Оценка жизнеспособности ели в березняке черничном в процессе его возрастного развития

УДК

DOI:

Аннотация

Сведения об авторах

В .Н. Коновалов  1 , д-р с.-х. наук, проф. 

Л.В. Зарубина  2 , канд. с.-х. наук, доц.

1 Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; электронная почта: v.konovalov@narfu.ru

Ключевые слова

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев В.А . Световой режим леса. М:. Наука, 1975. 280 с.

2. Беляева Н . В . Оценка жизненного состояния популяций подроста ели на парцеллярном уровне // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2013. № 35. С. 38-41.

3. Беляева Н . В ., Грязькин А.В. Особенности структуры подроста ели после сплошных рубок: науч. обозрение. СПб:. СПбГЛТУ, 2013. № 35. С. 19-24.

4. Беляева Н . В ., Кази И.А., Ищук Т.А . Влияние рубок ухода разной интенсивности на появление подроса ели на вырубках и под пологом леса // Лесоведение. 1985. № 3. С. 7-14.

5. Богатырев Ю.Г., Васильева И.Н. Водный режим почв и подроста ели на вырубках и под пологом леса // Лесоведение. 1985. № 2. С. 16-25.

6. Вальтер О.А., Пиневич Л.М., Варасова Н.Н . Практикум по физиологии растений с основами биохимии. М.; Л:. Сельхозиздат, 1957. 341 с.

7. Вознесенский Л.В., Заленский О.В., Семихатова О.А . Методы исследования фотосинтеза и дыхания растений. М .; Л :. Наука, 1965. 305 с.

8. Головко Т.К. Дыхание растений. Физиологические аспекты. СПб:. Наука,  1999. 204 с.

9. Григорьева А.А. Оценка состояния подроста ели под пологом древостоев в разных типах леса // Изв. СПбГЛУ. 2008. № 183. С. 7-13.

10. Дружинин Ф.Н., Постовский А.С . Лесоводственная эффективность длительно-постепенных рубок в Вологодской области // Вестн. КрасГАУ. 2014. № 2. С. 131-136.

11. Зарубина Л.В . Состояние естественного возобновления ели в мелколиственных лесах на севере России // Лесн. журн. 2016. № 3. С. 52-65. (Изв. Высш. Учеб заведений).

12. Зарубина Л.В., Коновалов В.Н . Влияние прореживания и азота на сезонную динамику дыхания корней сосны и ели // Лесн. журн. 2016. № 1. С. 100-114. (Изв. Высш. Учеб заведений).

13. Зарубина Л.В, Коновалов В.Н. Влияние рубок ухода на фотосинтез и отток 14С-ассимилятов у подроса ели в березняках черничных // Вестн. ПГУ. Сер. «Естеств. науки ». 2011. № 3. С. 49-54.

14. Зарубина Л.В., Коновалов В.Н. Эколого-физиологические особенности ели в березняках черничных. Архангельск: Изд-во САФУ, 378 с 2014 года ..

15. Иванов Л.А., Силина А.А, Цельникер Ю.Л. О методе быстрого взвешивания для определения транспирации в естественных условиях // Ботан. журн. 1950. Т. 35, вып. 2. С. 171-185.

16. Карпов В.Г. Факторы регуляции экосистем еловых лесов. Л:. Наука, 1983. 318 с.

17. Коновалов В.Н., Зарубина Л.В . Эколого-физиологические особенности хвойных на удобренных почвах. Архангельск: Изд-во САФУ, 2011. 338 с.

18. Лайск А.Х . Соответствие фотосинтезирующей системы условиям среды // Физиология фотосинтеза. М:. Наука, 1982. С. 221-234.

19. Мельников Е.С., Беляева Н.В . Функциональные изменения в лесном биогеоценозе после комплексных уходов за лесом // Лесоведение. 2008. № 8. С. 22-29.

20. Мокроносов А.Т. Донорно-акцепторные отношения в онтогенезе растений // Физиология фотосинтеза. М :. Наука, 1982. С. 235-250.

