Биология леса. Лесоразведение. Защита леса

Монография посвящена математическому моделированию процессов распространения и локализации лесных пожаров как управляемых волновых процессов. Особенностью работы является то, что она написана в значительной мере с точки зрения специалиста по механике и процессам управления. Рассматривается комплекс проблем, связанных с моделированием процессов распространения и локализации лесных пожаров. Предложен ряд моделей этого процесса, позволяющих решать важные прикладные задачи. Показана связь процессов распространения с классической гамильтоновой механикой и теорией управляемых динамических систем. Предлагается использование индикатрис и фигуротрис в качестве рабочего аппарата для исследования и расчета таких процессов. Разработана модель волновых процессов с диссипацией на основе теории обобщенных уравнений Гамильтона – Якоби. Создана теория локализационного управления, позволяющая определять стратегию как борьбы с пожарами, так и уклонения от них. Рассмотрены вопросы практического создания систем моделирования и управления борьбой с лесными пожарами: разработки эффективных алгоритмов, информационного и картографического обеспечения таких систем. Описаны управляющие и обучающие системы, реализованные на основе данной теории.

Лесные плантации успешно создаются и эксплуатируются во многих странах с середины прошлого века. Более 50 % всей заготавливаемой и перерабатываемой древесины в мире является продукцией целевого лесовыращивания, созданной на лесных плантациях. В Российской Федерации в результате многолетнего, экстенсивного лесопользования, несмотря на огромные лесные запасы и далеко не полное использование расчетной лесосеки, лесоперерабатывающие предприятия начинают ощущать нехватку сырья. Стоимость древесного сырья постоянно растет, что связано с повышением ставок платы за лес на корню, увеличением расходов на эксплуатацию и обслуживание лесных машин импортного производства, ростом курсов доллара и евро. Прежде всего начинающийся сырьевой голод лесоперерабатывающих предприятий и рост стоимости древесного сырья обусловлены постепенным исчерпанием доступных эксплуатационных спелых лесов. При этом среднее расстояние вывозки заготавливаемой в естественных лесах древесины постоянно растет, ежегодно увеличиваются затраты на создание и эксплуатацию лесовозных дорог, а длительный оборот рубки, особенно хвойных пород, усугубляет складывающуюся ситуацию. Одной из проблем, препятствующих в настоящее время эффективному созданию лесных плантаций, является отсутствие в нашей стране научно обоснованной системы машин, способной выполнять весь цикл работ, начиная с посадки (посева) древесных растений и заканчивая сбором древесного урожая и подготовкой территории под новую сукцессию. Очевидно, что данная система машин должна базироваться на модульном принципе построения, включать возможный минимум машин и механизмов, иметь высокий коэффициент технической готовности и низкие удельные эксплуатационные затраты. В статье приведена математическая модель, основанная на модульном принципе подбора системы машин для лесных плантаций. Для цитирования: Воронов Р.В., Марков О.Б., Григорьев И.В., Давтян А.Б. Математическая модель модульного принципа подбора системы машин для создания и эксплуатации лесных плантаций // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 125–134. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.125.
Forest plantations have been successfully established and operated in many countries since the middle of the past century. More than 50 % of all harvested and processed wood in the world are the products of targeted forest cultivation grown on forest plantations. At the same time, in the Russian Federation, lumber enterprises are running out of raw materials as a result of long-term ongoing extensive forest management in spite of huge forest reserves and hardly full use of the annual cut. The cost of wood raw materials is constantly rising, which is due to an increase in rates for standing timber, expenses for operation and maintenance of forest machines of foreign production, and stronger dollar and euro. First of all, the beginning pressure for raw materials of lumber enterprises and rise in the cost of wood raw materials are driven by the gradual exhaustion of available operational mature forests. Herewith, the average distance of removal of wood harvested in natural forests is constantly increasing; the costs for creation and operation of logging roads has increased year on year; and a long cutting period, especially of coniferous wood, worsens the unfolding situation. One of the problems that currently prevents the effective development of forest plantations is the lack of a scientifically grounded system of machines in our country, capable of performing the entire operation cycle from planting (sowing) of woody plants to wood harvesting and preparing the territory for a new succession. It is evident that this system of machines should be based on the modular approach for its construction, include a probable minimum of machines and mechanisms, have a high coefficient of mechanical availability and low operating costs per unit. The article presents a mathematical model based on the modular approach for constructing systems of machines for forest plantations. For citation: Voronov R.V., Markov O.B., Grigorev I.V., Davtyan A.B. Mathematical Model of the Modular Approach for Selection of a System of Machines for Creation and Operation of Forest Plantations. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 125–134. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.125

Лесостепь Центрально-Черноземного района относится к зоне высокопродуктивных сосновых лесов. В 2015 г. на его территории впервые зафиксирована частичная, затронувшая популяционный, организменный и клеточный уровни дестабилизация сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Дестабилизация вызвана 8-летней тепловой волной 2007–2014 гг., сопровождавшейся резким падением уровня грунтовых вод и четырьмя сильными засухами (2007, 2010, 2012 и 2014 гг.). Анализ проводили на двух участках лесных культур сосны, произрастающих на экологически благоприятной территории: Ступинский тест-объект (Воронежская обл., типичное для Цен- трально-Черноземного р-на насаждение) и Усманский объект (Липецкая обл., земли с повышенным уровнем грунтовых вод). Представлены результаты морфологического, цитогенетического и биохимического изучения модельных деревьев Ступинского тест-объекта в периоды: 4 оптимальных по погодным условиям года, засушливый 2014 г. и 2015 г. – год дестабилизации. Выявлено, что продолжительный гидротермический стресс вызвал переход сосны из основного равновесного состояния в слабо неравновесное состояние. Пусковым механизмом стала сильная почвенная засуха 2014 г., после которой растения ушли в зиму ослабленными. В 2015 г., несмотря на то, что он был оптимальным по погодным условиям, отмечены уменьшение биопродуктивности шишек по признакам полнозернистости и общему числу семян на шишку, изменение структурированности популяционной выборки, увеличение числа патологий митоза, повышение содержания пролина в хвое. Процесс возвращения вида в исходное состояние изучался 3 последующих оптимальных года на примере ступинской и усманской популяций. Экспериментальные данные свидетельствуют, что процессы нормализации жизненного состояния сопряжены с глубокими изменениями метаболизма и требуют определенных энергетических затрат. Ступинской популяции для возвращения к региональной норме понадобилось больше времени. Это указывает на разную глубину дестабилизации генетического материала деревьев двух исследуемых популяций. Для цитирования: Кузнецова Н.Ф., Клушевская Е.С., Аминева Е.Ю. Высокопродуктивные сосновые леса в условиях изменяющегося климата // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 6. С. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-9-23. Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного задания Всероссийского научно-исследовательского института лесной генетики, селекции и биотехнологии.
Forest steppe of the Central Chernozem Region (CCR) of Russia belongs to the zone of highly productive pine forests. In 2015, for the first time a partial destabilization of Scots pine (Pinus sylvestris L.) was recorded within the territory of the CCR. It affected the population, organism and cellular levels of Scots pine (Pinus sylvestris L.). The destabilization was caused by the 8-year heatwave of 2007–2014 followed by a sharp drop in the water table and four severe droughts (2007, 2010, 2012, and 2014). The analysis was carried out on two sites of pine forest plantations growing in the environmentally sound region: the Stupino test site (Voronezh region, typical plantation for the CCR) and the Usman site (Lipetsk region, lands with elevated groundwater level). The results of morphological, cytogenetic and biochemical studies of model trees of the Stupino test site during the following periods are presented: 4 optimal years in terms of weather conditions, 2014 drought year and 2015 destabilization year. It was found that prolonged hydrothermal stress resulted in the transition of pine from the basic equilibrium state to a slightly nonequilibrium state. The trigger mechanism for changing their vital state was a severe autumn soil drought in 2014, after which the plants became weakened right before winter. A decrease in cone bioproductivity by the traits of seed fullness and the total number of seeds per cone, a change in population sampling structure, an increase in the number of mitosis pathologies, and an increase in proline content in needles were observed despite optimal weather conditions in 2015. The recovery of species was studied for three subsequent optimal years on the example of the Stupino and Usman populations. Experimental data indicate that the processes of vital state normalization involve profound changes in metabolism and require certain energy expenditures. It took the Stupino population longer to return to the regional norm, which indicates a different depth of destabilization of the tree genetic material of the studied populations. For citation: Kuznetsova N.F., Klushevskaya E.S, Amineva E.Yu. Highly Productive Pine Forests in a Changing Climate. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 6, pp. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-9-23 Funding: The research was carried out within the framework of the state assignment of the All-Russian Research Institute of Forest Genetics, Breeding and Biotechnology.

В учебнике рассмотрены вопросы лесного семеноводства, выращивания посадочного материала и искусственных лесных насаждений (лесных культур) различного целевого назначения.

Представлены теоретические основы лесокультурной и лесоводственной оценок вырубок. Рассмотрены вопросы организации и проектирования лесовосстановительных мероприятий, оценки их эффективности, приемки, инвентаризации и списания объектов лесовосстановления. Приведены примеры схем влияния природно-производственных факторов на степень сохранности подроста и основные связи процесса экологически обоснованного принятия решения. Перечислены требования к процедуре защиты курсовой работы, критерии ее оценки.

В работе рассматриваются особенности роста лесных культур сосны, созданных посадочным материалом из брикетированных сеянцев по механически обработанной почве вырубок и без обработки. Опытные культуры были заложены в рамках международного проекта «Тайга – модельный лес» сотрудниками Петрозаводского государственного университета и Института леса Карельского научного центра Российской академии наук. Культуры были созданы на старой заросшей вырубке сосняка брусничного свежего по подзолистым иллювиально-железистым супесчаным почвам, подстилаемым мореной. Каменистость почвы высокая. Опытные культуры закладывали однолетними брикетированными сеянцами, стандартными двухлетними сеянцами с открытой корневой системой, также исследовали культуры, созданные посевом. На экспериментальных участках в течение 14 лет изучали приживаемость, сохранность, высоту ствола, диаметр ствола, текущий прирост по высоте, развитие корневых систем. Максимальные значения показателей (приживаемость на первый год – 100 %, сохранность на 14-й год – 82 %, средняя высота насаждений – 5,24 см, средний диаметр ствола – 8,0 см) отмечены для культур из брикетированных сеянцев, созданных по обработанной почве. Раскопки корневых систем лесных культур показали, что у высаженных в неподготовленную почву растений практически отсутствовал явно выраженный стержневой корень, имелось более слабое развитие корней всех порядков. На основании 14-летних наблюдений за ростом культур сосны и анализа полученных результатов были сделаны выводы о более высоких показателях роста культур из этого вида посадочного материала и о необходимости проведения обязательной подготовки почвы при создании культур из брикетированных сеянцев в условиях зеленомошных типов условий местопроизрастания. Посевы сосны после рубки брусничников позже начинали активный рост, но догоняли по показателям роста культуры из стандартного посадочного материала.

