ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2024.250.98-115isplta-383Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYТрансформация сосняка кустарничково-сфагнового при длительном осушении в северном лесном районеTransformation of shrub-sphagnum pine under prolonged drainage in the northern forest areahttps://orcid.org/0000-0002-7360-3975НаквасинаЕ. Н.NakvasinaE. N.

Наквасина Елена Николаевна – профессор; ведущий научный сотрудник, доктор сельскохозяйственных наук

WoS ResercherID: A-5165-2013; 

ScopusID: 35389250000;

AuthorID: 132027

163002, наб. С. Двины, д. 17, г. Архангельск

Nakvasina Elena N. – DSc (Agriculture), Professor; leading researcher

WoS ResercherID: A-5165-2013; 

ScopusID: 35389250000; 

AuthorID: 132027

163002. Dvina emb. 17. Arkhangelsk

nakvasina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1559-3254ЦветковИ. В.TsvetkovI. V.

Цветков Илья Васильевич – доцент; старший научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук

163002, наб. С. Двины, д. 17, г. Архангельск

 

Tsvetkov Ilya V. – PhD (Agriculture), Associate Professor; senior researcher

163002. Dvina emb. 17. Arkhangelsk

i.tsvetkov@narfu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4328-7040ДавыдовА. В.DavydovA. V.

Давыдов Александр Владимирович – лаборант- исследователь; аспирант

163002, наб. С. Двины, д. 17, г. Архангельск

Davydov Alexsandr V. – laboratory assistant-researcher; graduate student 

163002. Dvina emb. 17. Arkhangelsk

davydov.a@edu.narfu.ruКорсаковаА. О.KorsakovaA. O.

Корсакова Анастасия Олеговна – магистрант

163002, наб. С. Двины, д. 17, г. Архангельск

Korsakova Anastasia O. – PhD student

163002. Dvina emb. 17. Arkhangelsk

Северный (Арктический) Федеральный университет имени М.В. Ломоносова; Северный НИИ лесного хозяйстваРоссияNorthern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov; Northern Research Institute of ForestryRussian FederationСеверный (Арктический) Федеральный университет имени М.В. Ломоносова; Северный НИИ лесного хозяйстваРоссияNorthern Research Institute of Forestry; Northern (Arctic) Federal University named after M.V. LomonosovRussian FederationСеверный (Арктический) Федеральный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияNorthern (Arctic) Federal University named after M.V. LomonosovRussian Federation202426112024025098115Copyright © Наквасина Е.Н., Цветков И.В., Давыдов А.В., Корсакова А.О., 20242024Наквасина Е.Н., Цветков И.В., Давыдов А.В., Корсакова А.О.Nakvasina E.N., Tsvetkov I.V., Davydov A.V., Korsakova A.O.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/383

