ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2025.256.159-173isplta-646Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYСветовой режим лесов арктической зоны Европейского СевераThe light regime of the forests of the Arctic zone of the European Northhttps://orcid.org/0000-0003-4024-6833ТюкавинаО. Н.TyukavinaO. N.

ТЮКАВИНА Ольга Николаевна – ведущий научный сотрудник; профессор кафедры биологии, экологии и биотехнологии; доктор сельскохозяйственных наук, доцент 

163062, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск

Researcher ID: H-2336-2019

TYUKAVINA Olga N. — DSc (Agriculture), Leading Researcher; Professor of the Department of Biology, Ecology and Biotechnology; Associate Professor

163062. Nikitova str. 13. Arkhangelsk

Researcher ID: H-2336-2019

o.tukavina@narfu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8159-8977СуринаЕ. А.SurinaE. A.

СУРИНА Елена Анатольевна – ведущий научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук

163062, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск

WOS ResearcherID: AAD-6192-2019. Scopus AuthorID: 57329896400

SURINA Elena A. – PhD (Agricultural), Leading Researcher

163062. Nikitova str. 13. Arkhangelsk

WOS ResearcherID: AAD-6192-2019. Scopus AuthorID: 57329896400

 

surina_ea@sevniilh-arh.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4876-892XГоголеваЛ. Г.GogolevaL. G.

ГОГОЛЕВА Людмила Георгиевна – научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук

WOS ResearcherID: ABE-1664-2020. Scopus AuthorID: 57219987384.

163062, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск

GOGOLEVA Ludmila G. – PhD (Agricultural), Researcher

163062. Nikitova str. 13. Arkhangelsk

WOS ResearcherID: ABE-1664-2020. Scopus AuthorID: 57219987384

lesovod@sevniilh-arh.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8226-893XФеклистовП. А.FeklistovP. A.

ФЕКЛИСТОВ Павел Александрович – главный научный сотрудник лаборатории приарктических лесных экосистем, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

163000, Никольский пр., д. 20, г. Архангельск

Researcher ID: AAC-2377-2020

FEKLISTOV Pavel A. – DSc (Agricultural), Chief Researcher at the Laboratory, Professor

163000. Nikolsky av. 20. Arkhangelsk

Reasearcher ID: AAC-2377-2020

pfeklistov@yandex.ruСеверный научно-исследовательский институт лесного хозяйства; Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияNorthern Research Institute of Forestry; Northern (Arctic) Federal University named after M.V. LomonosovRussian FederationСеверный научно-исследовательский институт лесного хозяйстваРоссияNorthern Research Institute of ForestryRussian FederationФедеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наукРоссияArctic Forest Ecosystems of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2025120320260256159–173Copyright © Тюкавина О.Н., Сурина Е.А., Гоголева Л.Г., Феклистов П.А., 20262026Тюкавина О.Н., Сурина Е.А., Гоголева Л.Г., Феклистов П.А.Tyukavina O.N., Surina E.A., Gogoleva L.G., Feklistov P.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/646

В статье приведена оценка освещенности под пологом лесов арктической зоны Европейского Севера. Уровень освещенности под пологом древостоя является стратегическим регулятором процессов, происходящих в лесном биогеоценозе, ценной информацией, необходимой для управления лесами, особенно в условиях изменяющегося климата. Правильное регулирование освещенности признано основным способом контроля за восстановлением и развитием леса. Для этого необходимо формирование базы данных по освещенности под пологом разнообразных насаждений и реакции всех компонентов леса на нее. Недостаточно изучена освещенность под пологом северотаежных и притундровых лесов. Исследования проводили в вегетационный период в сосняках, ельниках и березняках Печорского (Республика Коми), Архангельского и Пинежского (Архангельская область) лесничеств. Освещенность измеряли на высоте 1,3 м около полудня. Отличием светового режима притундровых лесов от северотаежных является высокая проницаемость полога. Относительная освещенность на высоте 1,3 м под пологом различных типов притундровых лесов и при разных видах погоды превышает относительную освещенность в северотаежных лесах в 3,6-5 раз. В результате здесь формируются более высокие уровни освещенности. Большая проницаемость полога в притундровых лесах обусловлена сомкнутостью крон. При схожей с северотаежными лесами относительной полноте древостоя сомкнутость крон ниже практически в 2 раза. Доля пропускаемой под полог солнечной энергии в пасмурную погоду больше, чем в солнечную, на 2–16%. Влияние типа леса на подпологовую освещенность неоднозначно. Помимо вида погоды необходимо учитывать дальность от кромки леса. В притундровых лесах на освещенность влияет доля березы в составе древостоя. 

