Научный архив: статьи

Проанализирована динамика смены пород в тополевой полезащитной лесной полосе, произрастающей рядом с лесными культурами сосны обыкновенной, в условиях Республики Башкортостан. В лесной полосе появился благонадежный подрост сосны, подрост тополя ни на одной учетной площадке не обнаружен. Характеристика подроста сосны (густота, средние возраст, высота, диаметр) и состояние деревьев тополя изучены в 2008 и 2020 г. Выявлено, что произошла смена конструкции лесной полосы с ажурной на плотную, наблюдается частичное усыхание тополя, на некоторых участках отмечается выход подроста сосны в первый ярус. В процессе учетов 2008 и 2020 г. наибольшая густота подроста сосны (свыше 1,5 тыс. шт./га) установлена на расстоянии до 200 м от лесных культур сосны, наименьшая густота (не более 0,4 тыс. шт./га) – в центре лесной полосы. В 2020 г. мелкий подрост не обнаружен, преобладал крупный подрост, часть из которого вступила в репродуктивную фазу. Аналогичная картина наблюдается и в соседних лесных полосах, что позволяет сделать выводы о возможности смены пород в полезащитных лесных полосах, которая должна сопровождаться проведением рубок ухода.

Проанализированы результаты исследований некоторых полевых опытных объектов тополя, а также сформулированы предложения по их внедрению в практику. Изучено 3 секции настоящих тополей с раскидистой или полураскидистой кроной, произрастающих на популетуме Семилукского лесопитомника Воронежской обл.: черные, включая евро-американские гибриды, бальзамические и гибриды настоящих тополей. Полевые исследования позволили установить в каждой секции наиболее продуктивные растения к началу IV класса возраста (16 лет). Среди них в секции тополей черных выделен сорт ‘Регенерата’; в секции бальзамических – клон Populus trichocarpa Torr. et Gray № 83 и 84, а в группе гибридов настоящих тополей – гибрид ‘Э. с.-38’ (‘Воронежский Гигант’). Все эти генотипы могут быть рекомендованы для производства древесины, а мужской зимостойкий клон ‘Э. с.-38’ – и в озеленении, причем не только в зоне испытания, но и за ее пределами.

В условиях интенсификации промышленности и изменения климата исследование взаимосвязи накопления растениями тяжелых металлов и уровня генетического разнообразия их популяций актуально для оценки адаптационного потенциала лесообразующих древесных пород. Исследование посвящено изучению параметров генетического разнообразия ели европейской в микросателлитных локусах в насаждениях с разной степенью загрязненности тяжелыми металлами. Объекты исследований – пробные площади в Ленинградской обл. вблизи металлургического предприятия ООО «Орион-Спецсплав-Гатчина» (Гатчинское лесничество) и автотрасс в Тосненском районе (Любанское лесничество). Метод исследования – анализ полиморфизма в ядерных EST-SSR локусах. Загрязненность пробных площадей тяжелыми металлами Mn, Zn, Cu, Fe, Pb, Cr, Ni, Cd была установлена по их содержанию в хвое ели. Отмечена тенденция снижения генетического разнообразия (число эффективных аллелей – Ne, индекс разнообразия Шеннона – I) и ожидаемая гетерозиготность (Ho) у взрослых елей и подроста на наиболее загрязненных пробных площадях вблизи металлургического предприятия. При попарном сравнении FST популяций выявлено, что популяции пробных площадей Гатчина1 и Гатчина2, наиболее загрязненные тяжелыми металлами и самые близкие к источнику загрязнения в г. Гатчине, имеют некоторую степень обособленности от других популяций в Гатчинском и Тосненском районах, расположенных на расстоянии 19–38 км от них.

Выполнен обзор актуального состояния и ведения лесного хозяйства Турции. Представлены ключевые вопросы управления лесами этой страны. Рассмотрена современная структура управления лесами Турции, отмечены характерные особенности лесных ресурсов страны. Указаны амбициозные задачи, стоящие перед лесным хозяйством страны в отношении лесовосстановления. Рассмотрены показатели в области охраны лесов от пожаров, защиты лесов и т. д. Проанализирована климатическая политика страны в лесной отрасли и принятые обязательства по достижению нулевого уровня выбросов парниковых газов к 2053 г.

