Влияние условий микроместообитания на высотно-возрастную структуру подроста ели в среднетаежных ельниках Карелии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проанализирована высотно-возрастная структура естественного возобновления ели европейской (Picea abies (L.) H. Karst.) в условиях трех зон проекции полога (межкроновая, прикроновая, подкроновая) и пяти типов микроместообитания (ненарушенная лесная подстилка; микроповышения, не связанные с ксилолитическим субстратом (КС); микроповышения, образованные КС; скрытый под подстилкой КС; зона влияния КС) в трех коренных среднетаежных ельниках. Высоты 50 см подрост достигает в возрасте 19—24 лет. Влияние лесорастительных условий отмечено на растения выше 50 см. Высоты 100 см растения достигают в возрасте 25—36 лет, 150 см — в возрасте от 31 года до 39 лет. Изменение количества подроста ели европейской с увеличением возраста лучше всего описывается экспоненциальной моделью. В условиях всех типов микроместообитаний высотной категории 51—100 см достигает 18—26% подроста (по сравнению с количеством мелкого (< 50 см) подроста). До категории 101—150 см вырастает 6—8% растений в ельнике черничном, 10—23% — в ельнике кислично-черничном с высокой долей участия березы повислой (Betula pendula) и осины обыкновенной (Populus tremula L.) в древостое, 5—25% — в ельнике кислично-черничном с содоминированием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Категории 151—200 см в ельнике черничном достигает не больше 3% подроста, который отмечен в условиях микроместообитаний, образованных КС. В ельнике с участием лиственных пород такой высоты достигает не больше 6% подроста, который произрастает во всех типах микроместообитаний (кроме скрытого под подстилкой КС). В ельнике с содоминированием сосны до этой категории вырастает не больше 6% подроста, который остается только на микроповышениях КС и в зоне его влияния. Результаты исследования свидетельствуют, что доля отпавшего подроста ели европейской в высотных категориях 51—100 и 151—200 см во всех типах микроместообитаний (в том числе образованных КС) в целом сопоставима.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Кикеева

Институт леса КарНЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: avkikeeva@mail.ru
Россия, ул. Пушкинская, д. 11, Петрозаводск, 185910