The article provides an assessment of the illumination under the canopy of the forests of the Arctic zone of the European North. The level of illumination under the canopy of a stand is a strategic regulator of the processes occurring in the forest biogeocenosis, valuable information necessary for forest management, especially in a changing climate. Proper regulation of illumination is recognized as the main way to control the restoration and development of forests. To do this, it is necessary to create a database on the illumination under the canopy of various plantings and the reaction of all components of the forest to it. The illumination under the canopy of the North taiga and tundra forests has not been sufficiently studied. The research was carried out during the growing season in pine forests, spruce forests and birch forests of Pechora (Komi Republic), Arkhangelsk and Pinezhsky (Arkhangelsk region) forest districts. The illumination was measured at a height of 1.3 m around noon. The difference between the light regime of tundra forests and North taiga forests is the high permeability of the canopy. The relative illumination at an altitude of 1.3 m under the canopy of various types of tundra forests and under different types of weather exceeds the same value in the North taiga forests by 3.6-5 times. As a result, higher levels of illumination are formed here. The high permeability of the canopy in tundra forests is due to the closeness of the crowns. With a relative abundance of trees similar to the Northern taiga forests, the crown closure are almost 2 times lower. The share of solar energy transmitted under the canopy in cloudy weather is 2-16% more than in sunny weather. The influence of the type of forest on the sub-ecological illumination is ambiguous. In addition to the type of weather, it is necessary to take into account the distance from the edge of the forest. In tundra forests, the proportion of birch in the composition of the stand affects the illumination.

