Горизонтальная структура древостоев и подроста северотаежных коренных ельников чернично-сфагновых в Приуралье

УДК

630*182.22:630*187:582.475(470.13-924.82)

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2018.6.78

Аннотация

В статье рассмотрена пространственная структура древостоев и подроста двух коренных заболоченных ельников, находящихся в стадии климакса и спонтанно развивающихся в разных лесных массивах подзоны северной тайги в предгорьях Урала (Республика Коми). Представлены результаты сравнительного анализа размерной, возрастной и горизонтальной структур древостоя ельников. Показана степень дифференциации изучаемых растительных сообществ с учетом изменчивости диаметров деревьев на высоте 1,3 м и высоты подроста и использованием основных статистических показателей описательной статистики. В обоих ельниках отмечена большая вариабельность деревьев по диаметру, подроста – по высоте. Представлен тип возрастной структуры древостоев, подтверждающий их абсолютную разновозрастность. Приведены расчетные данные, полученные с помощью пространственной статистики и анализа точечных процессов проверки нулевой гипотезы о полной пространственной случайности. Выявлен случайный тип пространственной структуры как при совместном размещении деревьев, так и раздельно по категориям крупности и породам. Отмечена слабая агрегация лиственных деревьев на расстояниях менее 1 м. Подрост демонстрирует групповой характер размещения. Наиболее выражено скопление подроста в фитоценозе, в состав которого входит пихта. В выработавшихся, уравновешенных, климаксовых сообществах коренных типов леса обнаружен схожий тип горизонтальной структуры размещения деревьев и подроста на площади.

Сведения об авторах

А.В. Манов, канд. с.-х. наук
И.Н. Кутявин, канд. с.-х. наук
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, ул. Коммунистическая, д. 28, г. Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 167982; e-mail: manov@ib.komisc.ru, kutjavin-ivan@rambler.ru

Ключевые слова

горизонтальная структура, ельник чернично-сфагновый, коренной лес, древостой, подрост, северная тайга, Приуралье

Источник финансирования

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Пространственно-временная динамика структуры и продуктивности фитоценозов лесных и болотных экосистем на Европейском Северо-Востоке России», № АААА-А17-117122090014-8 при финансовой поддержке комплексной программы № 18-4-4-29 УрО РАН «Зональные закономерности бюджета углерода в лиственно-хвойных экосистемах Европейского Северо-Востока», № АААА-А17-117122690104-0.
Благодарности: Авторы выражают благодарность д-ру биол. наук К.С. Бобковой за ценные советы в ходе подготовки рукописи статьи.

Для цитирования

Манов А.В., Кутявин И.Н. Горизонтальная структура древостоев и подроста северотаежных коренных ельников чернично-сфагновых в Приуралье // Лесн. журн. 2018. № 6. С. 78–88. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.78

