Лесная таксация и бонитировка

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

Прогнозы последствий глобального потепления стимулируют исследования углероддепонирующей способности растительного покрова. Ствол представляет собой основную часть биомассы дерева, и от точности характеристики объема ствола зависит возможность корректного мониторинга и предварительной оценки будущего состояния лесных ресурсов. В российском лесоустройстве ива не входила в число основных лесообразующих видов, и поэтому необходимости в разработке таксационных нормативов для нее не было. Однако в связи с возросшей актуальностью оценки углероддепонирующей функции лесов России и необходимостью учета вклада в углеродный баланс всех видов растительности возникла потребность в создании подобных нормативов. Это может быть обеспечено разработкой всеобщей модели (или таблицы), учитывающей морфологию ив в пределах всего рода Salix L. и построенной по опубликованным в разных регионах и странах данным. Объект исследования – данные об объемах стволов ивы, размещенные в свободном доступе в России, Казахстане, Болгарии и Норвегии в виде таблиц или регрессионных моделей. Насколько каждая локальная модель применима в других регионах неизвестно. Для снятия этой неопределенности нами использован мета-анализ как статистическая процедура, объединяющая результаты нескольких независимых исследований с целью нахождения общей закономерности. Получена универсальная модель объема стволов рода Salix, которая характеризуется высоким коэффициентом детерминации и может быть применена для оценки объема ствола любого вида данного рода с минимальными отклонениями от расчетных значений. Результаты направлены на повышение точности учета лиственных насаждений при проведении лесоустроительных и мониторинговых работ, таксации древостоев на постоянных и временных пробных площадях. Применение унифицированных нормативов при использовании, воспроизводстве, охране и защите древостоев ивы древовидной при всем многообразии ее видов позволит решить ряд практических вопросов. Для цитирования: Усольцев В.А., Парамонов А.А., Третьяков С.В., Коптев С.В., Цепордей И.С. Модель объема ствола ивы: мета-анализ // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 49–58. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-49-58
Current scenarios of the consequences of global warming stimulate research on the carbon-depositing capacity of vegetation cover. The stem is the main part of the tree biomass, and the accuracy of its volume assessment determines the possibility of correct monitoring and forecasting of forest resources. In the Russian forest management system, willow was not among the main forest-forming species, and therefore there was no need to develop valuation standards for it. However, due to the increased relevance of assessing the carbon-deposing function of Russian forests and the requirement to take into account the contribution to the carbon balance of all types of vegetation, there is a necessity to develop such standards. The solution can be found in the development of a generic model (or table) that takes into account the morphology of willows within the Salix L. genus and is based on data published in different regions and countries. The object of our research is data on the volume of willow stems, which is published and freely available in Russia, Kazakhstan, Bulgaria, and Norway in the form of tables or regression models. However, the extent to which each local model is applicable in other regions is unknown. To resolve this uncertainty, we used meta-analysis as a statistical procedure that combines the results of several independent studies in order to find a common pattern. As a result, we obtained a generic model of stem volume for the Salix genus, which is characterized by a high coefficient of determination and can be applied to estimate the stem volume of any species of this genus with minimum deviations from the calculated values. The results of the work are aimed at improving the accuracy of accounting deciduous stands during forest management and monitoring activities, valuation of stands on permanent and temporary trial plots. The implementation of unified standards for the use, reproduction, conservation and protection of willow stands with all the diversity of its species will solve a number of practical issues. For citation: Usoltsev V.А., Paramonov А.А., Tretyakov S.V., Koptev S.V., Tsepordey I.S. Generic Model of Willow Stem Volume: A Meta-Analysis. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 49–58. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-49-58.

В статье приведены результаты исследований состояния, структуры и продуктивности древостоев на стационарном объекте – региональном памятнике природы «Рубки ухода С.В. Алексеева 1951 г.». Результаты обработки проведенных полевых наблюдений показали, что рубки ухода не только повышают продуктивность древостоев, но и могут быть эффективной мерой сохранения лиственницы Сукачева в оптимальных условиях произрастания. Установлена успешность целенаправленного формирования чистых и смешанных насаждений лиственницы по сравнению с контрольным древостоем без проведения рубок ухода. В 2014 г. обследованы участки с проведенными в 1951 г. рубками ухода (3 объекта) и со вторым приемом рубок в 2000 г. по методу С.В. Алексеева (3 объекта), заложен контроль без рубок ухода (1 объект). На всех участках определена сортиментная структура древостоев, анализ которой по состоянию на 2014 г. показал, что на участках, пройденных рубками различной интенсивности по запасу (от 60 до 70 %) и количеству стволов (от 50 до 81 %), сформированы древостои с различными показателями качества стволов, прироста, сортиментной структуры. Смешанные лиственничные древостои, сформированные рубками ухода из лучших деревьев хвойных пород, имеют более высокую продуктивность по сравнению с чистыми насаждениями. Эксперимент с оставлением на корню только лиственницы и вырубкой всех остальных деревьев продемонстрировал возможность формирования редкого для естественных условий Европейского Севера России чистого лиственничника.

