Моделирование фитомассы отмерших ветвей растущих деревьев сосны обыкновенной
Authors: Усольцев В.А. , Цепордей И.С. 
Published: February 2025

Введение. В условиях изменяющегося климата всё более актуальны оценки полного углеродного пула всех компонентов лесных экосистем, в том числе массы отмерших ветвей (МОВ) растущих деревьев. В опубликованных данных о фитомассе деревьев отношение МОВ к надземной фитомассе (ОМОВ) варьирует в диапазоне от 0,3 до 29 %, однако попытки выявить факторы, объясняющие столь широкий его диапазон, довольно редки. Цель исследования. В настоящем исследовании предпринята первая попытка разработки аллометрических моделей, предназначенных для оценки МОВ и ОМОВ растущих деревьев сосны обыкновенной естественных древостоев и культур в условиях степной и лесостепной зон. Объекты и методы. Объектом исследования послужили чистые сосняки естественного и искусственного происхождения островных боров в степной зоне Тургайского прогиба. Для сравнения использованы опубликованные данные для естественных сосняков Красноярско-Канской лесостепи и выполнена их сравнительная оценка по МОВ и ОМОВ. Всего в анализе использовано 595 модельных деревьев, взятых на 48 пробных площадях. Результаты. Анализ парных связей МОВ с дендрометрическими характеристиками деревьев показал, что диаметр ствола объясняет от 87 до 92 % и высота дерева от 81 до 88 % изменчивости МОВ. При увеличении диаметра ствола с 6 до 26 см ОМОВ в Тургайской степи в культурах повышается с 6 до 13 %, а в естественных сосняках остаётся стабильной на уровне 4 %. Сравнительный анализ МОВ деревьев в культурах и естественных сосняках, выполненный по двухфакторной модели зависимости от диаметра ствола и высоты дерева, показал, что МОВ в культурах по сравнению с естественными древостоями выше в 1,8 раза. Сравнительный анализ МОВ деревьев в естественных сосняках Тургайской степи и Красноярско-Канской лесостепи показал, что их различие небольшое, и в среднем при увеличении диаметра ствола от 6 до 26 см МОВ изменяется с 0,3 до 9 кг, а ОМОВ остаётся стабильной на уровне 4 %. При увеличении возраста при неизменном диаметре ствола ОМОВ в естественных сосняках двух регионов снижается с 10–19 до 2–4 %. Вывод. При расчётах углеродных пулов надземной фитомассы необходимо вносить поправки в оценку пула в культурах сосны степной зоны в виде 6–13 %-ного и в естественных сосняках cтепной и лесостепной зон в виде 4 %-ного повышения за счёт МОВ.
Introduction. In a changing climate, estimates of the total carbon pool of all components of forest ecosystems, including the mass of dead branches (DBM) of standing trees, are increasingly relevant. According to published data on the tree phytomass, the ratio of DBM to the aboveground phytomass, or relative DBM (RDBM), ranges from 0.3 to 29 %. However, attempts to identify the factors explaining such a wide range have been quite rare. The aim of the study. In this research, the first attempt was made to develop allometric models for estimating DBM and RDBM of Pinus sylvestris L. trees growing in the natural forest stands and plantations of the steppe and forest-steppe zones. Objects and methods. The object of the study was pure island pine forests of natural and artificial origin located in the steppe area of the Turgay Depression. For comparative purposes, published data on natural Pinus sylvestris L. forests of the Krasnoyarsk and Kansk forest steppe were utilized; their comparative evaluation in regard to DBM and RDBM was carried out. In total, 595 model trees taken from 48 sample plots were used for the analysis. Results. The analysis of paired associations of DBM with dendrometric tree characteristics showed that the trunk diameter at breast height (DBH) accounts for 87-92 % of DBM variability, and the tree height accounts for 81- 88 % of it. With an increase in DBH from 6 to 26 cm, RDBM in the Turgay steppe plantations rises from 6 to 13 %, while in natural pines forests it remains stable at 4 %. A comparative analysis of DBM of trees in plantations and natural forest stands, which was performed using a two-factor model depending on DBH and the tree height, showed that DBM in plantations was 1.8 times higher than that in natural stands. A comparative analysis of DBM of trees in the natural pine forests of the Turgay steppe and the Krasnoyarsk and Kansk forest-steppe revealed little difference; on average, with an increase in DBH from 6 to 26 cm, DBM changes from 0.3 to 9 kg, while RDBM remains stable at 4 %. With increasing age and constant DBH, RDBM in the natural pine forests of the two regions decreases from 10-19 % to 2-4 %. Conclusion. When calculating the carbon pools of the aboveground phytomass, it is necessary to make a correction to the pool estimate as a 6-13% increase for the steppe zone pine plantations, and as an increase of 4 % for the natural pine forests of the steppe and forest-steppe zones.