AGRIS - 

2024

Sergey L. Shevelev | Sergey V. Usov | Larisa I. Romanova

Лесостепи Средней Сибири, занимающие предгорные прогибы и межгорные котловины, разделенные таежной растительностью, считаются островными. Лесная древесная растительность по большей части представлена березовыми, осиновыми, лиственничными и сосновыми древостоями. Определяющую роль в экологической устойчивости лесных территорий играют лиственные насаждения. Цель работы – установление особенностей динамики отдельных элементов леса в смешанных лиственных древостоях в пределах лесного массива. Решались следующие задачи: дать характеристику лесного массива, динамики таксационных показателей основных и сопутствующих элементов смешанных древостоев; оценить вклад древостоев в углеродный баланс. В основу работы положены данные 548 таксационных выделов. Выявлены особенности возрастной структуры массива, представленность древостоев различных полнот и производительности. Выполнена оценка изменчивости средних таксационных показателей древостоев в разные возрастные периоды. Полученные средние значения стали основой для математического моделирования. Оказалось, что процесс с достаточной степенью адекватности отражается функцией Вейбулла. Оценка точности уравнений велась по коэффициенту детерминации и стандартной ошибке уравнения. На основе полученных математических моделей построена таблица динамики средних таксационных показателей древостоев элементов леса и всего смешанного древостоя в целом. Рассматриваемая биологическая система древесной лесной растительности обладает значительными возможностями депонирования углерода. В настоящее время нет единой общепризнанной методики оценки эффективности данного процесса. Отечественными и зарубежными исследователями на материале различных лесорастительных зон собран большой объем данных, однако методики сбора различны. Для установления запасов углерода в древостоях – объектах исследования – использован конверсионно-объемный метод. Получены данные, иллюстрирующие динамику запасов углерода в осиново-березовых древостоях островных лесостепей Средней Сибири. | The forest-steppes of Central Siberia occupying submontane troughs and intermountain basins separated by taiga vegetation are considered insular. Forest woody vegetation is mainly represented by birch, aspen, larch and pine stands. A decisive role in the ecological sustainability of forest areas is played by larch plantations. This study has aimed to identify the characteristics of the dynamics of individual forest elements in the mixed deciduous stands within the forest area. The tasks have been to identify the characteristics of the forest area, characterize the dynamics of the taxation parameters of major and minor elements of the mixed stands and assess the contribution of the stands to the carbon balance. The work is based on the data of 548 strata. We have established the characteristics of the forest area age structure and how the stands of various completeness and productivity are represented in it. We have also estimated the variability of the average stands taxation parameters in different age periods. The average values obtained have become the basis for mathematical modeling of the table of the dynamics of the taxation parameters of the mixed stands. It turns out that the process to a reasonable degree of adequacy is reflected by the Weibull distribution. The accuracy of the equations has been estimated by the value of the coefficient of determination (R2) and the standard error of the equation (S). On the basis of the obtained mathematical models, we have constructed the table of the dynamics of the average taxation parameters of the stands of the forest elements and of the mixed stand as a whole. The biological system of forest woody vegetation under consideration has a significant carbon sequestration potential. However, there is currently no generally accepted procedure for assessing the effectiveness of this process. Russian and foreign researchers have collected a large amount of data from different regions, but they have been using different methods. To estimate carbon stocks in the stands that are the object of the study, we have used the conversion-volume method for estimating carbon stocks in forest plantations. The result is the obtained data illustrating the dynamics of carbon stocks in the aspen-birch stands in the insular forest-steppes of Central Siberia.

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Denis N. Klevtsov | Olga N. Tyukavina