Литература

1. Горшков В.Г., Макарьева А.М. Биотический насос атмосферной влаги, его связь с глобальной атмосферной циркуляцией и значение для круговорота воды на суше. Гатчина: ПИЯФ, 2006. 49 с.
2. Гусев И.И. Моделирование экосистем: учеб. пособие. Архангельск: АГТУ, 2002. 112 с.
3. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 174 с.
4. Загреев В.В., Сухих В.И., Швиденко А.З., Гусев Н.Н., Мошкалев А.Г. Общесоюзные нормативы для таксации лесов. М.: Колос, 1992. 495 с.
5. Ипатов В.С., Тархова Т.Н. Количественный анализ ценотических эффектов в размещении деревьев по территории // Ботан. журн. 1975. Т. 60, № 9. С. 1237–1250.
6. Комин Г.Е., Семечкин И.В. Возрастная структура древостоев и принципы ее типизации // Лесоведение. 1970. № 2. С. 24–33.
7. Кузьмичев В.В. Закономерности динамики древостоев: принципы и модели. Новосибирск: Наука, 2013. 208 с.
8. Пахучий В.В. Девственные леса Северного Приуралья. СПб.: Наука, 1999. 136 с.
9. Плотников В.В. Эволюция структуры растительных сообществ. М.: Наука, 1979. 276 с.
10. Производительные силы Коми АССР. Т. 3, ч. 1. Растительный мир / сост.: В.М. Болотова, А.А. Дедов, А.Н. Лащенкова, Ю.П. Юдин; отв. ред.: Н.Е. Кабанов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1954. 378 с.
11. Проскуряков М.А. Горизонтальная структура горных темнохвойных лесов. Алма-Ата: Наука, 1983. 216 с.
12. Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества. Теория и эксперимент. Тула: Гриф и К˚, 2007. 192 с.
13. Тюрин А.В. Основы вариационной статистики в применении к лесоводству. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1961. 103 с.
14. Факторы регуляции экосистем еловых лесов / под ред. В.Г. Карпова. Л.: Наука, 1983. 318 с.
15. Фардеева М.Б., Исламова Г.Р., Чижикова Н.А. Анализ пространственно-возрастной структуры растений на основе информационно-статистических подходов //Учен. зап. Казан. ГУ. Сер.: Естеств. науки. 2008. Т. 150, кн. 4. С. 226–240.
16. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2004. 268 с.
17. Baddeley A., Turner R. Spatstat: An R Package for Analyzing Spatial Point Patterns // Journal of Statistical Software. 2005. Vol. 12, no. 6. Pp. 1–42. Режим доступа: https://www.jstatsoft.org/article/view/v012i06 (дата обращения: 26.01.2005). DOI: 10.18637/jss.v012.i06
18. Grabarnik P., Myllymäki M., Stoyan D. Correct Testing of Mark Independence for Marked Point Patterns // Ecological Modelling. 2011. Vol. 222, iss. 23–24. Pp. 3888–3894.
19. Grissino-Mayer H.D. A Manual and Tutorial for the Proper Use of an Increment Borer // Tree-Ring Research. 2003. Vol. 59(2). Pp. 63–79.
20. Illian J., Penttinen A., Stoyan H., Stoyan D. Statistical Analysis and Modelling of Spatial Point Patterns. Chichester: John Wiley & Sons, 2008. 560 p.
21. Kalliovirta J., Laasasenaho J., Kangas A. Evaluation of the Laser-Relascope // Forest Ecology and Management. 2005. Vol. 204, iss. 2–3. Pp. 181–194. DOI: 10.1016/j.foreco.2004.09.020
22. Schabenberger O., Gotway C.A. Statistical Methods for Spatial Data Analysis. New York: Chapman & Hall/CRC, 2005. 512 p.
23. Stoyan D, Penttinen A. Recent Applications of Point Process Methods in Forestry Statistics // Statistical Science. 2000. Vol. 15, no. 1. Pp. 61–78. Режим доступа: https://projecteuclid.org/euclid.ss/1009212674 (дата обращения: 24.12.2001). DOI: 10.1214/ss/1009212674
24. Wiegand T., Moloney K.A. Rings, Circles, and Null-Models for Point Pattern Analysis in Ecology. Oikos, 2004, vol. 104, iss. 2, pp. 209–229. Режим доступа: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.0030-1299.2004.12497.x (дата обращения: 16.01.2004). DOI: 10.1111/j.0030-1299.2004.12497.x

Поступила 05.02.18

Ссылка на английскую версию:

Horizontal Structure of Forest Stands and New Growth of Northern Taiga Virgin Blueberry-Sphagnum Spruce Forests in Cisurals

UDC 630*182.22:630*187:582.475(470.13-924.82)
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.78

Horizontal Structure of Forest Stands and New Growth of Northern Taiga Virgin Blueberry-Sphagnum Spruce Forests in Cisurals

A.V. Manov, Candidate of Agricultural Sciences
I.N. Kutyavin, Candidate of Agricultural Sciences

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, ul. Kommunisticheskaya, 28, Syktyvkar, Komi Republic, 167982, Russian Federation; e-mail: manov@ib.komisc.ru, kutjavin-ivan@rambler.ru

