Влияние реконструктивной рубки в лиственно-еловом древостое на корневую конкуренцию пород
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-99-112Ключевые слова:
ель, береза, осина, смешанный древостой, структура древостоя, почва, тонкие корни, конкуренция, корневая конкуренция, реконструктивная рубкаАннотация
Преобладание смешанных древостоев в продуктивном лесном фонде среднетаежной подзоны Северо-Запада России делает актуальным изучение особенностей их роста и развития. Важным аспектом экологических исследований являются конкурентные взаимоотношения древесных пород. В производных насаждениях, сформировавшихся в результате интенсивной эксплуатации коренных ельников, ель, как правило, находится в подчиненном положении. Восстановление ее господства – актуальная хозяйственная и экологическая проблема. При единстве подходов к ведению хозяйства в лиственно-еловых древостоях данные исследований структуры корневых систем существенно различаются в зависимости от возраста и географического положения насаждения. Представлены результаты изучения корневой конкуренции между елью и лиственными породами в 70-летнем насаждении черничного типа леса, пройденном 35 лет назад интенсивной реконструктивной рубкой. В смешанных древостоях с различной долей участия ели методом почвенных монолитов исследована масса тонких корней и ее локализация в верхних почвенных горизонтах. Характеристики древостоев рассчитаны по материалам периодических сплошных перечетов на пробных площадях и по результатам измерения диаметров деревьев на круговых площадках вокруг мест взятия монолитов. Приведены данные о динамике мощности лесной подстилки и живого напочвенного покрова. Рассмотрена связь между подземной и надземной частями древостоя. Показано, что корни ели могут занимать одну экологическую нишу с корнями лиственных пород. Корреляционный анализ выявил статистически значимую связь массы тонких корней ели с конкурентным влиянием лиственных пород, долей ели в составе древостоя и ее текущим приростом по запасу. Обнаружены существенные различия массы корней ели при ее совместном произрастании с березой и осиной. Сделан вывод о комплексном характере зависимости массы корней ели от близости материнских деревьев и пространственной неоднородности органогенных горизонтов почвы. Полученные данные важны для обоснования регулирования состава и структуры лиственно-еловых древостоев в интересах выращивания устойчивых хозяйственно-ценных насаждений.
Для цитирования: Карпечко А.Ю., Синькевич С.М. Влияние реконструктивной рубки в лиственно-еловом древостое на корневую конкуренцию пород // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 99–112. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-99-112
Скачивания
Библиографические ссылки
Бахмет О.Н., Синькевич С.М. Ускоренное выращивание ели II яруса – перспективы и ограничения // Научные основы устойчивого управления лесами: материалы II Всерос. науч. конф. (с междунар. участием), Москва, 25–27 окт. 2016 г. М.: ЦЭПЛ РАН, 2016. С. 70–71. Bakhmet O.N., Sinkevich S.M. Accelerated Growing of II Tier Spruce – Perspectives and Limitations. Scientific Foundations of Sustainable Forest Management: Proceedings of the All-Russian Conference with International Participation, Moscow, October 25–27, 2016. Moscow, CEPF RAN Publ., 2016, pp. 70–71. (In Russ.).
Бобкова К.С. Еловые леса // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера / отв. ред. К.С. Бобкова, Э.П. Галенко. СПб.: Наука, 2001. С. 52–67. Bobkova K.S. Spruce Forest. Bioproduction Process in the Forest Ecosystems of the North. Ed. by K.S. Bobkova, E.P. Galenko. Sankt Petersburg, Nauka Publ., 2001. pp. 52–67. (In Russ.).
Кайрюкштис Л.А., Каразия С.П. Особенности восстановительной смены в лиственных с елью древостоях // Лесоведение. 1970. № 4. С. 3–12. Kajrjukshtis L.A., Karazija S.P. Specifics of Regeneration Change in Deciduous Stands with Spruce. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 1970, no. 4, pp. 3–12. (In Russ.).
