ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2024.251.202-214isplta-426Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYМетодика экспресс-оценки плотности древесины в ценопопуляциях сосны обыкновеннойRapid assessment of wood density in the Scots pine cenopopulationsДемаковЮ. П.DemakovYu. P.

ДЕМАКОВ Юрий Петрович – профессор кафедры лесных культур, селекции и биотехнологии, доктор биологических наук, лауреат Государственной премии Республики Марий Эл

424000, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола

DEMAKOV Yuriy P. – DSc (Biological), Associate Professor, Department of Forest Crops, Breeding and Biotechnology, Laureate of the State Prize of the Republic of Mari El.

424000. Lenin sq. 3. Yoshkar-Ola

DemakovYP@volgatech.nethttps://orcid.org/0000-0002-6500-5377ШараповЕ. С.SharapovE. S.

ШАРАПОВ Евгений Сергеевич – профессор кафедры строительных конструкций и водоснабжения, доцент, доктор технических наук

424000, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола

ResearcherID: D-7953-2015

SHARAPOV Evgeniy S. – DSc (Technical), Professor, Department of Building Structures and Water Supply

424000. Lenin sq. 3. Yoshkar-Ola

ResearcherID: D-7953-2015

SharapovES@volgatech.nethttps://orcid.org/0009-0000-1370-1285КоролевА. С.KorolevA. S.

КОРОЛЕВ Александр Сергеевич – старший научный сотрудник департамента научной и международной деятельности, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности, кандидат технических наук

424000, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола 

KOROLEV Alexander S. – PhD (Technical), Senior Researcher Department of scientific and international activities, Associate Professor Department of Emergency Management

424000. Lenin sq. 3. Yoshkar-Ola

KorolevAS@volgatech.nethttps://orcid.org/0000-0002-7507-8588ШейкинаО. В.SheikinaO. V.

ШЕЙКИНА Ольга Викторовна – доцент кафедры лесных культур, селекции и биотехнологии, доктор биологических наук

424000, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола

ResearcherID: AAB-2991-2020

Scopus AuthorID: 57219486493

SHEIKINA Olga V. – DSc (Biological), Associate Professor, Department of Forest Crops, Breeding and Biotechnology

424000. Lenin sq. 3. Yoshkar-Ola

ResearcherID: AAB-2991- 2020

Scopus AuthorID: 57219486493

shejkinaov@volgatech.netПоволжский государственный технологический университетРоссияVolga State University of TechnologyRussian Federation2024270120250251202214Copyright © Демаков Ю.П., Шарапов Е.С., Королев А.С., Шейкина О.В., 20252025Демаков Ю.П., Шарапов Е.С., Королев А.С., Шейкина О.В.Demakov Y.P., Sharapov E.S., Korolev A.S., Sheikina O.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/426

Приведены данные по вариабельности базисной плотности древесины в чистых по составу ценопопуляциях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на территории Республики Марий Эл. Исследования проведены в 2023–2024 годах на 38 объектах в древостоях разного возраста (от 30 до 240 лет), происхождения и условий произрастания. На каждом из них у деревьев измеряли на высоте 1,3 м от корневой шейки диаметр ствола в коре и брали с помощью бурава Пресслера (Haglöf Sweden AB) цилиндрические керны диаметром 5,15 мм и длиной 50 мм. Объем выборки кернов на каждом объекте варьировал от 15 до 130 шт. Цифровой эмпирический материал обработан стандартными методами математической статистики на ПК с использованием пакетов соответствующих прикладных программ. Показано, что для оценки среднего значения плотности древесины, которое может изменяться в ценопопуляциях сосны обыкновенной от 320 до 520 кг´м–3, необходимо взять керны у 20–25 средних по размеру деревьев, что обеспечит с вероятностью 99% погрешность не более ± 3%, а для оценки же с погрешностью ± 5% – у 12–15. Минимальное и максимальное значения оцениваемого параметра в каждой ценопопуляции будут составлять соответственно 75 и 140% относительно средней арифметической его величины. Деревья в ценопопуляциях для оценки данного параметра можно отбирать либо регулярно по ходовой линии, либо случайным образом, исключая лишь особи, резко выделяющиеся по размерам. Базисную плотность древесины целесообразнее оценивать стереометрическим способом, поскольку он по точности не уступает гидростатическому, который более сложен и трудоемок.