освещенность под пологом лесаотносительная освещенностьпритундровые лесасеверотаежные лесаillumination under the forest canopyrelative illuminationforest tundranorthern taiga forestsРабота проведена по результатам исследований, выполненных в рамках государственного задания ФБУ «СевНИИЛХ» на проведение прикладных научных исследований, регистрационный номер темы – 123032700030-9; в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН (№ гос. рег. – 125021902596-8).ReferencesВеретенников А.В. Физиология растений: учебник. Воронеж: ВГЛТА, 2002. 272 с.Bhadouria R., Srivastava P., Singh S., Singh R., Raghubanshi A., Singh J.S. Effects of light, nutrient and grass competition on growth of seedlings of four tropical tree species. Indian Forester, 2018, vol. 144, no. 1, pp. 54–65.Гусев И.И. Таксация древостоя: учеб. пособие. Архангельск: АГТУ, 2000. 71 с.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, vol. 20, no. 5, pp. 620631. DOI:10.1139/x90-084.Луганский Н.А., Залесов С.В., Шавровский В.А. Лесоведение: учеб. пособие. Екатеринбург: УГЛТА, 1996. 373 с.Daryaei A., Sohrabi H., Puerta-Piñero C. How does light avail ability affect the aboveground biomass allocation and leaf morphology of saplings in temperate mixed deciduous forests? New for., 2019, vol. 50, no. 3, pp. 409–422. DOI: 10.1007/s11056018-9666-0.Мартыненко В.П., Дмитрук Л.Б. Основы фитоценологии. Учебнометодический комплекс. Витебск: ВГУ им. П.М. Машерова, 2009. 108 с.Feklistov P., Sobolev A., Barzut O., Neverov N. Illuminance under canopy in different types of forest in the northern taiga. Folia Forestalia Polonica. Series A – Forestry, 2021, vol. 63, no. 2, pp. 112–115. DOI: 10.2478/ffp-2021-0012.Сукачёв В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. М.: АН СССР, 1961. 227 с.Feklistov P.A., Brueva Zh.A., Verkhovtseva E.P., Bolotov I.N. Microclimate features under canopy of north taiga pine forests of different types. Forestry Bulletin, 2024, vol. 28, no. 5, pp. 30–41. DOI: 10.18698/2542-1468-2024-5-30-41. (In Russ.)Феклистов П.А., Бруева Ж.А., Верховцева Е.П., Болотов И.Н. Особенности микроклимата под пологом северотаежных сосняков разных типов леса // Лесной вестник / Forestry Bulletin. 2024. Т. 28, № 5. С. 30–41. DOI: 10.18698/25421468-2024-5-30-41.Feklistov P.A., Shangina N.P. Ecological factors of natural regeneration under the canopy of blueberry spruce forests. Arkhangelsk: IDSAFU, 2014. 114 p. (In Russ.)Феклистов П.А., Шаньгина Н.П. Экологические факторы естественного возобновления под пологом ельников черничных. Архангельск: ИДСАФУ, 2014. 114 с.Gusev I.I. Taxation of tree stands: a textbook. Arkhangelsk: AGTU, 2000. 71 p. (In Russ.)Шаповалова А.А. Экология растений. Саратов: Саратовский источник, 2015. 80 с.Kim D.-H., Son S.-W., Suh G.-U., Jung J.-Y., Lee J.-Ch., Kim P.-G. Analysis of the Light Condition in the Forest Stand. Journal of Agriculture & Life Science, 2019, vol. 53, no. 5, pp. 75-82. DOI: 10.14397/jals.2019.53.5.75.Bhadouria R., Srivastava P., Singh S., Singh R., Raghubanshi A., Singh J.S. Effects of light, nutrient and grass competition on growth of seedlings of four tropical tree species // Indian Forester. 2018. Vol. 144, no. 1. P. 54–65.Lee R. Forest microclimatology. New York: Columbia University Press New York, 1978. 276 p.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. Vol. 20, no. 5. P. 620631. DOI:10.1139/x90-084.Lugansky N.A., Zalesov S.V., Shavrovsky V.A. Forest science: textbook. Yekaterinburg: UGLTA, 1996. 373 p. (In Russ.)Daryaei A., Sohrabi H., Puerta-Piñero C. How does light avail ability affect the aboveground biomass allocation and leaf morphology of saplings in temperate mixed deciduous forests? // New for. 2019. Vol. 50, no. 3. P. 409–422. DOI:10.1007/s11056018-9666-0.Lukina N., Kuznetsova A., Tikhonova E., Smirnov V., Danilova M., Gornov A., Tebenkova D., Knyazeva S., Bakhmet O., Kryshen A., Shashkov M. Linking forest vegetation and soil carbon stock in northwestern Russia. Forests, 2020, vol. 11, no. 9, p. 979.Feklistov P., Sobolev A., Barzut O., Neverov N. Illuminance under canopy in different types of forest in the northern taiga // Folia Forestalia Polonica. Series A – Forestry. 2021. Vol. 63, no. 2. P. 112–115. DOI: 10.2478/ffp-2021-0012.Martynenko V.P., Dmitruk L.B. Fundamentals of phytocenology. Educational and methodical complex. Vitebsk: Masherov Vitebsk State University, 2009. 108 p. (In Russ.)Kim D.