За многолетний период подробно проанализирована нормативная и научная литература, касающаяся проблемы восстановления коренных темнохвойных лесов через смену пород. В основе решения проблемы лежит разработанная проф. Б.П. Колесниковым теория лесообразовательного процесса, согласно которой восстановление ельников происходит через стадию формирования коротко- и длительно-производных мягколиственных насаждений. Первые являются наиболее перспективными, так как обладают наиболее высоким демутационным потенциалом. Высказано предположение, что в процессе произрастания производных мягколиственных древостоев на месте коренных ельников насаждение восстанавливает нарушенные в результате рубок структуру и энергетический баланс. В этот период происходит накопление органического вещества и элементов питания в почве, которые были изъяты из экосистемы с вырубленной древесиной. Подчеркивается, что существенное улучшение водно-физических свойств, химического состава почвы и достижение ею исходного уровня плодородия возможно после 40–60 лет только после произрастания производных мягколиственных древостоев на месте чистых ельников. Сделан вывод, что смена темнохвойных пород на мягколиственные после сплошных рубок – явление массовое, объективное и с точки зрения улучшения лесорастительных условий положительное. С этой позиции ее следует рассматривать не только как стадию в восстановлении, но и как механизм сохранения коренных темнохвойных насаждений. Предлагается использовать период произрастания мягколиственных древостоев в системе лесного хозяйства в качестве восстановительного этапа для формирования продуктивных темнохвойных насаждений. При решении этой задачи конкретно для ельников разработан и запатентован новый метод, получивший название «рубка трансформации». Суть его заключается в том, что на ранних этапах развития производного мягколиственного древостоя проводится уход за молодыми поколениями темнохвойных пород. Весь процесс формирования темнохвойного молодняка или средневозрастного древостоя завершается вырубкой верхнего мягколиственного яруса в возрасте деревьев 45–55 лет, т. е. до достижения ими возраста рубки спелых мягколиственных древостоев. Включение в систему лесного хозяйства этого метода потребует некоторых изменений и дополнений при инвентаризации лесного фонда, составлении проектной документации, а также технического и технологического сопровождения предписанных мероприятий. Например, таксацию производных мягколиственных насаждений необходимо начинать со стадии средневозрастного древостоя и определять полную таксационную характеристику древостоя по поколениям с указанием состава, возраста, высоты и количества древесных пород. Использование в системе хозяйства разработанного метода рубок трансформации для темнохвойных насаждений позволит на первоначальном этапе сдерживать процесс смены пород, а в дальнейшем сбалансировать лиственное и хвойное хозяйство исходя из экологического значения лесных насаждений, лесорастительных условий и перспектив развития конкретной территории. Для цитирования: Теринов Н.Н., Андреева Е.М., Залесов С.В., Луганский Н.А., Магасумова А.Г. Восстановление еловых лесов: теория, отечественный опыт и методы решения // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-9-23
Detailed analysis of standard and scientific literature on the problem of restoration of primary dark coniferous forests through the species succession is made for a long-term period. The forest formation theory developed by Professor B.P. Kolesnikov is behind the problem solution. According this theory the restoration of spruce forests occurs through the formation stage of short-term and long-term secondary soft-leaved plantations. The shortterm plantations are the most promising as they have the highest regeneration potential. It has been suggested that during the growth process of secondary soft-leaved forest stands on the site of primary spruce forests the plantation restores its structure and energy balance that were changed as a result of cuttings. Over this period accumulation of organic matter and nutrients, which had been removed from the ecosystem with cut trees, occurs in the soil. We shell underline that substantial improvement of water-physical properties, chemical composition of soil and its achievement of initial level of fertility is possible only after 40–60 years when secondary soft-leaved stands will grow in the place of pure spruce forests. It was concluded that succession of dark coniferous species to soft-leaved ones after clear cuttings is a massive and objective phenomenon; and from the point of view of improvement the forest site conditions it is positive. In this case it should be considered not only as a stage of restoration, but, perhaps, as a mechanism of preservation of primary dark coniferous forest plantations. The growing period of soft-leaved plantations is proposed to use in the forestry system as a restoration stage for the formation of productive dark coniferous plantations. A new method named transformation cutting was developed and patented specifically for spruce forests in order to solve this issue. Its essence lies in the fact that care of young generations of dark coniferous species is taken in the early stages of the secondary softleaved stand development. The entire process of formation of dark coniferous young growth or middle-aged forest stand finishes with cutting of upper soft-leaved storey at the tree age of 45–55 years, i.e. before they reach the cutting age of mature soft-leaved stands. The inclusion of this method in the system of forestry would require some changes and additions in inventory of forest fund, preparation of project documents, as well as technical and engineering support of the prescribed measures. For instance, it is necessary to start the valuation of secondary soft-leaved forest plantations with the middle-aged stand and determine the full valuation description of the stand by generations indicating the composition, age, height and number of tree species. The use of the developed method for dark coniferous forest plantations in forestry will allow to slow down the process of species succession and later on to balance deciduous and coniferous forests based on the ecological value of forest stands, forest site conditions and prospects for the development of a specific area. For citation: Terinov N.N., Andreeva Е.M, Zalesov S.V., Lyganskiy N.A., Magasumova A.G. Restoration of Spruce Forests: Theory, National Practice and Problem Solving. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-9-23

Интенсификация лесного хозяйства предполагает применение современных методов воспроизводства лесов, к которым относится использование посадочного материала с закрытой корневой системой. Целью данной работы является оценка приживаемости и линейного роста сеянцев ели с закрытой корневой системой в зависимости от расположения места посадки и проведенных агротехнических уходов. Исследования осуществлены на экспериментальном объекте в Томском районе Томской области. Установлено, что во многих брикетах находится не 1 сеянец, а 2–4 шт., и поэтому на лесокультурную площадь высаживается примерно такое же количество сеянцев, как и при классической посадке материала с открытой корневой системой. Выявлено, что высота 30–35 % сеянцев не соответствует нормативным значениям, что отмечалось, как правило, в тех брикетах, где было несколько растений. По данным осенней инвентаризации от высоты культур вариантов «пласт» и «необработанная почва» достоверно отличается высота культур, созданных высаживанием сеянцев в дно борозды (тест Краскела–Уоллиса, p = 0,0001 > 0,05). По приросту в высоту выделяются варианты «бок пласта» и «борозда», имеющие лучшие показатели, также достоверно отличающиеся от вариантов «пласт» и «необработанная почва» (тест Краскела– Уоллиса, p = 0,0001 > 0,05). Приживаемость ниже 85 % отмечена в посадках на необработанную почву, в дно борозды и в пласт с проведенными агротехническими уходами. За исключением посадки в бок пласта, 3-кратные уходы снизили приживаемость культур. Таким образом, наиболее удачным является способ посадки в бок пласта. Для цитирования: Дебков Н.М. Опыт создания лесных культур посадочным материалом с закрытой корневой системой // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 192–200. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-192-200
Intensification of forestry requires the use of modern methods of reforestation, which include the introduction of container planting material. The purpose of this work is to evaluate the survival rate and linear growth of spruce container seedlings depending on the planting site location and the agrotechnical tending. The studies were carried out at the test site located in the Tomsk district of the Tomsk region. It was found that many planting containers store not 1 seedling, but 2–4 pcs and therefore approximately the same quantity of seedlings as in the traditional planting of container planting material. It was revealed that the height of 30–35 % of seedlings fails to fulfill the standard values, which was observed, as a rule, in the planting containers with several plants. According to the autumn inventory data, the height of plantations created by planting seedlings in the furrow bottom (Kruskal-Wallis test, p = 0.0001 > 0.05) reliably differs from the height of plantations of “mound” and “untreated soil” options. In terms of height growth, the options “mound side” and “furrow” have the best performance, also significantly different from the options “mound” and “untreated soil” (Kruskal-Wallis test, p = 0.0001 > 0.05). Survival rate below 85 % was observed in the plantings of the following options: “untreated soil”, “furrow bottom”, and “mound” with agrotechnical tending. The 3-fold tending decreased the survival rate of plantations except for planting in the mound side. Thus, the most successful option of planting is planting in the mound side. For citation: Debkov N.M. Experience in the Creation of Forest Plantations Using Container Seedlings. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 192–200. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-192-200

Неконтролируемое развитие нежелательной растительности при искусствен- ном лесовосстановлении снижает приживаемость и темпы роста культур, а в некоторых случаях становится причиной их гибели. Применение лесовосстановительной техники часто крайне затруднено, поэтому самым перспективным вариантом решения данной проблемы является создание культур ели сеянцами с закрытой корневой системой с применением ручных посадочных орудий без предварительной механической обработки почвы. Длительная защита культур от нежелательной растительности обеспечивается использованием современных гербицидов, зарегистрированных для применения в лесном хозяйстве Российской Федерации. Приводятся результаты осуществлявшихся в Ленинградской области 3-летних полевых экспериментов по применению гербицидов и их смесей для ограничения конкуренции со стороны нежелательной растительности в первые годы после посадки культур ели европейской (Picea abies (L.) Karst.). Установлена высокая эффективность применения гербицидов для долговременного подавления травянистой и древесно-кустарниковой растительности. Смеси гербицидов раундап, ВР (360 г/л глифосата кислоты), анкор-85, ВДГ (750 г/кг калиевой соли сульфометурон-метила) и арсенал новый, ВК (250 г/л имазапира) сдерживали развитие травянистых сорняков в течение минимум 2 вегетационных сезонов. Также изучены процессы зарастания культур ели нежелательной растительностью после опрыскивания гербицидами, реакция саженцев на применение химических препаратов, показатели состояния и роста хвойных. Анализ полученных данных доказал возможность объединения предварительной защитной химической обработки гербицидами и посадки сеянцев за 1 технологический прием или проведение посадки сеянцев в течение нескольких месяцев после химической обработки, что существенно снижает риск повреждения саженцев гербицидами. Приживаемость культур, созданных посадкой 1-2-летними сеянцами с закрытой корневой системой, составляла 93–98 % при биометрических показателях, позволяющих ели успешно конкурировать с нежелательной растительностью. Разработанный метод обеспечивает резкое снижение трудовых и денежных затрат на лесовосстановление по сравнению с традиционными технологиями, предусматривающими предварительную механическую обработку почвы и последующие агротехнические уходы за культурами. Для цитирования: Егоров А.Б., Постников А.М., Бубнов А.А., Павлюченкова Л.Н., Партолина А.Н. Выращивание культур ели с применением современных гербицидов, не требующее проведения агротехнических уходов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-9-23 Финансирование: Финансирование исследования осуществлялось Федеральным агентством лесного хозяйства по государственному заданию ФБУ «СПбНИИ ЛХ» № 053-00003-17 ПР, утвержденному приказом от 26.12.2016 № 552
Uncontrolled development of unfavorable vegetation during artificial reforestation reduces survival and growth rates of planted trees, and in some cases causes their death. The use of reforestation equipment is often extremely difficult, therefore the most promising solutions are those involving creation of spruce plantations using seedlings with closed roots and manual planting tools without preliminary mechanical tillage. Long-term protection of plantations from undesirable vegetation is ensured by the use of modern herbicides registered for use in the forest sector in the Russian Federation. The article presents the results of 3-year field experiments on the use of herbicides and their mixtures to supress undesirable vegetation in the first years after planting European spruce (Picea abies (L.) Karst.) in the Leningrad region. High efficiency of herbicides for long-term suppression of shrubs, and herbaceous and woody plants was found. A mixture of herbicides Roundup, WS (360 g/L glyphosate acid), Anchor-85, WDG (750 g/kg sulfometuron-methyl potassium salt) and Arsenal, WC (250 g/L imazapyr) inhibited the development of herbaceous weeds for at least two growing seasons. The processes of undesirable vegetation development after spraying plantations with herbicides, the reaction of seedlings to the use of chemicals, indicators of conditions and growth of conifers were also studied. Analysis of the obtained data proved the possibility of combining a protective chemical pretreatment with herbicides and planting seedlings in a single technological procedure or planting seedlings within a few months after chemical treatment, which significantly reduces the risk of damage to seedlings by herbicides. The survival rate of plantations created by planting one- or two-year-old seedlings with closed roots was 93–98 %; and the biometric indicators were such that spruce plants could successfully compete with undesirable vegetation. The application of the developed method ensures a substantial reduction in labor and other reforestation costs compared to traditional technologies involving preliminary mechanical tillage and subsequent agrotechnical weeding of plantations. For citation: Egorov A.B., Postnikov A.M., Bubnov A.A., Pavluchenkova L.N., Partolina A.N. Cultivation of Spruce Plantations Using Modern Herbicides without Agrotechnical Weeding. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-3-9-23 Funding: The study was financially supported by the Federal Agency for Forestry within the state assignment of the Saint Petersbutg Forestry Research Institute No. 053-00003-17 ПР, approved by Order No. 552 of 26.12.16.