21. Помазенюк В.А., Залесов А.С., Магосумова А.Г . Влияние полостно-постепенных рубок на лесовозобновление в производных березняках Новоляинского лесхоза // Хвойные бореальной зоны. Красноярск: СибГТУ, 2012. Т. 30, № 3-4. С. 303-306.

22. Роньжина Е.С., Мокроносов А.Т . Донорно-акцепторные отношения и уча- стие цитокининов в регуляции транспорта и распределения органических веществ в растениях // Физиология растений. 1994. Т. 41, вып. 3. С. 448-459.

23. Сарнацкий В.В. Ельники: формирование, повышение продуктивности и устойчивости в условиях Белоруси. Минск: Тэхнологiя, 2009. 240 с.

24. Семененко В.Е. Механизмы эндогенной регуляции фотосинтеза и адаптивные свойства хлоропласта // Физиология фотосинтеза. М:. Наука, 1982. С. 164-187.

25. Судницина Т.Н . Влияние рубок на морфоструктуру хвои, рост и азотное питание сохраненного подроста ели в березняках южной тайги // Лесоведение. 2006. № 4. С. 61-67.

26. Судницина Т.Н ., Озрина Р.Д . Особенности азотного и углеродного питания подроста ели при адаптации его к условиям вырубок // Лесоведение. 1983. № 4. С. 19-30.

27. Тарчевский И.А . Основы фотосинтеза: учеб. пособие. М:. Высш. шк., 1970. 253 с.

28. Федорец Н.Г . Трансформация азота в почвах лесных биогеоценозов Северо-Запада России: автореф. дис. ... Д-ра биол. наук. СПб., 1997. 41 с.

29. Цельникер Ю.Л. Физиологические основы теневыносливости древесных растений. М:. Наука, 1978. 215 с.

30. Цельникер Ю.Л . Дыхание корней и его роль в углеродном балансе древостоя // Лесоведение. 2005. № 6. С. 11-18.

31. Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых

// Листьев Биохимические методы в физиологии растений. М:. Наука, 1971. С. 154-169.

32. Юзбеков А.К., Замолодчиков Д.Г., Иващенко А.Н . Фотосинтез у ели европейской в лесных экосистемах экспериментального полигона «Лог Таежный» // Вестн. МГУ. Сер. «Биология». 2014. № 4. С. 32-35.

33. Lechowski Z . , Bialczyk J . Fotoinaktywacja fotosyntezy // Wiad хода процесса. Bot. 1989. Vol. 33, N 4. С. 153-170.

34. Lieffers VJ, Messier С., Stadt KJ, Gendron Ф. и др . Предсказание и управление светом в подлеске бореальных forestes // Can. J. Forest Res. 1999. Vol. 29, N 6. С. 796-811.

35. Lieffers VJ, Stadt KJ Growh из подлеском Piceaglauca, отношение к передаче света яруса // Can. J. Forest Res. 1994. Vol. 24, N 6. С. 1193-1198.

36. Меч М.А., KUEHLER ФА, Тан З. Сезонное штраф корень углеводов отношение плантации lobolly сосны после прореживания: Pap. Границы Лесобиологические: Труды Совместное заседание семинара биологии Североамериканский лесной и Weste лесной генноассоциации тиков. 1998. Pt. 2 // Устойчивое лесопользование. 2000. Vol. 10, N 3-4. С. 295-305.

19.05.15 Поступила

Ссылка на английскую версию:

UDC 630*: 582.475

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.5.44

Viability Evaluation of Spruce in а Bilberry Birch Forest in the Process of Its Developmental Age

V.N. Konovalov1, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

L.V. Zarubina2, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor

1Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya

Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation;

e-mail: v.konovalov@narfu.ru

2Vologda State Diary Farming Academy by N.V. Vereshchagin, Schmidt str., 2, Molochnoe, Vologda region, 160555, Russian Federation; e-mail: Liliva270975@yandex.ru

