Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2022 номер 3

Представлен краткий обзор содержания статей третьего тематического номера «Сибирского лесного журнала» 2022 г., посвященного лесоводственным проблемам Сибири и реализации климатических проектов.

В результате эксперимента по проведению рубок ухода разной интенсивности и внесения удобрений (карбамид, 46 % действующего вещества) в молодняках Красноярской лесостепи, сформировавшихся на бывших сельскохозяйственных угодьях, начальная густота которых составляла более 30 тыс. шт./га, получены данные о реакции ценозов на комплексный уход. Построены зависимости прироста от возраста и начальной густоты насаждений и от густоты и дозы удобрения. Показано, что при интенсивности разреживания 77 и 59 % по количеству деревьев через 10 лет необходимо проводить второй прием рубки ухода. Установлено, что отклик прироста на внесение удобрений наступает с 5-го года после их применения. Внесение удобрений позволяет снизить конкурентные отношения между деревьями за ресурсы среды, что позволяет перегущенным молоднякам обеспечивать максимально возможную продуктивность насаждения до определенного возраста. Полученные результаты могут быть использованы не только в решении лесоводственных задач по увеличению продуктивности насаждений, но и для повышения их углерод депонирующих функций.

На основе анализа динамики прироста древесины в средневозрастных сосняках Красноярской лесостепи различной структуры, сформированных посредством рубок ухода разной интенсивности и внесения различных доз минеральных удобрений (карбамид, 46 % действующего вещества), установлены закономерности изменения текущего ежегодного прироста. Предложена модель, позволяющая оценивать тенденции изменения прироста с возрастом и густотой насаждений, продуцирующих как с применением удобрений, так и без них. Приведены фактические данные, свидетельствующие о том, что в условиях Красноярской лесостепи за счет внесения удобрений текущий ежегодный прирост в сосновых насаждениях может быть увеличен на 1.2-6.8 м³/га по сравнению с контролем. Выявлены различия в реакции насаждений на удобрение в первые 5 лет и последующие 3 года. Установлено, что текущий ежегодный прирост существенно возрастает с 6-го года после внесения удобрений. Установлены густотно-возрастные оптимумы продуктивности сосновых древостоев, обеспечивающие кратное увеличение прироста управляемыми насаждениями по сравнению с контролем. Полученные знания представляют теоретическую основу реализации модели интенсивного использования и воспроизводства лесов в лучших лесорастительных условиях и будут полезны при создания карбоновых ферм, основное назначение которых - снижение углеродного следа промышленных предприятий, а также транспортных компаний и животноводческих комплексов.

Проанализирована динамика таксационных показателей, отпада и прироста древесины 35-летних разногустотных культур сосны обыкновенной ( Рinus sylvestris L.), созданных в 1982 г. сотрудниками Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН под руководством А. И. Бузыкина на бывших сельскохозяйственных землях в Большемуртинском районе Красноярского края. Начальная густота культур варьировала в широком диапазоне (от 0.5 до 128.0 тыс. шт./га). Дана оценка влияния густоты деревьев на рост и продуктивность молодых насаждений сосны в возрасте 2, 5, 12, 15, 20, 25, 30 и 35 лет. Установлено, что уже с 5-летнего возраста наблюдается процесс интенсивного самоизреживания деревьев, при начальной густоте посадки 90.0 тыс. шт./га к возрасту 35 лет она уменьшилась до 10 тыс. шт./га. При густоте посадки менее 10 тыс. шт./га интенсивность самоизреживания существенно ниже и густота культур за аналогичный период уменьшилась менее чем в 2 раза. Показано, что на начальном этапе роста древостоев наблюдается увеличение прироста с начальной густотой посадки, с выходом на плато при густоте свыше 70.0 тыс. шт./га. С возрастом выход прироста на плато отмечается при меньшей густоте начальной посадки. Через 20 лет максимальный прирост наблюдался в вариантах посадки с начальной густотой от 50.0 до 70.0 тыс. шт./га, к 30 годам он сместился к диапазону густоты от 30.0 до 50.0 тыс. шт./га. Установлена зависимость между текущим ежегодным приростом, возрастом сосновых культур, начальной густотой посадки и текущей густотой насаждений. В целом прослеживается тенденция увеличения прироста с возрастом, однако для культур с начальной густотой посадки свыше 90 тыс. шт./га в возрастном интервале от 15 до 22 лет отмечается снижение текущего прироста, что, очевидно, связано с усилением конкурентных отношений в ценозе. Затем в результате снижения конкуренции вследствие самоизреживания перегущенных культур их прирост стал повышаться, однако темпы его роста отставали от таковых у культур с меньшей густотой начальной посадки. Таким образом, можно предположить, что высокие темпы депонирования углерода на начальном этапе создания культур повышенной густоты могут сохраняться при условии периодических уходов регулирующих густоту насаждений.

