 8, 9, 10].Если запас фитомассы рассматривается, как статическая величина и характеризует то, что накоплено к текущему моменту, то годичная продукция является динамической величиной и показывает сколько прибавилось за год. У этих двух понятий может отмечаться прямая взаимосвязь, заключающаяся в следующем: чем больше запас фитомассы, тем выше может быть абсолютная годичная продукция, так как формируется больше фотосинтезирующей поверхности, однако эта зависимость не является линейной и на определенном этапе роста продукция начинает снижаться [11, 12]. Так согласно закону убывающей продуктивности следует, что на ранних стадиях развития древостоя (молодняки) годичная продукция растёт вместе с фитомассой. В зрелом и перестойном возрасте, несмотря на большой запас фитомассы, прирост снижается — из-за затенения, изреженности и старения деревьев. Так, сначала продукция растёт с запасом, достигает максимума, затем падает. Это отражает динамику роста леса и используется в моделях продуктивности лесных экосистем [13, 14, 15]. Цель работы – оценка запасов фитомассы и годичной продукции искусственно созданных насаждений (Pinus sylvestris L.) в условиях сухостепной зоны каштановых почв с учетом возрастной динамики древостоя. Выбор Pinus sylvestris, как объекта исследования обуславливается выраженной засухоустойчивостью и активным использованием в лесомелиоративных работах. Высокая продуктивность в стрессовых условиях дополнительно подтверждает её пригодность для исследований в сухостепной зоне.Материалы и методыОбъект и предмет исследованийДанная работа является эмпирическим исследованием. Объектом исследования выступает древостой сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в сухостепной зоне каштановых почв. Предметом исследования являются количественные показатели фитомассы по фракциям (ствол с корой, скелетные ветви, хвоя и корни) и годичная продукция (годичный прирост биомассы), а также закономерности их изменения в различных возрастных классах.Сбор данныхИсследования проводились на территории Нижневолжской станции по селекции древесных пород – филиале ФНЦ агроэкологии РАН, расположенного в Камышинском районе Волгоградской области (бывший агролесомелиоративный пункт ВНИАЛМИ). История создания пункта берет свое начало с 1894 году, в задачи которого входило выполнение работ по облесению и закреплению оврагов и проведение научно-исследовательских работ по защитному лесоразведению. В этом же году начинаются масштабные работы по облесению и закреплению песков путем посадки шелюги, позднее в 1898 г междурядьях шелюги высаживалась сосна обыкновенная. В 1902 г. участок, на котором расположен Камышинский лесомелиоративный опорный пункт, был избран песчано-овражной организацией лесного департамента в качестве одного из первых объектов укрепительных и облесительных работ на Юго-Востоке. С расширением работ по защитному лесоразведению площадь этого дендрологического участка постепенно увеличивалась. С 1990 года опорный пункт превратился в Нижневолжскую станцию по селекции древесных пород. К текущему моменту площадь сосновых насаждений составляет 100,1 га. В 2022 году на территории станции в рамках работы по Важнейшему инновационному проекту «Углерод» организован полигон интенсивного уровня типа 2 «Камышин» [5, 6].Объект расположен в центральной части Волгоградской области в сухостепной зоне на западном берегу Волги (Волгоградского водохранилища) в пределах восточного крутого склона Приволжской возвышенности, изрезанной долиной реки Камышинки и оврагами. Поверхность территории пологоволнистая, абсолютные отметки поверхности изменяются от 85 до 140 м. Формирование рельефа возвышенности происходило под воздействием интенсивного проявления новейших тектонических поднятий и эрозионных процессов. Камышинский район относится к ступенчатым возвышенностям правобережья Волги, расположенным между реками Иловлей и Волгой. Типы почв – светло-каштановые почвы засушливых полупустынных степей. Почвообразующие породы этих почв отличаются значительным разнообразием: лессовидные суглинки, песчаники, мел, мергель, опока, древние отложения Хвалынского моря, Сыртовые глины. Это в свою очередь нашло отражение в разнообразии самих почв. По гранулометрическому составу каштановые