from 06.05.2003 to 14.04.2018
Ekaterinburg, Ekaterinburg, Russian Federation
The object of the study is industrial forest plantations of pine aged 6-12 years, created on freshly cleared land in the berry pine forest type of the Middle Urals. The aim of the study is to assess the dynamics of changes in the structure and biometric indicators and parameters of tree crowns in industrial forest plantations of Scots pine. The research was conducted in 2018-2024 on a permanent test plot. During field studies, the number of surviving trees was determined: 66.5% of the total number of planted trees survived in 6-year-old crops, 60.0% in 9-year-old crops, and 55.4% in 12-year-old crops. For all surviving trees in the permanent trial plot, the diameter at mid-trunk height, trunk height, crown dimensions along and across the row were measured, and the length of all annual shoots was also measured. The data obtained during field studies, in laboratory conditions, were processed using mathematical statistics methods. A dynamic increase over time in the average taxation parameters of trees and their crowns, a certain decrease in the value of the variation coefficient and the amplitude of rank coefficients were established. Relative stabilization of the structure along the trunk thickness is observed only in 12-year-old pine crops. The structure of the trunk height significantly stabilizes by the age of 12 years of forest plantations, and the leaders and the most lagging trees in height are finally determined. The coefficient of determination between the height of trees and their trunk thickness significantly decreases from 0.653 to 0.428 with increasing age of pine forest plantations. The multiple correlation coefficient between tree height, tree trunk thickness and crown projection area steadily decreases from 0.897 to 0.522 with increasing age of pine forest plantations.
forest crops, Scots pine, stand structure
Введение
Одной из наиболее актуальных проблем современного лесоведения и лесоводства является повышение устойчивости и продуктивности лесных насаждений хозяйственно-ценных древесных видов, в т.ч. сосны обыкновенной, создаваемых в настоящее время естественным и искусственным путем [1-3]. Для решения этой задачи, необходимо изучение особенностей формирования структурно-функциональной организации дендроценозов созданных, в частности, искусственным путем. Следует отметить, однако, что вопросам, касающимся вопросам формирования на ранних этапах структурно-функциональной организации молодых древостоев, до настоящего времени, на
наш взгляд, уделяется недостаточное внимание. Прежде всего, рассматриваются отдельные
вопросы, касающиеся, например, показателей густоты молодняков, их биометрических показателей, ход роста по высоте и диаметру и т.д. [4-10]. Значительно реже рассматриваются вопросы, касающиеся формирования основного фотосинтезирующего органа - кроны деревьев [11-13]. К тому же, исследования, как правило, почти не затрагивают начальный этап развития дендроценозов – до середины I класса возраста. Этому этапу, в определенном смысле, оказывается недостаточное внимание, хотя он важен, поскольку, во многом определяет, дальнейшие процессы формирования структурно-функциональной организации древостоев [14-16].
В то же время, недостаточно изучен процесс дифференциации деревьев по росту и развитию в молодых дендроценозах и его влияние на динамику формирования их структурно-функциональной организации. При этом, при изучении динамики изменения биометрических параметров деревьев и, крайне редко, параметров кроны, за небольшим исключением, берутся значительные временные интервалы – 10, 15 и более лет [17, 18]. В тоже время на данный момент, только в отдельных исследованиях, оценивается сама структура молодых древостоев, особенно на ранних этапах формирования [19-21], при этом, практически не затрагивается, характер взаимосвязи основных биометрических показателей и параметров кроны деревьев.
На наш взгляд, сложившаяся на данный момент ситуация, требует проведения более углубленных исследований характера формирования структурно-функциональной организации молодых древостоев на самых ранних этапах его развития.
Цель нашей работы – оценить динамику изменения структуры и биометрических показателей и параметров кроны деревьев в 6-12-летних производственных лесных культурах сосны обыкновенной.
Материалы и методы
При проведении полевых исследований, в всех случаях на ППЛК, устанавливалось количество сохранившихся деревьев. У всех сохранившихся деревьев измерялись диаметр на середине высоты ствола (Д0,5Н), высота ствола (Н), размеры кроны вдоль ряда и поперек ряда. Кроме того, при проведении исследований, у деревьев, сохранившихся на момент проведения исследований на ППЛК, измерялась длина всех годичных побегов.
Для измерения диаметра использовался электронный штангенциркуль ADA Mechanic 150 Pro [A00380]. Для измерения высоты ствола использовалась электронная рулетка рулетки Kapro 510-8M, а для измерения приростов по высоте и размеров кроны – металлические и деревянные линейки. Протяженность кроны измерялась в двух направлениях – вдоль и поперек ряда у каждого дерева.