Рассматривается задача повышения информативности тематической обработки мультиспектральных изображений среднего (10–30 м) и высокого (1–4 м) пространственного разрешения, получаемых зарубежными и отечественными спутниковыми системами дистанционного зондирования Земли, за счет привлечения дополнительной текстурной информации с панхроматических спутниковых изображений сверхвысокого пространственного разрешения (≲(1–0,4) м). Объектом исследования стали изображения тестовых полигонов на территории Савватьевского лесничества (Тверская обл.) со спутников Landsat 8, Sentinel 2 и WorldView 2, оснащенных мультиспектральной аппаратурой. Для валидации результатов расчетов использованы геопривязанные данные наземных обследований. В качестве спектральных признаков взяты значения спектральной отражательной способности в каналах видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, нормализованные на соответствующую интегральную характеристику. В целях извлечения текстурных признаков на основе распределения совместной встречаемости уровней серого (текстурные признаки Харалика) в пределах скользящего окна, пробегающего с заданным пространственным шагом изображение, вычисляли статистические характеристики. Проведен корреляционный анализ текстурных признаков с учетом изменений расстояния и угла смежности. Для выбранных определяющих признаков: автокорреляции, асимметрии, контраста и корреляции – показано, что первые три могут быть использованы с произвольным выбранным направлением смежности, а последний необходимо рассматривать в двух различных направлениях. Установлено, что при решении задачи распознавания природных и антропогенных объектов все рассмотренные алгоритмы классификации обеспечивают существенное повышение точности при совместном использовании спектральных и текстурных признаков по сравнению с традиционной спектральной классификацией. Этот результат продемонстрирован для всех полученных различными спутниками изображений тестовых полигонов. Можно сделать предварительный вывод, что предлагаемый комплексный подход тематической обработки позволяет повысить качество распознавания объектов в случае использования изображений как среднего, так и высокого пространственного разрешения. Оценки, полученные при построении тематических карт доминантных и субдоминантных отделов лесной растительности, показали близкие точности классификации по различным исходным мультиспектральным изображениям (с разбросом не более 5 % около среднего значения 85 %). По большей части это связано с наличием специфических погрешностей результатов наземной лесной таксации и говорит о необходимости их актуализации с применением данных дистанционного спутникового зондирования. Для цитирования: Зотов С.А., Дмитриев Е.В., Мельник П.Г., Кондранин Т.В. Повышение информативности мультиспектральных спутниковых изображений с использованием данных текстурного анализа // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 84–104. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-84-104 Финансирование: работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 20-07-00370 «Фундаментальные проблемы повышения информативности обработки данных оптоэлектронных авиакосмических устройств высокого пространственного и спектрального разрешения».

Рассмотрены вопросы лесной биологии, сконцентрированные вокруг феномена биологического роста. В приложении к лесным объектам они имеют известную специфику, связанную с длительностью развития леса, сравнительно большими физическими размерами деревьев, а также высокой значимостью лесов в функционировании биосферы и осуществлении человеком хозяйственной деятельности. В монографии последовательно применяется концепция уровней организации живой материи: от клеточно-тканевого уровня к организменному и далее к популяционному.

Изложены результаты многолетних полевых исследований по эко- логии и физиологии ели в условиях разных водного, светового режимов и азотного питания в северотаежных фитоценозах Европейского Севера. Значительное внимание уделено изучению состояния жизнедеятельности корневых систем ели, особенностям СО2-газообмена, сезонной динамике накопления пигментов, скорости постфотосинтетического оттока, передвижения и распределения углерода-14 в органах, ростовым процессам в зависимости от состояния указанных эко- логических факторов. Подробно с физиолого-биохимических позиций рассмотрены вопросы обоснования эффективности разных видов рубок и доз вносимого азота в северотаежных ельниках и березняках черничных, даны рекомендации для достижения более высокого физиологического и лесоводственного эффектов для ели при действии этих факторов. Показана возможность оценки уровня адаптивной способности ели к меняющимся условиям фитосреды на основе изучения эколого-физиологических показателей.

Изложены результаты многолетних полевых исследований по экологии и физиологии ели в условиях разных водного, светового режимов и азотного питания в северотаежных фитоценозах Европейского Севера. Значительное внимание уделено изучению состояния жизнедеятельности корневых систем ели, особенностям СО2-газообмена, сезонной динамике накопления пигментов, скорости постфотосинтетического оттока, передвижения и распределения углерода-14 в органах, ростовым процессам в зависимости от состояния указанных экологических факторов. Подробно с физиолого-биохимических позиций рассмотрены вопросы обоснования эффективности разных видов рубок и доз вносимого азота в северотаежных ельниках и березняках черничных, даны рекомендации для достижения более высокого физиологического и лесоводственного эффектов для ели при действии этих факторов. Показана возможность оценки уровня адаптивной способности ели к меняющимся условиям фитосреды на основе изучения эколого-физиологических показателей.

В монографии представлены закономерности изменения биоты и биологической активности почв среднегорий Западного Кавказа после сведения леса. Определен комплекс показателей, характеризующих экологическое состояние почв среднегорий Западного Кавказа в зависимости от степени нарушения почвенно-растительного покрова. Проведено сравнительное исследование устойчивости эколого-биологических свойств почв разного генезиса к рубке леса. Исследование соответствует стратегическому направлению ЮФУ «Управление почвенными ресурсами и агроклиматология».

Представлены теоретические основы создания лесных защитных насаждений, рекультивации нарушенных земель и их охраны. Рассмотрены вопросы организации и проектирования мероприятий по рекультивации нарушенных земель и оценке возможного воздействия на компоненты окружающей среды. Перечислены требования к процедуре защиты курсовой работы, критерии ее оценки.

Изложены результаты многолетних полевых исследований по экологии и физиологии ели в условиях разного светового и азотного питания в северотаежных березняках черничных Европейского Севера. Рассмотрены закономерности динамики физиологических процессов у подпологовой ели и растений напочвенного покрова в зависимости от сукцессионноного развития березняков, интенсивности рубки и дозы вносимого азота, физиологические механизмы действия этих экологических факторов. Уделено внимание изучению состояния жизнедеятельности корневых систем, особенностям СО2-газообмена, сезонной динамике накопления пигментов, скорости постфотосинтетического оттока, передвижения и распределения углерода-14 в органах ели. С физиолого-биохимических позиций рассмотрены вопросы обоснования эффективности рубок и дозы вносимого азота и их влияния на физиологию и рост подпологовой ели. Показана возможность оценки уровня адаптивной способности ели к меняющимся условиям фитосреды на основе изучения эколого-физиологических показателей.

Сборник включает материалы докладов Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы притундровых лесов», на которой обсуждался широкий круг вопросов по характеристике и оценке природы, свойств, биологической продуктивности, экологических функций, границ и современного состояния лесов и лесотундровых экосистем Субарктики (притундровых и приравненных к ним горных и заболоченных). Рассматриваются проблемы климатозащитных и средостабилизирующих функций притундровых лесов, экологические направления природопользования, влияние нефтегазового, горно-добывающего, горно-химического, металлургического комплексов.

В учебном пособии рассматриваются сложная структура древесного растения от клеточного до организменного уровня, структура лесных фитоценозов и экосистем. Физиологические процессы: водный режим, фотосинтез, дыхание, минеральное питание, формирование устойчивости древесных пород к неблагоприятному воздействию абиотических и биотических факторов среды — излагаются с учетом условий естественного произрастания отдельных видов. Впервые рассматриваются функции вторичных метаболитов древесных растений и их роль во взаимоотношениях древесных пород с травянистыми видами, микроорганизмами и насекомыми, выделительная деятельность корней, принципы диагностики и роль микоризы в обеспеченности растений основными минеральными элементами. Пособие иллюстрировано множеством рисунков, диаграмм, содержит словарь терминов и понятий, вопросы для самоконтроля.

В издании представлены лабораторные задания и семинары по основным разделам дисциплины «Лесная генетика».

В данном научном издании обобщены материалы по безопасности жизнедеятельности в лесу. Рассмотрены основные категории безопасности жизнедеятельности, проанализированы опасности леса, приведен расчет основных параметров безопасности жизнедеятельности, даны рекомендации по оказанию медицинской помощи.

Рассмотрены основные положения системы для лесного хозяйства, принципы зональности использования технических средств механизации, технологические процессы с законченным циклом производства и технологические комплексы машин. Приведены вопросы теории анализа и проектирования систем машин, машинотракторных агрегатов, расчета потребности энергетических, технологических и транспортных средств и ресурсов. Даются критерии и методы оптимизации использования систем машин, организационные способы повышения их эффективности.

В пособии даны определения, основные положения, способы мелиорации и рекультивации земель, ландшафтоведения. Описаны конструкции оросительных и осушительных систем. Освещены основы сельскохозяйственного водоснабжения и обводнения; основы агролесомелиорации и лесоводства.

Рассматриваются закономерности роста и развития сосны и ели в первые годы жизни, неравномерность их сезонного роста и накопления сухого органического вещества, периодичность в потреблении и накоплении элементов минерального питания. Выделены фазы развития растений, показана их сопряженность с морфологическими проявлениями органогенеза. Дано биоэкологическое обоснование и разработаны рациональные приемы и оптимальные сроки проведения агротехнических мероприятий при выращивании посадочного материала хвойных пород.