Карпечко А.Ю. Влияние разреживания на корненасыщенность почвы еловых древостоев южной Карелии // Изв. вузов. Лесн. журн. 2009. № 3. C. 19–25. Karpechko A.Yu. Influence of Thinning on Root Saturation of Spruce Stands Soil in Southern Karelia. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2009, no. 3, pp. 19–25. (In Russ.). http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/9f4/9f4207f441288c959efe03be9636d950.pdf
Орлов А.Я. Метод определения массы корней деревьев в лесу и возможность учета годичного прироста органической массы в толще лесной почвы // Лесоведение. 1967. № 1. С. 64–70. Orlov A.Ya. Method for Determining the Mass of Tree Roots in Forest Areas and the Possibility of Considering the Annual Increase in Organic Matter in Forest Soil Thickness. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 1967, no. 1, pp. 64–70. (In Russ.).
Рахтеенко И.Н. Корневое питание ели и березы при взаимодействии их корневых систем // Изв. АН БССР. Сер.: Биол. науки. 1981. № 3(5-8). С. 123. Rakhteyenko I.N. Spruce and Birch Root Nutrition During Interaction of Their Root Systems. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series. Belarus, 1981, no. 3(5-8), p. 123. (In Russ.).
Санников С.Н., Санникова Н.С. Лес как подземно-сомкнутая дендроценоэкосистема // Сиб. лесн. журн. 2014. № 1. С. 25–34. Sannikov S.N., Sannikova N.S. Forest as Underground-Closed Dendrocenoecosystem. Sibirskii lesnoy zhurnal = Siberian Journal of Forest Science, 2014, no. 1, pp. 25–34. (In Russ.).
Сеннов С.Н. Рубки ухода за лесом и внутривидовая конкуренция // Восстановление и мелиорация лесов Северо-Запада РСФСР. Л.: ЛенНИИЛХ, 1980. С. 17–27. Sennov S.N. Thinning and Intraspecific Competition. Reforestation and Melioration of Forest in Northwest RSFSR. Leningrad, LenNIIFLH Publ., 1980. pp. 17–27. (In Russ.).
Сеннов С.Н. Лесоведение и лесоводство. М.: Академия, 2005. 256 с. Sennov S.N. Silvics and Silviculture. Moscow, Akademiya Publ., 2005. 256 p. (In Russ.).
Синькевич Т.А., Синькевич С.М. Комплексный уход в лиственно-еловых лесах Карелии. Петрозаводск: Карелия, 1991. 136 с. Sinkevich T.A., Sinkevich S.M. Complex Thinning in the Deciduous-Spruce Forests of Karelia. Petrozavodsk, Kareliya Publ., 1991. 136 p. (In Russ.).
Сукачев В.Н. Опыт экспериментального изучения межбиотипной борьбы за существование у растений // Тр. Петергоф. биол. ин-та Ленингр. ун-та. 1935. № 15. С. 69–88. Sukachev V.N. Experimental Study of Interbiotic Competition for Existence in Plants. Proceedings of the Petergofskogo biologichogo instituta Leningradskogo universiteta. 1935, no. 15, pp. 69–88. (In Russ.).
Сукачев В.Н. О внутривидовых и межвидовых взаимоотношениях среди растений // Ботан. журн. 1953. T. 38, № 1. С. 57–96. Sukachev V.N. On Intraspecific and Interspecific Interrelations Among Plants. Botanicheskiy zhurnal, 1953, vol. 38, no. 1, pp. 57–96. (In Russ.).
Терехов Г.Г., Усольцев В.А. Морфоструктура насаждений и корненасыщенность ризосферы культур ели сибирской и вторичного лиственного древостоя на Среднем Урале как характеристика их конкурентных отношений // Хвойные бореальной зоны. 2010. Т. 27, № 3-4. С. 330–335. Terekhov G.G., Usoltsev V.A. Morphostructure and Root Saturation in Rhizosphere of Siberian Spruce and Secondary Deciduous Stands in the Middle Urals as a Property of Their Competitive Relationships. Khvoynyye boreal’noy zony = Conifers of the Boreal Area, 2010, vol. 27, no. 3-4. pp. 330–335. (In Russ.).
Усольцев В.А. В подвалах биосферы: что мы знаем о первичной продукции корней деревьев? // Эко-потенциал. 2018. № 4(24). С. 25–79. Usoltsev V.A. In the Basements of Biosphere: What Do We Know About the Primary Output of Tree Roots? Eko-potentsial = Eco-potential, 2018, no. 4(24), pp. 25–79. (In Russ.).
Усольцев В.А., Залесов С.В. Методы определения биологической продуктивности насаждений. Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. 147 с. Usoltsev V.A., Zalesov S.V. Methods for Determining Biological Productivity of Stands. Yekaterinburg, USFEU Publ., 2005. 147 p. (In Russ.).
