ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2023.243.120-135isplta-29Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYДинамика сумм площадей сечений и запасов в культурах сосны разной начальной густотыDynamics of stand basal areas and stocks in pine plantations of different initial densityhttps://orcid.org/0000-0002-8939-942XДубенокН. Н.DubenokN. N.

ДУБЕНОК Николай Николаевич – заведующий кафедрой сельскохозяйственных мелиораций, лесоводства и землеустройства, академик РАН

127434, Тимирязевская ул., д. 49, г. Москва

DUBENOK Nikolay N. – DSс (Agriculture), professor, academician of RAS, head of the department

127434. Timiryazevskaya str. 49. Moscow

alebedev@rgaumsha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8939-942XЛебедевА. В.LebedevA. V.

ЛЕБЕДЕВ Александр Вячеславович – доцент кафедры сельскохозяйственных мелиораций, лесоводства и землеустройства

127434, Тимирязевская ул., д. 49, г. Москва

LEBEDEV Aleksandr V. – PhD (Agriculture), associate professor of the department of Agricultural Reclamation

127434. Timiryazevskaya str. 49. Moscow

alebedev@rgaumsha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияAgricultural Reclamation, Forestry and Land Management at Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияForestry and Land Management at Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2023110220240243120135Copyright © Дубенок Н.Н., Лебедев А.В., 20242024Дубенок Н.Н., Лебедев А.В.Dubenok N.N., Lebedev A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/29

История изучения роста и производительности древостоев характеризуется постоянной разработкой новых моделей, которые улучшают и дополняют прежние. Цель исследования – по материалам долговременных наблюдений на постоянных пробных площадях разработать эмпирические модели динамики сумм площадей сечений и запасов культур сосны разной начальной густоты. Объектом исследования стали культуры сосны на постоянных пробных площадях Лесной опытной дачи Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева. Для моделирования динамики сумм площадей сечений и запасов использована аддитивная модель, основанная на функции плотности вероятности Вейбулла, параметры которой выражены линейно от начальной густоты. Динамика таксационных показателей в каждом древостое индивидуальна, и на нее оказывает влияние множество внутренних и внешних факторов. Из-за неоднородности действия в пространстве и во времени экологических факторов в динамике таксационных показателей проявляются отклонения от монотонных кривых, которые указывают на наличие механизмов саморегуляции в популяциях древесных растений с прохождением древостоями нескольких этапов от устойчивого к неустойчивому состоянию. Таблицы хода роста не отражают динамику таксационных показателей фактических древостоев и не могут применяться для ее прогнозирования. В табличной форме невозможно представить всего многообразия возможных в природе траекторий динамики насаждений. В таблицах хода роста нормальных древостоев содержится информация о предельных значениях сумм площадей сечений и запасов, но в таком неустойчивом состоянии в природе насаждения долгое время находиться не могут. Жизненный цикл древостоя представляет собой волнообразный процесс динамики таксационных показателей, обусловленный разной интенсивностью воздействия как внутренних (проявление саморегуляции в древесных сообществах и петель обратной связи), так и внешних факторов. Для моделирования немонотонной динамики таксационных показателей возможно применение моделей, полученных путем суммирования нескольких простых ростовых функций или немонотонных с одной точкой максимума.

The history of the study of growth and productivity of stands is characterized by the constant development of new models that improve and complement the previous ones. The purpose of the study is to develop empirical models of the dynamics of the basal areas and stocks of pine plantations of different initial density based on the materials of long-term observations on permanent sample plots. The object of the study was pine cultures on permanent trial plots of the Forest Experimental Station of the Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy. To modeling the dynamics of the basal areas and stocks, an additive model was used based on the Weibull probability density function, the parameters of which are expressed linearly from the initial density. The dynamics of stand indicators in each forest stand is individual, and it is influenced by many internal and external factors. Due to the heterogeneity of the action in space and time of environmental factors in the dynamics of stand indicators, deviations from monotonous curves appear, which indicate the presence of self-regulation mechanisms in populations of woody plants with the passage of forest stands through several stages from a stable to an unstable state. The tables of the course of growth do not reflect the dynamics of stand indicators of actual forest stands and cannot be used for its forecasting. It is impossible to present in tabular form the whole variety of trajectories of stand dynamics that are possible in nature. The tables of the course of growth of normal stands contain information on the limiting values of the basal areas and stocks, but plantings cannot be in such an unstable state in nature for a long time. The life cycle of a forest stand is a wave-like process of the dynamics of stand indicators, due to different intensity of the impact of both internal (manifestation of self-regulation in tree communities and feedback loops) and external factors. To model the nonmonotonic dynamics of forest stand indicators, it is possible to use models obtained by summing several simple growth functions or nonmonotonic ones with one maximum point.