Изложены результаты многолетних исследований влияния минеральных удобрений на агрохимические свойств торфяно-болотных почв и физиологию ели и сосны. Рассмотрены закономерности изменения физиологических процессов у растений в зависимости от вида вносимых элементов и особенностей водно-воздушного режима осушаемой болот ной почвы, механизм влияния удобрений на метаболизм сосны и ели в условиях минеральных почв. Большое внимание уделено особенностям жизнедеятельности корневых систем, СО2-газообмена, сезонной динамике накопления пигментов, постфотосинтетического оттока, передвижения и распределения углерода-14, а также суточному и сезонному росту сосны, жизнедеятельности подпологовых растений. Значительное место отведено природным особенностям лесов Крайнего Севера и их реакции на природные и антропогенные факторы, физиологии подсачиваемых сосняков. На основе изучения физиологических процессов сосны и ели в разных условиях роста анализируется механизм действия минеральных элементов на рост и продуктивность насаждений.

Рассматриваются вопросы состояния лесных ресурсов таежной зоны России и проблемы, связанные в современных условиях с лесопользованием и лесовосстановлением на естественно дренированных и осушаемых землях.

Прогноз патогенеза в лесных, преимущественно гомогенных экосистемах в силу его многофакторности всегда вероятностный. Достаточно высокая степень детерминированности прогноза возможна в более сложных гетерогенных насаждениях. В сложных лесных экосистемах вероятностный прогноз патогенеза замещается на близкий к детерминированному прогноз, который может быть основой для контроля патогенеза. Для гомогенных лесных насаждений непредсказуемость эпифитотий, в то время как для гетерогенных насаждений характерны плавные достоверно предсказуемые флуктуации патогенеза. При этом патогены часто переходят к сапротрофному питанию. Этот феномен особенно характерен для высоко гетерогенных мозаичных насаждений. Иерархия целей исследований данной работы состоит в том, чтобы через достаточно детерминированный прогноз обеспечить эффективный контроль патогенеза и предложить концептуальные модели формирования устойчивых к патогенным организмам насаждений. Лесные насаждения как биологические системы характеризуются повышенной сложностью и динамичностью. Влияние на патогенез многих изменяющихся факторов создает хаотичность, широко распространенную в природе. Актуальная задача заключается в том, чтобы хаотичное поведение лесных экосистем преобразовать в регулируемый процесс. При этом долгосрочные прогнозы патогенеза должны стать менее зависимыми от внешних воздействий и определяться преимущественно внутренними факторами биосистемы. Методология исследований основана на приложении схемы трехфакторного анализа влияния исследуемых факториальных групп на жизнеспособность (состояние здоровья) насаждений. Исследования про-водились в различных по уровню гетерогенности насаждениях Среднерусской лесостепи в течение последних 10 лет. Установлено, что по силе влияния доминировала окружающая среда. Факторы влияния популяции патогена и популяции хозяинных растений были модифицирующими. Чтобы долгосрочные прогнозы патогенеза стали менее зависимыми от внешних влияний и зависели больше от внутренних факторов биосистем, рекомендуется переходить от обычных в Среднерусской лесостепи гомогенных насаждений к гетерогенным.

Выращивание посадочного материала с закрытой корневой системой – перспективный способ получения сеянцев и саженцев, позволяющий иметь высокую приживаемость лесных культур и проводить посадку в течение всего безморозного периода. В 2013 г. в Вологодской области с использованием сеянцев с закрытой корневой системой создано 135,5 га лесных культур, в 2014 г. их площадь уже составила 265,2 га, в 2015 г. – 406,9 га, в 2016 г. – 321,0 га. Однако использование такого вида посадочного материала, кроме положительных моментов, имеет ряд недостатков. Одним из недостатков является значительная стоимость производства лесных культур. Данных о стоимости выращивания различного вида посадочного материала и производства лесных культур в литературных источниках практически нет. Цель нашего исследования – оценить стоимость создания лесных культур на сплошных вырубках посадочным материалом с открытой и закрытой корневыми системами. В результате проведенных расчетов установлено, что себестоимость сеянца с закрытой корневой системой на 42 % выше, чем сеянца с открытой корневой системой. Создание 1 га лесных культур посадочным материалом с закрытой корневой системой в 1,9 раза дороже, чем посадочным материалом с открытой корневой системой.

Представлены аналитические рассуждения о существующих российских тенденциях в области возникновения, существования и перспектив ведения лесного хозяйства на мелкоконтурных лесных участках с учетом возобновления лесных ресурсов и под-держания экологического равновесия на основе индуктивного метода построения логисты развития доступных технологий и средств их малой ресурсосберегающей механизации. Индуктивными выводами в работе являются проведение некоторой воображаемой интерполяции в области организации ресурсосберегающей экологически чистой технологии по заданному набору условных экспериментальных точек и составление словесного описания изобретения. Реальная база исследования – современное состояние арендных лесозаготовительных предприятий в условиях действующего в России Лесного кодекса, а также перспективные планы по освоению территорий Дальнего Востока путем предоставления гражданам страны мелкоконтурных земельных участков. Проиллюстрировано воплощение индуктивного метода исследований от разрозненной концепции, как системы дискретных взглядов, до сформировавшегося осмысленного подхода к созданию машинно-технологического комплекса для решения задач повышения ресурсосберегающей и экологической эффективности ведения лесного хозяйства в условиях мелкоконтурных участков. В качестве исходных данных используются собственные результаты теоретических и экспериментальных работ, а также некоторые достижения аспирантов. Рассмотрен значительный временной период практической апробации авторских идей (с 1990-х по 2000-е гг.). Материал статьи включает описания реализованных вариантов устройств и конструкций малогабаритных лесохозяйственных агрегатов, дает представление о потенциальных возможностях средств малой механизации. Приведены соответствующие иллюстрационные материалы и некоторые количественные оценки итогов проделанной работы.

Заболоченные леса и болотные земли, составляющие гидролесомелиоративный фонд Вологодской области, занимают площадь 1014,4 тыс. га, из которых 742,1 тыс. га сосредоточено на покрытых лесом землях. Повышения производительности избыточно увлажненных лесов можно добиться, используя комплекс лесохозяйственных мероприятий: осушение, рубки ухода за лесом, рубки спелых и перестойных насаждений. Опыт комплексного лесохозяйственного освоения лесов необходим для научного обоснования применения тех или иных способов рубок на осушаемых торфяных почвах. Вопросам формирования на осушаемых землях древостоев оптимального породного и возрастного состава посредством определенной системы рубок требуется уделять большее внимание. Исследование направлено на выявление оптимальных режимов рубок ухода в средневозрастных сосняках на осушаемых землях, обеспечивающих выращивание устойчивых продуктивных лесных насаждений. Экспериментальный материал собран на стационарных объектах Вологодской области, обобщены результаты исследований в сосняках на почвах мезотрофного и олигомезотрофного типов заболачивания, сделаны выводы и даны практические рекомендации. На пробных площадях определены морфометрические показатели древостоев. Обработка динамических повторностей перечета на пробных площадях с нумерацией осуществлялась с делением совокупности деревьев по фиксированным ступеням и выявлением для них динамики роста. Доказано, что в Вологодской области можно выращивать более высокопродуктивные насаждения и в условиях повышенного увлажнения. Среди мероприятий по интенсификации ведения лесного хозяйства необходимо выделить научно обоснованное проведение рубок ухода. Использование регулируемого процесса рубок ухода за лесами позволит стабилизировать структуру лесного фонда и повысить производительность насаждений. Проведение рубок ухода имеет важное значение в насаждениях, пройденных осушением, в связи с усилением отпада и дифференциации деревьев. Улучшение таксационных показателей насаждений на осушаемых торфяных почвах возможно только при применении высокоинтенсивных рубок ухода.

Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Лесная селекция». В учебном пособии рассматриваются все основные вопросы селекции растений: генетические основы селекционных процессов, методы отбора, гибридизации и мутагенеза лесных древесных пород, селекционно - генетические основы лесного сортового семеноводства. Оно предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 250100 – Лесное дело

В настоящее время выращивание сеянцев основных лесохозяйственных пород осуществляют в тепличных комплексах, производя посадочный материал с закрытой корневой системой. В связи с особенностями данного процесса возникает вопрос об устойчивости получаемого посадочного материала к условиям окружающей среды. На рост и развитие сеянцев при многоротационных схемах выращивания будут влиять как тепличные условия, так и условия площадки закаливания. В связи с этим оценка готовности посадочного материала к переносу в открытый грунт становится актуальной научной задачей. С химической точки зрения одними из наиболее подходящих индикаторов для такой оценки являются вторичные метаболиты – конечные продукты биосинтеза. Цель исследования – изучение химических маркеров формирования древесного вещества как критериев завершения годичного цикла развития сеянцев (при летних сроках посева) и их готовности к вынесению в открытый грунт. Сосна обыкновенная – наиболее подходящий модельный объект для проведения исследований, поскольку она – типичный представитель хвойных лесов и имеет обширный ареал произрастания, а также высокий адаптационный потенциал. На ранних этапах развития сеянцы сосны, как правило, характеризуются повышенной чувствительностью к действию окружающей среды. Для анализа процессов биосинтеза основных компонентов древесной ткани применяли физико-химические методы. Исследована сезонная динамика фенольных соединений в отдельных частях однолетних сеянцев сосны обыкновенной. Выявлено: в момент выноса на площадку закаливания растения адаптируются к новому для них температурному режиму. Это выражается в снижении содержания низкомолекулярных фенольных соединений, препятствующих развитию неконтролируемых окислительных процессов, запускающихся под воздействием неблагоприятных и стрессовых условий среды. Обнаружено, что изменение уровня кониферилового спирта как предшественника макромолекулярных структур лигнина древесины является маркером лигнификации при вегетации растений. В качестве критериев завершения годичного цикла формирования сеянца и его готовности к высаживанию в естественную среду могут выступать содержание фенольных соединений (не менее 120–140 мг/г Сорг) и активность пероксидазы в «хвое» (0,1–0,3 ед. активности). Для цитирования: Гусакова М.А., Боголицын К.Г., Красикова А.А., Селиванова Н.В., Хвиюзов С.С., Самсонова Н.А. Характеристика формирования древесного вещества при выращивании сеянцев сосны обыкновенной с использованием химических маркеров // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 36–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-36-48 Финансирование: Исследования проведены в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН ФНИ в 2018–2021 гг. (тема № АААА-А18-118012390231-9) с использованием оборудования ЦКП НО КТ РФ-Арктика (ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН).