The paper presents the data on the variability of wood base density in the pure Scots pine (Pinus sylvestris L.) cenopopulations in the Mari El Republic. The studies were conducted on 38 plots in the stands of different ages (30 to 240 years old), origins and growing conditions in 2023–2024. In each plot, we measured tree trunks with bark and took cylindrical cores of 5.15 mm in diameter and 50 mm in length using a Pressler increment borer (Haglöf Sweden AB). The sample size in each plot varies from 15 to 30 cores. The numeric empirical material was processed by standard methods of mathematical statistics using a PC with packages of relevant applications. It is demonstrated that the assessment of the mean value of wood density, which may vary in the Scots pine cenopopulations from 320 kg×m–3 to 520 kg×m–3, requires cores from 20 or 25 trees of the average size that would ensure an error of not more than ± 3% with a probability of 99%, while for assessment with an error of ± 5%, it is necessary to take cores from 12 to 15 trees. The minimum and maximum values of the assessed parameter in each cenopopulation will be 75% and 140%, respectively, in relation to the arithmetic mean of its value. To assess this parameter, trees in the cenopopulations may be selected either regularly along the computation line or randomly, except the trees with sharply outstanding sizes. It is more appropriate to assess the base density of wood by a stereometrical method as it provides the accuracy that is not less than that of a hydrostatic method, which is more difficult and timeconsuming.