-H., Son S.-W., Suh G.-U., Jung J.-Y., Lee J.-Ch., Kim P.-G. Analysis of the Light Condition in the Forest Stand // Journal of Agriculture & Life Science. 2019. Vol. 53, no. 5. P. 75-82. DOI: 10.14397/jals.2019.53.5.75.Matsuo T., Martinez-Ramos M., Bongers F., van der Sande M.T., Poorter L. Forest structure drives changes in light heterogeneity during tropical secondary forest succession. J. Ecol., 2021, vol. 109, no. 8, pp. 2871-2884. DOI:10.1111/13652745.13680.Lee R. Forest microclimatology. N.-Y.: Columbia University Press New York, 1978. 276 p.Santos V.A.H.F., Ferreira M.J. Are photosynthetic leaf traits related to the firstyear growth of tropical tree seedlings? A light-induced plasticity test in a secondary forest enrichment planting. For. Ecol. Manag., 2020, vol. 460, art. no. 117900. DOI: 10.1016/j.foreco.2020.117900.Lukina N., Kuznetsova A., Tikhonova E., Smirnov V., Danilova M., Gornov A., Tebenkova D., Knyazeva S., Bakhmet O., Kryshen A., Shashkov M. Linking forest vegetation and soil carbon stock in northwestern Russia // Forests. 2020. Vol. 11, no. 9. P. 979. DOI: 10.3390/f11090979.Sendall K.M., Reich P.B., Lusk C.H. Size-related shifts in carbon gain and growth responses to light differ among rainforest ever greens of contrasting shade tolerance. Oecologia, 2018, vol. 187, no. 3, pp. 609–623. DOI:10.1007/s00442-018-4125-3.Matsuo T., Martinez-Ramos M., Bongers F., van der Sande M.T., Poorter L. Forest structure drives changes in light heterogeneity during tropical secondary forest succession // J. Ecol. 2021. Vol. 109, no. 8. P. 2871-2884. DOI:10.1111/13652745.13680.Shapovalova A.A. Plant ecology. Saratov: Saratov Source, 2015. 80 p. (In Russ.)Santos V.A.H.F., Ferreira M.J. Are photosynthetic leaf traits related to the firstyear growth of tropical tree seedlings? A light-induced plasticity test in a secondary forest enrichment planting // For. Ecol. Manag. 2020. Vol. 460. Art. no. 117900. DOI: 10.1016/j.foreco.2020.117900.Silva D.D., Balandier P., Boudon F., Marquier A., Godin Ch. Modeling of light transmission under heterogeneous forest canopy: an appraisal of the effect of the precision level of crown description. Annals of Forest Science, 2012, vol. 69, pp. 181– 193. DOI: 10.1007/s13595-011-0139-2.Sendall K.M., Reich P.B., Lusk C.H. Size-related shifts in carbon gain and growth responses to light differ among rainforest ever greens of contrasting shade tolerance // Oecologia. 2018. Vol. 187, no. 3. P. 609-623. DOI:10.1007/s00442-018-4125-3.Su Sh., Jin N., Wei X. Effects of thinning on the understory light environment of different stands and the photosynthetic performance and growth of the reforestation species Phoebe bournei. Journal of Forestry Research, 2024, vol. 35, pp. 6. DOI:10.1007/s11676-023-01651-0.Silva D.D., Balandier P., Boudon F., Marquier A., Godin Ch. Modeling of light transmission under heterogeneous forest canopy: an appraisal of the effect of the precision level of crown description // Annals of Forest Science. 2012. Vol. 69. P. 181–193. DOI: 10.1007/s13595-011-0139-2.Sukachev V.N., Zonn S.V. Methodological guidelines for the study of forest types. Moscow: USSR Academy of Sciences, 1961. 227 p. (In Russ.)Su Sh., Jin N., Wei X. Effects of thinning on the understory light environment of different stands and the photosynthetic performance and growth of the reforestation species Phoebe bournei // Journal of Forestry Research. 2024. Vol. 35. P. 6. DOI:10.1007/s11676-023-01651-0.Valladares F., Niinemets Ü. Shade tolerance a key plant feature of complex nature and consequences. Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst., 2008, vol. 39, pp. 237–257.Valladares F., Niinemets Ü. Shade tolerance, a key plant feature of complex nature and consequences // Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst. 2008. Vol. 39. P. 237–257. DOI: 10.1146/annurev.ecolsys.39.110707.173506.Veretennikov A.V. Plant physiology: textbook. Voronezh: VGLTA, 2002. 272 p. (In Russ.)Zhen S.Y., van Iersel M.W., Bugbee B. Photosynthesis in sun and shade: the surprising importance of far-red photons // New Phytol. 2022. Vol. 236, no. 2. P. 538– 546. DOI: 10.1111/nph.18375.Zhen S.Y., van Iersel M.W., Bugbee B. Photosynthesis in sun and shade: the surprising importance of far-red photons. New Phytol., 2022, vol. 236, no. 2, pp. 538– 546. DOI: 10.1111/nph.18375.

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