The relevance of the study is determined by the need for a comprehensive assessment of the long-term impact of hydroforestry reclamation and silvicultural treatments on the productivity and wood quality of pine forests in the context of large-scale climatic changes. Aim of the Work. The aim of the work is to analyze the dynamics of forest inventory parameters, resin productivity, and macrostructure of Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood at long-term monitoring sites in the Sokolsky Municipal District of the Vologda Region. Methods. The research was conducted on nine sample plots established in different site conditions: natural swamp forest stands (control), drainage (1970s), and drainage combined with silvicultural measures (intermediate thinning and selective logging; 1990s). Standard forest inventory methods, resin productivity assessment (according to OST 13-80-79), dendrochronological analysis, and calculation of basic wood density were applied. It was found that hydroforestry reclamation had a positive effect on timber stock (an increase of 30–35% compared to the waterlogged control). The implemented silvicultural treatments optimized the stand structure, increasing the proportion of trees in the higher Kraft classes. It was revealed that maximum resin productivity is characteristic of drained stands that underwent intermediate thinning (239 g), as well as natural lowland bogs. Furthermore, wide-crowned trees produced significantly more oleoresin during tapping compared to narrow-crowned trees. A relationship was found between turpentine yield and crown exposure, attributed to the orientation of drainage ditches. Dendrochronological analysis showed that drainage stimulates wood growth: tree-ring width increased by 9% due to the thickening of the latewood zone (by 27%) while earlywood decreased (by 15%). The wood density of pine in near-ditch areas of reclaimed forest strips increased by 5%, exceeding the regional average.
hydraulic reclamation, drainage reclamation, peat soils, Scots pine, silvicultural operation, pine oleoresin, pine resin, wood density
Современное лесное хозяйство сталкивается с необходимостью адаптации к глобальным климатическим изменениям и возрастающему антропогенному давлению на лесные экосистемы [1, 3]. Наиболее остро эти вызовы проявляются в бореальной зоне, где леса выполняют ключевые средообразующие, водорегулирующие и климаторегулирующие функции. Вологодская область, расположенная в подзоне южной и средней тайги, характеризуется значительной долей переувлажнённых и заболоченных земель, что делает сосновые насаждения (Pinus sylvestris L.) особенно чувствительными к изменениям гидрологического режима [4, 5].
На территории региона широко проводились гидролесомелиоративные работы, направленные на осушение избыточно увлажнённых лесных земель с целью повышения их продуктивности. Однако последствия осушения оцениваются неоднозначно. С одной стороны, гидромелиорация стимулирует ростовые процессы, улучшает санитарное состояние древостоев и увеличивает текущий прирост. С другой – трансформация гидрологического режима может приводить к обеднению гидрографической сети, смене типов лесорастительных условий и снижению биоразнообразия напочвенного покрова [3, 9]. В этой связи необходима количественная оценка долговременных трендов изменения таксационных показателей и качественных характеристик древесины сосны на объектах с различным водным режимом [8, 12].
Помимо гидрологического фактора, существенное влияние на состояние и продуктивность сосновых насаждений оказывают лесохозяйственные мероприятия: рубки ухода, несплошные рубки и, в особенности, подсочка. Интенсивность выделения терпентина и общая смолопродуктивность сосны обыкновенной тесно связаны с генотипом дерева, густотой стояния, гидрологическими условиями и возрастом насаждения [14, 17]. Вместе с тем, комплексное влияние естественной заболоченности, гидромелиорации и выборочных рубок на анатомическую структуру (ширину годичного кольца, плотность древесины), ассимиляционный аппарат и смоловыделительную способность сосны остаётся изученным фрагментарно [16, 18]. В частности, остаются дискуссионными вопросы о динамике полноты насаждений и о характере изменения физико-механических свойств древесины после проведения осушительных работ и подсочки [13, 19].
Существующие методики оценки состояния лесных массивов чаще всего ограничиваются анализом отдельных таксационных показателей (высоты, диаметра, запаса) и не позволяют учесть сочетанное действие природных и антропогенных факторов. Для научного обоснования режимов лесопользования, отвечающих требованиям экологической безопасности (сохранение биоразнообразия, депонирование углерода) и хозяйственной эффективности (качество древесины, выход живицы), необходим системный подход [1, 7]. Это предполагает организацию долгосрочных наблюдений на ключевых объектах с фиксацией комплекса параметров: метрических таксационных показателей, сбежистости стволов, санитарного состояния крон, плотности древесины и смолопродуктивности [19, 20].
