Везде

RAS BiologyЛесоведение Forest Science

  • ISSN (Print) 0024-1148
  • ISSN (Online) 3034-5359

The Height-Age Structure of Picea Abies Undergrowth in a Middle Taiga Spruce Forest: the Microsite Influence

You can
PII
S30345359S0024114825020046-1
DOI
10.7868/S3034535925020046
Publication type
Article
Status
Published
Authors
A. V. Kireeva
  • Affiliation: Forest Research Institute of the KarRC RAS
I.V. Romashkin
  • Affiliation: Forest Research Institute of the KarRC RAS
A.M. Kryshen
  • Affiliation: Forest Research Institute of the KarRC RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 2
Pages
194-210
Abstract
We analysed the height-age structure of spruce ( (L.) H. Karst) undergrowth in three forest canopy areas (canopy gap; crown edge; canopy) and five microsite types (undisturbed forest litter; microelevations unrelated to xylolytic substrate (XS); microelevations formed by XS; microhabitats generated by visually indiscernible, “hidden” part of XS; XS impact zone) in three old-growth middle taiga spruce forests. The undergrowth reaches the height of 50 cm at the age of 19-24 years. The forest growth conditions, canopy and microsite influence the young trees that are taller than 50 cm. The undergrowth reaches the height of 100 cm at the age of 28-36 years, 150 cm - at 31-39 years. An exponential model best describes the changes in the undergrowth abundance with age. In five microsite types, 18-26% of the undergrowth reaches the height category of 51-100 cm (compared to the amount of small (< 50 cm) undergrowth). As for the height category of 101-150 cm, it’s reached by only about 6-8% of young trees in the bilberry spruce forest, 10-23% - in the oxalis-bilberry spruce forest with and , and 5-25% - in the oxalis-bilberry spruce forest with the co-dominance of . Only 3% of the undergrowth from the microsites formed by the XS in the bilberry spruce forest reaches the height category of 151-200 cm. In the spruce stand with the participation of deciduous species in all microsite types (except the “hidden” parts of XS), only 6% of the P. abies undergrowth reaches this height category. Similarly, in the pine-spruce stand, 6% of the undergrowth reaches this height category, but only on microelevations formed by XS and in the XS impact zone. The results indicate that the mortality rate of the understory with a height more than 50 cm is generally comparable in all microsite types (including those formed by XS).
Keywords
естественное возобновление подрост ель европейская микроместообитание ксилолитический субстрат сохранность подроста
Date of publication
15.11.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
16

References

  1. 1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная промышленность, 1982. 552 с.
  2. 2. Бобкова К.С., Бессонов И.М. Естественное возобновление в среднетаежных ельниках европейского северо-востока // Лесоведение. 2009. № 5. С. 10-16.
  3. 3. Гончаров А.А. Структура трофических ниш в сообществах почвенных беспозвоночных (мезофауна) лесных экосистем: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. М., 2014. 24 с.
  4. 4. Грозин А.Н. Особенности распределения фитомассы подроста ели на осушаемом низинном болоте // Леса Урала и хозяйство в них. Вып. 23. Екатеринбург: УГЛТУ, 2003. С. 284-287.
  5. 5. Давыдычев А.Н. Естественное возобновление и эколого-биологические особенности ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) и пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в водоохранно-защитных лесах Уфимского плато: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16. Тольятти, 2003. 19 с.
  6. 6. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 175 с.
  7. 7. Злобин Ю.А. Живой покров еловых лесов как фактор естественного возобновления ели: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.05. М., 1961. 20 с.
  8. 8. Ильчуков С.В. Горизонтальная структура подроста ели в спелых среднетаежных ельниках // Лесной журнал. 2008. № 1. С. 64-68.
  9. 9. Ипатов В.С., Тархова Т.Н. Количественный анализ ценотических эффектов в размещении деревьев по территории // Ботанический журнал. 1975. Т. 60. № 9. С. 1237-1250.
  10. 10. Казимиров Н.И. Ельники Карелии. Л.: Наука, 1971. 140 с.
  11. 11. Карпов В.Г. Экспериментальная фитоценология темнохвойной тайги. Л.: Наука, 1969. 335 с.