Чертов О.Г., Комаров А.С., Быховец С.С., Бхатти Дж.С. Различие экологических стратегий хвойных пород в европейских и канадских бореальных лесах: модельный анализ // Биосфера. 2015. Т. 7, № 3. С. 328–346. Chertov O.G., Komarov A.S., Bykhovets S.S., Bkhatti Dzh.S. Difference in the Ecological Strategies of Coniferous Tree Species in European and Canadian Boreal Forests: A Modeling Analysis. Biosfera, 2015, vol. 7, no. 3, pp. 328–346. (In Russ.). https://doi.org/10.24855/biosfera.v7i3.89
Чибисов Г.А. Рост корневых систем в березово-еловых насаждениях и влияние на них рубок ухода // Сб. работ по лесному хозяйству и лесохимии. Архангельск: Сев.-зап. кн. изд-во, 1971. С. 121–130. Chibisov G.A. Growth of Root Systems in Birch and Spruce Forests and Influence of Harvesting on Those. Proceedings on Forestry and Forest Chemistry. Arkhangelsk, Severozapadnoe knizhnoye izdatel’stvo Publ., 1971, pp. 121−130. (In Russ.).
Чибисов Г.А., Нефедова А.И. Рубки ухода и фитоклимат. Архангельск: СевНИИЛХ, 2007. 266 с. Chibisov G.A., Nefedova A.I. Thinning and Phytoclimate. Arkhangelsk, SevNIIFLH Publ., 2007. 266 p. (In Russ.).
Bergeron Y., Chen Han Y.H., Kenkel C.N., Leduc A.L., Macdonald S.E. Boreal Mixedwood Stand Dynamics: Ecological Processes Underlying Multiple Pathways. Forestry Chronicle, 2014, vol. 90, no. 2, pp. 202–213. https://doi.org/10.5558/tfc2014-039
Bolte A., Rahmann T., Kuhr M., Pogoda P., Murach D., Gadow K. Relationships Between Tree Dimension and Coarse Root Biomass in Mixed Stands of European Beech (Fagus sylvatica L.) and Norway Spruce (Picea abies [L.] Karst.). Plant and Soil, 2004, vol. 264, pp. 1–11. https://doi.org/10.1023/B:PLSO.0000047777.23344.a3
Brassard B.W., Chen Han Y.H., Bergeron Y., Pare D. Differences in Fine Root Productivity Between Mixed‐ and Single‐Species Stands: Fine Root Productivity in Boreal Forest. Functional Ecology, 2011, vol. 25, no. 1, pp. 238–246. https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2010.01769.x
Drexhage M., Colin F. Estimating Root System Biomass from BreastHeight Diameters. Forestry, 2001, vol. 74, no. 5, pp. 491–497. https://doi.org/10.1093/forestry/74.5.491
Finer L., Ohashi M., Noguchi K., Hirano Y. Fine Root Production and Turnover in Forest Ecosystems in Relation to Stand and Environmental Characteristics. Forest Ecology and Management, 2011, vol. 262, no. 11, pp. 2008–2023. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2011.08.042
Godbold D.L., Fritz H-W., Jentschke G., Meesenburg H., Rademacher P. Root Turnover and Root Necromass Accumulation of Norway Spruce (Picea abies) аre Affected by Soil Acidity. Tree Physiology, 2003, vol. 23, no. 13, pp. 915–921. https://doi.org/10.1093/treephys/23.13.915
Helmisaari H.-S., Derome J., Nöjd P., Kukkola M. Fine Root Biomass in Relation to Site and Stand Characteristics in Norway Spruce and Scots Pine Stands. Tree Physiology, 2007, vol. 27, no. 10, pp. 1493–1504. https://doi.org/10.1093/treephys/27.10.1493
Hofmann C.W., Usoltsev V.A. Modelling Root Biomass Distribution in Pinus sylvestris Forests of the Turgai Depression of Kazakhstan. Forest Ecology and Management, 2001, vol. 149, no. 1-3, pp. 103–114. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(00)00548-X
Kalliokoski T. Root System Traits of Norway Spruce, Scots Pine, and Silver Birch in Mixed Boreal Forests: An Analysis of Root Architecture, Morphology, and Anatomy. Dissertationes Forestales. Finland, Finnish Society of Forest Science Publ., 2011. 67 p. https://doi.org/10.14214/df.121
