ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2025.256.61-75isplta-641Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYМакроструктурные изменения ксилемы по высоте ствола в естественных и искусственных сосняках Республики ТатарстанMacrostructural changes in xylem by trunk height in natural and artificial pine forests of the Republic of TatarstanГибадуллинН. Ф.GibadullinN. F.

ГИБАДУЛЛИН Нурсиль Фоатович – доцент кафедры лесоводства и лесных культур факультета лесного хозяйства и экологии, кандидат сельскохозяйственных наук

420075, ул. Главная, д. 69, к. 1, п. Дербышки, г. Казань

GIBADULLIN Nursil F. – PhD (Agriculture), Associate Professor of the Department of Forestry and Forest Cultures

420075. Glavnaya str. 69, build. 1. Derbyshki village. Kazan. Republic of Tatarstan

Nursil.Gibadullin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8704-6516ЗайцевД. А.ZaytsevD. A.

ЗАЙЦЕВ Дмитрий Андреевич – доцент кафедры лесоводства, кандидат сельскохозяйственных наук; старший научный сотрудник отдела агрохимии и агроландшафтов 

194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург

188338, Институтская ул., д. 1, д. Белогорка, Гатчинский район, Ленинградская область

ZAYTSEV Dmitriy A. – PhD (Agriculture), Associate Professor of Forestry Department; senior researcher of Department of Agrochemistry and Agrolandscapes

194021. Institute per. 5. St. Petersburg

188338. Institutskaya str. 1. Belogorka village. Leningrad region

disoks@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0531-1604БачериковИ. В.BacherikovI. V.

БАЧЕРИКОВ Иван Викторович – математик-аналитик, кандидат технических наук

143001, ул. Западная, стр. 180, этаж 17, часть помещения 11, рабочий поселок Новоивановское, городской округ Одинцовский, Московская область

BACHERIKOV Ivan V. – PhD (Technical), mathematician

143001. Zapadnaya str. 180, floor 17, part of room 11. Novoivanovskoye working settlement. Odintsovsky urban district. Moscow region

ivashka512@gmail.comМусинХ. Г.MusinH. G.

МУСИН Харис Гайнутдинович – профессор кафедры лесоводства и лесных культур факультета лесного хозяйства и экологии, доктор сельскохозяйственных наук

420075, ул. Главная, д. 69, к. 1, п. Дербышки, г. Казань

MUSIN Haris G. – DSc (Agriculture), Professor of the Department of Forestry and Forest Cultures

420075. Glavnaya str. 69, build. 1. Derbyshki village. Kazan. Republic of Tatarstan

haris.musin@rambler.ruМирсияповН. И.MirsiyapovN. I.

МИРСИЯПОВ Наиль Ильясович – ассистент кафедры таксации и экономики лесной отрасли факультета лесного хозяйства и экологии

420075, ул. Главная, д. 69, к. 1, п. Дербышки, г. Казань

MIRSIYAPOV Nail' I. – Assistant of the Department of Forest Mensuration and Forest Sector Economics

420075. Glavnaya str. 69, build. 1. Derbyshki village. Kazan. Republic of Tatarstan

Nail.86@mail.ruГалимуллинА. Ф.GibadullinА. F.

ГАЛИМУЛЛИН Алим Фиргатович – ассистент кафедры таксации и экономики лесной отрасли факультета лесного хозяйства и экологии 

420075, ул. Главная, д. 69, к. 1, п. Дербышки, г. Казань

GALIMULLIN Alim F. – Assistant of the Department of Forest Mensuration and Forest Sector Economics

420075. Glavnaya str. 69, build. 1. Derbyshki village. Kazan. Republic of Tatarstan

g.alim.f@mail.ruКазанский государственный аграрный университетРоссияKazan State Agrarian UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова; Ленинградский НИИСХ «Белогорка» – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля им. А.Г. Лорха»РоссияSt.Petersburg State Forest Technical University; Leningrad Research Agriculture Institute Branch of Russian Potato Research CentreRussian FederationООО «Умные цифровые решения»Россия«Smart Digital Solutions» LLCRussian Federation202512032026025661–75Copyright © Гибадуллин Н.Ф., Зайцев Д.А., Бачериков И.В., Мусин Х.Г., Мирсияпов Н.И., Галимуллин А.Ф., 20262026Гибадуллин Н.Ф., Зайцев Д.А., Бачериков И.В., Мусин Х.Г., Мирсияпов Н.И., Галимуллин А.Ф.Gibadullin N.F., Zaytsev D.A., Bacherikov I.V., Musin H.G., Mirsiyapov N.I., Gibadullin А.F.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/641

В статье рассмотрены особенности вариации анатомических характеристик и плотности древесины по стволу в насаждениях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на территории Республики Татарстан. Объектами выступили искусственные насаждения на бывшей пашне со средним возрастом 55 лет и естественные насаждения возрастом 85 лет на лесных почвах (материнские породы на объектах и ландшафтные условия сходные). На каждом из объектов были заложены пробные площади, на которых спилены модельные деревья различных ступеней толщины древостоя, раскряжеванные затем на отрезки по 10%. Далее на отобранных дисках была изучена макроструктура древесины по высоте ствола с выделением зон поздней и ранней ксилемы в годичном приросте, а также проведено измерение базисной плотности древесины. Исследование показало, что лесные культуры, высаженные на старопахотных почвах, сформировали большую среднюю ширину годичного слоя по стволу с незначительно повышенной долей ранней ксилемы относительно естественных насаждений. При этом повышенная доля ранней ксилемы в ширине годичного слоя не привела к формированию значимо менее плотной древесины в насаждении. Плотность древесины ствола в наиболее представленных ступенях толщины (20-24 см) в лесных культурах и в естественном древостое сходная на уровне достоверности 95%. Учитывая превосходящую продуктивность исследуемых лесных культур (255 м3/га против 210 м3/га в естественном насаждении), можно заключить, что на территории Республики Татарстан фитомасса таких насаждений значительно превышает естественные спелые насаждения в сходных ландшафтах уже к возрасту 55 лет. Выравненные условия на объекте с лесными культурами (старопахотные почвы с постоянным перемешиванием верхних горизонтов и рядовая посадка самих культур) привели к меньшей вариабельности показателей годичного прироста по стволу относительно естественно сформировавшегося древостоя, в котором влияние конкуренции внутри насаждения и особенности занимаемых отдельными деревьями участков микрорельефа привели к большим колебаниям параметров.

The article considers the features of variation of anatomical characteristics and density of wood along the trunk in stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.) on the territory of the Republic of Tatarstan, Russia. The objects of the study were forest plantations on former arable land with an average age of 55 years and natural stands aged 85 years on forest soils (the parent soils on the sites and the landscape conditions are similar). Trial areas were laid out on each of the objects, on which model trees were cut down from various diameter classes, and then buckled into segments of 10%. Further, the macrostructure of wood along the trunk height was studied on the selected discs, with the allocation of late and early xylem zones in annual growth width, and the basic density of wood was measured. The study showed that forest plantations on old arable soils formed a large average annual layer width along the trunk with a slightly increased proportion of early xylem relative to natural stands. At the same time, the increased proportion of early xylem in the annual layer width did not lead to the formation of significantly less dense wood in the plantation. The density of trunk wood in the most represented diameter classes (20-24 cm) in forest plantations and in natural stands is similar at a 95% confidence level. Given the superior productivity of the studied forest crops (255 m3/ha versus 210 m3/ha in natural stands), it can be concluded that in the Republic of Tatarstan the phytomass of such plantations significantly exceeds the natural stands on in similar landscapes by the age of 55 years. The aligned conditions at the site with forest plantations (old arable soils with constant mixing of the upper soil horizons and ordinary planting) led to less variability in annual growth rates along the trunk relative to a naturally formed stand, in which the influence of competition within the stand and the features of the microrelief areas occupied by individual trees led to large fluctuations in parameters. 

ширина годичного слояранняя ксилемапоздняя ксилемаплотность древесинылесные культурыстаропахотные почвысосна обыкновеннаяannual layer widthearly xylemlate xylemwood densityforest plantationsold arable soilsScots pineReferencesАнтонов А.М., Коновалов Д.Ю., Чалых Д.Е., Корчагов С.А. О взаимосвязи влияния топографии анатомических элементов на показатели плотности и прочности древесины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2010. Вып. 190. С. 24–34.Antonov A.M., Konovalov D.Yu., Chalykh D.E., Korchagov S.A. On the interrelation of the influence of the topography of anatomical elements on the density and strength of wood. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2010, iss. 190, pp. 24–34. (In Russ.)Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 с.Bjorklund J., Seftigen K., Schweingruber F., Fonti P., von Arx G., Bryukhanova M.V., Cuny H.E., Carrer M., Castagneri D., Frank D.C. Cell size and wall dimensions drive distinct variability of earlywood and latewood density in Northern Hemisphere conifers. New Phytologist, 2017, vol. 216, pp. 728–740. DOI: 10.1111/nph.14639.Голубева Л.В., Наквасина Е.Н., Минин Н.С. Продуктивность и качество древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в постагрогенных насаждениях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2016. Вып. 215. С. 19–29. DOI: 10.21266/2079-4304.2016.215.19-29.Danilov D.A., Skupchenko V.B. Changes in the Structure of Pine and Spruce on the Anatomical Level in the Stands Passed Cutting and Complex Care. Russian Forestry Journal, 2014, no. 5, pp. 70–88. (In Russ.)Грибов С.Е., Корчагов С.А., Хамитов Р.С., Евдокимов И.В. Производительность древостоев, сформировавшихся на землях сельскохозяйственного назначения // Лесной вестник. 2020. № 6. С. 19–25. DOI: 10.18698/2542-14682020-6-19-25.Danilov D., Belyaeva N., Janusz S. Structure of mature mixed pine-and-spruce stands on postagrogenic lands in Leningrad region, Russia. Research for Rural Development, 2018, vol. 1, pp. 131–137. DOI: 10.22616/rrd.24.2018.020.Данилов Д.А., Скупченко В.Б. Изменения в строении древесины сосны и ели на анатомическом уровне в древостоях, пройденных рубками ухода и комплексным уходом // ИВУЗ. Лесной журнал. 2014. № 5. C. 70–88.Domke G.M., Woodall C.W., Smith J.E., Westfall J.A., McRoberts R.E. Consequences of Alternative Tree-Level Biomass Estimation Procedures on U.S. Forest Carbon Stock Estimates. Forest Ecology and Management, 2012, vol. 270, pp. 108–116. DOI: 10.1016/j.foreco.2012.01.022.Корчагов С.А., Щекалев Р.В., Грибов С.Е., Михайлов К.Л., Чавчавадзе Е.С. Изменчивость плотности древесины сосны обыкновенной в северо-восточной части ее ареала // Успехи современного естествознания. 2023. № 12. С. 39–44. DOI: 10.17513/use.38168.Gao S., Wang X., Wiemann M.C., Brashaw B.K., Ross R.J., Wang L. A critical analysis of methods for rapid and nondestructive determination of wood density in standing trees. Annals of Forest Science, 2017, vol. 74, iss. 2, art. no. 27. DOI: 10.1007/s13595-017-0623-4Лохов Д.В. Лесоводственная оценка и показатели качества древесины культур сосны на залежных землях // Экологические проблемы Севера: межвуз. сб. науч. тр. 2011. Вып. 14. С. 73–76.Golubeva L.V., Nakvasina E.N., Minin N.S. Productivity and wood quality of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in postagrogenic forests. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2016, iss. 215, pp. 19–29. DOI: 10.21266/2079-4304.2016.215.19-29. (In Russ.)Люри Д.И., Горячкин С.В., Караваева Н.А., Денисенко Е.А., Нефедова Т.Г. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и постагрогенное восстановление растительности и почв. М.: ГЕОС, 2010. 416 с.Gribov S.E., Korchagov S.A., Khamitov R.S., Evdokimov I.V. Productivity of stands formed on agricultural lands. Forestry Bulletin, 2020, vol. 6, pp. 19–25. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-6-19-25. (In Russ.)Наквасина Е.Н., Шумилова Ю.Н. Динамика запасов углерода при формировании лесов на постагрогенных землях // ИВУЗ. Лесной журнал. 2021. № 1 (379). С. 46–59. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-46-59.Korchagov S.A., Shchekalev R.V., Gribov S.E., Mikhailov K.L., Chavchavadze E.S. Variability of wood density of Scots pine in the northeastern part of its range. Advances of current natural sciences, 2023, no. 12, pp. 39–44. DOI: 10.17513/use.38168. (In Russ.)Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 160 с.Lokhov D.V. Forest valuation and quality indicators of the wood of pine crops on fallow lands. Environmental problems of the North: interuniversity collection of scientific works, 2011, vol. 14, pp. 73–76. (In Russ.)Полубояринов О.И. Качество древесины культур сосны плантационного типа на Северо-Западе европейской части СССР // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: межвуз. сб. науч. тр. Ленинград, 1991. С. 89–95.Luri D.I., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Denisenko E.A., Nefedova T.G. Dynamics of agricultural lands in Russia in the XX century and postagrogenic recovery of vegetation and soils. Moscow: GEOS, 2010. 416 p. (In Russ.)Усольцев В.А., Цепордей И.С. Квалиметрия фитомассы лесных деревьев: плотность и содержание сухого вещества: монография. Екатеринбург: УГЛТУ, 2020. 179 с.Nakvasina E.N., Shumilova Yu.N. Dynamics of Carbon Stocks in the Formation of Forests on Post-Agrogenic Lands. Russian Forestry Journal, 2021, no. 1 (379), pp. 46–59. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-46-59. (In Russ.)Януш С.Ю., Данилов Д.А., Зайцев Д.А. Плотность древесины сосны и ели в насаждениях на старопахотных и лесных землях в Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2023. № 243. С. 46–67. DOI: 10.21266/2079-4304.2023.243.46-67.Poluboyarinov O.I. Density of wood. Moscow: Forest Industry, 1976. 160 p. (In Russ.)Bjorklund J., Seftigen K., Schweingruber F., Fonti P., von Arx G., Bryukhanova M.V., Cuny H.E., Carrer M., Castagneri D., Frank D.C. Cell size and wall dimensions drive distinct variability of earlywood and latewood density in Northern Hemisphere conifers // New Phytologist. 2017. Vol. 216. P. 728–740. DOI: 10.1111/nph.14639.Poluboyarinov O.I. Quality of wood from plantation-type pine crops in the NorthWest of the European part of the USSR. Forestry, forest crops and soil science: interuniversity collection of scientific papers. Leningrad, 1991, pp. 89–95. (In Russ.)Danilov D., Belyaeva N., Janusz S. Structure of mature mixed pine-and-spruce stands on postagrogenic lands in Leningrad region, Russia // Research for Rural Development. 2018. Vol. 1. P. 131–137. DOI: 10.22616/rrd.24.2018.020.Pretzsch H., Biber P., Schütze G., Kemmerer J., Uhl E. Wood density reduced while wood volume growth accelerated in central European forests since 1870. Forest Ecology and Management, 2018, vol. 429, pp. 589–616. DOI: 10.1016/j.foreco.2018.07.045.Domke G.M., Woodall C.W., Smith J.E., Westfall J.A., McRoberts R.E. Consequences of Alternative Tree-Level Biomass Estimation Procedures on U.S. Forest Carbon Stock Estimates // Forest Ecology and Management. 2012. Vol. 270. P. 108–116. DOI: 10.1016/j.foreco.2012.01.022.Swenson N.G., Enquist B.J. The relationship between stem and branch wood specific gravity and the ability of each measure to predict leaf area. American Journal of Botany, 2008, vol. 95, pp. 516–519. DOI: 10.3732/ajb.95.4.516.Gao S., Wang X., Wiemann M.C., Brashaw B.K., Ross R.J., Wang L. A critical analysis of methods for rapid and nondestructive determination of wood density in standing trees // Annals of Forest Science. 2017. Vol. 74, iss. 2. Art. no. 27. DOI: 10.1007/s13595-017-0623-4.Usoltsev V.A., Tsepordey I.S. Qualimetry of phytomass of forest trees: density and dry substance content: а monograph. Yekaterinburg: Ural State Forestry Engineering University, 2020. 179 p. (In Russ.)Pretzsch H., Biber P., Schütze G., Kemmerer J., Uhl E. Wood density reduced while wood volume growth accelerated in central European forests since 1870 // Forest Ecology and Management. 2018. Vol. 429. P. 589–616. DOI: 10.1016/j.foreco.2018.07.045.Vaganov E.A., Shashkin A.V. Growth and structure of annual rings of conifers. Novosibirsk: Nauka, 2000. 232 p. (In Russ.)Swenson N.G., Enquist B.J. The relationship between stem and branch wood specific gravity and the ability of each measure to predict leaf area // American Journal of Botany. 2008. Vol. 95. P. 516–519. DOI: 10.3732/ajb.95.4.516.Vaganov E.A., Hughes M.K., Shashkin A.V. Growth dynamics of conifer Tree Rings: Images of Past and Future Environments (Ecological Studies. Vol. 183). BerlinHeidelberg: Springer, 2006. 356 p.Vaganov E.A., Hughes M.K., Shashkin A.V. Growth dynamics of conifer Tree Rings: Images of Past and Future Environments (Ecological Studies. Vol. 183). BerlinHeidelberg: Springer, 2006. 356 p.Yanush S.Y., Danilov D.A., Zaytsev D.A. Wood density of pine and spruce in stands on old-fallow and forest lands in the Leningrad Region. Izvestia SanktPeterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2023, iss. 243, pp. 46–67. DOI: 10.21266/2079-4304.2023.243.46-67. (In Russ.)Zaytsev D.A., Danilov D.A., Navalihin S.V. Wood density of pine and spruce stands according to trees diameter distribution after thinning // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 226, iss. 1. Art. no. 012065. DOI: 10.1088/1755-1315/226/1/012065.Zaytsev D.A., Danilov D.A., Navalihin S.V. Wood density of pine and spruce stands according to trees diameter distribution after thinning. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 226, iss. 1, art. no. 012065. DOI: 10.1088/1755-1315/226/1/012065.

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