ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2019, № 4, С. 274-285


ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ РАНГОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ДЕРЕВЬЕВ ПО ИХ РАЗМЕРАМ В ЦЕНОПОПУЛЯЦИЯХ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
Ю. П. Демаков, Т. В. Нуреева
Поволжский государственный технологический университет,
Российская Федерация, 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
E-mail: DemakovYP@volgatech.net


Поступила в редакцию 25.12.2017 г.
Отражены результаты исследования по выявлению закономерностей изменения рангового положения деревьев по классам Крафта в ценопопуляциях сосны, проведенного на 125 пробных площадях в древостоях различного возраста (от 15 до 110 лет), происхождения, густоты (от 0.5 до 22 тыс. экз./га) и условий произрастания. Показано, что оно не остается стабильным в течение их жизни, изменяясь по мере роста в ту или иную сторону, однако из  IV-V классов Крафта в основной полог древостоя со временем переходит более 20% особей, а из высших классов в низшие – всего 6%. Неустойчиво положение только деревьев III класса, половина из которых понижают со временем свой ранг. Одной из причин изменения ранга деревьев является разная скорость исчерпания ими жизненного потенциала, связанного с  темпами роста диаметра ствола, которые у деревьев каждого класса Крафта различны. Установлено, что особи IV-V классов Крафта практически полностью исчерпывают свой жизненный потенциал уже к 40-50 годам, почти не увеличивая диаметр ствола, а остальных классов – не ранее  80-90 лет. Приведены математические уравнения, отражающие связь среднего диаметра деревьев каждого класса со средним диаметром древостоя, позволяющие оценить ранговую структуру и жизнеспособность ценопопуляций. Показано, что хорошим диагностическим признаком состояния жизнеспособности дерева и его рангового положения в ценопопуляции является отношение между высотой дерева и диаметром или площадью сечения ствола.
Ключевые слова: Сосна обыкновенная, древостой, лесные культуры, ранговая структура, дифференциация деревьев, закономерности и причины.
DOI: 10.1134/S0024114819030021


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Барнишкис Е.К. Выживание деревьев при естественном изреживании в сосновых насаждениях // Лесоведение. 1972. № 5. С. 33-41.

  • Белов С.В. Лесоводство. М.: Лесн. пром-сть, 1983. 352 с.

  • Бузыкин А.И., Гавриков B.Л., Секретенко О.П., Хлебопрос Р.Г. Анализ структуры древесных ценозов. Новосибирск: Наука, 1985. 95 с.

  • Внучков В.Т. Горизонтальная структура древостоев сосны Казахского мелкосопочника // Лесоведение. 1976. № 5. С. 56-62.

  • Вомперский С.Э., Иванов А.И. Связь площади поперечного сечения заболони с массой хвои сосны обыкновенной // Лесоведение. 1984. № 3. С. 60-65.

  • Гордина Н.П. Пространственная структура и продуктивность сосняков нижнего Енисея. Красноярск: Институт леса и древесины, 1985. 126 с.

  • Грабарник П.Я. Анализ горизонтальной структуры древостоя: модельный подход // Лесоведение. 2010. № 2. С. 77-85.

  • Демаков Ю.П. Диагностика устойчивости лесных экосистем: методологические и методические аспекты. Йошкар-Ола: Периодика Марий Эл, 2000. 415 с.

  • Демаков Ю.П., Исаев А.В., Нехаев И.Н. Характер освоения деревьями жизненного пространства в пойменных биогеоценозах // Науч. труд. государственного природного заповедника «Большая Кокшага». Вып. 6. Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2013. С. 163-184.

  • Демаков Ю.П., Исаев А.В., Сафин М.Г. Закономерности динамики прироста деревьев сосны в различных типах леса заповедника // Там же. Вып. 7. Йошкар-Ола: : Поволжский государственный технологический университет, 2015. С. 101-138.

  • Демаков Ю.П., Мухортов Д.И., Нуреева Т.В. Pro motus coniferarum – Программа для расчета динамики состояния хвойных древостоев на постоянных пробных площадях. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Заявка № 2017614494; заявитель и правообладатель ПГТУ; Заяв. 16.05.2017, зарег. 05.07.2017, опубл. 05.07.2017

  • Демаков Ю.П., Сафин М.Г., Нехаев И.Н. Пространственное распределение и взаимовлияние деревьев в чистых сосновых древостоях // Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг: Матер. междунар. науч.-практ. семинара. Йошкар-Ола, 2-3 сентября 2011:, 2011. Йошкар-Ола. Изд-во МарГТУ. 2011. С. 93-102.

  • Демаков Ю.П., Пуряев А.С., Черных В.Л., Черных Л.В. Использование аллометрических зависимостей для оценки фитомассы различных фракций деревьев и моделирования их динамики // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 2. С. 19-36.

  • Дударев А.Д. Итоги 30-летних лесоводственно-таксационных наблюдений на постоянных пробных площадях в Брянском опытном лесничестве // Научные записки  Воронежского лесотехнического института. Воронеж, 1956. Т. 15. С. 121-128.

  • Зейде Б.Б. О математической природе процесса старения деревьев // Дендроклиматохронология и радиоуглерод. Каунас, 1972. Изд-во: Каунас, Институт ботаники АН Литовской ССР - ЛФТИ, 1972. С. 169-174.

  • Иванов А.И., Дубинин А.И. Площадь сечения заболони и площадь зоны транзита влаги в ней у сосны обыкновенной // Лесоведение. 1992. № 5. С. 28-37.

  • Кайбияйнен Л.К., Хари П. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. I. Пути движения влаги в ксилеме // Лесоведение. 1985. № 5. С. 23-28.

  • Кайбияйнен Л.К., Хари П., Сазонова Т.А., Мякеля А. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. III. Площадь проводящей ксилемы и масса хвои // Лесоведение. 1986. № 1. С. 31-37.

  • Кан-Ихи-Сакай. Конкурентоспособность растений, ее наследуемость и некоторые связанные с ней проблемы // Механизмы биологической конкуренции. М.: Мир, 1964. С. 309-331.

  • Каплина, Н.Ф., Жиренко Н.Г., Ильюшенко А.Ф. Погодичная динамика фитомассы и продукции древостоя дуба южной лесостепи: методические подходы и результаты// Продукционный процесс и структура лесных биогеоценозов: теория и эксперимент (памяти А.И. Уткина) / Отв. ред. М.Г. Романовский. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. С. 68-92.

  • Карманова И.В. Математические методы изучения роста и продуктивности растений. М: Наука, 1976. 223 с.

  • Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М.: Изд-во Московского государственного университета, 1977. 312 с.

  • Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС, 2005. 336 с.

  • Ключюс А.А. Метод выделения гомогенных групп деревьев для изучения и прогноза вероятности их отпада // Мониторинг лесных экосистем. Каунас, 5-6 июня 1986. Изд-во: ЛитСХА АН ЛитССР, 1986. С. 325-327.

  • Комин Г.Е. Изменение рангов деревьев по диаметру в древостое // Лесообразовательный процесс на Урале. Свердловск: Изд-во Уральского филиала АН СССР, 1970. Вып. 67. С. 252-262.

  • Марченко И.С. Биополе лесных экосистем. Брянск: Придесенье, 1995. 188 с.

  • Маслаков Е.Л. Формирование сосновых молодняков. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 168 с.

  • Милютин Л.И., Новикова Т.Н., Тараканов В.В., Тихонова И.В. Сосна степных и лесостепных боров Сибири. Новосибирск: Гео, 2013. 128 с.

  • Нестеров В.Г. Вопросы современного лесоводства. М.: Сельхозгиз, 1961. 384 с.

  • Полюшкин Ю.В. Изменчивость радиального прироста древостоев как источник информации для прогнозирования динамики экосистем // Проблемы прогностических исследований природных явлений. Новосибирск: Наука, 1979. С. 154-167.