Представлены результаты формирования в Красноярской лесостепи насаждений из перегущенных 15-летних сосновых молодняков (первоначальная густота деревьев 35.6 тыс. шт./га) посредством проведения целевой рубки, направленной на снижение их густоты и сохранение в трех ценозах только деревьев определенного ценотического положения (господствующие, согосподствующие и угнетенные), с целью получения информации о возможном выравнивании таксационных показателей в процессе их роста. Установлено, что господствующие деревья сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) после проведения рубки имели густоту 4.3 тыс. шт./га, характеризовались наилучшими показателями роста (средняя высота и средний диаметр) и сохранили эту тенденцию на протяжении всего периода наблюдений. Через 7 лет их средний диаметр увеличился с 4.8 ± 0.1 до 9.4 ± 0.2 см, средняя высота - с 4.8 ± 0.1 до 8.1 ± 0.1 м, стволовой запас древесины - с 28.31 до 141.63 м³/га, относительная полнота - с 0.51 до 1.27. Густота согосподствующих деревьев после рубки снизилась до 6.6 тыс. шт./га, средний диаметр увеличился с 2.3 ± 0.1 до 6.1 ± 0.1 см, средняя высота увеличилась с 3.4 ± 0.1 до 5.7 ± 0.1 м, стволовой запас - с 7.92 до 60.06 м³/га, относительная полнота насаждения - в 3.7 раза (1.00). Угнетенные деревья после проведения рубки проходили долгий (1-2-летний) период адаптации, имели диспропорциональный рост в высоту и сниженный по диаметру (относительная высота 244). Густота их после рубки уменьшилась до 6.3 тыс. шт./га, средний диаметр через 7 лет после рубки увеличился с 0.9 ± 0.1 до 4.2 ± 0.1 см, средняя высота - с 2.3 ± 0.1 до 3.8 ± 0.1 м, запас древесины - с 1.09 до 17.23 м³/га, относительная полнота - с 0.07 до 0.69.

Предложена имитационная модель роста сосновых древостоев, позволяющая в условиях конкуренции за доступный ресурс рассчитать прирост по диаметру ствола для каждого дерева на моделируемом участке, а также производные таксационные показатели: густоту, полноту, запас стволовой древесины, и отследить динамику всех этих показателей с шагом в один год с учетом взаимного расположения деревьев в древостое, их размеров и количество доступного ресурса для каждого дерева. Верификация модели выполнена с использованием материалов многолетних исследований на постоянных пробных площадях, заложенных в молодняках, средневозрастных и спелых древостоях. Рассмотрено несколько сценариев роста сосновых древостоев, изучено влияние рубок на средний диаметр ствола и прирост по диаметру; средний годовой прирост; густоту древостоя; запас стволовой древесины. Предложенная имитационная модель является эффективным инструментом изучения роста древостоев и служит альтернативой трудоемким натурным исследованиям, которые затруднительно реализовать на длительных временных интервалах. Моделирование позволяет изучить влияние рубок в лесах различного целевого назначения. Путем варьирования интенсивности и периодичности рубок при моделировании на основе анализа динамики основных таксационных показателей можно выбрать систему мероприятий по уходу за лесами, обеспечивающую наиболее полную реализацию задач по интенсивному лесовыращиванию.

Основой прогноза роста древостоев являются бонитетные шкалы. Расширение знаний о процессах функционирования лесных экосистем, характере изменений морфолого-таксационных показателей деревьев и древостоев, их взаимосвязей и взаимообусловленностей и создание более пригодного для описания биологических процессов математического аппарата и соответствующего программного обеспечения формируют предпосылки для постановки и решения проблемы прогноза роста древостоев на более высоком методическом уровне. Цель работы - дать оценку прогностической способности уравнений роста, полученных с использованием обобщенного алгебраического разностного подхода (GADA), для описания хода роста древостоев по средней высоте и построения бонитетной шкалы. Данными для исследования послужили общие таблицы хода роста полных (нормальных) сосновых древостоев Северной Евразии. В общей сложности анализируются 25 уравнений, полученных с помощью подхода GADA. Сравнительный анализ показал, что наилучшее качество выравнивания данных обеспечивает уравнение, основанное на функции Митчерлиха (известной также как Дракина - Вуевского, Чапмана - Ричардса) с заменой параметров, отвечающих за предельные значения высоты и форму кривой. Данная модель полиморфна, имеет форму сигмовидной кривой и переменные асимптоты, т. е. учитывает большинство предъявляемых свойств к моделям хода роста по высоте. Ошибки модели зависят от временного интервала прогнозирования и уровня производительности древостоя. С увеличением срока прогнозирования происходит увеличение ошибки. Для всех интервалов дальности прогноза получено значение средней абсолютной ошибки, не превышающее 2.01 %. Наибольшей средней абсолютной ошибкой прогноза (1.1-2.2 %) характеризуются крайние классы бонитета (I^b, V, V^a и V^b). Рассмотренная в исследовании методика может быть применена для разработки моделей хода роста таксационных показателей других лесообразующих пород России.

Квалиметрия надземной и подземной фитомассы деревьев является составной частью исследований биологической продуктивности и углерод депонирующей способности лесного покрова, необходимых для корректной оценки углеродного цикла в его пространственных градиентах и в связи с изменением климата. Основная доля углерода депонируется в стволах деревьев и в значительной степени зависит от базисной плотности (БП) древесины и коры. В работе использована авторская база данных о квалиметрии лесообразующих видов Северной Евразии. Из нее отобраны 3450 модельных деревьев 9 видов древесных. Построенные модели смешанного типа, описывающие зависимости БП древесины и коры деревьев от их дендрометрических показателей, географических координат и видовой принадлежности деревьев, позволили выявить 0.25%-е снижение БП древесины на 1° с. ш. в направлении с юга на север и 0.26%-е на 1° в. д. - в направлении с запада на восток. Снижение БП коры составляет в тех же градиентах соответственно 0.55 % на 1° с. ш. и 0.28 % на 1° в. д. Наибольшая доля объясненной изменчивости БП приходится на видовую принадлежность деревьев - 74 % по древесине и 87 % по коре, существенно меньшая - на географическое положение, соответственно 12 и 9 %, и наименьшая доля - на дендрометрические показатели деревьев, соответственно 14 и 4 %. Выполнено ранжирование древесных видов равновеликих деревьев по значениям БП, которое показало, что каждый вид имеет специфическое соотношение БП древесины и коры. Это означает, что для более точной оценки базисной плотности и депонирования углерода в древесине и коре необходимо обрабатывать изымаемые из стволов диски отдельно по древесине и коре, а не диски в коре в целом.