В развитии лесоболотных комплексов после осушения происходят экосистемные изменения всех ярусов биогеоценоза, что требует их комплексного изучения. Нами изучено влияние длительного (более 80 лет) осушения, проведенного в сосняке кустарничково-сфагновом в северном лесном районе (Архангельская область), на древостой и состояние нижних ярусов биогеоценоза: естественное возобновление, живой напочвенный покров и свойства торфяной почвы. Осушительная мелиорация проведена в 1940 г. ручным способом, на части площади проведены рубки ухода (1976 г.) – прочистки с целью регулирования густоты насаждения и улучшения условий роста деревьев главной породы. Объект является стационарным с 1990 г. (Северный НИИЛХ), заложено 3 пробные площади – осушаемый сосняк, осушаемый сосняк с рубками ухода и неосушаемое контрольное насаждение. Изучение древостоя, естественного возобновления, живого напочвенного покрова и почв проводили по общепринятым методикам. На осушаемой площади почвенно–грунтовые условия положительно повлияли на общую продуктивность лесных насаждений: древостой характеризуется высокой продуктивностью, класс бонитета II, тогда как на неосушаемой пробной площади – Vа. Значительные различия и по запасу древесины стволов (246 и 63 м3 /га, соответственно). Рубки ухода на фоне осушительной мелиорации незначительно способствовали повышению продуктивности древостоя, прежде всего за счет перераспределения по породам. Естественное возобновление в осушаемых сосново-березовых насаждениях слабое, представлено березой (200 шт./га), появившейся после рубок ухода. В живом напочвенном покрове в результате осушения снизилась численность видов, изменился их эколого-ценотический состав: полностью исчезли ксерофитные виды, доля мезофитов увеличилась в 2 раза. Сходство между неосушаемым и осушаемым насаждениями низкое, индекс Жаккара составляет 0,153–0,233. Рубки ухода, проводимые на фоне осушения, несколько выравнивают уровень биоразнообразия и повышают его, по сравнению с осушенным насаждением. Тип леса кустарничково-сфагновый, отмеченный ранее и соответствующий контрольному насаждению, изменился на черничный (влажный), в котором сформировалась типичная для автотрофного увлажнения лесная подстилка. В торфяной залежи (верхние слои): в два раза увеличилась степень разложенности и плотность сложения торфа, снизилась общая скважность, но возросла скважность аэрации. При этом зольность и кислотность торфа изменились незначительно. Экосистема сосняка кустарничково-сфагнового при проведении длительной осушительной мелиорации претерпела существенные изменения, касающиеся нижних ярусов биогеоценоза в сторону их выхода из сфагновой группы типов леса, что обуславливает и повышение продуктивности насаждения.

In the development of forest-swamp complexes after drainage, ecosystem changes occur in all tiers of biogeocenosis, which requires their comprehensive study. We have studied the effect of a long (more than 80 years) drainage carried out in the shrub-sphagnum pine forest in the northern forest district (Arkhangelsk region), on the stand and the state of the lower tiers of biogeocenosis: natural renewal, living ground cover and properties of peat soil. Drainage reclamation was carried out in 1940 by hand, care felling (1976) was carried out on part of the area – clearing in order to regulate the density of planting and improve the growth conditions of trees of the main breed. The facility has been stationary since 1990. (Northern NIILH), in which 3 trial areas are laid – drained pine forest, drained pine forest with care cabins and nondrained control plantation. The study of the stand, natural renewal, living ground cover and soils was carried out according to generally accepted methods. On the drained area, soil and soil conditions positively affected the overall productivity of forest stands: the stand is characterized by high productivity, bonus class II, whereas on the non–drained trial area – Va. There are also significant differences in the stock of trunk wood (246 and 63 m3 /ha, respectively). Felling of care against the background of drainage reclamation slightly contributed to an increase in the productivity of the stand, primarily due to redistribution by species. Natural renewal in drained pine-birch plantations is weak, represented by birch (200 pcs./ha), which appeared after logging. In the living ground cover, as a result of drainage, the number of species decreased, their ecological and cenotic composition changed: xerophytic species completely disappeared, the proportion of mesophytes increased by 2 times. The similarity between non-drained and drained plantings is low, the Jacquard index is 0.153–0.233. Logging of care carried out against the background of drainage somewhat equalize the level of biodiversity and increase it, compared with the drained plantation. The type of shrub-sphagnum forest noted earlier and corresponding to the control planting has changed to blueberry (moist), in which a typical autotrophic moistening forest litter has formed. In peat deposits (upper layers): the degree of decomposition and the density of peat addition doubled, the total borehole decreased, but the borehole aeration increased. At the same time, the ash content and acidity of peat have changed slightly. The ecosystem of shrub-sphagnum pine during long-term drainage reclamation has undergone significant changes concerning the lower tiers of biogeocenosis towards their exit from the sphagnum group of forest types, which also causes an increase in the productivity of planting.