Seed quality and seed germination are the major indicators determining the success of regeneration and structure in natural forest ecosystems. This study focuses on problems associated with seed quality and seed germination under air pollution impacts in the surrounding forest ecosystems of Ulaanbaatar city of Mongolia. The objectives were to test whether there was any negative effect of air pollutants on the site index, and to analyze the relationship between seed quality and distance from the city center (maximum pollution). The study was carried out in natural larch forests (Larix sibirica Ledeb.) growing in the vicinity of the capital of Mongolia. A total of eight 100×100 m (1 ha) sample plots were laid out using completely randomized sampling design along the main wind direction. Remoteness from the city center was 10, 15, 20 and 30 km both to the north and to the south. Results showed a high variation in stand mean height (p > 0.001) and diameter (p > 0.001) among selected forest areas. In general, all sampled forests belonged to bonitet / quality classes III, IV and V, which are considered as relatively poor growing conditions in terms of site index. Therefore, greater site index and seed quality were observed in the most distant locations from the city center, and contrary, the poorest seed quality was detected in locations close to the city center. This emphasizes that forests growing close to pollution sources exist with a potential risk of degradation, and their reproductive organs are more sensitive to the effects of pollutants. For citation: Udval B., Gerelbaatar S., Dashzeveg Ts., Lobanov A.I. Seed Quality of Larix sibirica Ledeb. Depending on the Distance between Forest Areas and Pollution Sources around Ulaanbaatar City of Mongolia. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 23–35. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-23-35 Acknowledgments: This research was carried out within the framework of the project “Study of Forest Ecosystems in the Green zone of Ulaanbaatar city” and funded by the Foundation for Science and echnology. We also thank John Stanturf for the language improvement of this article.
Качество семян и их всхожесть являются главными показателями, определяющими успех восстановления и структуру естественных лесных экосистем. Основное внимание уделено проблемам, связанным с качеством семян лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) и ее прорастанием в условиях загрязнения воздуха в окружающих лесных экосистемах города Улан-Батора. Цель работы – выявление влияния загрязнения воздуха на индекс участка и анализ взаимосвязи качества семян и расстояния от лесного участка до центра города (максимума загрязнения). Исследования проведены в естественных лиственничниках, произрастающих в окрестностях столицы Монголии. Всего было заложено восемь пробных площадей размером 100×100 м с использованием полностью рандомизированного плана отбора проб вдоль основного направления ветра. Удаленность от центра города составляла 10, 15, 20 и 30 км как на север, так и на юг. Обнаружены значительные различия средней высоты древостев (p > 0,001) и диаметра на высоте 1,3 м (p > 0,001). В целом все изученные лесонасаждения относились к III, IV и V классам бонитета, т. е. характеризовались относительно плохим состоянием с точки зрения индекса участка. Более высокие индекс участка и качество семян у Larix sibirica Ledeb. наблюдались в наиболее удаленных от центра города местах, и, наоборот, самые низкие по качеству семена были найдены недалеко от центра. Это позволяет утверждать: леса, произрастающие близко к источникам загрязнения, имеют потенциальный риск деградации, а их репродуктивные органы чувствительнее к воздействию вредных веществ, чем у деревьев, расположенных в экологически более благоприятных районах. Для цитирования: Udval B., Gerelbaatar S., Dashzeveg Ts., Lobanov A.I. Seed Quality of Larix sibirica Ledeb. Depending on the Distance between Forest Areas and Pollution Sources around Ulaanbaatar City of Mongolia // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С. 23–35. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-23-35