Цель исследования – комплексная оценка влияния гидролесомелиорации и лесоводственных мероприятий на продуктивность, качество древесины и смоловыделительную способность сосняков в условиях Вологодской области. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- Проанализировать многолетнюю динамику таксационных параметров сосновых насаждений на осушенных и неосушенных участках.
- Оценить физико-механические свойства древесины (плотность, ширину годичного кольца) в зависимости от гидрологического режима и интенсивности подсочки.
- Изучить смолопродуктивность древостоев и её корреляцию с морфометрическими характеристиками деревьев.
- Разработать практические рекомендации по оптимизации режимов лесопользования на переувлажнённых и осушенных территориях Вологодской области.
Материалы и методы
Объекты исследования – это сосновые древостои (или фитоценозы с доминированием сосны), произрастающие в различных лесорастительных условиях в лесном фонде Сокольского муниципального округа Вологодской области (рис. 1). В основу исследования положен сравнительный анализ постоянных пробных площадей (ПП), изначально отграниченных в 2008 году с выполнением повторных наблюдений (вплоть до 2019 г.), характеризующих следующие категории покрытых лесом земель: естественно-болотные древостои (контроль): ПП 10 – низинный тип торфяной залежи, ПП 17 – переходный тип торфяной залежи (дислокация – N59°25.70' E40°18.95', высота: 125 м). Осушаемые древостои (дислокация – N59°27.82' E40°15.33', высота: 129 м) на мезотрофных торфяных почвах, осушенные в начале 1970-х годов (ПП 1 и 5). На части лесных объектов в начале 1990-х годов проведены проходные рубки (лесохозяйственный уход). Лесные объекты после несплошной лесозаготовки, (добровольно-выборочные), ПП 6 и 7, находятся в осушаемых условиях, с евтрофно-мезотрофном типом торфяной залежи.
Предмет исследования – лесоводственно-таксационные показатели, смолопродуктивность, параметры макроструктуры и физические свойства древесины (плотность) в зависимости от гидрологического режима и антропогенного воздействия (лесоводственные приёмы, несплошное удаление древостоя, подсочка).
1. Bogdanov A. P., Tsvetkov I. V., Karaban A. A. [et al.]. Issledovaniya radial'nogo prirosta khvoynykh drevostoev na ob"ektakh dlitel'nogo nablyudeniya pod vliyaniem osusheniya [Studies of radial increment of coniferous stands at long-term observation sites under the influence of drainage]. Journal of Agriculture and Environment. 2024;(9(49)). (In Russ.). DOI: http://doi.org/10.60797/JAE.2024.49.5.
2. Ding X., Li Y., Zhang Y. [et al.]. Genetic analysis and elite tree selection of the main resin components of slash pine. Front. Plant Sci. 2023; 14: 1079952. DOI: http://doi.org/10.3389/fpls.2023.1079952.
3. Druzhinin N. A., Druzhinin F. N. Lesopol'zovanie v osushaemykh lesakh: monografiya [Forest use in drained forests: monograph]. Vologda: Infra-Inzheneriya, 2024. 168 p. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=fyzcmy.
4. Pakhuchiy V. V., Pakhuchaya L. M. Osobennosti reakcii starovozrastnoj sosny pri osushenii vodorazdel'noj territorii v Respublike Komi [Peculiarities of the response of old-growth pine during drainage of a watershed area in the Komi Republic] Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Lesnoj zhurnal = News of Higher Education Institutions. Forestry Journal. 2025; № 6(408): 77-91. (In Russ.) – DOI: http://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-6-77-91.
5. Ermohin M.V, Barsukova T.L., Uglyanec S.A. [et al.]. Dinamika i sostoyanie bolotnyh i zabolochennyh sosnovyh lesov Belovezhskoj pushchi [Dynamics and condition of swamp and marshy pine forests of Belovezhskaya Pushcha]. Botanika. Issledovaniya = Botany. Research. 2021: (50); – 171-194. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50236035.
6. Gurau V. [et al.]. Robot operations for pine tree resin collection. Technologies. 2021;9(4):79. DOI: http://doi.org/10.3390/technologies9040079.
7. Pikkarainen L., Strandman H., Vento E. [et al.]. Effects of forest conservation and management on timber, ecosystem carbon, dead wood and habitat suitability area in a boreal forest under climate change. Silva Fennica. – 2024: 58(2): 23045. – DOI: https://doi.org/10.14214/sf.23045
8. Pakhuchiy V. V., Pakhuchaya L. M. Optimizatsiya razmeshcheniya osushitel'nykh kanalov v svyazi s geograficheskim polozheniem ob"ektov gidromelioratsii v Respublike Komi [Optimization of drainage canal placement in relation to the geographical location of drainage facilities in the Komi Republic]. Journal of Agriculture and Environment. 2025;(2(54)). (In Russ.). DOI: http://doi.org/10.60797/JAE.2025.54.11.