Приведены результаты многолетнего изучения быстрорастущих триплоидных (исполинских) и диплоидных клонов осины в Шарьинском районе Костромской обл. Установлено, что в оптимальных лесорастительных условиях триплоидные клоны, отобранные А. С. Яблоковым и С. Н. Багаевым, значительно превышают обычные по быстроте роста и продуктивности. Дана лесоводственно-таксационная характеристика клонов исполинской осины в генетическом резервате. Представлены данные по динамике запасов древесины и устойчивости триплоидной осины к стволовой гнили за 60-летний период наблюдений в генетическом резервате. Установлено, что до 50-летнего возраста зараженность стволовой гнилью не превышает 10 % деревьев. Отмечены высокая плотность древесины и хорошая очищаемость стволов от сучьев триплоидной формы осины по сравнению с диплоидной. Определены перспективы использования быстрорастущих триплоидных и диплоидных клонов осины для плантационного лесовыращивания в зоне деятельности современных предприятий лесопромышленного комплекса. Показана возможность ускоренного получения элитного посадочного материала триплоидной осины методом микроклонального размножения.

Существует множество методов моделирования роста древостоев по среднему диаметру. В последние десятилетия наиболее распространены методы, на основе которых можно разработать модели, инвариантные относительно базового возраста. Цель исследования – моделирование роста лесных культур сосны по среднему диаметру с использованием обобщенного алгебраического разностного подхода. Для исследования отобраны данные обмеров в культурах сосны на 89 постоянных пробных площадях Лесной опытной дачи Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К. А. Тимирязева. В результате исследования лесных культур сосны, произрастающих в сходных почвенно-климатических условиях, в качестве лучшей модели роста по среднему диаметру обосновано уравнение, базирующееся на обобщенном алгебраическом разностном подходе, которое является полиморфным, а прогнозируемые кривые имеют S-образную форму. Модель инвариантна относительно базового возраста прогнозирования и напрямую оценивает процесс роста на основе любого значения среднего диаметра и возраста, обеспечивая последовательные прогнозы. Разработанная модель может применяться в условиях, к которым относятся экспериментальные материалы. Рассмотренная методика рекомендуется для моделирования роста по среднему диаметру других лесообразующих пород России.

В настоящее время дендроклиматические исследования роста основных лесообразующих пород приобрели актуальность в связи с глобальным потеплением климата и прогнозированием реакции лесов на этот процесс. Изменчивость прироста рассеяннососудистых пород Русской равнины плохо изучена по сравнению с хвойными и кольцесосудистыми. В ходе выполненных исследований динамики радиального прироста осины было установлено, что характер влияния метеорологических параметров на этот показатель имеет четко выраженную региональную специфику. В зимних условиях (Молокчинский заказник, Сергиево-Посадский район Московской обл.) наблюдается положительная реакция прироста на повышенные температуры января и февраля текущего года. В Центрально-Лесном заповеднике (Тверская обл.) отмечена специфическая достоверная корреляция прироста с температурами апреля. В наиболее засушливых условиях Мордовского заповедника (Республика Мордовия) установлено ярко выраженное отрицательное влияние на прирост осины повышенных температур воздуха летних месяцев (июнь, июль, август) предшествующего года. Проведенное исследование показало высокую вероятность деградации осиновых лесов по мере возрастания температур воздуха летних месяцев.

Цель. Оценка изменения лесопокрытых площадей на верхнем пределе произрастания древесной растительности на хребте Зигальга (Южный Урал). Создание научно-обоснованного прогноза расширения лесопокрытых площадей в ближайшем столетии на основе полученных данных о пространственном положении, возрасте, морфометрических параметрах древесных растений.

Процедура и методы. На склонах разной экспозиции и на разной высоте над уровнем моря заложены пробные площади в экотоне верхней границы леса. На пробных площадях с использованием дендрохронологических методов определён возраст 411 деревьев на общей площади 1,1 гектар. На основе отобранных полевых материалов произведена оценка надземной древесной фитомассы, с использованием древесных кернов получены её оценки в прошлом. Созданы модели оценки надземной фитомассы популяции ели сибирской для 2 склонов, где фитомасса в некоторой точке зависит от расстояния до линии раздела склонов и от времени.

Результаты. На Южном Урале, на хребте Зигальга на склонах разных экспозиций в последнем столетии произошел сдвиг верхней границы распространения ели сибирской в сообщества горных тундр и данный процесс происходит в настоящее время. В работе предложена модель, описывающая накопление надземной фитомассы еловых древостоев и продвижение, верхней границы леса вверх в будущем. По полученным прогнозам, горная тундра на перевале между г. Поперечная и г. Лысая зарастёт к 2065–2070 гг.