Adaptive management is a basic concept of managing forest ecosystems in the face of increased risks such as climate change. Therefore, there is a need to develop key theories and information on which adaptive forest management is based on. This paper deals with the overview of basic information on adaptive forest management, with particular reference to its importance in relation to examples of sessile oak forests drying and climate change in the Republic of Srpska, Bosnia and Herzegovina. Silviculture of sessile oak forests affected by acute and chronic drying of the trees should be based on the preservation of the complete set of stands and miscibility with black pine on shallow serpentinite and peridotite soils. The paper deals with the possibilities of adaptive management of sessile oak forests and concludes with a description of adaptive management activities. For citation: Govedar Z., Medarević M. Adaptive Forest Management: Case Study of Sessile Oak (Quercus petraea (Matt.) Leibl.) Forests on Ozren Mountain of the Republic of Srpska. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 93–105. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-3-93-105
Адаптивное управление является основной концепцией управления лесными экосистемами в условиях постоянно изменяющего климата. В связи с этим, необходимо найти информацию и разработать основные теории, на которых основано адаптивное управление лесным хозяйством. Данная работа дает общее представление об адаптивном лесопользовании в контексте усыхания дубовых лесов и изменения климата в Республике Сербской (Босния и Герцеговина). Разведение лесов скального дуба, подверженных острому и хроническому усыханию, должно основываться на сохранении всех древостоев и способности к произврастанию совместно с черной сосной на неглубоких серпентинитовых и перидотитовых почвах. В статье рассматриваются возможности адаптивного управления лесами скального дуба и дается характеристика мероприятий по адаптивному управлению. Для цитирования: Govedar Z., Medarević M. Adaptive Forest Management: Case Study of Sessile Oak (Quercus petraea (Matt.) Leibl.) Forests on Ozren Mountain of the Republic of Srpska // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 93–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2020- 3-93-105

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

Государственные защитные лесные полосы являются не только одной из составляющих экологического каркаса малолесных степных территорий, но и уникальным объектом степного лесоразведения. Возрастные изменения и длительное отсутствие лесохозяйственного воздействия негативно сказались на санитарном состоянии насаждений государственных защитных лесных полос. Цель исследования – оценить современное состояние образующих их насаждений в разных почвенно- климатических условиях на территории степной зоны европейской части России. Объектом исследования стали насаждения прибрежных государственных защитных лесных полос «Воронеж – Ростов-на-Дону», «Белгород – р. Дон» и водораздельной «Волгоград – Элиста – Черкесск». Применен метод дистанционного зондирования Земли, целесообразность чего обусловлена значительной протяженностью объекта исследования и различиями его состояния в зависимости от почвенно-климатических условий. Выделено 5 лесохозяйственных районов на основных подтипах зональных почв: черноземах обыкновенных, черноземах южных и темно-каштановых почвах, каштановых, светло-каштановых с наличием солонцов и иногда солончаков почвах, а также на азональных песчаных почвах. На основе данных натурных обследований насаждений осуществлено дешифрирование космических снимков государственных защитных лесных полос с применением алгоритма обучения и спектральных индексов в программном комплексе ENVI 5.2. Установлено, сохранность государственных защитных лесных полос снижается по мере ужесточения лесорастительных условий от черноземов обыкновенных к светло-каштановым почвам с 92,3 до 36,5 %. На зональных почвах преобладают дубняки, ясенники, вязовники, на азональных – сосняки. С ухудшением лесорастительных условий доля дуба в насаждениях снижается, на смену ему приходит вяз, уменьшается полнота насаждений. В санитарном отношении также наиболее благополучны лесные полосы на черноземах, темно-каштановых и песчаных почвах. Для насаждений на каштановых и светло-каштановых почвах характерна нарастающая с увеличением возраста дигрессия или полный распад лесной среды. Исследования позволяют выявить в пределах государственных защитных лесных полос насаждения, находящиеся в стадии дегрессии или распада, и рекомендовать для них необходимое лесохозяйственное воздействие в целях сохранения и восстановления леса. Для цитирования: Чеплянский И.Я., Турчин Т.Я., Ермолова А.С. Дистанционный мониторинг государственных защитных лесных полос степной зоны европейской части России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 3. С. 44–59. https://doi.org/10.37482/0536- 1036-2022-3-44-59