Представлена оценка запасов углерода в компонентах надземной фитомассы древесного яруса 40-летних посевов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающих в различных лесорастительных условиях Балтийско-Белозерского таежного района Европейского Севера России. Исследованные сосновые культуры созданы на свежих незадернелых вырубках со слабой степенью захламленности в лишайниковом, брусничном и черничном типах лесорастительных условий, которые характеризуются существенными различиями по биопродукционному потенциалу. Установлено, что наименьший пул углерода формируется в древостое 40-летнего соснового культурфитоценоза лишайникового типа (16,59 т/га), наибольший – в черничном типе условий местопроизрастания (69,41 т/га). В искусственно созданном 40-летнем сосняке брусничном запасы углерода в надземной фитомассе древесного яруса имеют промежуточное положение (44,40 т/га). Наибольшего значение запас углерода достигает в таком компоненте надземной фитомассы, как древесина ствола. Доля запасов углерода в данной фракции от общей надземной фитомассы древостоя исследованных сосновых ценозов изменяется от 59,5 % в лишайниковом типе условий местопроизрастания до 75,6 % в черничном. Ветви и хвоя имеют близкие количественные значения запасов углерода и схожую структуру дифференциации по лесотипологическому градиенту, занимая второстепенное положение по углеродному пулу древостоя исследованных искусственных сосняков после стволовой древесины. Доля углерода, связанного данными фракциями надземной фитомассы древостоя, уменьшается от наименее продуктивного сосняка лишайникового к более производительному сосняку черничному. Доля углерода, аккумулированного стволовой корой, в общем пуле углерода надземной фитомассы древостоя исследованных искусственных сосняков имеет тенденцию к снижению от сосняка лишайникового к сосняку черничному. На фракцию сухих сучьев приходится наименьший процент запасов углерода в древесном ярусе по всем исследованным лесорастительным условиям (2,3–5,9 %). Для цитирования: Клевцов Д.Н., Тюкавина О.Н. Запасы углерода в 40-летних культурах сосны обыкновенной // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 195–203. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-195-203 | The paper presents an assessment of carbon stocks in components of above-ground phytomass of the tree layer of 40-year Scots pine crops (Pinus sylvestris L.) growing in different forest conditions of the Baltic-Belozersky taiga region of the European North of Russia. The studied pine crops were created on fresh, unsodded clearings with a low degree of litter in lichen, lingonberry and bilberry types of forest growth conditions, which are characterized by significant differences in bioproductive potential. It was found that the smallest carbon pool is formed in the stand of a 40-year pine stand of lichen-type culture-phytocenosis (16.59 t/ha), the largest – in the blueberry type of habitat conditions (69.41 t/ha). In artificially created 40-year lingonberry pine forest, carbon stocks in the above-ground phytomass of the tree layer have an intermediate position (44.40 t/ha). The highest relative value of bound carbon is reached in such component of aboveground phytomass as trunk wood. The share of carbon stocks in this fraction of the total aboveground phytomass of the forest stand of the studied pine cenoses varies from 59.5 % in lichen type of habitat conditions to 75.6 % in blueberry one. Branches and needles have close quantitative values of carbon stocks and similar structure of differentiation along the forest typological gradient, occupying a secondary position in the carbon pool of the forest stand of the studied artificial pine forests after stem wood. The proportion of carbon bound by these fractions of aboveground phytomass of the stand decreases from the least productive lichen pine forest to the more productive blueberry pine forest. The share of carbon accumulated by stem bark in the total carbon pool of aboveground phytomass of the stand of the studied artificial pine forests tends to decrease from lichen pine forest to blueberry pine forest. The fraction of dry branches has the smallest percentage of carbon stocks in the tree stand in all studied forest conditions (2.3–5.9 %). For citation: Klevtsov D.N., Tyukavina O.N. Carbon Stocks in 40-year Scots Pine Crops. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 5, pp. 195–203. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-195-203