почвы делятся: глинистые и тяжелосуглинистые (примерно 5%), среднесуглинистые (примерно 18%), легкосуглинистые (примерно 67%), супеси и песчаные (примерно 10%). По мощности гумусового горизонта они делятся на среднемощные и маломощные, но преобладающей является разновидность маломощных. Климат района характеризуется резкой континентальностью. Среднее годовое количество осадков составляет 330 мм. В период вегетации выпадает 30% осадков от среднегодовой нормы. Абсолютный минимум температуры воздуха минус 36°С, а абсолютный максимум плюс 42,6°С. Летом испарение превышает сумму осадков почти в 3 раза. В весенний период свирепствуют суховейные ветры юго-восточного и южного направлений. Наибольшее число суховейных дней приходится на май, июнь, июль. Нередко в течение месяца число суховейных дней достигает 20. Отмечаются дни, когда относительная влажность воздуха спускается до 10%.Сбор первичного материала для определения запасов фитомассы осуществлялся на 10 заложенных пробных площадях тестового полигона размером 50×50 м в соответствии с методическими рекомендациями (рисунок 1). Из-за мозаичного характера защитных лесных насаждений, сформированных в разные годы, в пределах каждой площадки одновременно присутствовали участки, представленные деревьями различных возрастных групп. Возрастная структура определялась на основе сплошной перечислительной таксации внутри ПП, что позволило включить в анализ весь спектр возрастных состояний и обеспечить достаточную репрезентативность данных при оценке фитомассы и годичной продукции. Определение возраста осуществлялось с применением бурава Пресслера, измерение диаметра ствола лесной мерной вилкой, высота насаждений измерялась высотомером [16, 17].Анализ данныхРасчет запасов фитомассы осуществлялся аллометрическим методом, основу которого представляет традиционная трансконтинентальная аллометрическая модель с константами уравнений, в качестве регрессоров выступают высота и диаметр насаждения по формуле (1) [18]lnP=a_0+a_1 lnH+a_2 lnDHBгде Р – фитомасса по фракциям, кг; Н – высота дерева, м; DHB – диаметр ствола на высоте 1,3 м (см).Коэффициенты a_0, a_1, a_2 уравнения (1) были взяты из ранее опубликованных аллометрических моделей для Pinus, рассчитанных на широком ареале [18–21], поскольку отсутствуют данные модели для сухостепных условий.Прямой валидации используемой аллометрической модели на данных пробных деревьев исследуемой территории в рамках настоящего исследования к текущему моменту не проводилось. В дальнейшем планируется проведение валидации моделей на основе спила модельных деревьев с каждой пробной площадки с последующим расчётом показателей точности (RSE, R²), что позволит уточнить достоверность полученных оценок фитомассы и годичной продукции. Фитомасса определялась для следующих фракций древостоя: ствол с корой (Pst), скелет ветвей (Pbr), фотосинтезирующие органы (хвоя) (Pf), и корни (Pr).Для определения годичной продукции был отобран растительный материал с пробных деревьев. Годичная продукция хвои определялась путем разделения побегов и хвои на приростные годовые сечения с последующим высушиванием до постоянной массы и взвешиванием. Полученные данные использовались для расчёта годичной продукции по каждой возрастной группе и экстраполяции на гектар [16]. Сочетание прямых измерений и использование уравнения позволяет произвести точный расчет и учесть региональные особенности годичного прироста хвои древесных растений. Использовавшиеся трансконтинентальные аллометрические модели фракционной структуры фитомассы дают возможность оперативно определять фитомассу на единице площади, используя лишь данные сплошного перечёта деревьев по ступеням толщины [18, 19, 20, 21].Для анализа полученных данных использовались методы описательной и многомерной статистики. Для выявления сходства и различий между исследуемыми объектами дополнительно был проведён кластерный анализ, что позволило выделить группы с близкими статистическими параметрами и установить закономерности в распределении признаков. Кластерный анализ был использован в качестве дополнительного инструмента для проверки структурной однородности древостоев и выявленияскрытых группировок в данных, не основанных напрямую на принятых возрастных категориях.