И. В. Ромашкин

Институт леса КарНЦ РАН

Email: avkikeeva@mail.ru
Россия, ул. Пушкинская, д. 11, Петрозаводск, 185910

А. М. Крышень

Институт леса КарНЦ РАН

Email: avkikeeva@mail.ru
Россия, ул. Пушкинская, д. 11, Петрозаводск, 185910

Список литературы

  1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная промышленность, 1982. 552 с.
  2. Бобкова К.С., Бессонов И.М. Естественное возобновление в среднетаежных ельниках европейского северо-востока // Лесоведение. 2009. № 5. С. 10—16.
  3. Гончаров А.А. Структура трофических ниш в сообществах почвенных беспозвоночных (мезофауна) лесных экосистем: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. М., 2014. 24 с.
  4. Грозин А.Н. Особенности распределения фитомассы подроста ели на осушаемом низинном болоте // Леса Урала и хозяйство в них. Вып. 23. Екатеринбург: УГЛТУ, 2003. С. 284—287.
  5. Давыдычев А.Н. Естественное возобновление и эколого-биологические особенности ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) и пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в водоохранно-защитных лесах Уфимского плато: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16. Тольятти, 2003. 19 с.
  6. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 175 с.
  7. Злобин Ю.А. Живой покров еловых лесов как фактор естественного возобновления ели: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.05. М., 1961. 20 с.
  8. Ильчуков С.В. Горизонтальная структура подроста ели в спелых среднетаежных ельниках // Лесной журнал. 2008. № 1. С. 64—68.
  9. Ипатов В.С., Тархова Т.Н. Количественный анализ ценотических эффектов в размещении деревьев по территории // Ботанический журнал. 1975. Т. 60. № 9. С. 1237—1250.
  10. Казимиров Н.И. Ельники Карелии. Л.: Наука, 1971. 140 с.
  11. Карпов В.Г. Экспериментальная фитоценология темнохвойной тайги. Л.: Наука, 1969. 335 с.
  12. Капица Е.А., Шорохова Е.В., Кузнецов А.А. Пул углерода крупных древесных остатков в коренных лесах северо-запада Русской равнины // Лесоведение. 2012. № 5. С. 36—43.
  13. Крышень А.М. Типы лесорастительных условий на автоморфных почвах в Карелии // Ботанический журнал. 2010. Т. 95. № 3. С. 281—297.
  14. Манов А.В. Горизонтальная структура древостоя и подроста ельника разнотравно-черничного средней тайги Республики Коми // Лесоведение. 2019. № 4. С. 286—293.
  15. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Лесная промышленность, 1980. 408 с.
  16. Миленин А.И., Арбузов А.И. Освещенность и естественное возобновление ели европейской в зоне Клинско-Дмитровской возвышенности // Лесотехнический журнал. 2011. № 3. С. 58—60.
  17. Мишко А.Е., Ставрова Н.И., Горшков В.В. Поливариантность развития особей Picea obovata (Pinaceae) в средневозрастных сосново-еловых лесах Кольского полуострова // Растительные ресурсы 2019. Т. 55. № 1. С. 56—71.
  18. Мишко А.Е., Ставрова Н.И., Горшков В.В. Онтогенетическая структура ценопопуляций Picea obovata на разных стадиях послепожарных сукцессий в северотаежных сосново-еловых лесах // Ботанический журнал. 2018. Т. 103. № 9. С. 50—78.
  19. Морозов Г.Ф. Избранные труды. М.: Лесная промышленность, 1970. Т. 1. 559 с.
  20. Романовский А.М. Поливариантность онтогенеза Picea abies (Pinaceae) в Брянском полесье // Ботанический журнал. 2001. Т. 86. № 8. С. 72—85.
  21. Рубцов М.В., Глазунов Ю.Б., Николаев Д.К. Восстановление ели под пологом культур сосны на суглинистых почвах в центре Русской равнины // Лесной вестник. 2014. № 1. С. 64—73.
  22. Стороженко В.Г. Особенности горизонтальной структуры лесов еловых формаций европейской тайги России // Известия вузов. Лесной журнал. 2022. № 2. С. 39—49. doi: 10.37482/0536-1036-2022-2-39-49
  23. Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества. Теория и эксперимент. М.: Гриф и К, 2007. 192 с.
  24. Стороженко В.Г., Бондарцева М.А., Соловьeв В.А., Крутов В.И. Научные основы устойчивости лесов к дереворазрушающим грибам. М.: Наука, 1992. 221 с.
  25. Сукачeв В.Н. Избранные труды: в трех томах. Л.: Наука, 1972. Т. 1. 343 с.
  26. Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. М.: Лесная промышленность, 1965. 459 с.
  27. Уранов А.А., Михайлова Н.Ф. Из опыта изучения фитогенного поля Stipa pennata L. // Бюллетень МОИП. Отдел биологический. 1974. Т. 79. № 5. С. 151—159.
  28. Юсупов И.Р. Особенности поселения и роста ели и пихты под пологом пихто-ельника чернично-зеленомошного в подзоне широколиственно-темнохвойных лесов Южного Урала // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 5 (2). С. 131—134.
  29. Cadenasso M.L., Traynor M.M., Pickett S.T. A. Functional location of forest edges: Gradients of multiple physical factors // Canadian Journal of Forest Research. 1997. V. 27. P. 774—782.
  30. Canham C.D., Denslow J.S., Platt W.J., Runkle J.R., Spies T.A., White P.S. Light regimes beneath closed canopies and tree-fall gaps in temperate and tropical forests // Canadian Journal of Forest Research. 1990. V. 20. P. 620—631.
  31. Canham C.D. Growth and canopy architecture of shade-tolerant trees: the response of Acer saccharum and Fagus grandifolia to canopy gaps // Ecology. 1988. V. 69. P. 786—795.
  32. Chrimes D., Nilson K. Overstorey density influence on the height of Picea abies regeneration in northern Sweden // Forestry. 2005. V. 78. № 4. P. 433—442.
  33. Dovčiak M., Hrivnák R., Ujházy K., Gömöry D. Seed rain and environmental controls on invasion of Picea abies into grassland // Plant Ecology. 2008. V. 194. № 1. P. 135—148. doi: 10.1007/s11258-007-9280-2
  34. Dyderski M.K., Gazda A., Hachułka M., Horodecki P., Kałucka I.L., Kamczyc J., Malicki M., Pielech R., Smoczyk M., Skorupski M., Wierzcholska S., Jagodziński A.M. Impacts of soil conditions and light availability on natural regeneration of Norway spruce Picea abies (L.) H. Karst. in low-elevation mountain forests // Annals of Forest Science. 2018. V. 75. № 91. doi: 10.1007/s13595-018-0775-x
  35. Eerikäinen K., Miina J., Valkonen S. Models for the regeneration establishment and the development of established seedlings in uneven-aged, Norway spruce dominated forest stands of southern Finland // Forest Ecology and Management. 2007. V. 242. № 2—3. P. 444—461. doi: 10.1016/j.foreco.2007.01.078