Формирование урожая семян сосны кедровой сибирской (имеющих и пищевую ценность) предопределяет целесообразность ее интродукции. Изменчивость семенной продуктивности сосны кедровой сибирской выражена на географическом и индивидуальном уровнях, а также обусловлена внешними факторами (например, неоднородностью погодных условий по годам генерации урожая). Исследования проведены в целях выявления индивидуальной изменчивости сосны кедровой сибирской по урожайности шишек в условиях интродукции. Наблюдения за семеношением осуществлены в Чагринской кедровой роще, расположенной в Грязовецком районе Вологодской области. Для оценки урожая шишек на объекте исследований у модельных деревьев (отобранных пропорционально представленности по ступеням толщины их стволов) при помощи бинокля подсчитывалось количество шишек в кроне дерева. Семеносящие деревья сосны кедровой сибирской на этом объекте в среднем ежегодно продуцируют от 131 до 214 шишек. Исследования показали наличие существенного (Fф = 7,09 > F05 = 1,94) влияния индивидуальной изменчивости деревьев на урожай шишек, который на 63 % зависит от этого параметра. В значительно меньшей степе-ни выражена вариабельность урожайности шишек по годам наблюдений (η2 = 0,10), обусловленная погодными условиями в период формирования, роста и созревания макростробил (Fф = 5,18 > F05 = 2,83). Отдельные биотипы сосны кедровой сибирской отличаются высоким и стабильным по годам урожаем шишек. Количество образующихся шишек в наибольшей степени (r = –0,75±0,11) зависит от коэффициента формы кроны деревьев (отношения ее ширины к длине). При проведении селекционной работы по отбору высокоурожайных биотипов рекомендуется учитывать этот показатель в качестве коррелятивного признака.

The studies are carried out in pine stands situated on the forest boundaries, which are in between the open space locations and forest growth areas. The investigations were made on the territory of the Kholmogorskiy and Primorskiy districts in the Arkhangelsk region. The purpose of the research is to identify the characteristics of meteorological factors at different distances from the edge of phytocenosis as well as their influence on the undergrowth and ground vegetation in the ecotone zone. For this purpose, the vegetation, which grew on the transects at different distances from the edge of the phytocenosis, is described in layers. The transects were positioned perpendicular to the forest boundary. The following parameters were described and measured, such as undergrowth, ground vegetation, luminance, air temperature, wind speed, air humidity. The taxation of the stand was accomplished by using relascopic circular platforms. It is found that luminance, air temperature, and wind speed naturally decrease with distance from the edge of the phytocenosis deeper into the forest. The decrease in luminance can be revealed to 8 m, temperature to 8–15 m, wind speed to 30 m. However, air humidity increases up to 8 m. A correlation between meteorological factors and the distance from the edge of the phytocenosis is determined. The distribution of the undergrowth according to the edges of phytocenosis has a consistent pattern. The undergrowth of heliophytes of pine, birch, and aspen is most abundant at the edge of phytocenoses, and their numbers decrease with distance from the edge. The undergrowth of sciophytes either increases or its quantity does not change. Such distributions are confirmed by correlation analysis. The resulting figures are rated as significant or high. They are reliable at the significance level of 0.05. The number of plants in the grass-shrub tier decreases with the distance deep into the forest. Any define conclusion can’t be made regarding the moss-lichen tier. In general, it can be concluded that the size of the ecotone zone in terms of meteorological factors and indicators of vegetation is 12–14 m. Исследование выполнено в сосновых древостоях, расположенных на границах «лес – открытое пространство» на территории Холмогорского и Приморского районов Архангельской области. Цель – выявление особенностей метеорологических факторов на разных расстояниях от края фитоценоза, а также их влияния на подрост и напочвенный покров в экотонной зоне. На трансектах, заложенных перпендикулярно границе леса, на разном расстоянии от края фитоценоза (полосами) производилось описание подроста, растений живого напочвенного покрова, выполнялась таксация древостоя с использованием реласкопических круговых площадок, измерялись освещенность, температура и влажность воздуха, скорость ветра. Установлено, что освещенность, температура воздуха и скорость ветра закономерно уменьшаются по мере удаления от края фитоценоза в глубь леса. Снижение освещенности проявляется до 8 м, температуры – до 8–15 м, скорости ветра – до 30 м. Влажность воздуха, наоборот, возрастает на расстоянии до 8 м. Обнаружена тесная корреляционная связь метеофакторов с удаленностью от края фитоценоза. Размещение подроста по площади имеет закономерный характер. Подрост светолюбивых видов – сосны, березы, осины – наиболее представлен на краях фитоценозов, по мере удаления от них его количество уменьшается. Подрост теневыносливой ели на расстоянии от опушки, напротив, или начинает встречаться чаще, или его число не меняется. Такое размещение по площади подтверждается корреляционным анализом. Полученные показатели связи значительные или высокие, достоверные при уровне значимости 0,05. Представленность видов растений травяно-кустарничкового яруса также уменьшается по мере удаления в глубь лесных массивов. В отношении мохово-лишайникового яруса однозначного заключения сделать нельзя. В целом можно констатировать, что размер экотонной зоны по метеофакторам и индикаторам растительности составляет 12–14 м.