Теоретическая и/или практическая значимость. Результаты исследования представляют первый опыт моделирования продвижения верхней границы леса в горах Южного Урала и могут быть использованы при решении подобных задач в других горных районах. Полученные данные о пространственном положении деревьев их морфометрических параметрах могут быть использованы для мониторинга их состояния при различных сценариях изменения климата в будущем.

Цель. В данном исследовании оценивается применение обыкновенного кригинга, геостатистического метода интерполяции, для оценки индекса базальной площади древостоя в порослевых дубовых лесах северного региона Загрос, Иран.

Процедура и методы. Исследование проводилось в порослевом дубовом лесу в Северном Загросе, Иран, с доминированием Quercus brantii наряду с другими видами дуба (Q. infectoria и Q. libani). Лес занимает площадь около 6103 га, расположен на высоте от 1280 до 2040 м и уклоны варьируются от 0 до 137 %. Для закладки 136 пробных площадей (по 0,1 га каждая) применялась систематически-случайная сетка выборки размером 520 × 520 м. На каждом участке с помощью штангенциркуля измеряли диаметр на высоте груди (DBH) всех деревьев с DBH 5 см и более и рассчитывали прикорневую площадь на гектар для каждого участка на основе собранных данных с целью расчёта базальной площади. Был проведён предварительный анализ данных с целью оценки нормальности данных о базовой площади, выявления отклонений и анализа тенденций, связанных с направлением склона. Вариограммный анализ выполнялся для определения структуры пространственной корреляции. Затем применялся обыкновенный кригинг для прогнозирования базальной площади по всей исследуемой территории, при этом точность прогноза оценивалась посредством перекрёстной проверки с исключением по одному с использованием статистических метрик, включая среднюю абсолютную ошибку (MAE), среднеквадратичную ошибку (RMSE) и их относительные значения.

Результаты. Лес демонстрировал относительно низкую базальную площадь (14,53 м2/га) несмотря на высокую густоту стволов (350 стволов/га), что указывает на доминирование молодых деревьев и порослевого возобновления. Анализ тенденций данных о базальной площади, связанных с направлением склона, выявил слабые тенденции вдоль осей север-юг и восток-запад, но включение этих тенденций в кригинговую интерполяцию не повысило точность, поэтому они были исключены из карт прогнозирования и оценки ошибок для индекса базальной площади. Вариограммный анализ выявил сильную пространственную зависимость (степень зависимости 99,8 %), что позволяет классифицировать индекс базальной площади как регионализированную переменную и подтверждает использование геостатистических методов для эффективного моделирования и прогнозирования. При этом экспоненциальная модель обеспечивала наилучшее соответствие данным (r2 = 0,676). Диапазон влияния индекса базальной площади составляет 1554 м – максимальное расстояние, на котором сохраняется пространственная зависимость между данными, что делает этот диапазон решающим для определения размеров сети выборки. Валидация обычного кригинга для прогнозирования базальной площади продемонстрировала его высокую эффективность: MAE = 1,25 м2/га, MAEr = 8,61 %, RMSE = 3,26 м2/га и RMSEr = 22,4 %, что позволяет использовать его для создания карт прогнозирования и стандартных ошибок прогнозирования для базальной площади в порослевых дубовых лесах.

Теоретическая и/или практическая значимость. Полученные результаты демонстрируют, что геостатистические методы, такие как обыкновенный кригинг, обеспечивают точную и экономически эффективную альтернативу традиционным лесным инвентаризациям, тем самым способствуя развитию устойчивых практик лесопользования. Наблюдаемая сильная пространственная зависимость базальной площади подтверждает её пригодность в качестве регионализованной переменной, способствуя разработке оптимизированных стратегий выборочного обследования для будущих лесных оценок. Данный геостатистический подход обладает значительным потенциалом для улучшения оценки лесных ресурсов, определения запасов углерода и планирования природоохранных мероприятий в экологически важных экосистемах, таких как дубовые леса Загроса.