The article considers spatial structure of forest stands and new growth of two virgin spruce blueberry-sphagnum forests in a climax stage and spontaneously developing in different forest lands of the Northern Taiga subzone and foothills of the Ural Mountains (the Komi Republic). The results of comparative analysis of size, age and horizontal structure of the forest stands are presented. The degree of differentiation of the studied plant communities was shown in respect of variability of trees diameters at a height of 1.3 m and height of new growth with the use of descriptive statistics indicators. Large variability of trees diameters and new growth heights in the both spruce forests was emphasized. Type of age structure of the forest stands which confirms their absolute age difference is shown. Estimated data received by the means of spatial statistics and point process analysis of testing of null hypothesis of complete spatial randomness is represented. Random spatial structure was found in the case of trees collocation and in the case of separate trees location according their sizes and breeds. Weak aggregation of deciduous trees at distances less than 1 m is emphasized. New growth demonstrates group character of distribution. Accumulation of the new growth in phytocenosis, which includes fir, is the strongest. The similar type of horizontal structure distribution of trees and new growth is found in developed balanced climax communities of virgin forests.

Keywords: horizontal structure, blueberry-sphagnum spruce forest, virgin forest, tree stand, new growth, Northern taiga, Cisurals.

REFERENCES

1. Gorshkov V.G., Makar’yeva A.M. Bioticheskiy nasos atmosfernoy vlagi, ego svyaz’ s global’noy atmosfernoy tsirkulyatsiyey i znacheniye dlya krugovorota vody na sushe [Biotic Pump of Atmospheric Moisture, Its Relation to Global Atmospheric Circulation and the Importance for the Water Cycle on Land]. Gatchina, PNPI Publ., 2006. 49 p. (In Russ.)
2. Gusev I.I. Modelirovaniye ekosistem: ucheb. posobiye [Modeling of Ecosystems: Educational Textbook]. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2002. 112 p. (In Russ.)
3. Dyrenkov S.A. Struktura i dinamika tayezhnykh el’nikov [Structure and Dynamics of Taiga Spruce Forests]. Leningrad, Nauka Publ., 1984. 174 p. (In Russ.)
4. Zagreyev V.V., Sukhikh V.I., Shvidenko A.Z., Gusev N.N., Moshkalev A.G. Obshchesoyuznyye normativy dlya taksatsii lesov [All-Union Standards for Forest Valuation]. Moscow, Kolos Publ., 1992. 495 p. (In Russ.)
5. Ipatov V.S., Tarkhova T.N. Kolichestvennyy analiz tsenoticheskikh effektov v razmeshchenii derev’yev po territorii [Quantitative Analysis of Cenotic Effects in Trees Location over an Area]. Botanicheskiy zhurnal [Botanical Journal], 1975, vol. 60, no. 9, pp. 1237–1250.
6. Komin G.E., Semechkin I.V. Vozrastnaya struktura drevostoyev i printsipy eyo tipizatsii [Age Structure of Forest Stands and the Principles of Its Typification]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1970, no. 2, pp. 24–33.
7. Kuz’michev V.V. Zakonomernosti dinamiki drevostoyev: printsipy i modeli [Dynamics Patterns of Forest Stands: Principles and Models]. Novosibirsk, Nauka Publ., 2013. 208 p. (In Russ.)
8. Pakhuchiy V.V. Devstvennyye lesa Severnogo Priural’ya [Virgin Forests of the Northern Cisurals]. Saint Petersburg, Nauka Publ., 1999. 136 p. (In Russ.)
9. Plotnikov V.V. Evolyutsiya struktury rastitel’nykh soobshchestv [Evolution of Plant Communities Structure]. Moscow, Nauka Publ., 1979. 276 p. (In Russ.)