The paper studies the dynamics of physiological and growth processes of understory spruce at the age changing of a bilberry birch forest. The growth and formation of spruce populations are caused by a joint ontogeny of the secondary forest (birch) growth and restoring population of spruce, and a leaf canopy density. In the initial stages of birch stand growing the rate of physiological processes and the growth of spruce largely depend on the environmental factors. The increment of terminal shoots and the intensity of physiological processes of the spruce undergrowth reach the maximum values in a birch forest of 6–8 years of age in the early stages of hardwood stocking. In a birch forest of this age the intensity of photosynthesis in the spruce undergrowth is higher by a factor of 3–4 than under the canopy of a mature stand. Under these conditions, the spruce water exchange and the root system are more intense. With further de- velopmental age of a birch stand at the formation of the upper leaf canopy and deteriorating of light conditions the physiological and growth activity of understory spruce begins to weaken. Already in the 13-year-old birch forest the spruce undergrowth experiences a negative envi- ronmental impact from birch. A total biological oppression of spruce by birch begins from the age of 20–25 years, which continues until the period of spruce releasing into the first story. Despite the high pigment content, the rate of photosynthesis in the spruce undergrowth in plan- tations of this age does not exceed 5...8 mg CO2/(g×h), which is 3–4 times lower than in the 8-year-old birch forest, and considerably less than in the 13-year-old plantation. To improve the condition of spruce and increase its biological stability it is necessary to facilitate the time- ly implementation of thinning. At the birch age of 20–25 years it is required to carry out the lightening of spruce. In mature stands it is advisable to start the first gradual felling at the age of 50...60 years, the second – in 8...10 years.

Keywords: young spruce, forming birch forest, physiological process, light regime.

REFERENCES

1. Alekseev V.A. Svetovoy rezhim lesa [Forest Light Regime]. Moscow, 1975. 280 p.

2. Belyaeva N.V. Otsenka zhiznennogo sostoyaniya populyatsiy podrosta eli na partsel- lyarnom urovne [Assessment of the State of Life of the Spruce Populations Undergrowth on the Cropping Level]. Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa, 2013, no. 35, pp. 38–41.

3. Belyaeva N.V., Gryaz'kin A.V. Osobennosti struktury podrosta eli posle splosh-

nykh rubok: nauch. obozrenie [Features of the Structure of Spruce Undergrowth After Clear

Cutting: Scientific Review]. St. Petersburg, 2013, no. 35, pp. 19–24.

4. Belyaeva N.V., Kazi I.A., Ishchuk T.A. Vliyanie rubok ukhoda raznoy intensivnosti na poyavlenie podrosta eli na vyrubkakh i pod pologom lesa [Influence of Thinning of Vary- ing Intensity on the Spruce Undergrowth in the Clearings and Under the Canopy of the For- est]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1985, no. 3, pp. 7–14.

5. Bogatyrev Yu.G., Vasil'eva I.N. Vodnyy rezhim pochv i podrosta eli na vyrubkakh i pod pologom lesa [Water Regime of Soils and Spruce Undergrowth in the Clearings and Under

the Forest Canopy]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1985, no. 2, pp. 16–25.

6. Val'ter O.A., Pinevich L.M., Varasova N.N. Praktikum po fiziologii rasteniy s os- novami biokhimii [Workshop on Plant Physiology with the Fundamentals of Biochemistry]. Moscow; Leningrad, 1957. 341 p.

7. Voznesenskiy L.V., Zalenskiy O.V., Semikhatova O.A. Metody issledovaniya fotosinteza i dykhaniya rasteniy [Methods of Study of Photosynthesis and Respiration of

Plants]. Moscow; Leningrad, 1965. 305 p.

8. Golovko T.K. Dykhanie rasteniy. Fiziologicheskie aspekty [Breath of Plants. Phys- iological Aspects]. St. Petersburg, 1999. 204 p.

9. Grigor'eva A.A. Otsenka sostoyaniya podrosta eli pod pologom drevostoev v raznykh tipakh lesa [Assessment of Spruce Undergrowth under the Canopy of Stands in Different Forest Types]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo lesotekhnich- eskogo universiteta, 2008, no. 183, pp. 7–13.

10. Druzhinin F.N.,   Postovskiy A.S.  Lesovodstvennaya effektivnost' dlitel'no- postepennykh rubok v Vologodskoy oblasti [Silvicultural Efficiency of Two-Pass Cutting

Systems in the Vologda Region]. Vestnik KrasGAU [the Bulletin of KrasGAU], 2014, no. 2, pp. 131–136.