Объект и предмет исследований
Объект исследований –(С яг.). Объект расположен на территории Зауральской холмисто-предгорной провинции южнотаежного округа Средне-Уральского лесного района [22]. Площадь вырубки около 20 га. Лесные культуры сосны на пробной площади лесных культур (ППЛК | SPFP) были созданы 2-летними сеянцами сосны ручной посадкой с использованием меча Колесова по бороздам плуга ПЛ-1. Средняя ширина междурядий – 3,2 м при шаге посадки – 0,6 м. Согласно сведениям, полученным от работников лесничества, на лесокультурной площади количество высаженных сеянцев составило 5 тыс. шт. Для уточнения данных, был проведен сплошной перечет деревьев и посадочных мест на свей лесокультурной площади. Всего, согласно проведенного нами сплошного перечета, установлено, что первоначально высажено 5,2 тыс. штук на 1 га. С момента посадки и до окончания исследований на пробной площади не осуществлялось дополнительных лесохозяйственных мероприятий и не отмечено огневого воздействия в виде пожаров.
1. Danneyrolles V., Boucher Y., Fournier R., Valeria O. Positive effects of projected climate change on post-disturbance forest regrowth rates in northeastern North American boreal forests. Environ Res Lett, 2023; 18(2):024041. doi:https://doi.org/10.1088/1748-9326/acb72a.
2. Donald F., Purse B.V., Green S. Investigated the role of reforestation plantings in introducing disease – A case study using phytophtora. Forest, 2021; 12:764. doi:https://doi.org/10.3390/fl2060764.
3. Thiffault N., Fera J., Hoepting M.K., Jones T., Wotherspoon A. Adaptive silviculture for climate change in the Great Lakes-St. Lawrence Forest region of Canada: background and design of a long-term experiment. For Chron, 2024; 100(2):155-164. doi:https://doi.org/10.5558/tfc2024-016.
4. Sobachkin D.S., Sobachkin R.S., Petrenko A.E. Growth and productivity features of pine young stands formed from trees of different cenotic status. Sibirskiy lesnoy zhurnal = Siberian Journal of Forest Science, 2022; 3:34-39. doi:https://doi.org/10.15372/2/SJFS202203045 (in Russ.).
5. Pshenichnikova L.S., Onuchin A.A., Sobachkin R.S., Petrenko A.E. Growth features of pine plantations of different density in the southern taiga of Siberia. Sibirskiy lesnoy zhurnal = Siberian Journal of Forest Science, 2022; 3:24-33. doi:https://doi.org/10.15372/SJF20220303 (in Russ.).
6. Korchagin I.E., Zalesov S.V., Osipenko R.A. Dynamics of taxation indicators of artificial pine stands on reclaimed gold dump. Prirodoobustroystvo = Environmental Engineering, 2024; 3:106-111. doi: https://doi.org./10/26897/1997-6011-2024-3-106-111 (in Russ.).
7. Häggström B., Domevscik M., Öhlund J., Nordin A. Survival and growth of Scots pine (Pinus sylvestris) seedlings in north Sweden: effect of planting position and arginine addition. Scand J For Res, 2021; 36(6):423-433. doi:https://doi.org/10.1080/028227581.2021.1957999.
8. Häggström B., Hajek J., Nordin A., Öhlund J. Effects of planting position, seedling size, and organic nitrogen fertilization on the establishment of Scots pine (Pinus Sylvestris L.) and Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) seedlings. Forests, 2024; 15(4):703. doi:https://doi.org/10.3390/f15040703.
9. Nordin P., Olofsson E., Hjelm K. Within-site adaptation: Growth and mortality of Norway spruce, Scots pine and Silver birch seedlings in different planting positions across a soil moisture gradient. Silva Fenn, 2023; 57(3):23004. doi:https://doi.org/10.14214/sf.23004.
10. Luoranen J., Salminen T., Gratz R., Saksa T. Arginine phosphate (ArGrow©) treatment on Norway spruce and Scots pine seedlings at different planting times and under varying planting site conditions in boreal forests. For Ecol Manag, 2024; 563:122012. doi:https://doi.org/10.1016/j.foreco.2024.122012.
11. Petrishchev E.P. Study of the relationship between biometric parameters of juvenile Scots pine seedlings from conditioned seeds when assessing reforestation results. Lesotekhnicheskiy zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2021; Vol.11, 4(44):161-169. doi: https://doi.org./10/34220/issn.2222-7962/2021.4/14 (in Russ.).