Приведены результаты исследований естественного возобновления древесных пород на постагрогенных землях и землях бывших поселений в условиях Вьетнама. Для эксперимента использованы земли парка Кук Фыонг, ранее затронутые хозяйственным воздействием. Были подобраны два опытных объекта: земли бывших поселений и постагрогенные земли. При закладке пробных площадей, проведении исследований и обработке полученных результатов использованы методики, разработанные вьетнамскими учеными, а также сотрудниками кафедры лесоводства Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета. Исследования показали, что на землях бывших поселений состав подроста относительно сложный. Число видов, присутствующих в составе подроста, колеблется от 2 до 9. Данные породы являются пионерами на начальном этапе восстановления древесной растительности на землях бывших поселений и имеют большое экологическое значение, но короткий жизненный цикл. В составе подроста встречаются также виды, имеющие длинный жизненный цикл. Они, как правило, светолюбивы, быстро растут и способны выдержать конкуренцию с другими видами за элементы питания и свет. Во взрослом возрасте они присутствуют в составе древостоя. Наличие этих видов увеличивает видовое разнообразие древесных пород и повышает устойчивость насаждения в целом. На постагрогенных землях состав подроста относительно простой. Число видов, присутствующих в его составе, колеблется от 2 до 4, что в 2 раза ниже, чем на землях бывших поселений. Эти растения имеют короткий жизненный цикл, незначительное экономическое значение и обладают низкой способностью к конкуренции за свет и элементы питания. Виды, имеющие длинный жизненный цикл, на постагрогенных землях отсутствуют. И на землях бывших поселений, и на постагрогенных землях преобладает жизнеспособный и крупный по высоте подрост семенного происхождения. На обоих объектах видовое разнообразие живого напочвенного покрова и подлеска невелико и практически одинаково. Живой напочвенный покров представлен травами и полукустарниками, подлесок – кустарниками. Это светолюбивые, быстрорастущие виды. Среднее проективное покрытие живого напочвенного покрова и подлеска на обоих участках превышает 85 %, что затрудняет развитие подроста древесных пород. В целом подрост, живой напочвенный покров и подлесок на землях бывших поселений более разнообразны по видовому составу и структуре, чем на постагрогенных землях. Однако густота подроста на обоих участках недостаточна для формирования в дальнейшем высокопродуктивного тропического фитоценоза. В связи с этим и на землях бывших поселений и на постагрогенных землях необходимо осуществлять меры содействия последующему успешному лесовозобновлению. Для цитирования: Беляева Н.В., Нгуен Тхи Тху Хыонг, Данилов Д.А., Грязькин А.В. Развитие нижних ярусов растительности под пологом тропического леса в условиях Вьетнама // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 39–51. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.39.
The article presents the study results of natural regeneration of tree species on post-agrogenic lands and lands of former settlements in Vietnam. The experiment was carried out on the lands of the Cuc Phuong National Park, previously affected by management impact. Two experimental sites were selected: lands of former settlements and post-agrogenic lands. Methods developed by the Vietnamese scientists, as well as by the staff of the Forestry Department of the Saint-Petersburg State Forest Technical University have been used when laying out study plots, carrying out research, and processing the results. The studies have revealed that the undergrowth composition on the lands of former settlements is relatively complex. The number of species presented in the undergrowth composition ranges from 2 to 9. These species are pioneers at the initial stage of woody vegetation recovery on the lands of former settlements and they are of great environmental importance, though have a short life cycle. Species having a long life cycle are also found in the undergrowth. They are usually light-demanding, fast-growing and competitive with the other species for nutrients and light. In adulthood, they are presented in the stand composition. The presence of these species increases the tree species diversity and broadly improves the stability of plantation. The undergrowth composition on the post-agrogenic lands is relatively simple. The number of species presented in it varies from 2 to 4, which is twice lower, than on the former settlements lands. These plants have a short life cycle, little economic value and low ability to compete for light and nutrients. Species that have a long life cycle are absent on the post-agrogenic lands. Viable and high undergrowth of seed origin prevails both on the lands of former settlements and on post-agrogenic lands. At both sites, the species diversity of the live ground cover and shrub layer is small and pretty much the same. The live ground cover is represented by herbs and sub-shrubs, and the shrub layer – by shrubs. These are light-demanding and fastgrowing species. The average projective coverage of live ground cover and shrub layer in both sites exceeds 85 %, which complicates the development of woody species undergrowth. In general, undergrowth, live ground cover, and shrub layer on the lands of former settlements are more diverse in terms of species composition and structure, than on the post-agrogenic lands. However, the density of the undergrowth in both areas is insufficient for the formation of further highly productive tropical phytocenosis. In this regard, it is necessary to carry out assistance measures for the subsequent successful reforestation on both types of lands. For citation: Beliaeva N.V., Nguyen Thi Thu Huong, Danilov D.A., Gryazkin A.V. Development of the Vegetation Lower Layer under the Tropical Forest Canopy in Vietnam. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 39–51. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2019.6.39.

В статье рассмотрена пространственная структура древостоев и подроста двух коренных заболоченных ельников, находящихся в стадии климакса и спонтанно развивающихся в разных лесных массивах подзоны северной тайги в предгорьях Урала (Республика Коми). Представлены результаты сравнительного анализа размерной, возрастной и горизонтальной структур древостоя ельников. Показана степень дифференциации изучаемых растительных сообществ с учетом изменчивости диаметров деревьев на высоте 1,3 м и высоты подроста и использованием основных статистических показателей описательной статистики. В обоих ельниках отмечена большая вариабельность деревьев по диаметру, подроста – по высоте. Представлен тип возрастной структуры древостоев, подтверждающий их абсолютную разновозрастность. Приведены расчетные данные, полученные с помощью пространственной статистики и анализа точечных процессов проверки нулевой гипотезы о полной пространственной случайности. Выявлен случайный тип пространственной структуры как при совместном размещении деревьев, так и раздельно по категориям крупности и породам. Отмечена слабая агрегация лиственных деревьев на расстояниях менее 1 м. Подрост демонстрирует групповой характер размещения. Наиболее выражено скопление подроста в фитоценозе, в состав которого входит пихта. В выработавшихся, уравновешенных, климаксовых сообществах коренных типов леса обнаружен схожий тип горизонтальной структуры размещения деревьев и подроста на площади.

Подняты проблемы изучения структуры коренных разновозрастных лесов как эталонов устойчивых лесных формаций. Цель исследований – определение зако- номерностей формирования горизонтальной структуры коренных девственных ельни- ков подзон северной, средней и южной тайги европейской России, при этом характер горизонтальной структуры рассматривается как один из важнейших признаков устойчивости лесных сообществ, сформировавшейся в ходе эволюции. В качестве объектов исследований приняты коренные девственные ельники в каждой из подзон тайги Европейской России. В подзоне северной тайги – ельники Северодвинского лесхоза Архангельской области; в подзоне средней тайги – ельники резервата «Вепсcкий лес»; в подзоне южной тайги – ельники Центрально-Лесного биосферного заповедника. В биогеоценозах закладывали пробные площади, на которых изучали возрастные, горизонтальные, патологические характеристики ельников. Проводили сплошное бурение деревьев с определением их возраста и пораженности дереворазрушающими грибами биотрофного комплекса. На планах пробных площадей выделяли мозаики возрастных поколений, вычисляли площадь каждой из них, объем деревьев в мозаиках и однородность по возрастному признаку, количество естественного возобновления. Коренные ельники тайги европейской части России имеют сложное строение и разное количество возрастных поколений в составе, а также различные динамические показатели биогеоценозов. Все ельники характеризуются мозаичным расположением деревьев, объединенных в возрастные поколения, произрастающие на неодинаковой по размеру площади и отличающиеся неодинаковой степенью однородности по возрастному показателю. Это определяет сложную возрастную, горизонтальную и вертикальную структуру биогеоценозов – важнейшее условие устойчивости лесных сообществ. Учеты естественного возобновления ели выявили значительные различия в количестве подроста в ельниках разных подзон тайги, что объясняется разнообразием горизонтальных структур таких лесов. Соотношение количества подроста ели на разлагающихся стволах древесного отпада и на поверхности почвы следующее: количество подроста высотой 0,5 м и в тех и в других условиях произрастания почти одинаковое, количество подроста высотой более 3 м на стволах валежа меньше по сравнению с количеством подроста этой категории высоты на почве. Для цитирования: Стороженко В.Г. Особенности горизонтальной структуры лесов еловых формаций европейской тайги России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 39–49. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-39-49

Лесные экосистемы играют большую роль в стабилизации климата, и непрерывный мониторинг их биомассы имеет первостепенное значение. Технология бортового лазерного сканирования получила широкое распространение при оценке биомассы деревьев за счет дистанционной регистрации таких таксационных показателей деревьев и древостоев, как ширина и площадь проекции кроны, высота дерева и древостоя. В работе использована авторская база эмпирических данных 1550 модельных деревьев ели Picea L. и 535 пихты Abies L. Евразии. База данных содержит сведения о высоте дерева, ширине и длине кроны, биомассе ствола, листвы, ветвей и корней. Выявлено, что наибольшую информативность имеют 2-факторные аллометрические модели компонентов биомассы, включающие в качестве независимых переменных ширину кроны и высоту дерева. Для всех компонентов биомассы установлена положительная связь с шириной кроны и высотой дерева. На статистически достоверном уровне биомасса компонентов одинаковых по размеру деревьев пихты на 45–71 % больше, чем у ели. Это можно объяснить тем, что при одной и той же высоте дерева ширина кроны у пихты на 11 % меньше по сравнению с елью. Оценен вклад зимних температур и осадков в изменчивость компонентов биомассы. Биомасса всех компонентов равновеликих деревьев описывается пропеллерообразной 3D-зависимостью. В теплых регионах при повышении количества осадков биомасса увеличивается, по мере перехода к холодным регионам зависимость характеризуется противоположным или нейтральным трендом. С ростом температуры во влажных регионах биомасса становится больше, по мере перехода в сухие условия – меньше. Включение в аллометрическую модель длины кроны как дополнительной независимой переменной практически не улучшило ее прогностическую способность. Вклад таксационных показателей деревьев, их видовой принадлежности и климатических переменных в объяснение изменчивости компонентов биомассы составляет соответственно 72,9; 13,5 и 13,6 %. Климатические переменные в наибольшей степени объясняют изменчивость биомассы стволов и надземной биомассы (от 18 до 20 %), в наименьшей степени – хвои и ветвей (от 8 до 9 %). Полученные результаты могут быть полезны при лазерном мониторинге биомассы лесов и прогнозировании возможных изменений структуры биомассы деревьев в случае климатических отклонений

Проведено сравнительное изучение демутационного процесса в производных березняках с подпологовой популяцией ели в условиях хвойно-широколиственного (Московская область, Можайский район) и южно-таежного (Ярославская область, Рыбинский район) лесных районов европейской части России. Актуальность исследования обусловлена отсутствием единого мнения о результатах естественного хода сукцессионных процессов в мелколиственных насаждениях с подпологовой популяцией ели. Работы выполнены на постоянных пробных площадях, заложенных в высокополнотных кислично-черничных березняках Ia класса бонитета, находящихся в начале и в конце стадии зрелости (60–80 лет). Рассмотрена динамика возрастной и вертикальной структур подпологовой популяции ели и парцеллярной структуры насаждения в течение 20-летнего периода. Установлено, что основу формирующихся подпологовых популяций ели составляет поколение, появившееся в березняках до достижения ими 30-летнего возраста. Возрастная структура популяции ели, структура по периоду возобновления и процессы отпада деревьев в начале и конце стадии зрелости березняка практически однотипны. В зоне смешанных лесов вертикальная структура популяции ели характеризуется относительно более ранним по сравнению с популяцией в южной тайге началом формирования 2-го яруса ели. Формирование 2-го яруса подпологовой популяции ели и ее выход в 1-й ярус в южной тайге начинаются в березняках, находящихся в стадии старения, возрастом около 90 лет. Сделан вывод об отсутствии принципиальных различий как строения парцеллярной структуры насаждений, так и ее дробности. В березняках с подпологовой елью при возрасте березы до 60–80 лет наблюдается нарастание монопарцеллярности фитоценозов, представленность парцелл с сомкнутым 2-м ярусом ели увеличивается, снижается число и возрастает площадь парцеллярных участков. В березняках старше 90 лет начинается разрушение монопарцеллярности строения фитоценоза, происходит увеличение числа парцелл из-за появления окон в пологе, на участках группового вывала берез или снеголома и ветровала возобновляется ель.