сосняк кустарничково-сфагновыйосушениеестественное возобновлениеживой напочвенный покровпочвасвойстваshrub-sphagnum pinedrainagetree standnatural renewalliving ground coversoilpropertiesСтатья подготовлена по результатам научно-исследовательских работ, выполненных в рамках государственного задания ФБУ «СевНИИЛХ» на проведение прикладных научных исследований в сфере деятельности Федерального агентства лесного хозяйства «Разработка цифровой имитационной модели динамики экологического состояния и продуктивности лесных экосистем на переувлажненных землях под воздействием природных и антропогенных факторов» (регистрационный номер темы 122020300230-5).ReferencesБабиков Б.В., Пахучий В.В. Гидротехнические мелиорации (осушение лесных земель): учебное пособие. Сыктывкар: СЛИ, 2014. 160 с.Assessment of the suitability of the substrate for growing planting material with closed roots: Guidelines / comp. N.N. Belostotsky, A.A. Birtseva, A.V. Zhigunov. L.: LenNIILH, 1984. 29 p. (In Russ.)Мисников О.С., Пухова О.В., Черткова Е.Ю. Физико-химические основы торфяного производства: учеб. пособие. Тверь: Тверской государственный технический университет, 2015. 168 с.Babikov B.V., Pakhuchy V.V. Hydrotechnical land reclamation (drainage of forest lands): textbook. Syktyvkar: SLI, 2014. 160 р. (In Russ.)Наквасина Е.Н. Агрохимические свойства почв: учеб. пособие. Архангельск, 2009. 101 с.Davis K.T., Dobrowski S.Z., Holden Z.A., Higuera P.E., Abatzoglou J.T. Microclimatic buffering if forests of the future: the role of the local water balance. Ecography, 2019, no. 42. рр. 1–11.Орлов А.Я., Кошельков С.П. Почвенная экология сосны. М.: Наука, 1971. 323 с.Kozlowski T.T. Soil aeration, flooding and tree growth. Journal of Arboric, 1985, no. 11, pp. 85–96.Оценка пригодности субстрата для выращивания посадочного материала с закрытыми корнями: методические указания / сост. Белостоцкий Н.Н., Бирцева А.А., Жигунов А.В. Л.: ЛенНИИЛХ, 1984. 29 с.Misnikov O.S., Pukhova O.V., Chertkova E.Yu. Physico-chemical bases of peat production: textbook. Tver: Tver State Technical University, 2015. 168 p. (In Russ.)Пахучая Л.М. Комплексная оценка влияния осушения на лесные биогеоценозы на Тимане // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2017. № 49. С. 38–42.Nakvasina E.N. Agrochemical properties of soils: textbook. Arkhangelsk. 2009. 101 p. (In Russ.)Пахучий В.В., Пахучая Л.М. Лесоводство на заболоченных землях. СПб.: СПбГЛТУ, 2017. 232 с.Orlov A.Ya., Purses S.P. Soil ecology of pine, M.: Nauka, 1971. 323 p. (In Russ.)Пономарева Т.И. Влияние лесоосушения на лесорастительные условия сосняков кустарничково-сфагновых северотаежного района Архангельскойц области: автореф. дисс. … канд. с.-х. наук по специальности 06.03.02 – Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация. Архангельск, САФУ, 2022 г. 20 с.Osman K.T. Forest Soils: Properties and Management. Springer International Publishing Switzerland, Switzerland, 2013, p. 217.Пономарева Т.И., Штанг А.К., Ярыгина О.Н., Селянина С.Б. Трансформация микроклимата и гидрологических условий осушаемых сосняков кустарничковосфагновых северотаежной подзоны Архангельской области // Успехи современного естествознания. 2021. 12(1). С. 56–63.Pakhuchaya L.M. A comprehensive assessment of the effect of drainage on forest biogeocenoses on Timan. Actual problems of the forest complex, 2017, no. 49, pp. 38– 42. (In Russ.)Скрипниченко В.А., Селянина С.Б., Татаринцева В.Г., Пономарева Т.И., Дайбова Е.Б., Кириллова М.Е. Торф как источник для производства удобрений (на примере месторождения Овечье) // Проблемы освоения нефтегазовых месторождений приарктических территорий России: матер. Всерос. науч.