11. Zarubina L.V. Sostoyanie estestvennogo vozobnovleniya eli v melkolistvennykh lesakh na Severe Rossii [Natural Regeneration of Spruce in Small-Leaved Forests in the North of Russia]. Lesnoy zhurnal, 2016, no. 3, pp. 52–65.

12. Zarubina L.V., Konovalov V.N. Vliyanie prorezhivaniya i azota na sezonnuyu

dinamiku dykhaniya korney sosny i eli [Impact of Thinning and Nitrogen on Seasonal D y- namics of Pine and Spruce Root Respiration]. Lesnoy zhurnal, 2016, no. 1, pp. 100–114.

13. Zarubina L.V., Konovalov V.N. Vliyanie rubok ukhoda na fotosintez i ottok

14С-assimilyatov u podrosa eli v bereznyakakh chernichnykh [Influence of Thinning on Pho- tosynthesis and the Outflow of 14C-Assimilates of Spruce Undergrowth in Bilberry Birch

Forests]. Vestnik Pomorskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser.: Estestvennye nauki,

2011, no. 3, pp. 49–54.

14. Zarubina L.V., Konovalov V.N. Ekologo-fiziologicheskie osobennosti eli v be- reznyakakh chernichnykh [Ecological and Physiological Features of Spruce in  Bilberry Birch Forests]. Arkhangelsk, 2014. 378 p.

15. Ivanov L.A., Silina A.A, Tsel'niker Yu.L. O metode bystrogo vzveshivaniya dlya opredeleniya transpiratsii v estestvennykh usloviyakh [The Method of Rapid Weighing to

Determine the Transpiration Under Natural Conditions]. Botanicheskiy zhurnal, 1950, vol.

35, no. 2, pp. 171–185.

16. Karpov V.G. Faktory regulyatsii ekosistem elovykh lesov [Factors of Ecosystems

Regulation of Spruce Forests]. Leningrad, 1983. 318 p.

17. Konovalov V.N., Zarubina L.V. Ekologo-fiziologicheskie osobennosti khvoynykh na udobrennykh pochvakh [Ecological and Physiological Features of Conifers on Fertilized

Soils]. Arkhangelsk, 2011. 338 p.

18. Laysk A.Kh. Sootvetstvie fotosinteziruyushchey sistemy usloviyam sredy [Com- pliance of the Photosynthetic System to the Environmental Conditions]. Fiziologiya fotosin- teza [Physiology of Photosynthesis]. Moscow, 1982, pp. 221–234.

19. Mel'nikov E.S., Belyaeva N.V.  Funktsional'nye izmeneniya v lesnom bioge- otsenoze posle kompleksnykh ukhodov za lesom [Functional Changes in the Forest Ecosys-

tems After the Forest Total Care]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2008, no. 8, pp. 22–29.

20. Mokronosov A.T. Donorno-aktseptornye otnosheniya v ontogeneze rasteniy [Do- nor-Acceptor Relationship in Plant Ontogenesis]. Fiziologiya fotosinteza [Physiology of Photosynthesis]. Moscow, 1982, pp. 235–250.

21. Pomazenyuk  V.A.,  Zalesov  A.S.,  Magosumova  A.G.  Vliyanie  polostno-

postepennykh rubok na lesovozobnovlenie v proizvodnykh bereznyakakh Novolyainskogo leskhoza [The Impact of the Gradual Cuttings on Reforestation in the Secondary Growth

Birch Forests in the Novolyainsk Forestry]. Khvoynye boreal'noy zony [Conifers of the Bo- real Area], 2012, vol. 30, no. 3–4, pp. 303–306.

22. Ron'zhina E.S., Mokronosov A.T. Donorno-aktseptornye otnosheniya i uchastie tsitokininov v regulyatsii transporta i raspredeleniya organicheskikh veshchestv v rasteniyakh

[Donor-Acceptor Ratio, and Cytokinins in the Regulation of Transport and Distribution of

Organic Matters in Plants]. Fiziologiya rasteniy, 1994, vol. 41, no. 3, pp. 448–459.