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

А.А. Вайс | Г.С. Вараксин | С.К. Мамедова | Е.А. Ануев | О.А. Герасимова

В настоящее время наблюдается ряд процессов, которые обуславливают воздействие на лесные экосистемы таких неблагоприятных факторов, как лесные пожары, фитопатогенное и инвазивное влияние, изменение климатических условий (повышение температуры). Цель исследования – определение потенциального запаса древесной и углеродной составляющей детрита по основным категориям (сухостой, валеж и пни), а также прогнозирование количества древесных остатков в условиях подтаежно-лесостепного района Средней Сибири. Исследование крупного детрита проводилось в чистых по составу сосняках. В качестве учетной единицы использовалась круговая площадка постоянного радиуса. Запас сухостоя составил в сосняках 82 % от общего запаса крупного детрита, валежа – 16 % (1,5–18,3 м3‧га–1), пней – 2 % (0–2,6 м3‧га–1). Количество детрита не превысило 11 % от общего запаса древостоя. Качество условий местопроизрастания оказывает значительное влияние на запас детрита через интенсивность роста, поскольку в лучших условиях она выше. В древостоях I класса бонитета аккумулируется бóльшая часть крупного древесного детрита (66,4 %), т. е. почти в 2 раза больше, чем в насаждениях, относящихся ко II классу, – 33,6 %. В высокополнотных древостоях (от 0,81 и выше) запас углерода сухостоя, валежа и пней в целом значительно выше, чем в среднеполнотных насаждениях (0,6–0,8). Возраст и средняя высота древостоя являются значимыми показателями для прогнозирования запасов древесины и углерода сухостоя. Количество древесины и углерода валежа зависит также от полноты и общего запаса древесины в насаждении. Получены регрессионные уравнения, позволяющие спрогнозировать объем крупного древесного детрита. Таким образом, в исследуемых древостоях наблюдаются деструктивные процессы (крупный древесный детрит), которые вызваны как влиянием возрастной структуры (вступлением древостоев в стадию спелости и перестойности), так и биогенными факторами, причина которых – снижение устойчивости лесных массивов под воздействием патогенеза и климатических изменений. Для цитирования: Вайс А.А., Вараксин Г.С., Мамедова С.К., Ануев Е.А., Герасимова О.А. Детрит в высокополнотных сосновых насаждениях подтаежно-лесостепного района Средней Сибири // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 9–20. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-9-20 | At the present time, certain harmful effects are observed that affect forest ecosystems. They are forest fires, phytopathogenic activities, and invasive influence, in addition to changes in climatic conditions, in particular an increase in temperature. The study is intended to determine the potential stock of wood and carbon compounds in detritus. The principal categories for it are snags, downed dead wood, and stumps. Additionally, it predicts the amount of wood residues in the conditions of the taiga forest-steppe subzone of Central Siberia. A coarse woody detritus was examined in the structurally pure forests of Scots pine (Pinus sylvestris L.). A circular area of constant radius was used as an accounting unit. The cause woody detritus in snag was 82 %, in downed dead wood was 16 % (1.5–18.3 m3‧ha–1), in stumps was 2 % (0–2.6 m3‧ha–1). The content of detritus was found in only 11 % of the total stock of the stand. The environmental quality at the location of growth had a strong effect on the amount of detritus because of the growth rate of the trees, which is higher in the ideal conditions. Most of the coarse woody detritus (66.4 %) was accumulated in the stands of productivity class I, which was almost double that in the stands of productivity class II (33.6 %). The carbon content in snags, downed dead wood, and stumps was higher in high-density stands (0.81 or more) than in medium-density stands (0.6–0.8). The age and average height of the stand were considerable indicators for predicting stocks of wood and carbon in snags. The amount of wood and carbon in the downed dead wood also depended on the growth density and total stock of wood at the location. The regression equations were generated to predict the volume of the coarse wood detritus. According to the results, it can be concluded that in the investigated stands the destructive processes were identified, which were determined by the concentration of detritus. The production of detritus was activated by both age composition, when a major part of the trees enters the mature or overmature stages, and biogenic factors, which were stimulated by pathogenesis and climatic changes. For citation: Vais A.A., Varaksin G.S., Mamedova S.K., Anuev E.A., Gerasimova O.A. Detritus Inside High Density Pine Stands in the Taiga Forest-Steppe Subzone of Central Siberia. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 9–20. (In Russ.). https:// doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-9-20

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2019

Moshnikov, S.A. | Anan’yev, V.A. | Matyushkin, V.A.

Stocks of coarse woody debris (CWD) in pine plantations of 81-120 years old were determined according to the data from 73 sample plots grounded in the middle taiga subzone (Karelian taiga district). Index of CWD stocks differs by the high variability (0-180 m3/ha) and is estimated at an average of 51 m3/ha, i.e. up to 15-20 % of the total available stock. Myrtillus pine forests (63 m3/ha) are characterized by the largest stocks of coarse woody debris in the context of typological structure of the Republic of Karelia forest fund; lichen pine forests (12 m3/ha) are characterized by the smallest stocks. Stocks in vaccinium and ledum pine forests are 34 and 35 m3/ha respectively. The CWD stock was found to positively correlate with plantation bonitet class. The dependence of CWD stock on stand stock was confirmed. The higher the stand stock the higher the amount of woody debris (correlation coefficient for the grouped data is 0.90). This relationship is seen quite clearly in the 150-400 m3/ha range. This allows to use these data in future calculations for further determination of CWD amounts and carbon mass of the respective pool based on data from the StateForest Register. A positive correlation between the stock of coarse woody debris and other stand valuation parameters (mean diameter and height, sum of basal areas, relative density,number of growing trees) was statistically confirmed. A tendency in reduction of CWDstocks in plantations after thinning of different recentness and intensity in comparison with plantations without thinning was detected. This patterns is observed in stands with a remov-al rate of up to 15 % of trees (150 stumps/ha).

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation