ISSN: 0024-1148 Лесоведение. 2015. № 2. С. 130-139

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ КОРНЕЙ ДЕРЕВЬЕВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ МЕСТООБИТАНИЯ

В. Н. Шанин
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
142290 Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2
E-mail: shaninvn@gmail.com

 Поступила в редакцию 07.06.2013 г.

Статья посвящена анализу опубликованных данных в целях выявления основных факторов, определяющих рост корней и строение корневых систем. Установлены ключевые зависимости и собраны численные показатели по дальности распространения корней древесных растений и его связи с условиями местообитания. Регрессионный анализ позволил установить характер зависимости (логистическая функция) и ее параметры для сосны обыкновенной (Рinиs sуlvеstris L.), ели европейской (Рiсеа аbiеs (L.) Н. Каrst.), березы повислой и пушистой (Веtиlареndиlа Rоth, В. риbеsсеns Еhrh.). Сравнение коэффициентов регрессионных уравнений, полученных для данных видов древесных растений, продемонстрировало различия в их жизненных стратегиях. Установлена зависимость дальности распространения корней от типа леса и рассчитаны соответствующие корректирующие множители. Результаты будут использованы для параметризации модели корневой конкуренции, являющейся частью более крупной модели биологического круговорота биогенных элементов в лесных экосистемах.

• Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 12-04-31635 и № 15-04-05400).


• Ключевые слова: корневые системы, имитационное моделирование, регрессионный анализ, конкуренция.

Список литературы

1. Бобкова К.С. Строение корневых систем древесных пород в различных типах сосновых лесов Зеленоборского стационара // Труды Коми филиала АН СССР. 1971. № 24. С. 52-69.


2. Верхоланцева Л.А., Бобкова К.С. Влияние почвенных условий на корневые системы древесных пород в еловых насаждениях подзоны северной тайги // Серия препринтов “Научные доклады”. Сыктывкар, 1972. Вып. 6. 56 с.


3. Комаров А.С. Пространственные индивидуально-ориентированные модели лесных экосистем // Лесоведение. 2010. № 2. C. 60-68.


4. Лащинский Н.Н. Структура и динамика сосновых лесов Нижнего Приангарья. Новосибирск: Наука, 1981. 272 с.


5. 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. № 3-4. С. 330-335.


6. Casper B.B., Schenk H.J., Jackson R.B. Defining a plant’s belowground zone of influence // Ecology. 2003. V. 84 (9). P. 2313-2321.


7. Cavard X., Bergeron Y., Chen H.Y.H., Pare D., Laganiere J., Brassard B. Competition and facilitation between tree species change with stand development // Oikos. 2011. V. 120. P. 1683-1695.


8. EkA.R., Monserud R.A. Trials with program Forest: Growth and reproduction simulation for mixed species in even-or uneven-aged forest stands // Growth models for tree and stand simulation / Ed. Fries J. Stockholm: Royal College of Forestry, 1974. Research Notes 30. P. 56-73.


9. Fransen B., de Kroon H., Berendse F Soil nutrient heterogeneity alters competition between two perennial grass species // Ecology. 2001. V. 82 (9). P. 2534-2546.


10. Goreaud F., Loreau M., Millier C. Spatial structure and the survival of an inferior competitor: a theoretical model of neighbourhood competition in plants // Ecological Modelling. 2002. V. 158. P. 1-19.


11. Grabarnik P., Loic P., Bengough G. Simulation study of the geometrical properties of a maize crop root system, and its consequences for root length density and root intersection density // Plant & Soil. 1998. V. 200. P. 157-167.


12. Jackson R.B., Sperry J.S., Dawson T.E. Root water uptake and transport: using physiological processes in global predictions // Trends in Plant Science. 2000. V. 5 (11). P. 482-488.


13. Jose S., Williams R., Zamora D. Belowground ecological interactions in mixed-species forest plantations // Forest Ecology & Management. 2006. V. 233. P. 231-239.


14. 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. Vantaa, Finland, 2011. Dissertationes Forestales 121. 65 p.


15. Kalliokoski T., Nygren P., Sievanen R. Coarse root architecture of three boreal tree species growing in mixed stands // Silva Fennica. 2008. V. 42 (2). P. 189-210.


16. Kalliokoski T., Sievanen R., Nygren P. Tree roots as selfsimilar branching structures: axis differentiation and segment tapering in coarse roots of three boreal forest tree species // Trees. 2010. V. 24. P. 219-236.


17. Karama S.L., Weisberg P.J., Scheller R.M., Johnson D.W., Miller W.W. Development and evaluation of a nutrient cycling extension for the LANDIS-II landscape simulation model // Ecological Modelling. 2013. V. 250. P. 45-57.


18. Komarov A.S., Khoraskina Yu.S., Bykhovets S.S., Bezrukova M.G. Modelling of soil organic matter and elements of soil nutrition dynamics in mineral and organic forest soils: the ROMUL model expansion // Procedia Environmental Sciences. 2012. V. 13. P. 525-534.


19. Komarov A.S., Chertov O.G., Zudin S.L., Nadporozhskaya M.A., Mikhailov A. V., Bykhovets S.S., Zudina E. V.,Zoubkova E.V. EFIMOD 2 -a model of growth and cycling of elements in boreal forest ecosystems // Ecological Modelling. 2003. V. 70. P. 373-392


20. Laitakari E. The root system of pine (Pinus silvestris): a morphological investigation // Acta Forestalia Fennica. 1929. V. 33 (1). P. 1-380.


21. Laitakari E. The root system of birch (Betula verrucosa and odorata) // Acta Forestalia Fennica. 1935. V. 41 (2). P. 1-217.


22. Matthews R., van Noordwijk M., Gijsman A.J., Cadisch G. Models of below-ground interactions: their validity, applicability and beneficiaries // Below-ground interactions in tropical agroecosystems: concepts and models with multiple plant components / Eds. van Noordwijk M., Cadisch G., Ong C.K. Wallingford: CABI Publishing, 2004. P. 41-60.


23. Puhe J. Growth and development of the root system of Norway spruce (Picea abies) in forest stands – a review // Forest Ecology & Management. 2003. V. 175. P. 253-273/


24. Raynaud X., Leadley P. W. Symmetry of belowground competition in a spatially explicit model of nutrient competition // Ecological Modelling. 2005. V. 189. P. 447-453.


25. Silander J.A., Pacala S.W. Neighborhood predictors of plant performance // Oecologia. 1985. V. 66. P. 256-263.


26. Sperry J.S., Adler E.R., Campbell G.S., Comstock J.P. Limitation of plant water use by rhizosphere and xylem conductance: results from a model // Plant, Cell & Environment. 1998. V. 21. P. 347-359.


27. Yastrebov A.B. Different types of heterogeneity and plant competition in monospecific stands // Oikos. 1996. V. 75. P. 89-97.