  36. Grassi G., Bagnaresi U. Foliar morphological and physiological plasticity in Picea abies and Abies alba saplings along a natural light gradient // Tree Physiology. 2001. V. 21. P. 959—967. doi: 10.1093/treephys/21.12-13.959
  37. Gray A.N., Spies T.A. Microsite controls on tree seedling establishment in conifer forest canopy gaps // Ecology. 1997. V. 78. № 8. P. 2458—2473. doi: 10.2307/2265906
  38. Grenfell R., Aakala T., Kuuluvainen T. Microsite occupancy and the spatial structure of understorey regeneration in three late-successional Norway spruce forests in northern Europe // Silva Fennica. 2011. V. 45. № 5. P. 1093—1110.
  39. Harmon M.E., Franklin J.F. Tree seedlings on logs in Picea–Tsuga forests of Oregon and Washington // Ecology. 1989. V. 70. № 1. P. 48—59.
  40. Holeksa J., Zywiec M., Bogdziewicz M., Kurek P., Milne-Rostkowska F., Piechnik Ł., Seget B. Microsite-specific 25-year mortality of Norway spruce saplings // Forest Ecology and Management. 2021. V. 498. № 3. P. 119572. doi: 10.1016/j.foreco.2021.119572
  41. Jäderlund A., Zackrisson O., Dahlberg A., Nilsson M.C. Interference of Vaccinium myrtillus on establishment, growth, and nutrition of Picea abies seedlings in a Northern boreal site // Canadian Journal of Forest Research. 2011. V. 27. № 12. P. 2017—2025. doi: 10.1139/x97-185
  42. Jagodziński A.M., Horodecki P., Rawlik K., Dyderski M.K. Do understorey or overstorey traits drive tree encroachment on a drained raised bog? // Plant Biology. 2017. V. 19. № 4. P. 571—583. doi: 10.1111/plb.12569
  43. Jonášová M., Prach K. Central-European mountain spruce (Picea abies (L.) Karst.) forests: regeneration of tree species after a bark beetle outbreak // Ecological Engineering. 2004. V. 23. № 1. P. 15—27. doi: 10.1016/j.ecoleng.2004.06.010
  44. Kathke S., Bruelheide H. Interaction of gap age and microsite type for the regeneration of Picea abies // Forest Ecology and Management. 2010. V. 259. № 8. P. 1597—1605. doi: 10.1016/j.foreco.2010.01.036
  45. Kupferschmid A.D., Bugmann H. Effect of microsites, logs and ungulate browsing on Picea abies regeneration in a mountain forest // Forest Ecology and Management. 2005. V. 205. № 1—3. P. 251—265. doi: 10.1016/j.foreco.2004.10.008
  46. Laiho O., Pukkala T., Lähde E. Height increment of understorey Norway spruces under different tree canopies // Forest Ecosystems. 2014. V. 1. № 1. P. 4. doi: 10.1186/2197-5620-1-4
  47. Leemans R. Canopy gaps and establishment patterns of spruce (Picea abies (L.) Karst.) in two old-growth coniferous forests in central Sweden // Vegetatio. 1991. V. 93. P. 157—165.
  48. Lieffers V.J., Stadt K.J., Navratil S. Age structure and growth of understory white spruce under aspen // Canadian Journal of Forest Research. 1996. V. 26. № 6. P. 1002—1007.
  49. Lundqvist L., Chrimes D., Elfving B., Mörling T., Valinger E. Stand development after different thinnings in two uneven-aged Picea abies forests in Sweden // Forest Ecology and Management. 2007. V. 238. № 1—3. P. 141—146. doi: 10.1016/j.foreco.2006.10.006
  50. Lundqvist L., Fridman E. Influence of local stand basal area on density and growth of regeneration in uneven-aged Picea abies stands // Scandinavian Journal of Forest Research.1996. V. 11. № 4. P. 364—369.
  51. Macek M., Wild J., Kopecký M., Červenka J., Svoboda M., Zenáhlíková J., Brůna J., Mosandl R., Fischer A. Life and death of Picea abies after bark– beetle outbreak: ecological processes driving seedling recruitment // Ecological Applications. 2017. V. 27. № 1. P. 156—167. 10.1002/eap.1429
  52. Metslaid M., Jõgiste K., Nikinmaa E., Moser W.K., Porcar-Castell A. Tree variables related to growth response and acclimation of advance regeneration of Norway spruce and other coniferous species after release // Forest Ecology and Management. 2007. V. 250. № 1—2. P. 56—63. doi: 10.1016/j.foreco.2007.03.009
  53. Metslaid M., Ilisson T., Nikinmaa E., Kusmin J., Jŏgiste K. Recovery of advance regeneration after disturbances: acclimation of needle characteristics in Picea abies // Scandinavian Journal of Forest Research. 2005. V. 20. № 6. P. 112—121. doi: 10.1080/14004080510043352
  54. Ӧrlander G., Nilsson U., Hällgren J.-E. Competition for water and nutrients between ground vegetation and planted Picea abies // New Zealand Journal of Forestry Science. 1996. V. 26. № 1—2. P. 99—117.
  55. Paluch L., Bartkowicz J., Moser W.K. Interspecific effects between overstorey and regeneration in small-scale mixtures of three late-successional species in the Western Carpathians (southern Poland) // European Journal of Forest Research. 2019. V. 138. № 5. P. 889—905.
  56. Petritan I.C., von Lüpke B., Petritan A.M. Effects of root trenching of overstorey Norway spruce (Picea abies) on growth and biomass of underplanted beech (Fagus sylvatica) and Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) saplings // European Journal of Forest Research. 2011. V. 130. P. 813—828.
  57. Prescott C.E. The influence of the forest canopy on nutrient cycling // Tree Physiology 2002. V. 22. № 15—16. P. 1193—1200. doi.org/10.1093/treephys/22.15-16.1193
  58. Pukkala T., Lähde E., Laiho O. Species interactions in even- and unevenaged boreal forests // Journal of Sustainable Forestry. 2013. V. 32. № 4. P. 1—33.
  59. Pukkala T., Vettenranta J., Kolström T., Miina J. Productivity of a mixed Scots pine — Norway spruce stand // Scandinavian Journal of Forest Research. 1994. V. 9. P. 143—153.
  60. Rouvinen S., Kuuluvainen T. Tree diameter distributions in natural and managed old Pinus sylvestris-dominated forests // Forest Ecology and Management. 2005. V. 208. № 1. P. 45—61.
  61. Saksa T. Regeneration process from seed crop to saplings — a case study in uneven-aged Norway spruce-dominated stands in Southern Finland // Silva Fennica. 2004. V. 38. № 4. P. 371—381. doi: 10.14214/sf.405
  62. Stroheker S., Weiss M., Sieber T.N., Bugmann H. Ecological Factors Influencing Norway Spruce Regeneration on Nurse Logs in a Subalpine Virgin Forest // Forests. 2018. V. 9. № 3. P. 120. doi: 10.3390/f9030120
  63. Szewczyk J., Szwagrzyk J. Tree regeneration on rotten wood and on soil in old-growth stand // Vegetatio. 1996. V. 122. № 1. P. 37—46. doi: 10.1007/BF00052814