-практич. конференции (17–18 декабря 2020 г.) / отв. ред. профессор М.Г. Губайдуллин и доцент О.В. Крайнева; Сев. (Арктич.) федер. ун-т. Архангельск: САФУ, 2020. Вып. 3. С. 117–121.Pakhuchy V.V., Pakhuchaya L.M. Forestry on wetlands. St. Petersburg: SPbGLTU, 2017. 232 p. (In Russ.)Соколов Н.Н., Бахтин А.А. Гидротехнические мелиорации. Происхождение, характеристика и классификация болот и избыточно увлажненных лесов: учеб. пособие. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006. 100 с.Ponomareva T.I. The influence of deforestation on the forest-growing conditions of shrub-sphagnum pine forests of the North Taiga district of the Arkhangelsk region: avtoref. diss. … candidate of Agricultural Sciences, specialty 06.03.02 – Forestry, forestry, forest management and forest taxation. Arkhangelsk, SAFU, 2022. 20 p. (In Russ.)Тараканов А.М. Рост осушаемых лесов и ведение хозяйства в них. Архангельск: СевНИИЛХ, 2004. 228 с.Ponomareva T.I., Shtang A.K., Yarygina O.N., Selyanina S.B. Transformation of microclimate and hydrological conditions of drained shrub-sphagnum pine forests of the North Taiga subzone of the Arkhangelsk region. Successes of modern natural science, 2021, no. 12(1), pp. 56–63. (In Russ.)Тараканов А.М. Характеристика гидролесомелиоративного фонда и природные особенности заболоченных лесов Европейского Севера России // Arctic Environmental Research. 2005. № 2. C. 56–63.Skripnichenko V.A., Selyanina S.B., Tatarintseva V.G., Ponomareva T.I., Daibova E.B., Kirillova M.E. Peat as a source for fertilizer production (on the example of the Ovechye deposit). Problems of oil and gas fields development in the Arctic territories of Russia: materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference (December 17–18, 2020) / ed. Professor M.G. Gubaidullin and Associate Professor O.V. Kraineva; Northern (Arctic) feder. un-t. Arkhangelsk: SAFU, 2020, iss. 3, pp. 117–121. (In Russ.)Тараканов А.М., Симаков А.А., Капистка В.В., Дворяшин А.В. Особенности ведения лесного хозяйства на осушаемых землях : сб. науч. трудов ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства». Архангельск, 2019. С. 9–18.Sokolov N.N., Bakhtin A.A. Hydraulic reclamation. Origin, characteristics and classification of swamps and excessively moist forests: textbook. Arkhangelsk: Publishing house of AGTU, 2006. 100 p. (In Russ.)Юрковская Т.К. Взаимоотношения таежных лесов и болот в пространстве и времени // Известия Самарского НЦ РАН. 2012. № 1–5. С. 1–4.Tarakanov A.M. Characteristics of the hydroforestry fund and natural features of swampy forests of the European North of Russia. Arctic Environmental Research, 2005, no. 2, pp. 56–63. (In Russ.)Davis K.T., Dobrowski S.Z., Holden Z.A., Higuera P.E., Abatzoglou J.T. Microclimatic buffering if forests of the future: the role of the local water balance // Ecography. 2019. No. 42. P. 1–11. (In Engl.)Tarakanov A.M. The growth of drained forests and farming in them. Arkhangelsk: Sevniilkh, 2004. 228 p. (In Russ.)Kozlowski T.T. Soil aeration, flooding and tree growth // J. of Arboric. 1985. No. 11. Р. 85–96. (In Engl.)Tarakanov A.M., Simakov A.A., Kapistka V.V., Dvoryashin A.V. Features of forestry management on drained lands. Collection of scientific papers of the Northern Research Institute of Forestry. Arkhangelsk, 2019, pp. 9–18. (In Russ.)Osman K.T. Forest Soils: Properties and Management. Springer International Publishing Switzerland, Switzerland, 2013. Р. 217. (In Engl.)Yurkovskaya T.K. The relationship of taiga forests and swamps in space and time. Izvestiya Samarskogo NC RAS, 2012, no. 1–5, pp. 1–4. (In Russ.)

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