Kalyn A.L.,Van Rees K.C.J. Contribution of Fine Roots to Ecosystem Biomass and Net Primary Production in Black Spruce, Aspen, and Jack Pine Forests in Saskatchewan. Agricultural and Forest Meteorology, 2006, vol. 140, no. 1-4, pp. 236–243. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2005.08.019
Lawrence D.J., Luckai N., Meyer W.L., Shahi C., Fazekas A.J., Kesanakurti P., Newmaster S. Distribution of White Spruce Lateral Fine Roots as Affected by the Presence of Trembling Aspen: Root Mapping Using Simple Sequence Repeat DNA Profiling. Canadian Journal of Forest Research, 2012, vol. 42, no. 8, pp. 1566–1576. https://doi.org/10.1139/x2012-082
Lehtonen A., Palviainen M., Ojanen P., Kalliokoski T., Nöjd P., Kukkola M., Penttilä T., Mäkipää R., Leppälammi-Kujansuu J., Helmisaari H.S. Modelling Fine Root Biomass of Boreal Tree Stands Using Site and Stand Variables. Forest Ecology and Management, 2016, vol. 359, pp. 361–369. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.06.023
Mekontchou C.G., Houle D., Bergeron Y., Drobyshev I. Contrasting Root System Structure and Belowground Interactions Between Black Spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P) and Trembling Aspen (Populus tremuloides Michx) in Boreal Mixedwoods of Eastern Canada. Forests, 2020, vol. 11, no. 2, p. 127. https://doi.org/10.3390/f11020127
Miina J., Pukkala T. Using Numerical Optimization for Specifying Individual-Tree Competition Models. Forest Science, 2000, vol. 46, no. 2, pp. 277–283.
Müller K.H., Wagner S. Fine Root Dynamics in Gaps of Norway Spruce Stands in the German Ore Mountains. Forestry, 2003, vol. 76, no. 2, pp. 149–158. https://doi.org/10.1093/forestry/76.2.149
Nilsson M.-C., Wardle D.A., Dahlberg A. Effects of Plant Litter Species Composition and Diversity on the Boreal Forest Plant-Soil System. Oikos, 1999, vol. 86, no. 1, pp. 16–26. https://doi.org/10.2307/3546566
Pei Y., Pifeng L., Wenhua X., Shuai O., Yiye X. Effect of Stand Age on Fine Root Biomass, Production and Morphology in Chinese Fir Plantations in Subtropical China. Sustainability, 2018, vol. 10, no. 7, art. no. 2280. https://doi.org/10.3390/su10072280
Pinno B.D., Wilson S.D., Steinaker D.F., Van Rees K.C.J., McDonald S.A. Fine Root Dynamics of Trembling Aspen in Boreal Forest and Aspen Parkland in Central Canada. Annals of Forest Science, 2010, vol. 67, no. 710, pp. 1–7. https://doi.org/10.1051/forest/2010035
Ruess R., Hendrick R., Burton A., Pregitzer K., Sveinbjornsson B., Allen M., Maurer G. Coupling Fine Root Dynamics with Ecosystem Carbon Cycling in Black Spruce Forests of Interior Alaska. Ecological Monographs, 2003, vol. 73, no. 4, pp. 643–662. https://doi.org/10.1890/02-4032
Schmid I. The Influence of Soil Type and Interspecific Competition on the Fine Root System of Norway Spruce and European Beech. Basic and Applied Ecology, 2002, vol. 3, no. 4, pp. 339–346. https://doi.org/10.1078/1439-1791-00116
Shanin V.N., Rocheva L.K., Shashkov M.P., Ivanova N.V., Moskalenko S.V., Burnasheva E.R. Spatial Distribution Features of the Root Biomass of Some Tree Species (Picea abies, Pinus sylvestris, Betula sp.). Biology Bulletin, 2015, vol. 42, no. 3, pp. 260–268. https://doi.org/10.1134/S1062359015030115
Spinnler D., Egli P., Korner C. Provenance Effects and Allometry in Beech and Spruce Under Elevated CO2 and Nitrogen on Two Different Forest Soils. Basic and Applied Ecology, 2003, vol. 4, no. 5, pp. 467–478. https://doi.org/10.1078/1439-1791-00175
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