Состояние репродуктивной сферы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) характеризует биологическую устойчивость насаждений и перспективу их развития в условиях воздействия различных негативных факторов. Плантационное семеноводство должно обеспечивать сохранение качественного генофонда в конкретных условиях. Исследования женской репродуктивной сферы сосны проведены на лесосеменной плантации первого порядка общего назначения, созданной посадкой привитых саженцев в Государственном казенном учреждении Брянской области «Навлинское лесничество». Проанализированы наиболее информативные морфометрические показатели шишек: длина, средний диаметр, масса и коэффициент формы шишки; количество и масса семенных чешуй фертильного яруса. При оценке семенной продуктивности использовали следующие показатели: количество семязачатков и полнозернистых семян; масса и выход полнозернистых семян; количество семян нормальных размеров; масса 1000 шт. семян нормальных размеров; общее количество недоразвитых семян, включая пустые. Полученные данные сравнивали с аналогичными показателями генеративной сферы сосны из буферной зоны заповедника «Брянский лес». Выявлено превышение морфометрических показателей шишек из заповедника по длине, средним значениям диаметра и массы, количеству и массе семенных чешуй над показателями шишек с полей № 1 и 3 лесосеменной плантации. По большинству параметров шишки с поля № 3 превалировали над шишками с поля № 1. Установлено, что шишки сосны из заповедника по большинству показателей более предпочтительны в качестве лесосеменного сырья, чем шишки с плантации. Оценка показателей семенной продуктивности сосны на полях плантации выявила различную способность семян к образованию нормально развитых проростков. Семена из шишек с поля № 1 характеризуются лишь III классом качества (всхожесть 69 %). Низкий показатель всхожести семян с поля № 3 (60 %) не позволяет отнести их к категории кондиционных (пороговое значение для Брянской области составляет 65 %), хотя шишки с этого поля по большинству параметров превосходили шишки с поля № 1. Точную информацию о селекционной ценности лесосеменных объектов сосны обыкновенной можно получить за счет проведения паспортизации лесосеменных плантаций, маркировки деревьев на них по единой методологии для оптимальной организации лесного семеноводства в регионах.

Приведены лабораторные работы по дисциплине «Селекционно-генетический анализ древесных растений». Рассмотрены материалы по изучению генетических процессов в популяциях и фенетическому анализу популяций.

Для защиты сельскохозяйственных угодий от процессов деградации, а также улучшения микроклимата земель проводятся работы по защитному лесоразведению. Цель исследования – изучить биологическую продуктивность и природоохранную роль полезащитных лесополос Robinia pseudoacacia L. в условиях Прикубанской равнины. Применялись апробированные и общепринятые методики лесной таксации, лесомелиорации, ботаники, математической статистики. Насаждения созданы по стандартной для степной зоны Российской Федерации технологии. Площадь лесополос – 62,4 тыс. га, в том числе: 5 % – молодняки (I класс состояния), 80 % – средневозрастные лесонасаждения (II класс), 10 % – приспевающие (II класс), 5 % – спелые и перестойные (III класс). Живой напочвенный покров формируют: Koeleria pyramidata L., Poa pratensis L., Festuca pratensis H., Elytrígia repens L., Dactylis glomerata L., Phleum pratense L. Надземная фитомасса составляет 100...300 г/м2, высота – 25...32 см. Молодняки характеризуются I–II классами бонитета, средневозрастные и приспевающие – III классом, спелые и перестойные – IV. В возрасте естественной спелости (70 лет) ствол робинии достигает средней высоты 15,1 м при среднем диаметре 22,1 см. Общий запас древесины – 18 440 тыс. м3, в том числе: молодняки – 68 тыс. м3, средневозрастные насаждения – 14 871 тыс. м3, приспевающие – 2 187 тыс. м3, спелые и перестойные – 1 314 тыс. м3. Надземная фитомасса в молодняках составляет 20,2 т/га, в спелых и перестойных насаждениях – 391,2 т/га. В целом по региону она оценивается в 17 070 тыс. т, в том числе: молодняки – 64 тыс. т, средневозрастные – 13 753 тыс. т, приспевающие – 2 032 тыс. т, спелые и перестойные – 1 221 тыс. т. Доля стволовой массы достигает 84,5...80,8 %, древесной зелени – 4,2...1,5 %, ветвей – 11,3...17,7 %. Коэффициенты пересчета запаса в надземную фитомассу: для молодняков – 0,936, для спелых и перестойных лесополос – 0,929. Фитонасыщенность лесополос варьирует в пределах 0,314...2,474 кг/м3. Полезащитными лесополосами накоплено 8 534 тыс. т углерода, что оценивается в 145,1 млн долл. Область применения результатов исследований – лесное хозяйство Краснодарского края, которому рекомендовано дополнительное создание 60 тыс. га полезащитных лесонасаждений, что обеспечит нормативную защитную лесистость пашни 5 % и ежегодное секвестирование углерода до 3,4 т/га. Для цитирования: Танюкевич В.В., Рулев А.С., Бородычев В.В., Тюрин С.В., Хмелева Д.В., Кваша А.А. Продуктивность и природоохранная роль полезащитных лесонасаждений Robinia pseudoacacia L. Прикубанской равнины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 88–97. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-88-97
Works on protective afforestation are carried out in order to protect agricultural land from degradation processes, as well as to improve the microclimate of land. The research purpose is to study the bioproductivity and environmental role of Robinia pseudoacacia L. forest shelterbelts in the conditions of the Kuban lowland. The approved and generally accepted methods of forest valuation, forest land reclamation, botany, and mathematical statistics were applied. Plantings were created according to the standard technology for the steppe zone of the Russian Federation. The area of forest shelterbelts is 62.4 ths ha, including 5 % of the young growth (I state class), 80 % of middle-aged forest plantings (II state class), 10 % Works on protective afforestation are carried out in order to protect agricultural land from degradation processes, as well as to improve the microclimate of land. The research purpose is to study the bioproductivity and environmental role of Robinia pseudoacacia L. forest shelterbelts in the conditions of the Kuban lowland. The approved and generally accepted methods of forest valuation, forest land reclamation, botany, and mathematical statistics were applied. Plantings were created according to the standard technology for the steppe zone of the Russian Federation. The area of forest shelterbelts is 62.4 ths ha, including 5 % of the young growth (I state class), 80 % of middle-aged forest plantings (II state class), 10 % of maturing plantings (II state class), 5 % of mature and overmature plantings (III state class). Living ground cover is formed by the following species: Koeleria pyramidata L., Poa pratensis L., Festuca pratensis H., Elytrígia repens L., Dactylis glomerata L., and Phlum pratense L. Aboveground phytomass is 100–300 g/m2; height is 25–32 cm. Plantings are characterized by the quality classes: young growth – I and II; middle-aged and maturing – III; mature and overmature – IV. At the age of natural maturity (70 years), the Robinia trunk reaches the average height of 15.1 m with the average diameter of 22.1 cm. The total stock of wood reaches 18, (ths m3), including (ths m3): young growth – 68 (ths m3); middleaged plantings – 14,871 (ths m3); maturing plantings – 2,187 (ths m3); mature and overmature plantings – 1,314 (ths m3). Aboveground phytomass in young growth is 20.2 t/ha; in mature and overmature plantings it is 391.2 t/ha. In the region it is estimated at 17,070 ths t, including (ths t): young growth – 64; middle-aged plantings – 13,753; maturing plantings – 2,032; mature and overmature plantings – 1,221. The share of stem mass reaches 84.5–80.8 %; woody greenery – 4.2–1.5 %; branches – 11.3–17.7 %. Recalculation coefficients of the stock into aboveground phytomass are the following for: young growth – 0.936; mature and overmature forest shelterbelts – 0.929. Phytosaturation of forest shelterbelts varies within 0.314–2.474 kg/m3. Forest shelterbelts have accumulated 8,534 ths t of carbon, which is estimated at 145.1 mln dollars. The sphere of application of the research results is the Krasnodar Krai forestry, which is recommended to create an additional 60 ths ha of forest shelterbelts, which will provide a normative protective forest cover of arable land of 5 % and annual carbon sequestration up to 3.4 t/ha. For citation: Tanyukevich V.V., Rulev A.S., Borodychev V.V., Tyurin S.V., Khmeleva D.V., Kvasha A.A. Productivity and Environmental Role of Forest Shelterbelts of Robinia pseudoacacia L. of the Kuban Lowland. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 88–97. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-88-97

По данным наблюдений на постоянных пробных площадях установлены особенности семеношения ели через 15 и 29 лет после сплошной рубки древостоев березы с сохранением подроста ели и через 29 лет – с сохранением ели во втором ярусе. Для сравнения (в качестве контроля) используются данные по семеношению ели под пологом березняков в возрасте 70…75 и 90…105 лет. Работы проведены в южно-таежных березняках кислично-черничной группы типов леса. Анализ семеношения ели дается по году, который оценивался высшим баллом семеношения. На вырубках с сохранением подроста через 15 лет после удаления березового яруса количество семеносящих елей увеличивается почти в 3 раза по сравнению с контролем, общее количество шишек – в 5 раз, среднее количество шишек на дереве – в 2,3 раза, что свидетельствует о значительном повышении семеношения ели. Через 29 лет после рубки по сравнению с контролем количество семеносящих елей увеличивается в 7,4 раза, количество шишек – в 27 раз, среднее количество шишек на дереве – в 4 раза. На вырубках 29-летней давности, где сохранялся второй ярус ели (тонкомер), после вырубки березы наблюдается значительный отпад. Количество семеносящих елей в 2,6 раза меньше, чем на вырубках такого же возраста с сохранением подроста, однако их семеношение в 1,4 раза превосходит семеношение ели во втором ярусе березняков на контроле. Семеносящие ели превышают несеменосящие по средней высоте в 1,4–1,7 раза, по среднему объему крон – в 2,8–5,7 раза. Эти различия увеличиваются по мере роста ели на вырубках с сохранением подроста и особенно заметны в ельниках с сохранением второго яруса.

