Макроструктурные изменения ксилемы по высоте ствола в естественных и искусственных сосняках Республики Татарстан

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.

1. Антонов 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.

2. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 с.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Лохов 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.

8. 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.

9. 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.

10. Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 160 с.

11. 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.

12. Усольцев В.А., Цепордей И.С. Квалиметрия фитомассы лесных деревьев: плотность и содержание сухого вещества: монография. Екатеринбург: УГЛТУ, 2020. 179 с.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.