9. Babikov B. V., Subota M.B. Gidromelioraciya v lesnom hozyajstve: istoriya nauchnyh issledovanij [Hydromelioration in forestry: history of scientific research]. // Lesnoj zhurnal = News of Higher Education Institutions. Forestry Journal. 2022; 3(387): 103-118. – DOI: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-103-118.
10. Druzhinin N. A. [et al.]. Osobennosti i lesovodstvennaya effektivnost' prokhodnykh rubok v osushaemykh lesakh [Features and silvicultural efficiency of thinning cuttings in drained forests]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii = Proceedings of the Saint Petersburg State Forest Technical University. 2023;(242): 28-42. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50504394.
11. Druzhinin N. A., Druzhinin F. N. Vozobnovlenie lesa i vozrastnoe stroenie drevostoev na torfyanikh pochvakh [Forest regeneration and age structure of stands on peat soils]. Vologda: Poligraf-Periódika, 2021. 118 p. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=ebokop.
12. Zagorodskij M. A., Tret'yakov S.V., Koptev S.V. Plotnost' drevesiny sosny obyknovennoj v osushaemom sosnyake sfagnovom [Wood density of Scots pine in a drained sphagnum pine forest Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Lesnoj zhurnal = News of Higher Education Institutions. Forestry Journal. 2023; 2(392): 160-171. – DOI: http://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-160-171.
13. Tret'yakov S.V., Koptev S.V., Davydov A.V. [et al.]. Kachestvo drevesiny osushaemyh severotaezhnyh sosnyakov Arhangel'skoj oblasti, opredelennoe ekspress-metodom [The quality of wood from drained northern taiga pine forests in the Arkhangelsk region, determined by an express method]. Sibirskij lesnoj zhurnal = Siberian Forestry Journal. 2023: № 4; 64-74. – DOI: https://doi.org/10.15372/SJFS20230407.
14. SHtrahov S. N., Danilov D.A., Zajcev D.A. Osobennosti smolovydeleniya v drevostoyah sosny (Pinus sylvestris L.) raznogo sostava i tovarnoj struktury v chernichnom tipe lesa [Features of resin secretion in pine (Pinus sylvestris L.) stands of different composition and commodity structure in the blueberry forest type] // Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii = Proceedings of the Saint Petersburg State Forest Technical University. 2025; (252): 170-187. (In Russ.). – DOI: https://doi.org/10.21266/2079-4304.2025.252.170-187.
15. Aloui F., Baraket M., Ben Salem E. [et al.]. Assessment of biological activities of resin extracted from Tunisian pine forests. Pak. J. Bot. 2022;54(2):97-102. DOI: http://doi.org/10.30848/PJB2022-2(45).
16. SHtrahov S. N., Danilov D.A., Zajcev D.A. Dinamika prirosta i plotnost' drevesiny sosny posle podsochki v brusnichnom tipe lesa v Lenin-gradskoj oblasti [Dynamics of growth and density of pine wood after tapping in lingonberry forest in the Leningrad region]. Forestry information. 2024; (3): 47-56. DOI: https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2024.3.03.
17. Shtrakhov S. N., Danilov D. A., Zaytsev D. A. Otsenka smoloproduktivnosti spelykh chistykh sosnovykh drevostoev v Leningradskoy oblasti [Assessment of resin productivity of mature pure Scots pine stands in the Leningrad region]. Trudy SPbNIILKh = Proceedings of SPbNIILH. 2024;3(15):58-66. (In Russ.). DOI: http://doi.org/10.21178/2079-6080.2024.3.78.
18. Garcia-Forner N. [et al.]. Growth-defence tradeoffs in tapped pines on anatomical and resin production. For. Ecol. Manag. 2021;496:119406. DOI: http://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119406.
19. Zaluma A. [et al.]. Long-term pathological consequences of resin tapping wounds on stems of Scots pine (Pinus sylvestris L.). Trees. 2022;36(5):1507-1514. DOI: http://doi.org/10.1007/s00468-022-02307-y.
20. Inisheva L. I., SHajdak L.V., Babikov B.V. Gidrologicheskij i gazovyj rezhim bolot v usloviyah lesomelioracii [Hydrological and gas regime of swamps under forest reclamation conditions]. Melioraciya i vodnoe hozyajstvo = Land reclamation and water management. 2020; (6): 39-44. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44417888