Проанализированы последствия проведения рубок ухода на постоянной пробной площади. Объектом ухода служили естественные чистые одновозрастные сосняки сухих аридных условий произрастания Казахского мелкосопочника (на примере Государственного национального природного парка «Бурабай»). Первый прием рубок проведен в 1994 г. под руководством А.А. Вейсмана в 25–30-летних насаждениях, интенсивность – от 12,5 до 49,7 %. Кроме рабочих секций заложенная в ходе исследований пробная площадь имела контрольные секции, где рубки ухода не осуществлялись. Через 70 лет после начала эксперимента во всех контрольных и рабочих секциях были установлены таксационные показатели древостоев и проанализированы последствия рубок ухода. Экспериментально доказано, что в сухих сосняках Северного Казахстана запас древостоев в рабочих секциях даже через 70 лет после проведения ухода не достигает объемов запаса в контроле. Указанное относится и к секциям, пройденным рубкой слабой интенсивности. В то же время рубки снижают запас напочвенных горючих материалов и сухостоя, увеличивают средний диаметр деревьев пропорционально интенсивности изреживания. Это способствует повышению пожароустойчивости и рекреационной привлекательности насаждений. Отмечена растянутость ряда распределения деревьев по естественным ступеням толщины во всех секциях: количество естественных ступеней толщины в 1,8 раза больше по сравнению с нормативным распределением, что является одним из доказательств специфичности строения исследуемых сосняков. Наиболее перспективно применение рубок ухода сильной интенсивности по запасу. В процессе рубок из древостоя изымаются сухостойные, больные и отставшие в росте деревья. Рубки рекомендуются в 2 приема в возрасте 20–25 и 40–50 лет

К настоящему времени в России отмечена тенденция к увеличению площадей осиновых насаждений (по официальным данным до 24...25 млн га с запасом до 3 715 млн м3), имеются также насаждения других видов тополей (962 тыс. га с запасом 144 млн м3). Но ввиду истощения здоровых осинников и неразвитости инфраструктуры переработки и использования тополевой древесины этот ценный ресурс в нашей стране востребован недостаточно. Цель настоящей работы – анализ использования древесных ресурсов рода тополь в прошлом и рассмотрение возможностей расширения их потребления в современных условиях на примерах отечественного и зарубежного опыта. Изучение литературных источников и собственные наблюдения автора позволяют констатировать, что в XVIII–XX вв. в нашей стране осиновая древесина в основном использовалась в бытовых целях, но постепенно она внедрялась и в промышленное производство: строительство; изготовление поделок; производство тары, спичек, фанеры, картона и бумаги; химическая переработка; углежжение, топливо, веточный корм и др. Во второй половине ХХ в. и в начале XXI в. применение древесины осины и тополей резко возросло во всем мире за счет как расширения направлений ее использования в традиционных целях, так и создания новых материалов с применением новых технологий. Выделяют следующие позиции применения древесины тополей и осины: пиловочник и разнообразные древесные материалы – строительный брус, вагонка, колодезные срубы и др.; композиты и панели – шпон и фанера, древесноволокнистые, древесностружечные и ориентировано стружечные плиты, древесноцементные и древесно-пластиковые композиты; клееные строительные изделия – ламинированные стружечные и шпоновые брусья, параллельно стружечные брусья, интегрированные лаги; целлюлоза и бумага; энергия биомассы и др. В работе приведена краткая характеристика перечисленных материалов. С учетом имеющегося опыта применения новых технологий и огромные запасы осиново-тополевой древесины в России предложено использовать их более эффективно.

Согласно действующему лесному кодексу Республики Казахстан, в лесных насаждениях особо охраняемых природных территорий основным лесохозяйственным мероприятием, направленным на сохранение и повышение защитных функций лесов, являются рубки промежуточного пользования – рубки ухода. Одна из главных лесообразующих пород в Казахстане – сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). Повышение устойчивости лесных насаждений и возможность формирования рекреационно привлекательных ландшафтов посредством рубок ухода является актуальной проблемой для насаждений, произрастающих в аридных условиях. Цель исследования – проведение с использованием дендрохронологических методов анализа эффективности рубок ухода сильной интенсивности изреживания в сухих сосняках Казахского мелкосопочника за 70-летний период. Доказано, что в загущенных сосняках, произрастающих в сухих условиях, после проведения в них рубок ухода отмечается увеличение радиального прироста в каждый последующий 10-летний период после приема рубок. Со статистической достоверностью установлено, что наибольший отклик на изменения, вызываемые рубками ухода сильной интенсивности изреживания, наблюдался в период с 1949 по 1960 г. Анализ индексированных древесно-кольцевых хронологий, проведенный на основе использования региональных кривых (индексированных средних древесно-кольцевых хронологий сосны) с помощью функции кубического сплайна, позволил выявить различия в индексах радиального прироста сосны с участка, где были проведены рубки ухода сильной интенсивности изреживания, и с контрольного участка (временные периоды с 1947 по 1955 г., с 1961 по 1970 г., с 1981 по 1990 г. и с 1995 по 2015 г.). Полученные данные свидетельствуют о положительном эффекте рубок ухода сильной интенсивности изреживания на радиальный прирост деревьев в рассматриваемых сосняках. В загущенных сосняках сухих условий произрастания Казахского мелкосопочника рекомендуется проведение 1-2-приемных рубок ухода с интенсивностью изреживания 25–35 % по запасу в возрасте 20–25 и 40–50 лет соответственно с последующим проведением проходных рубок. Для цитирования: Данчева А.В., Панкратов В.К. Оценка эффективности рубок ухода в сухих сосняках Казахского мелкосопочника // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 45–55. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-45-55
According to the current Forest Code of the Republic of Kazakhstan, in the forest plantations of specially protected natural areas, the main forestry measures aimed at the conservation and enhancement of the protective functions of forests are intermediate felling, that is, thinning. Pinus sylvestris L. is one of the main forest-forming species in Kazakhstan. Increasing the stability of forest plantations and the possibility of forming recreationally attractive landscapes through thinning is an urgent problem for plantations growing in arid conditions. The research purpose is to analyze the effectiveness of thinning of high intensity in dry pine forests of the Kazakh Uplands for a 70-year period, using dendrochronological methods. It was proved that in dense pine forests growing in dry conditions, there is an increase in radial growth in each subsequent 10-year period after thinning. It was found with statistical certainty that the greatest response to changes caused by thinning of high intensity was observed between 1949 and 1960. Analysis of indexed tree-ring chronologies using regional curves (indexed average tree-ring chronologies of pine) using a cubic spline function revealed differences in pine radial growth indices from the site where thinning of high intensity were carried out and from the control site (time periods: 1947–1955, 1961–1970, 1981–1990, and 1995–2015). The data obtained show a positive effect of thinning of high intensity on the radial growth of trees in the considered pine forests. In dense pine forests of dry growing conditions of the Kazakh Uplands it is recommended to make 1 or 2 cuttings with thinning intensity of 25–35 % at the age of 20–25 and 40–50, respectively, with subsequent increment thinning. For citation: Dancheva A.V., Pankratov V.K. Evaluation of Thinning Efficiency in Pineries of Dry Forest Sites of the Kazakh Uplands. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 45–55. DOI: 10.17238/0536-1036-2021-2-45-55

Калачевский район Волгоградской области относится к регионам, требующим стабилизации использования природных ресурсов. Озеленительные и агролесомелиоративные мероприятия обеспечат ресурсный потенциал ландшафтов района при возрастающей рекреационной и природной нагрузке. Исследования выявили, что различия в таксационных показателях, развитии, плодоношении и устойчивости растений обусловлены почвенно-климатическими условиями и антропогенным воздействием. Объекты исследований – древесные виды, преимущественно европейских ареалов: каштан посевной – Castanea sativa Mill., сосна Палласа (крымская) – Pinus pallasiana D. Don., яблоня лесная – Malus sylvéstris Mill., тополь белый (серебристый) – Populus alba L., ива белая (плакучая) – Salix alba L., дуб черешчатый – Quercus robur L., ясень обыкновенный – Fraxinus excelsior L., тополь пирамидальный – Populus nigra var. italica Münchh., вяз шершавый – Ulmus glabra Huds., смородина золотистая – Ribes aureum Pursh., сирень обыкновенная – Syringa vulgaris L., карагана кустарниковая – Caragana frutex (L.) K. Koch., бирючина обыкновенная – Ligustrum vilgare L., магония падуболистная – Mahonia aquifolium (Pursh) Nutt., шиповник коричный – Rosa cinnamomea L. Установлено, что относительно устойчивыми видами в Калачевском районе являются яблоня лесная, смородина золотистая (обладающая наилучшей устойчивостью к засолению), карагана древовидная, вяз шершавый, магония падуболистная, но они уступают по таксационным показателям и быстроте роста тополям, ивам, сирени, каштанам. По ряду хозяйственно ценных признаков наилучшие показатели отмечены у каштана, ели, яблони, тополя, ивы, вяза, ясеня и шиповника. Наивысшим баллом декоративности для озеленительных насаждений обладают каштан, смородина, магония, сирень, бирючина, шиповник коричный. Наилучшими показателями плодоношения отличаются каштан, шиповник и дуб; средними – ясень и бирючина. Наиболее ярко выраженная стадия рекреационной дигрессии наблюдается на участках, удаленных от населенных пунктов: отмечаются загущение посадок, отсутствие санитарных рубок, средняя проходимость. Участки возле водоемов, а также скверы и парки требуют санитарного ухода, снижения рекреационной нагрузки и подбора видов из рекомендованного ассортимента деревьев и кустарников. Для обеспечения наибольшей устойчивости насаждений и получения быстрого лесоводственного эффекта в состав защитных и озеленительных насаждений засушливого региона должны быть включены долговечные, быстрорастущие виды, а также плодовые кустарники, рекомендованные в основной ассортимент.

В учебнике изложены вопросы лесного семеноводства, выращивания посадочного материала и искусственных лесных насаждений (лесных культур) различного целевого назначения.