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Высота подроста ели европейской в возрастном ряду от 1 года до 39 лет в трех ельниках: 1 — ельник черничный, 2 — ельник кислично-черничного типа с высокой долей участия лиственных пород, 3 — ельник кислично-черничного типа с содоминированием сосны обыкновенной. По оси абсцисс — возрастной ряд подроста от 1 года до 39 лет; по оси ординат средняя высота — см.

Скачать (137KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кривые хода роста подроста ели европейской в разных зонах проекции полога (А) (межкроновая, край кроны, подкроновая) и типах микроместообитания (Б) (РУ, М, МКС, СКС, ВКС) в трех ельниках. По оси абсцисс — трехлетние возрастные группы; по оси ординат — средняя высота подроста, размерность — см; на точках кривых роста указана ошибка среднего значения.

Скачать (461KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменение количества подроста ели европейской с увеличением возраста в разных зонах проекции полога материнского древостоя (межкроновая зона, край кроны, подкроновая зона) в трех ельниках. По оси абсцисс отложены трехлетние возрастные группы подроста (1—3, 4—6…49—51); по оси ординат отложены значения количества подроста, размерность — шт.

Скачать (438KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение количества подроста ели европейской с увеличением возраста в разных типах микроместообитаний (РУ, М, МКС, ВКС) в трех ельниках. По оси абсцисс отложены трехлетние возрастные группы подроста (1—3, 4—6…49—51); по основной оси ординат отложены значения количества подроста, размерность — шт.

Скачать (593KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025