12. Krekova Ya.A., Chebotko N.K. Study of progeny of plus trees of Pinus sylvestris L. in first generation trial plantations. Prirodoobustroystvo = Environmental Engineering, 2023; 3:130-136. doi:https://doi.org/10.26897/1997-6011-2023-3-130-136 (in Russ.).
13. Osipenko A.E., Zalesov S.V. Formation of tree morphology in cultivated pine stands. Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal = University Proceedings. Forestry Journal, 2024; 2:105-117. doi: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-2-105-117 (in Russ.).
14. Ilintsev A., Soldatova D., Bogdanov A., Koptev S., Tretyakov S. Growth and structure of pre-mature stands of Scots pine created by direct seeding in the boreal zone. Journal of Forest Science, 2021; 67(1):21-35. doi: https://doi.org/10.17221/70/2020-JFS.
15. Sungurova D.R., Drochkova A.A. Biometric characteristics of planting material as a test indicator of success of Pinus sylvestris L. plantations. Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal = University Proceedings. Forestry Journal, 2021; 4:107-116. doi: 10.374482/05636-1036-2021-4-107-116 (in Russ.).
16. Ermakova M.V. Structural and functional organization of natural Scots pine (Pinus sylvestris L.) young stands on a 9-year-old clearcut of lingonberry pine forest in the Middle Urals. Lesotekhnicheskiy zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2024; Vol.14, 2(54):36-53. doi: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.2/3 (in Russ.).
17. Merzlenko M.D. Justification of the theory of wave-like growth of coniferous forest plantations. Lesnoy vestnik = Forestry Bulletin, 2021; Vol.25, 2:5-9. doi:https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-2-5-9 (in Russ.)
18. Salnikova I.S., Fadeeva E.A. Assessment of the growth course of pine stands of natural and artificial origin. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh = Forests of Russia and Economy in Them, 2023; 1:41-47. doi:https://doi.org/10.51318/FRET.2023.73.98.004 (in Russ.).
19. Georgi L., Kz M., Fichtner A., Reich K.F., Bienert A., Maas H.G. et al. Effects of local neighbourhood diversity on crown structure and productivity of individual tree in mature mixed-species forests. For Ecosyst, 2021; 8:26. doi:https://doi.org/10.1186/s40663-021-00306-y.
20. Hildebrand M., Perles-Garcia M., Kunz D., Härdtle W., von Oheimb G., Fichtner A. Tree-tree interactions and crown complementarity: the role of functional diversity and branch traits for canopy packing. Basic Appl Ecol, 2021; 50:217-227. doi: https://doi.org/10.1016/j.baae.2020.12.003.
21. Saarinen N., Kankar V., Huuskonen S. et al. Effect of stem density on crown architecture of Scots pine trees. Front Plant Sci, 2022; Vol.13. doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.817792.
22. Fomin V., Mikhailovich A., Zalesov S., Terehov G. Development of ideas within the framework of the genetic approach to the classification of forest types. Baltic Forestry, 2021; Vol.27, Iss.1:466. doi:https://doi.org/10.46490/BF466.
23. Metodika polevykh rabot po taksatsii lesa na postoyannykh probnykh ploshchadyakh v ramkakh realizatsii innovatsionnogo proekta gosudarstvennogo znacheniya «Uglerod v ekosistemakh: monitoring». Konsortsium № 4. Versiya 1.0. [Field work methodology for forest inventory on permanent sample plots within the framework of the innovative project of state importance "Carbon in ecosystems: monitoring". Consortium No. 4. Version 1.0]. Moscow, 2023; 32 p. (in Russ.).
24. Chandra G., Nautiyal R., Chandra H. (Eds.) Statistical Methods and Application in Forestry and Environmental Sciences. Springer Singapore, 2020. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-15-1476-0.
25. Ermakova M.V. Formation of structural and functional organization of mixed natural-artificial young stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in conditions of berry pine forests of the Middle Urals. Lesotekhnicheskiy zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2023; Vol.13, 2(50):43-58. doi:https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.2/3 (in Russ.).
26. Karaseva M.A., Mukhortov D.I., Lezhnin K.T. Variability of growth indicators of seed progeny of Siberian stone pine of local reproduction in the Mari Volga region. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya «Les. Ekologiya. Prirodopolzovanie» = Bulletin of the Volga State Technological University. Series "Forest. Ecology. Nature Management", 2023; 1(57):73-87. doi:https://doi.org/10.25686/2306-2827.2023.1.73 (in Russ.).
27. Pravila lesovosstanovleniya... ot 29 dekabrya 2021 g. № 1024 [Reforestation rules... dated December 29, 2021 No. 1024]. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74983471/ (accessed: 18.12.2022) (in Russ.).