сосна обыкновеннаяценопопуляциидревесинабазисная плотностьвариабельностьэкспресс-оценкаоптимизация объема выборкиScots pinecoenopopulationswoodbasis densityvariabilityrapid assessmentsample size optimizationРабота выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 23-16-00220 (https://rscf.ru/project/23-16-00220/).ReferencesГринин А.С., Орехов Н.А., Новиков В.Н. Математическое моделирование в экологии. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 269 с.Auty D., Achim A., Macdonald E., Cameron A.D., Gardiner B.A. Models for predicting wood density variation in Scots pine. Forestry: An International Journal of Forest Research, 2014, vol. 87, iss. 3, pp. 449–458. https://doi.org/10.1093/forestry/cpu005Данилов Д.А., Степаненко С.М. Строение и плотность древесины ели и сосны в плантационных культурах Ленинградской области // Известия СанктПетербургской Лесотехнической Академии. 2014. Вып. 204. С. 35–45.Danilov D.A., Stepanenko S.M. Structure and density of wood of spruce and pine in forest plantation of Leningrad region. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2014, iss. 204, pp. 35–45. (In Russ.)Животовский Л.А. Интеграция полигенных систем в популяциях. Проблемы анализа комплекса признаков. М.: Наука, 1984. 183 с.Downes G.M., Lausberg M., Potts B.M., Pilbeam D.L., Bird M., Bradshaw B. Application of the IML Resistograph to the infield assessment of basic density in plantation eucalypts. Australian Forestry, 2018, vol. 81, iss. 3, pp. 177–185. DOI: https://doi.org/10.1080/00049158.2018.1500676Зайцев Г.Н. Математический анализ биологических данных. М.: Наука, 1991. 182 с.Fabisiak E., Fabisiak B. Relationship of tracheid length, annual ring width, and wood density in Scots pine (Pinus sylvestris L.) trees from different social classes of tree position in the stand. Bioresources, 2021, vol. 16, no. 4, pp. 7492–7508. https://doi.org/10.15376/biores.16.4.7492-7508Колесникова А.А. Исследование свойств древесины по кернам: Научное издание. Йошкар-Ола: Марийский Государственный Технический Университет, 2002. 178 с.Gil-Moreno В., Manso R., O’Ceallaigh C., Harte A.M. The influence of age on the timber properties and grading of Scots pine and larch in Ireland. Forestry: An International Journal of Forest Research, 2024, vol. 97, no. 1, pp. 133–146. https://doi.org/10.1093/forestry/cpad027Лацевич А.В. Свойства древесины сосны обыкновенной разного географического происхождения // Труды Брянского государственного технологического университета. Серия: Лесное хозяйство. 2001. Вып. 9. С. 143–146.Grinin A.S., Orekhov N.A., Novikov V.N. Mathematical modelling in the environmental studies. M.: UNITY-DANA Publ., 2003. 269 p. (In Russ.)Марущак В.Н., Максимов С.А. Наследуемость механических свойств у древесины у сосны обыкновенной в географических культурах // Вестник Алтайского Государственного Аграрного Университета. 2014. № 11 (121). С. 65-69.Kimberley M.O., Cown D.J., McKinley R.B., Moore J.R., Dowling L.J. Modelling variation in wood density within and among trees in stands of New Zealand-grown radiata pine. New Zealand Journal of Forestry Science, 2015, vol. 45, p. 22. https://doi.org/10.1186/s40490-015-0053-8Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качество древесины сосны в культурах. Архангельск.: Изд-во АГТУ, 2003. 110 с.Kolesnikova A.A. The study of wood properties based on cores: Scientific publication. Yoshkar-Ola: Mari State Technical University Publ., 2002. 178 p. (In Russ.)Мельник П.Г., Савосько С.В., Станко Я.Н., Дюжина И.А., Степанова О.В. Географическая изменчивость продуктивности и физико-механических свойств древесины сосны обыкновенной // Лесной Вестник. 2007. № 6. С. 33-38.Konofalska E., Kozakiewicz P., Buraczyk W., Szeligowski H., Lachowicz H. Thetechnical quality of the wood of Scots pine (Pinus sylvestris L.) of diverse genetic origin. Forests, 2021, vol. 12, no. 5, p. 619. https://doi.org/10.3390/f12050619Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 160 с.Lacevich A.V. Wood properties of Scots pine of different geographical origin. Publications of the Bryansk State Technological University. Series: Forestry, 2001, vol. 9, pp. 143–146. (In Russ.)Романовский М.Г. Полиморфизм древесных растений по количественным признакам. М.: Наука, 1994. 96 с.Lilja S., Kuuluvainen T. Structure of old Pinus sylvestris dominated forest stands along a geographic and human impact gradient in mid-boreal Fennoscandia. Silva Fennica, 2005, vol. 39, no. 3, pp. 407–428.Романовский М.Г., Щекалев Р.В. Система вида у древесных растений. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 212 с.Marushchak V.N., Maksimov S.A. Heritability of mechanical properties of Scots pine wood in provenance trials. Bulletin of Altai State Agricultural University, 2014, vol. 121, no. 11, pp. 65–69. (In Russ.)Тюкавина О. Н., Клевцов Д.Н., Дроздов И.И., Мелехов В.И. Плотность древесины сосны обыкновенной в различных условиях произрастания // ИВУЗ. Лесной журнал. 