  12. 12. Капица Е.А., Шорохова Е.В., Кузнецов А.А. Пул углерода крупных древесных остатков в коренных лесах северо-запада Русской равнины // Лесоведение. 2012. № 5. С. 36-43.
  13. 13. Крышень А.М. Типы лесорастительных условий на автоморфных почвах в Карелии // Ботанический журнал. 2010. Т. 95. № 3. С. 281-297.
  14. 14. Манов А.В. Горизонтальная структура древостоя и подроста ельника разнотравно-черничного средней тайги Республики Коми // Лесоведение. 2019. № 4. С. 286-293.
  15. 15. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Лесная промышленность, 1980. 408 с.
  16. 16. Миленин А.И., Арбузов А.И. Освещенность и естественное возобновление ели европейской в зоне Клинско-Дмитровской возвышенности // Лесотехнический журнал. 2011. № 3. С. 58-60.
  17. 17. Мишко А.Е., Ставрова Н.И., Горшков В.В. Поливариантность развития особей Picea obovata (Pinaceae) в средневозрастных сосново-еловых лесах Кольского полуострова // Растительные ресурсы 2019. Т. 55. № 1. С. 56-71.
  18. 18. Мишко А.Е., Ставрова Н.И., Горшков В.В. Онтогенетическая структура ценопопуляций Picea obovata на разных стадиях послепожарных сукцессий в северотаежных сосново-еловых лесах // Ботанический журнал. 2018. Т. 103. № 9. С. 50-78.
  19. 19. Морозов Г.Ф. Избранные труды. М.: Лесная промышленность, 1970. Т. 1. 559 с.
  20. 20. Романовский А.М. Поливариантность онтогенеза Picea abies (Pinaceae) в Брянском полесье // Ботанический журнал. 2001. Т. 86. № 8. С. 72-85.
  21. 21. Рубцов М.В., Глазунов Ю.Б., Николаев Д.К. Восстановление ели под пологом культур сосны на суглинистых почвах в центре Русской равнины // Лесной вестник. 2014. № 1. С. 64-73.
  22. 22. Стороженко В.Г. Особенности горизонтальной структуры лесов еловых формаций европейской тайги России // Известия вузов. Лесной журнал. 2022. № 2. С. 39-49. DOI 10.37482/0536-1036-2022-2-39-49
  23. 23. Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества. Теория и эксперимент. М.: Гриф и К, 2007. 192 с.
  24. 24. Стороженко В.Г., Бондарцева М.А., Соловьeв В.А., Крутов В.И. Научные основы устойчивости лесов к дереворазрушающим грибам. М.: Наука, 1992. 221 с.
  25. 25. Сукачeв В.Н. Избранные труды: в трех томах. Л.: Наука, 1972. Т. 1. 343 с.
  26. 26. Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. М.: Лесная промышленность, 1965. 459 с.
  27. 27. Уранов А.А., Михайлова Н.Ф. Из опыта изучения фитогенного поля Stipa pennata L. // Бюллетень МОИП. Отдел биологический. 1974. Т. 79. № 5. С. 151-159.
  28. 28. Юсупов И.Р. Особенности поселения и роста ели и пихты под пологом пихто-ельника чернично-зеленомошного в подзоне широколиственно-темнохвойных лесов Южного Урала // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 5 (2). С. 131-134.
  29. 29. Cadenasso M.L., Traynor M.M., Pickett S.T. A. Functional location of forest edges: Gradients of multiple physical factors // Canadian Journal of Forest Research. 1997. V. 27. P. 774-782.
  30. 30. 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. V. 20. P. 620-631.
  31. 31. Canham C.D. Growth and canopy architecture of shade-tolerant trees: the response of Acer saccharum and Fagus grandifolia to canopy gaps // Ecology. 1988. V. 69. P. 786-795.
  32. 32. Chrimes D., Nilson K. Overstorey density influence on the height of Picea abies regeneration in northern Sweden // Forestry. 2005. V. 78. № 4. P. 433-442.