Колорит парка в течение всей вегетации позволяет сформировать представление о цветовом восприятии композиции деревьев и кустарников или их в роли солитера. Исследования проводили в течение вегетационного периода на территории Кулундинских дендрологических коллекций, полевыми, стационарными и лабораторными методами, участок находится без полива. В качестве объектов исследования выступили 10 видов древесных растений. В ходе обследования были выявлены ценные породы деревьев и кустарников в хорошем состоянии, которые могут быть использованы в качестве опорных элементов для создания новых древесно-кустарниковых групп (60 % от исследуемых объектов: лиственница сибирская, чай курильский, боярышник Арнольда, липа мелколистная, тополь Памяти Вавилова, скумпия коггигрия). Также фиксировали угнетенное состояние растений - усыхание более 2/3 ветвей (40 % от исследуемых объектов: яблоня Бесприданница и сирень мохнатая). У дуба монгольского и клена золотистого отмечены значительные недостатки в кроне и стволе, но в целом деревья по состоянию жизнеспособные. Кулундинский дендрарий обладает высокой степенью декоративности. Исследования позволили выделить периоды изменения «колорита парка» и установить периоды изменения, их продолжительность, качественный и количественный породный состав древесно-кустарниковых групп. Отмечались четыре фазы смены колорита парка, в которых происходили наиболее заметные изменения (ранняя весна, конец весны, начало лета и осень). Средняя продолжительность фаз у видов в целом была следующая: ранняя весна длилась 41 сут. - черно-коричневые и серые тона; весна - 31,2 сут. со светло-зеленым общим тоном и бело-розовым оттенком; конец весны - 19,9 (светло-зеленый колорит с желтоватым, белым, розовым оттенком); начало лета - 32,9 сут. (общий колорит парка становится зеленого насыщенного тона), конец или вторая половина лета - 42,4 (темно-зеленые густые насаждения); осень - 56,6 сут. (проявляется первые осенние окраски - желтый, желто-коричневый, желто-красный, зеленый с желтоватым оттенком и ярко-алый). Общая цветовая гамма пейзажа, а также сезонные и возрастные изменения цвета растений являются значимыми факторами при проектировании мероприятий реконструкции и реновации полифункциональных кластерных дендрологических экспозиций, кроме того, они используются как дешифровочные признаки для мониторинга коллекций средствами ГИС-анализа.

В статье рассмотрен метод построения таблиц хода роста одновозрастных лиственничных насаждений. Метод базируется на закономерностях изреживания одновозрастных лиственничных древостоев. Характер изреживания лиственничных древостоев с возрастом описывается 12 типовыми линиями, кедровых – одной линией. Разница между 6 и 10 типами изреживания составляет 40%. Типы «гасят» изменчивость абсолютных значений таксационных показателей. Как следствие, индексы изреживания имеют невысокую вариативность. В этой связи они использованы как независимые переменные при построении таблиц хода роста. Связь типов изреживания с классами бонитета, типами роста высоты, диаметра, видового числа умеренная, достоверная. Исключением является отсутствие связи между типами изреживания и классами густоты древостоев. Разную густоту в 100 лет могут иметь древостои одного типа изреживания. Абсолютные значения средних высот и диаметров определены по регрессионным уравнениям. Число стволов в базовом возрасте найдено через регрессионную связь класса бонитета и числа стволов. В других возрастах их число находили путем перемножения индексов типовых линий на количество стволов в базовом возрасте. Запас разработанных таблиц хода роста незначительно отклоняется от запаса нормальных древостоев лиственницы. Предлагаемый метод построения таблиц хода роста может найти применение при моделировании хода роста насаждений

Существуют два основных подхода к оценке индекса листовой площади (LAI): прямые методы, основанные на натурных исследованиях собранных листьев и косвенные методы, основанные на закономерностях прохождения оптического излучения через крону растения. Прямые методы трудоемки, однако позволяют получить более надежные оценки LAI, которые могут служить опорной величиной для валидации результатов косвенных оптических методов. Оптические косвенные методы измерения LAI менее точны и могут быть реализованы в двух разновидностях:(а)метод определения щелевой функции кроны; (b)метод вычисления оптической радиации, прошедшей через крону. Подробный анализ косвенных оптических методов показывает, что эти методы вполне сравнимы и взаимосвязаны. Статья посвящена оптимизации измерения индекса листовой площади (LAI) с использованием наиболее практичного из оптических методов- косвенного метода, предложенного Монси и Саки. Показано, что растительный участок, в котором растут деревья с различными значениями технологического показателя A, функционально связанного с абсорбционностью листьев, может быть охарактеризован средней величиной LAI cp. При этом показано, что существует некоторая функциональная связь между показателем τ, характеризующим проходящую через крону фотосинтетическую радиацию, и показателем А, при которой усредненная величина LAI cp достигает максимума. Определено, что в интервале значений показателя абсорбционности листьев a =(0-2,46) рост a приводит к уменьшению величины LAI cp, а при условии a >2,46 LAI cp к увеличению.