динамика древостоевкультуры соснысумма площадей сеченийзапасначальная густотаdynamics of forest standspine plantationsbasal areasstockinitial densityReferencesБогачев А.В. Лесотаксационные исследования. М.: ВНИИЛМ, 2007. 344 с.Bogachev A.V. Forest inventory research. Moscow: VNIILM, 2007. 344 p. (In Russ.)Дубенок Н.Н., Кузьмичев В.В., Лебедев А.В. Результаты экспериментальных работ за 150 лет в Лесной опытной даче Тимирязевской сельскохозяйственной академии. М.: Наука, 2020. 382 с.Dubenok N.N., Kuzmichev V.V., Lebedev A.V. The results of experimental work over 150 years in the Forest experimental district of the Timiryazev Academy. M.: Nauka, 2020. 382 p. (In Russ.)Карев Г.П., Скоморовский Ю.И. Моделирование динамики однопородных древостоев // Сибирский экологический журнал. 1999. № 4. С. 403–417.Karev G.P., Skomorovsky Yu.I. Modeling the dynamics of single-species forest stands. Siberian ecological journal, 1999, no. 4, pp. 403–417. (In Russ.)Лебедев А.В. Динамика таксационных показателей сосновых древостоев по данным долговременных наблюдений // Сибирский лесной журнал. 2023. № 2. DOI: 10.15372/SJFS20230201.Lebedev A.V. Changes in the growth of forest stands in Moscow according to long-term observations. Scientific Foundations of Sustainable Forest Management: Proceedings of the All-Russian Scientific Conference with International Participation Dedicated to the 30th Anniversary of the CEPL RAS, Moscow, April 25–29, 2022. M.: Center for Problems of Ecology and Productivity of Forests of the Russian Academy of Sciences, 2022a, pp. 321–323. (In Russ.)Лебедев А.В. Изменение роста древостоев в Москве по данным долговременных наблюдений // Научные основы устойчивого управления лесами: матер. Всерос. науч. конф. с междунар. участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН, Москва, 25–29 апреля 2022 года. М.: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 2022а. С. 321–323.Lebedev A.V., Kuzmichev V.V. Dynamics of forest survey parameters of pine tree stands according to long-term observation data. Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.), 2023, no. 2. DOI: 10.15372/SJFS20230201. (In Russ.)Лебедев А.В. Климатически оптимизированное лесное хозяйство в городских лесах как инструмент адаптации к изменениям окружающей среды // Материалы Междунар. науч. конф. молодых учёных и специалистов, посвящ. 135-летию со дня рождения А.Н. Костякова: сб. ст., Москва, 06–08 июня 2022 года. Т. 1. М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2022б. С. 14–16.Lebedev A.V. Climate-optimized forestry in urban forests as a tool for adapting to environmental changes. Proceedings of the International Scientific Conference of Young Scientists and Specialists dedicated to the 135th anniversary of the birth of A.N. Kostyakova: collection of articles, Moscow, June 06–08, 2022, vol. 1. M.: Russian State Agrarian University: Moscow Timiryazev Agricultural Academy, 2022b, pp. 14–16. (In Russ.)Мерзленко М.Д., Бабич Н.А. Теория и практика искусственного лесовосстановления. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2011. 239 c.Merzlenko M.D., Babich N.A. Theory and practice of artificial reforestation. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 2011. 239 p. (In Russ.)Милованович Д.А. Таблицы объемов, сбега и опытные таблицы хода роста условно VI и V бонитетов сосны Печорского края // Лесоведение и лесоводство. Приложение № 1 журнала «Лесное хозяйство, Лесопромышленность и Топливо». 1927. Вып. 4. С. 125–146.Milovanovich D.A. Tables of volumes, runoff and experimental tables of the course of growth of conditionally VI and V site index of pine of the Pechora Territory. Forest science and forestry. Appendix No. 1 of the journal «Forestry, Timber Industry and Fuel», 1927, iss. 4, pp. 125–146. (In Russ.)Михайлов А.В., Шанин В.Н., Безрукова М.Г. Компонентный подход к построению моделей лесных экосистем // Лесоведение. 2010. № 2. С. 69–76.Mikhailov A.V., Shanin V.N., Bezrukova M.G. Component approach to building models of forest ecosystems // Lesovedenie. 2010. No. 2. P. 69-76. (In Russ.)Пшеничникова Л.С. Эффективность разногустотного режима лесовыращивания культур сосны в Южной тайге средней Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. 36. № 6. С. 517–523.Pshenichnikova L.S. Efficiency of the different-density regime of forest cultivation of pine crops in the southern taiga of central Siberia. Coniferous boreal zone, 2018, iss. 36, no. 6, pp. 517–523. (In Russ.)Рогозин М.В., Разин Г.С. Развитие древостоев. Модели, законы, гипотезы: монография. Пермь, 2015. 277 с.Rogozin M.V., Razin G.S. Tree development. Models, laws, hypotheses: monograph. Perm, 2015. 