  33. 33. Dovčiak M., Hrivnák R., Ujházy K., Gömöry D. Seed rain and environmental controls on invasion of Picea abies into grassland // Plant Ecology. 2008. V. 194. № 1. P. 135-148. DOI 10.1007/s11258-007-9280-2
  34. 34. Dyderski M.K., Gazda A., Hachułka M., Horodecki P., Kałucka I.L., Kamczyc J., Malicki M., Pielech R., Smoczyk M., Skorupski M., Wierzcholska S., Jagodziński A.M. Impacts of soil conditions and light availability on natural regeneration of Norway spruce Picea abies (L.) H. Karst. in low-elevation mountain forests // Annals of Forest Science. 2018. V. 75. № 91. DOI 10.1007/s13595-018-0775-x
  35. 35. Eerikäinen K., Miina J., Valkonen S. Models for the regeneration establishment and the development of established seedlings in uneven-aged, Norway spruce dominated forest stands of southern Finland // Forest Ecology and Management. 2007. V. 242. № 2-3. P. 444-461. DOI 10.1016/j.foreco.2007.01.078
  36. 36. Grassi G., Bagnaresi U. Foliar morphological and physiological plasticity in Picea abies and Abies alba saplings along a natural light gradient // Tree Physiology. 2001. V. 21. P. 959-967. DOI 10.1093/treephys/21.12-13.959
  37. 37. Gray A.N., Spies T.A. Microsite controls on tree seedling establishment in conifer forest canopy gaps // Ecology. 1997. V. 78. № 8. P. 2458-2473. DOI 10.2307/2265906
  38. 38. Grenfell R., Aakala T., Kuuluvainen T. Microsite occupancy and the spatial structure of understorey regeneration in three late-successional Norway spruce forests in northern Europe // Silva Fennica. 2011. V. 45. № 5. P. 1093-1110.
  39. 39. Harmon M.E., Franklin J.F. Tree seedlings on logs in Picea-Tsuga forests of Oregon and Washington // Ecology. 1989. V. 70. № 1. P. 48-59.
  40. 40. Holeksa J., Zywiec M., Bogdziewicz M., Kurek P., Milne-Rostkowska F., Piechnik Ł., Seget B. Microsite-specific 25-year mortality of Norway spruce saplings // Forest Ecology and Management. 2021. V. 498. № 3. P. 119572. DOI 10.1016/j.foreco.2021.119572
  41. 41. Jäderlund A., Zackrisson O., Dahlberg A., Nilsson M.C. Interference of Vaccinium myrtillus on establishment, growth, and nutrition of Picea abies seedlings in a Northern boreal site // Canadian Journal of Forest Research. 2011. V. 27. № 12. P. 2017-2025. DOI 10.1139/x97-185
  42. 42. Jagodziński A.M., Horodecki P., Rawlik K., Dyderski M.K. Do understorey or overstorey traits drive tree encroachment on a drained raised bog? // Plant Biology. 2017. V. 19. № 4. P. 571-583. DOI 10.1111/plb.12569
  43. 43. Jonášová M., Prach K. Central-European mountain spruce (Picea abies (L.) Karst.) forests: regeneration of tree species after a bark beetle outbreak // Ecological Engineering. 2004. V. 23. № 1. P. 15-27. DOI 10.1016/j.ecoleng.2004.06.010
  44. 44. Kathke S., Bruelheide H. Interaction of gap age and microsite type for the regeneration of Picea abies // Forest Ecology and Management. 2010. V. 259. № 8. P. 1597-1605. DOI 10.1016/j.foreco.2010.01.036
  45. 45. Kupferschmid A.D., Bugmann H. Effect of microsites, logs and ungulate browsing on Picea abies regeneration in a mountain forest // Forest Ecology and Management. 2005. V. 205. № 1-3. P. 251-265. DOI 10.1016/j.foreco.2004.10.008
  46. 46. Laiho O., Pukkala T., Lähde E. Height increment of understorey Norway spruces under different tree canopies // Forest Ecosystems. 2014. V. 1. № 1. P. 4. DOI 10.1186/2197-5620-1-4
  47. 47. Leemans R. Canopy gaps and establishment patterns of spruce (Picea abies (L.) Karst.) in two old-growth coniferous forests in central Sweden // Vegetatio. 1991. V. 93. P. 157-165.