К наиболее актуальным вопросам при изучении биологии и селекции лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) относятся оценка разнообразия (полиморфизма) ее плодов и прогноз встречаемости форм с хозяйственно-ценными признаками в естественных популяциях, являющихся источником ценнейшего генофонда вида. Цель исследования – выявление разнообразия орехов лещины и прогноз встречаемости ее форм в естественных дубовых и пихтовых формациях Северо-Западного Кавказа. Для анализа отобрано рендомизированно по 1 ореху с растения в дубовой (297 шт.) и пихтовой (301 шт.) формациях. Изучали основные хозяйственно-ценные показатели орехов лещины: массу и выход ядра, массу ореха, общий балл качества плодов, крепость и цвет скорлупы, вкус, неразрушаемость и наличие шелухи на ядре. Достоверность различий энтропии, ее дисперсию и степень свободы, разнообразие по индексу Шеннона, коэффициенты вариации, Пирсона и Чупрова, значение по χ2 определяли известными методами. Индекс распределенного рангового разнообразия (IRRR) вычисляли из соотношения суммы произведений относительной энтропии признака на его ранг к числу градаций признака, индекс распределенного рангового разнообразия с учетом доли (IRRRD) для отдельного признака – как произведение IRRR на долю признака соответствующей градации. Прогноз наличия форм лещины выполнен в соответствии с законом параллелизма. Установлено, что в дубовой и пихтовой формациях у лещины имеются орехи со сходными признаками. Выводы о большем разнообразии показателей плодов лещины, произрастающей в составе дубовой формации, по сравнению с пихтовой полностью совпали по индексам Шеннона, IRRR, IRRRD и 2χ . Встречаемость наиболее ценных в хозяйственном отношении форм в формациях прогнозируется с различной частотой. Для цитирования: Биганова С.Г., Сухоруких Ю.И., Кулик К.Н., Кулик А.К. Разнообразие орехов лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) и прогноз встречаемости ее форм на Северо-Западном Кавказе // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 55–71. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-55-71
One of the most significant issues in common hazelnut biology and selection is the diversity (polymorphism) assessment of its fruits and the occurrence prediction of its forms with economically valuable features in natural populations, which are the source of the most valuable gene pool of the species. The research purpose is to identify the hazelnut diversity and to predict the occurrence of its forms in natural oak and fir forest formations of the studied region. For analysis, one nut was randomly selected from each plant of oak (297 pcs.) and fir (301 pcs.) forest formations. We studied the main economically valuable parameters of hazelnuts: kernel weight and yield, nut weight, fruit quality total score, nutshell strength and color, taste, indestructibility and presence of husk on a kernel. The significance of differences in entropy, its dispersion and degree of freedom, diversity by the Shannon index, variation coefficients, χ2 values, Pearson and Chuprov coefficients were determined by known methods. The index of distributed rank diversity (IRRR) was calculated from the ratio of the sum of the products of the relative entropy of a feature by its rank to the number of scales of this feature. The index of distributed rank diversity including share (IRRRD) for a single feature was defined as the product of the IRRR by the share of the feature of the corresponding scale. The forecast of the presence of hazelnut forms is made according to the law of parallelism. It was found that hazel has nuts with similar features in oak and fir forest formations. The conclusions on a greater variety of parameters of hazel fruits, growing in the composition of oak forest formation, in comparison with fir forest formation coincided completely with the Shannon index, IRRR, IRRRD and χ2. The occurrence of the most economically valuable forms in forest formations is predicted with varying frequency. For citation: Biganova S.G., Sukhorukikh Yu.I., Kulik K.N., Kulik А.K. Diversity of Common Hazelnuts (Corylus avellana L.) and Occurrence Forecast of Its Forms in the NorthWestern Caucasus. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 55–71. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-55-71

На территории Республики Коми в условиях северной тайги сосняки, занимающие порядка 1,8 млн га, представлены преимущественно сфагновыми, зеленомошными и лишайниковыми типами. Исследования проведены на Зеленоборском лесном стационаре Института биологии Коми НЦ УрО РАН в сосняках зеленомошных и сфагновых типов, развивающихся на месте пожаров и сплошных рубок. При господстве соснового элемента в древесном ярусе в его составе часто присутствуют ель, лиственница, береза и осина. Древостои сосняков формируют три типа возрастной структуры: условно-одновозрастные; условно-разновозрастные, представленные одним поколением; ступенчато-разновозрастные, состоящие из 2-3 поколений сосны. Оставленные при рубке деревья и уборка порубочных остатков на лесосеке паловым методом способствуют формированию древостоев ступенчато-разновозрастного типа возрастной структуры. Коэффициенты вариации возраста деревьев в сосняках с одним поколением составляют 5,8…10,8 %, с 2-3 поколениями – 39,7…45,6 %. Количество поколений и тип возрастной структуры не оказывали влияния на изменяющиеся соответственно в пределах 25,2…49,5 % и 15,7…27,8 % диаметр и высоту деревьев в древостоях. В сосняках, развивающихся после пожаров, пик заселения сосной приходится на второе-третье десятилетие, а на вырубках максимум возобновления отмечен в первом-втором десятилетии после рубки. Амплитуда колебания возраста деревьев в условно-одновозрастных и условно-разновозрастных сосняках, сформированных на вырубках, изменяется от 16 до 33, в послепожарных древостоях – от 30 до 45 лет. В ступенчато-разновозрастных древостоях возраст деревьев колеблется от 120 до 167 лет, в поколениях – от 22 до 66 лет. Кривые, отражающие распределение деревьев по диаметру в древостоях сосняков имели левостороннее смещение, асимметрия представлена положительными значениями и изменялась от 0,05 до 1,03. Статистический анализ показал, что при схожем возрасте с сосной деревья сопутствующих в составе пород уступают в развитии как по диаметру, так и по высоте сосновому элементу. Выявлена тесная корреляционная связь между диаметром и высотой деревьев в древостоях. Взаимосвязь возраста с диаметром и высотой почти на всех изученных объектах изменяется от слабой до значительной. Установлено тесное соотношение между возрастом и диаметром деревьев в ступенчато-разновозрастных сосняках (R = 0,79…0,96). Отмечено, что с увеличением амплитуды колебания возраста деревьев усиливается корреляционная связь диаметра и возраста. Для цитирования: Кутявин И.Н., Манов А.В., Осипов А.Ф., Кузнецов М.А. Строение древостоев северотаежных сосняков // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 86–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-86-105 Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Пространственно-временная динамика структуры и продуктивности фитоценозов лесных и болотных экосистем на Европейском Северо-Востоке России», № ААА - А-А17-117122090014-8.
In Northern taiga conditions pine forests occupy about 1.8 mln ha of the territory of the Komi Republic and are mainly represented by sphagnum, green-moss and lichen forest types. The studies were carried out at the Zelenoborsk Forest Station of the Institute of Biology of the Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences in green-moss and sphagnum pine forests developing at the site of fires and clearcuts. Tree layer has a mix composition with the predominance of pine trees and admixture of spruce, birch, larch and aspen. Pine stands form three types of age structure: conventionally evenaged; conventionally uneven-aged, represented by one generation; and stepped uneven-aged, consisting of two or three generations of pine trees. Trees left behind during clearcut and felling residuals at the cutting area by the burn method contribute to the formation of stands of stepped uneven-aged age structure. The variation coefficients of tree age are 5.8–10.8 % in pine forests with one generation and 39.7–45.6 % in forests with two or three generations. The number of generations and the type of age structure had no effect on the diameter and height of trees in the stand, which varied respectively within 25.2–49.5 % and 15.7–27.8 %. In pine forests developing after fires, the peak of pine settlement occur in the second or third decade, while in cutting areas, the maximum renewal occurs in the first or second decade after clearcuts. The amplitude of tree age fluctuations varies from 16 to 33 years in conventionally even-aged and conventionally uneven-aged forests developed after clearcuts and from 30 to 45 years in post-fire stands. In stepped uneven-aged stands tree age fluctuations changes from 120 to 167 years, and from 22 to 66 years in generations. The curves showing the distribution of trees by diameter in stands of pine trees had a left-handed shift, the asymmetry is represented by positive values and varies from 0.05 to 1.03. Trees of associate species are inferior in development, both in diameter and in height to pine trees of similar age. A close correlation between the diameter and height of trees in the stands was revealed. The relationship of age with diameter and height of trees varies from weak to significant at almost all of the sites studied. A close correlation between age and diameter was found in stepped uneven-aged pine forests (R = 0.79–0.96). The correlation between diameter and age increase with an increase in tree age fluctuations amplitude. For citation: Kutyavin I.N., Manov A.V., Osipov A.F., Kuznetsov M.A. Stand Structure of Northern Taiga Pine Forests. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 86–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-86-105 Funding: The work was carried out within the framework of the state assignment on the topic “Spatial-Temporal Dynamics of the Structure and Productivity of Forest Phytocenoses and Bog Ecosystems in the European North-East of Russia”, No. аааа-а17-117122090014-8.

В учебном пособии освещается применение инструментальных высокотехнологичных методов рентгеновского синхротронного излучения для исследования почв и растений. Особое внимание уделяется возможностям практического применения новейших методов рентгеноспектральной диагностики для исследования почвенных и растительных объектов на молекулярном и атомарном уровне.

Взаимное влияние ветровой нагрузки и лесных насаждений достаточно хорошо изучено. К настоящему времени в данной области накоплен и отражен в публикациях большой объем ценной научной и практической информации. Известны данные о повреждении ветровой нагрузкой насаждений, ее воздействии на их прирост, а также о способности лесных насаждений снижать скорость и силу ветра. Тем не менее проблемы воздействия ветра как на отдельные деревья, так и на лесные массивы не теряют актуальности. Анализ литературы и интернет-ресурсов показал, за рамками исследований остался вопрос о влиянии ветровой нагрузки на качество выращиваемой древесины. Для каждой местности многолетние наблюдения и построенная на их основе роза ветров позволяют определить преобладающие силу и направление ветра. Зная особенности влияния ветровой нагрузки на качество лесоматериалов, получаемых после рубки насаждения, можно прогнозировать процент выхода деловой и низкокачественной древесины, а при плантационном выращивании леса целевым образом влиять на этот показатель, высаживая посадочный материал с учетом этих данных. Разработана методика для теоретической оценки вероятности появления критических деформаций коры в сжатой зоне, которая образуется при изгибе растущего дерева под действием ветровой нагрузки. В качестве теоретической основы методики использованы классические исследования критического состояния сжатых стержней на упругом основании. Роль стержня выполняет участок коры растущего дерева, а роль упругого основания – камбий и другие живые клетки, находящиеся между корой и древесиной ствола. Для получения количественных оценок предложено соотношение, достаточно простое для практического применения. Адекватность результатов моделирования подтверждена их согласованностью с опытными данными. Применение разработанной методики показано на примерах.

Рассмотрены особенности оперативного планирования и управления лесосечными работами. Показано, что практически невозможно подобрать численность машин в комплекте таким образом, чтобы их производительность на всех операциях была одинаковой. В целях снижения внутрисменных простоев ведущих машин предлагается оперативное планирование – расчет режимов работы машин и оборудования на отдельных операциях с учетом маневрирования численностью (подключением дополнительных машин) или сменностью работы основных машин. Управление лесосечными работами – контроль за соответствием режимов работы машин и оборудования на отдельных операциях – предлагается проводить по объемам оперативных, многоуровневых, технически и технологически перемещаемых межоперационных запасов, расчитанных для конкретных условий разработки лесосеки. Как правило, для лесосечных работ применяют различные типы машин, условия их работы разнообразны. Предлагаемая методика реализована в виде программного обеспечения на персональных ЭВМ. Программа написана по разработанной укрупненной блок-схеме. Автоматизированное решение задачи должно происходить согласно разработанной организационной схеме. Основные элементы схемы – сбор исходной информации для решения поставленной задачи, заполнение карты заказа, получение и анализ результатов решения, организация работы комплекта машин на основе полученных результатов. В статье также проанализированы результаты расчетов и организации работы комплекта машин. В приведенном примере за счет организации работы по рассчитанным режимам объем выработки комплекта машин увеличивается на 49 % при условии, что на отстающих операциях (валке и обрезке сучьев) будет подключено дополнительное оборудование. Увеличение объема выработки машин позволяет сократить число дней работы машин на лесосеке до 30 % (в зависимости от объема производства); снизить удельные показатели эффективности (эксплуатационные затраты, металлоемкость, энергоемкость и др.); уменьшить вредное воздействие машин на лесные экосистемы за счет сокращения объемов отравляющих веществ, выбрасываемых с отработавшими газами; сохранить почвы от разрушения.