10. Proizvoditel’nyye sily Komi ASSR. Vol. 3, p. 1. Rastitel’nyy mir [Productive Forces of the Komi ASSR. Plant Life]. Ed. by N.E. Kabanov. Content by V.M. Bolotova, A.A. Dedov, A.N. Lashchenkova, Yu.P. Yudin. Moscow, AN SSSR Publ., 1954, 378 p. (In Russ.)
11. Proskuryakov M.A. Gorizontal’naya struktura gornykh temnokhvoynykh lesov [Horizontal Structure of Mountain Dark Coniferous Forests]. Alma-Ata, Nauka Publ., 1983. 216 p. (In Russ.)
12. Storozhenko V.G. Ustoychivyye lesnyye soobshchestva. Teoriya i eksperiment [Sustainable Forest Communities. Theory and Practice]. Tula, Grif i K˚ Publ., 2007. 192 p. (in Russ.)
13. Tyurin A.V. Osnovy variatsionnoy statistiki v primenenii k lesovodstvu [Fundamentals of Variation Statistics in Application to Forestry]. Moscow, Goslesbumizdat Publ., 1961. 103 p. (In Russ.)
14. Faktory regulyatsii ekosistem elovykh lesov [Factors of Ecosystems Regulating of Spruce Forests]. Ed. by V.G. Karpov. Leningrad, Nauka Publ., 1983. 318 p. (In Russ.)
15. Fardeyeva M.B., Islamova G.R., Chizhikova N.A. Analiz prostranstvennovozrastnoy struktury rasteniy na osnove informatsionno-statisticheskikh podkhodov [Analysis of the Spatial and Age Structure of Plants on the Base of Information and Statistical Approaches]. Uchenye Zapiski Kazanskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki [Proceedings of the Kazan State University. Natural Sciences Series], 2008, vol. 150, book 4, pp. 226–240.
16. Tsvetkov V.F. Lesnoy biogeotsenoz [Forest Biogeocenosis]. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2004. 267 p. (In Russ.)
17. Baddeley A., Turner R. Spatstat: An R Package for Analyzing Spatial Point Patterns. Journal of Statistical Software, 2005, vol. 12, no. 6, pp. 1–42. Available at: https://www.jstatsoft.org/article/view/v012i06 (accessed 26.01.2005). DOI: 10.18637/jss.v012.i06
18. Grabarnik P., Myllymäki M., Stoyan D. Correct Testing of Mark Independence for Marked Point Patterns. Ecological Modelling, 2011, vol. 222, iss. 23–24, pp. 3888–3894.
19. Grissino-Mayer H.D. A Manual and Tutorial for the Proper Use of an Increment Borer. Tree-Ring Research, 2003, vol. 59(2), pp. 63–79.
20. Illian J., Penttinen A., Stoyan H., Stoyan D. Statistical Analysis and Modelling of Spatial Point Patterns. Chichester, John Wiley & Sons, 2008. 560 p.
21. Kalliovirta J., Laasasenaho J., Kangas A. Evaluation of the Laser-Relascope. Forest Ecology and Management, 2005, vol. 204, iss. 2–3, pp. 181–194. DOI:10.1016/j.foreco.2004.09.020
22. Schabenberger O., Gotway C.A. Statistical Methods for Spatial Data Analysis. New York, Chapman & Hall/CRC, 2005. 512 p.
23. Stoyan D, Penttinen A. Recent Applications of Point Process Methods in Forestry Statistics. Statistical Science, 2000, vol. 15, no. 1, pp. 61–78. Available at: https://projecteuclid.org/euclid.ss/1009212674 (accessed 24.12.2001). DOI: 10.1214/ss/1009212674
24. Wiegand T., Moloney K.A. Rings, Circles, and Null-Models for Point Pattern Analysis in Ecology. Oikos, 2004, vol. 104, iss. 2, pp. 209–229. Available at: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.0030-1299.2004.12497.x (accessed 16.01.2004). DOI: 10.1111/j.0030-1299.2004.12497.x

Received on February 05, 2018

---

For citation: Manov A.V., Kutyavin I.N., Horizontal Structure of Forest Stands and New Growth of Northern Taiga Virgin Blueberry-Sphagnum Spruce Forests in Cisurals. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2018, no. 6, pp. 78–88. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.78