  • Романовский М. Г. Полиморфизм древесных растений по количественным признакам. М.: Наука, 1994. 96 с.

  • Романовский М.Г., Щекалев Р.В. Система вида у древесных растений. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 212 с.

  • Романовский М.Г., Щекалев Р.В. Продукционный бюджет кроны дерева: гиганты и карлики в древостое // Лесоведение. 2016. № 6. С. 438-444.

  • Санников С.Н. Петрова И.В. Дифференциация популяций сосны обыкновенной, Екатеринбург: Изд-во БС УрО РАН, 2003. 246 с.

  • Сеннов С.Н. Итоги экспериментального изучения конкуренции в древостоях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 1993. № 11. С. 160-172.

  • Сукачев В.Н. Растительные сообщества (введение в фитосоциологию). Л.-М.: Книга, 1928. 232 с.

  • Тихонова И.В. Карликовые сосны Ширинской лесостепи // Лесоведение. 2013. № 2. С. 22-30.

  • Тябера А. П. Вопросы территориального размещения деревьев в сосновых древостоях // Известия высших учебных заведений: Лесной журнал. 1980. № 5. С. 5-8.

  • Усольцев В. А. Оценка показателей продуктивности в биогруппах разной густоты // Лесоведение. 1985. № 2. С. 68-78.

  • Усольцев В. А. Продукционные показатели и конкурентные отношения деревьев. Исследование зависимостей. Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университет, 2013. 553 с.

  • Хари П., Кайбияйнен Л. К., Сазонова Т. А., Мякеля А. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. II. Активная ксилема // Лесоведение. 1985. № 5. С. 74-77.

  • Baldwin J. P. Competition for plant nutrients in sol; a theoretical approach // The Journal of Agricultural Science.  1976. Vol. 87, No. 2, pp. 341-356.

  • Grubb P. J. Root competition in soils of different fertility: a paradox resolved? // Phytocoenologia. 1994. V. 24. No. 1-4. P. 495-505.

  • Kadmon R. Plant competition along soil moisture gradients: A field experiment with the desert annual Stipa capensis // Journal Ecology. 1995. V. 83. No.2. P. 253-262.

  • Keddy P. A. Competitive hierarchies and centrifugal organization in plant communities / J.B. Grace and D. Tilman. Perspectives on Plant Competition. U.S.A., San-Diego:Academic Press, 1990. P. 266-290 (Eds.).

  • Ledermann T., Stage A. R. Effects of competitor spacing in individual-tree indices of competition // Canadian Journal of Forest Research. 2001. V. 31. No. 12. P. 2143-2150.

  • http://web.forestry.ubc.ca/biometrics/Documents/leMay_staudhammer_paper_March291.pdf/.  Дата обращения 15.11.2017 г.

  • Mabvurira D., Miina J. Individual-tree growth and mortality models for Eucalyptus grandis (Hill) Maiden plantations in Zimbabwe // Forest Ecology and Management. 2002. V. 161. No. 1. P. 231-245.

  • Pastorella F., Paletto A. Stand structure indices as tools to support forest management: an application in Trentino forests (Italy). Journal of Forest Science. 2013. V. 59, No. 4.  Р.159-168.

  • Stadt K. J., Huston C., Coates K. D., Feng Z., Dale M. R. T., Lieffers V. J. Evaluation of competition and light estimation indices for predicting diameter growth in mature boreal mixed forests // Annals of Forest Science. 2007. V. 64. No. 5. P. 477-490.

  • Szmyt J., Korzeniewicz R. Do natural processes at the juvenile stage of stand development differentiate the spatial structure of trees in artificially established forest stands? Leśne Prace Badawcze (Forest Research Papers). 2014. V. 75. No. 2. Р. 171-179.

  • Wedin D., Tilman D. Competition among grasses along a nitrogen gradient: initial conditions and mechanisms of competition // Ecological Monographs. 1993. V. 63. No. 2. P. 199-229.

  • Wilson J. B. Shoot competition and root competition // Journal of Applied Ecology. 1988. V. 25. No. 1. P. 279-296.