  48. 48. Lieffers V.J., Stadt K.J., Navratil S. Age structure and growth of understory white spruce under aspen // Canadian Journal of Forest Research. 1996. V. 26. № 6. P. 1002-1007.
  49. 49. Lundqvist L., Chrimes D., Elfving B., Mörling T., Valinger E. Stand development after different thinnings in two uneven-aged Picea abies forests in Sweden // Forest Ecology and Management. 2007. V. 238. № 1-3. P. 141-146. DOI 10.1016/j.foreco.2006.10.006
  50. 50. Lundqvist L., Fridman E. Influence of local stand basal area on density and growth of regeneration in uneven-aged Picea abies stands // Scandinavian Journal of Forest Research.1996. V. 11. № 4. P. 364-369.
  51. 51. Macek M., Wild J., Kopecký M., Červenka J., Svoboda M., Zenáhlíková J., Brůna J., Mosandl R., Fischer A. Life and death of Picea abies after bark- beetle outbreak: ecological processes driving seedling recruitment // Ecological Applications. 2017. V. 27. № 1. P. 156-167. 10.1002/eap.1429
  52. 52. Metslaid M., Jõgiste K., Nikinmaa E., Moser W.K., Porcar-Castell A. Tree variables related to growth response and acclimation of advance regeneration of Norway spruce and other coniferous species after release // Forest Ecology and Management. 2007. V. 250. № 1-2. P. 56-63. DOI 10.1016/j.foreco.2007.03.009
  53. 53. Metslaid M., Ilisson T., Nikinmaa E., Kusmin J., Jŏgiste K. Recovery of advance regeneration after disturbances: acclimation of needle characteristics in Picea abies // Scandinavian Journal of Forest Research. 2005. V. 20. № 6. P. 112-121. DOI 10.1080/14004080510043352
  54. 54. Ӧrlander G., Nilsson U., Hällgren J.-E. Competition for water and nutrients between ground vegetation and planted Picea abies // New Zealand Journal of Forestry Science. 1996. V. 26. № 1-2. P. 99-117.
  55. 55. Paluch L., Bartkowicz J., Moser W.K. Interspecific effects between overstorey and regeneration in small-scale mixtures of three late-successional species in the Western Carpathians (southern Poland) // European Journal of Forest Research. 2019. V. 138. № 5. P. 889-905.
  56. 56. Petritan I.C., von Lüpke B., Petritan A.M. Effects of root trenching of overstorey Norway spruce (Picea abies) on growth and biomass of underplanted beech (Fagus sylvatica) and Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) saplings // European Journal of Forest Research. 2011. V. 130. P. 813-828.
  57. 57. Prescott C.E. The influence of the forest canopy on nutrient cycling // Tree Physiology 2002. V. 22. № 15-16. P. 1193-1200. doi.org/10.1093/treephys/22.15-16.1193
  58. 58. Pukkala T., Lähde E., Laiho O. Species interactions in even- and unevenaged boreal forests // Journal of Sustainable Forestry. 2013. V. 32. № 4. P. 1-33.
  59. 59. Pukkala T., Vettenranta J., Kolström T., Miina J. Productivity of a mixed Scots pine - Norway spruce stand // Scandinavian Journal of Forest Research. 1994. V. 9. P. 143-153.
  60. 60. Rouvinen S., Kuuluvainen T. Tree diameter distributions in natural and managed old Pinus sylvestris-dominated forests // Forest Ecology and Management. 2005. V. 208. № 1. P. 45-61.
  61. 61. Saksa T. Regeneration process from seed crop to saplings - a case study in uneven-aged Norway spruce-dominated stands in Southern Finland // Silva Fennica. 2004. V. 38. № 4. P. 371-381. DOI 10.14214/sf.405
  62. 62. Stroheker S., Weiss M., Sieber T.N., Bugmann H. Ecological Factors Influencing Norway Spruce Regeneration on Nurse Logs in a Subalpine Virgin Forest // Forests. 2018. V. 9. № 3. P. 120. DOI 10.3390/f9030120
  63. 63. Szewczyk J., Szwagrzyk J. Tree regeneration on rotten wood and on soil in old-growth stand // Vegetatio. 1996. V. 122. № 1. P. 37-46. DOI 10.1007/BF00052814
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library