23. Sarnatskiy V.V. El'niki: formirovanie, povyshenie produktivnosti i ustoychivosti v usloviyakh Belorusi [Spruce Forests: Formation, Increasing of Productivity and Sustainabi- lity in Belarus]. Minsk, 2009. 240 p.

24. Semenenko V.E. Mekhanizmy endogennoy regulyatsii fotosinteza i adaptivnye

svoystva khloroplasta [Mechanisms of Endogenous Regulation of Photosynthesis and Adap- tive Properties of Chloroplast]. Fiziologiya fotosinteza [Physiology of Photosynthesis]. Moscow, 1982, pp. 164–187.

25. Sudnitsina T.N. Vliyanie rubok na morfostrukturu khvoi, rost i azotnoe pitanie sokhranennogo podrosta eli v bereznyakakh yuzhnoy taygi [Effect of Logging on the Nee-

dles Morphostructure, Growth and Nitrogen Nutrition of the Saved Spruce Undergrowth in

Birch Forests of the Southern Taiga]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science],

2006, no. 4, pp. 61–67.

26. Sudnitsina T.N., Ozrina R.D. Osobennosti azotnogo i uglerodnogo pitaniya po- drosta eli pri adaptatsii ego k usloviyam vyrubok [Features of Nitrogen and Carbon Nutri- tion of Spruce Undergrowth in Adapting It to the Felling Conditions]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1983, no. 4, pp. 19–30.

27. Tarchevskiy I.A. Osnovy fotosinteza [Fundamentals of Photosynthesis]. Moscow,

1970. 253 p.

28. Fedorets N.G. Transformatsiya azota v pochvakh lesnykh biogeotsenozov Severo- Zapada Rossii: avtoref. dis. … d-ra biol. nauk [The Nitrogen Transformation in Soils of the Forest Ecosystems of the North-West of Russia: Dr. Biol. Sci. Diss. Abs.]. St. Petersburg,

1997. 41 p.

29. Tsel'niker Yu.L. Fiziologicheskie osnovy tenevynoslivosti drevesnykh rasteniy

[Physiological Basis of Woody Plants Shade Tolerance]. Moscow, 1978. 215 p.

30. Tsel'niker Yu.L. Dykhanie korney i ego rol' v uglerodnom balanse drevostoya [Root Respiration and Its Role in the Carbon Balance of the Forest Stands]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2005, no. 6, pp. 11–18.

31. Shlyk A.A. Opredelenie khlorofillov i karotinoidov v ekstraktakh zelenykh list'ev [Determination of Chlorophylls and Carotenoids in Extracts of Green Leaves]. Biokhimich- eskie metody v fiziologii rasteniy [Biochemical Methods in Plant Physiology]. Moscow,

1971, pp. 154–169.

32. Yuzbekov A.K., Zamolodchikov D.G., Ivashchenko A.N. Fotosintez u eli evrop- eyskoy v lesnykh ekosistemakh eksperimental'nogo poligona “Log Taezhnyy” [Photosyn- thesis of Norway Spruce in the Forest Ecosystems of the Demonstration Trail “Log Taezh- nyy”]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya [Moscow

University Biological Sciences Bulletin], 2014, no. 4, pp. 32–35.

33. Lechowski Z., Bialczyk J. Fotoinaktywacja Procesu Fotosyntezy. Wiad. Bot.,

1989, vol. 33, no. 4, pp. 153–170.

34. Lieffers V.J., Messier C., Stadt K.J., Gendron F. et al. Predicting and Managing Light

in the Understory of Boreal Forests. Can. J. Forest Res., 1999, vol. 29, no. 6, pp. 796–811.

35. Lieffers V.J., Stadt K.J. Growh of Understory Piceaglauca, Calamagrostiscana- densis, and Epilobiumangustifolium in Relation to Overstory Light Transmission. Can. J.

Forest Res., 1994, vol. 24, no. 6, pp. 1193–1198.

36. Sword M.A., Kuehler E.A., Tang Z. Seasonal Fine Root Carbohydrate Relations of Plantation Loblolly Pine After Thinning. Sustainable Forestry, 2000, vol. 10, no. 3–4, pp. 295–305.