2017. № 6. С. 6–64. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.6.56Melekhov V.I., Babich N.A., Korchagov S.A. Quality of pine wood in plantation. Arkhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publ., 2003. 110 p. (In Russ.)Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск: Изд-во Архангельского гос. тех. ун-та, 2004. 268 с.Melnik P.G., Savosko S.V., Stanko Ya.N., Dyuzhina I.A., Stepanova O.V. Geographic variability of productivity and physical and mechanical properties of Scots pine wood. Lesnoy vestnik / Forestry bulletin, 2007, no. 6, pp. 33–38. (In Russ.)Auty D., Achim A., Macdonald E., Cameron A.D., Gardiner B.A. Models for predicting wood density variation in Scots pine // Forestry: An International Journal of Forest Research. 2014. Vol. 87, iss. 3. P. 449–458. https://doi.org/10.1093/forestry/cpu005Polubojarinov O.I. Wood Density. М.: Lesn. prom-st' Publ., 1976. 160 p. (In Russ.)Downes G.M., Lausberg M., Potts B.M., Pilbeam D.L., Bird M., Bradshaw B. Application of the IML Resistograph to the infield assessment of basic density in plantation eucalypts // Australian Forestry. 2018. Vol. 81, iss. 3. P. 177–185. DOI: https://doi.org/10.1080/00049158.2018.1500676Romanovskiy M.G. Qualitative polymorphism of ligneous plants. M.: Nauka Publ., 1994. 96 p. (In Russ.)Fabisiak E., Fabisiak B. Relationship of tracheid length, annual ring width, and wood density in Scots pine (Pinus sylvestris L.) trees from different social classes of tree position in the stand // Bioresources. 2021. Vol. 16, no. 4. P. 7492–7508. https://doi.org/10.15376/biores.16.4.7492-7508Romanovskiy M.G., Shchekalev R.V. A species system of ligneous plants. M.: Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy KMK Publ., 2014. 212 p. (In Russ.)Gil-Moreno В., Manso R., O’Ceallaigh C., Harte A.M. The influence of age on the timber properties and grading of Scots pine and larch in Ireland // Forestry: An International Journal of Forest Research. 2024. Vol. 97, no. 1. P. 133–146. https://doi.org/10.1093/forestry/cpad027Sharapov E., Demakov Y., Korolev A. Effect of Plantation Density on Some Physical and Technological Parameters of Scots Pine (Pinus sylvestris L.). Forests, 2024, vol. 15, no. 2, p. 233. https://doi.org/10.3390/f15020233Kimberley M.O., Cown D.J., McKinley R.B., Moore J.R., Dowling L.J. Modelling variation in wood density within and among trees in stands of New Zealand-grown radiata pine // New Zealand Journal of Forestry Science. 2015. Vol. 45. P. 22. https://doi.org/10.1186/s40490-015-0053-8Šilinskas B., Varnagiryte-Kabašinskiene I., Aleinikovas M., Beniušienė L., Aleinikovienė J., Škėma M. Scots pine and Norway spruce wood properties at sites with different stand densities. Forests, 2020, vol. 11, no. 5, pp. 587. https://doi.org/10.3390/f11050587Konofalska E., Kozakiewicz P., Buraczyk W., Szeligowski H., Lachowicz H. Thetechnical quality of the wood of Scots pine (Pinus sylvestris L.) of diverse genetic origin. // Forests. 2021. Vol. 12. No. 5. P. 619. https://doi.org/10.3390/f12050619Szaban J., Jelonek T., Okińczyc A., Kowalkowski W. Results of a 57-Year-Long Research on VariaNbility of Wood Density of the Scots Pine (Pinus sylvestris L.) from Different Provenances in Poland. Forests, 2023, vol. 14, no. 3, pp. 480. https://doi.org/10.3390/f14030480Lilja S., Kuuluvainen T. Structure of old Pinus sylvestris dominated forest stands along a geographic and human impact gradient in mid-boreal Fennoscandia // Silva Fennica. 2005. Vol. 39, no. 3. P. 407–428.Tsvetkov V.F. Forest biogeocenosis. Arkhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publ., 2004. 268 p. (In Russ.)Sharapov E., Demakov Y., Korolev A. Effect of Plantation Density on Some Physical and Technological Parameters of Scots Pine (Pinus sylvestris L.). // Forests. 2024. Vol. 15, no. 2. P. 233. https://doi.org/10.3390/f15020233Tyukavina O.N., Klevtsov D.N., Drozdov I.I., Melekhov V.I. Wood Density of Scots Pine in Different Growth Conditions. IVUZ. Lesnoy zhurnal, 2017, no. 6, pp. 56–64. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.6.56. (In Russ.)Šilinskas B., Varnagiryte-Kabašinskiene I., Aleinikovas M., Beniušienė L., Aleinikovienė J., Škėma M. Scots pine and Norway spruce wood properties at sites with different stand densities // Forests. 2020. Vol. 11. No. 5. P. 587. https://doi.org/10.3390/f11050587Zaitsev G.N. Mathematical analysis of biological data. M.: Nauka, 1991. 182 p. (In Russ.)Szaban J., Jelonek T., Okińczyc A., Kowalkowski W. Results of a 57-Year-Long Research on Variability of Wood Density of the Scots Pine (Pinus sylvestris L.) from Different Provenances in Poland // Forests. 2023. Vol. 14, no. 3. P. 480. https://doi.org/10.3390/f14030480.Zhivotovskiy L.A. The integration of polygene systems in the populations. The issues of analyzing multiple properties. M.: Nauka Publ., 1984. 183 p. (In Russ.).

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