277 p. (In Russ.)Тюрин А.В. Исследование хода роста нормальных сосновых насаждение Архангельской губернии // Тр. по лесн. опытному делу в России. СПб., 1913. Вып. 45. 135 с.Tyurin A.V. Study of the course of growth of normal pine plantations in the Arkhangelsk province. Tr. according to the forest experimental business in Russia, 1913, iss. 45. 135 p. (In Russ.)Усольцев В.А. Расчленение эдафической и ценотической составляющих продуктивности древостоев по данным густотного эксперимента // Леса Урала и хоз-во в них. 1994. Вып. 17. С. 77–85.Usoltsev V.A. Separation of the edaphic and coenotic components of the productivity of forest stands according to the density experiment. Forests of the Urals and households in them, 1994, iss. 17, pp. 77–85. (In Russ.)Усольцев В.А., Маленко А.А. Лесные культуры разной начальной густоты. Сообщение 2. Анализ опытных посадок сосны обыкновенной // Экопотенциал. 2014. № 3(7). С. 34–47.Usoltsev V.A., Malenko A.A. Forest cultures of different initial density. Message 2. Analysis of experimental plantings of Scots pine. Ecopotential, 2014, no. 3(7), pp. 34–47. (In Russ.)Хлюстов В.К., Лебедев А.В. Товарно-денежный потенциал древостоев и оптимизация лесопользования: монография. Иркутск: ООО «Мегапринт», 2017. 328 с.Khlustov V.K., Lebedev A.V. Monetary potential of forest stands and optimization of forest use: Monography. Irkutsk: Megaprint, 2017. 328 p. (In Russ.)Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г. , Нильсон С., Булуй Ю.И. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород Северной Евразии. Нормативно-справочные материалы. М.: Федеральное агентство лесного хозяйства, 2008. 886 с.Shvidenko A.Z., Schepashchenko D.G., Nilson S., Buluyu Yu.I. Tables and models of the course of growth and productivity of plantations of the main forest-forming species of Northern Eurasia. Normative reference materials. M.: Federal Forestry Agency, 2008. 886 p. (In Russ.)Dubenok N.N., Lebedev A.V., Gemonov A.V. Data set of long-term experiments in Forest Experimental Station of the Timiryazev Agricultural Academy since 1862 // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021. P. 012025. DOI: 10.1088/1755-1315/876/1/012025.Dubenok N.N., Lebedev A.V., Gemonov A.V. Data set of long-term experiments in Forest Experimental Station of the Timiryazev Agricultural Academy since 1862. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, p. 012025. DOI: 10.1088/1755-1315/876/1/012025.Lebedev A.V. Changes in the growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands in an urban environment in European Russia since 1862 // J. For. Res. 2022. DOI: 10.1007/s11676-022-01569-z.Lebedev A.V. Changes in the growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands in an urban environment in European Russia since 1862. J. For. Res., 2022. DOI: 10.1007/s11676-022-01569-z.Lebedev A., Kuzmichev V. Verification of two- And three-parameter simple height-diameter models for birch in the european part of Russia // Journal of Forest Science. 2020. Vol. 66, no. 9. P. 375–382. DOI: 10.17221/76/2020-JFS.Lebedev A., Kuzmichev V. Verification of two- And three-parameter simple height-diameter models for birch in the european part of Russia. Journal of Forest Science, 2020, vol. 66, no. 9, pp. 375–382. DOI: 10.17221/76/2020-JFS.Pretzsch H., Grote R., Reineking B., Roötzer Th., Seifert St. Models for Forest Ecosystem Management: A European Perspective // Annals of Botany. 2008. № 101. P. 1065–1087.Pretzsch H., Grote R., Reineking D., Roötzer Th., Seifert St. Models for Forest Ecosystem Management: A European Perspective. Annals of Botany, 2008, no. 101, pp. 1065–1087.Pretzsch H. Trees grow modulated by the ecological memory of their past growth. Consequences for monitoring, modelling, and silvicultural treatment // Forest Ecology and Management. 2021. Vol. 487. id 118982. DOI: 10.1016/j.foreco.2021.118982.Pretzsch H. Trees grow modulated by the ecological memory of their past growth. Consequences for monitoring, modelling, and silvicultural treatment. Forest Ecology and Management, 2021, vol. 487, id 118982. DOI: 10.1016/j.foreco.2021.118982.Vanclay J.K. Growth models for tropical forests: A synthesis of models and methods // Forest Science. 1995. Vol. 41, no. 1. P. 7–42. Wiedemann E. Die Kiefer. Hannover: Vcrlag Schaper, 1948.Vanclay J.K. Growth models for tropical forests: A synthesis of models and methods. Forest Science, 1995, vol. 41, no. 1, pp. 7–42. Wiedemann E. Die Kiefer. Hannover: Vcrlag Schaper, 1948.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.