Запасы и структура фитомассы древостоев северотаежных сосняков Республики Коми | Reserves and Structure of Phytomass in Northern Taiga Pine Forest Stands in the Komi Republic

Russian. Цель исследования – оценить запасы фитомассы произрастающих в Республике Коми северотаежных сосняков зеленомошных и сфагновых типов. Работа выполнена в 2016–2019 гг. на постоянных пробных площадях, расположенных на территории Зеленоборского лесного стационара Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук. По данным модельных деревьев выведены степенные уравнения зависимости массы отдельных фракций от диаметра ствола на высоте 1,3 м для основных лесообразующих пород – сосна, ель, лиственница, береза, – принадлежащих к зеленомошным или сфагновым типам леса. Исследованные параметры характеризуются тесной корреляцией с высокими коэффициентами аппроксимации тренда (R2 = 0,72–0,92). Рассчитан индекс листовой поверхности. Сосняки зеленомошных типов отличаются довольно высокими запасами фитомассы – 136–211 т/га. В древостоях сосняков сфагновых типов сосредоточено 89–96 т/га фитомассы. Несмотря на примесь других древесных пород, ведущий пул – деревья сосны, а основная фракция (46–56 %) – стволовая древесина. Ее вклад и ствола в целом (кора + древесина) выше в сосняках зеленомошных типов по сравнению со сфагновыми, тогда как доля корней в двух этих типах леса примерно одинакова. Участие крон деревьев (хвоя/листья + ветви) в общих запасах фитомассы сосновых насаждений на автоморфных почвах достоверно ниже (в среднем 17 %), чем в сообществах на полугидроморфных и гидроморфных почвах (в среднем 22 %). Относительно бóльшая масса хвои и листьев стала причиной высокого индекса листовой поверхности, который изменялся от 8,8 до 17,8 и от 7,7 до 9,8 га/га соответственно в сосняках зеленомошных и сфагновых типов. Установлена высокая достоверная (R = 0,88; p = 0,004) взаимосвязь индекса листовой поверхности с суммой площадей сечений деревьев, тогда как с густотой и запасом древесины она статистически незначима. Рассчитаны конверсионные коэффициенты для перевода объема древесины в запасы фитомассы отдельных фракций и пород в целом. Приведенные данные полезны для оценки продуктивности сосновых экосистем в разных условиях произрастания при проведении мониторинга лесов (в т. ч. методами дистанционного зондирования), а также при планировании лесохозяйственных мероприятий с целью повышения продуктивности сосновых лесов. Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Института биологии Коми НЦ УрО РАН по теме НИР «Зональные закономерности динамики структуры и продуктивности первичных и антропогенно измененных фитоценозов лесных и болотных экосистем европейского северо-востока России» (регистрационный номер 1021051101417-8-1.6.19). Авторы благодарят Н.В. Торлопову, А.И. Патова и С.И. Наймушину за помощь в проведении полевых работ. Для цитирования: Осипов А.Ф., Кутявин И.Н., Манов А.В., Кузнецов М.А., Бобкова К.С. Запасы и структура фитомассы древостоев северотаежных сосняков Республики Коми // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 4. С. 25–38. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-25-38

English. The research aims at estimating phytomass reserves of northern taiga green-moss and sphagnum pine forests growing in the Komi Republic. The study was carried out in pine forests at the Zelenoborsk forest research station of the Institute of Biology of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IB Komi SC UB RAS) in 2016–2019. We analyzed sample trees data and derived power equations of the dependence of the individual fractions weight on the stem diameter at the breast height (1.3 m) for the main forest-forming species (pine, spruce, larch, and birch) of green-moss and sphagnum forest are characterized by rather large phytomass reserves, 136–211 t/ha. While in sphagnum pine forests there are 89–96 t/ha of phytomass. Despite the admixture of other wood species, the leading pool is represented by pine trees, and the main fraction (46–56 %) is wood of stem. The input of stem wood and stem as a whole (bark and wood) is greater in green-moss pine forests compared to sphagnum pine forests, while the share of roots in these two types is approximately the same. Participation of tree crowns (needles/leaves and branches) in the total phytomass reserves of pine stands on automorphic soils is significantly lower (17 % on average) than in communities on semihydromorphic and hydromorphic soils (22 % on average). The relatively greater mass of needles and leaves resulted in a high LAI, which varied from 8.8 to 17.8 and from 7.7 to 9.8 ha/ha, respectively, in green-moss and sphagnum pine forests. We found a high reliable (R = 0.88; p = 0.004) relationship between LAI and the tree basal areas sum, whereas it is statistically insignificant with density and wood supply. The conversion factors were calculated to convert timber volume into phytomass reserves of both individual fractions and species as a whole. The presented data are useful for assessing the productivity of pine ecosystems in different growing conditions during forest monitoring (including remote sensing methods) and also when planning forest management measures in order to increase the productivity of pine forests. Acknowledgements: This work was carried out within the framework of the state assignment of the Institute of Biology Komi SC UB RAS for the research topic “Zonal Regularities of the Structure and Productivity Dynamics of Primary and Anthropogenically Modified Phytocenoses of Forest and Bog Ecosystems of European North-East Russia” (registration number: 1021051101417-8-1.6.19). The authors are grateful to N.V. Torlopova, A.I. Patov and S.I. Naymushina for their assistance in the fieldwork. For citation: Osipov A.F., Kutyavin I.N., Manov A.V., Kuznetsov M.A., Bobkova K.S. Reserves and Structure of Phytomass in Northern Taiga Pine Forest Stands in the Komi Republic. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 4, pp. 25–38. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-25-38