Konovalova M. E., Konovalova E. G., Tsvetkov E. N., Genov D. D. Dimensional and Age Structure of Mountain Siberian Stone Pine Forests of the Cis-Yenisei Sayan

DOI: 10.15372/SJFS20200305

© Konovalova M. E., Konovalova E. G., Tsvetkov E. N., Genov D. D., 2020

The structure of the Siberian stone pine Pinus sibirica Du Tour stands was studied using the example of late-successional chern Siberian stone pine forests with sedge, tall herbaceous and large forest ferns and mountain-taiga Siberian pine forests with bilberry and green hypnum mosses that are widespread in the North-Altai-Sayan and the East-Sayan (respectively) mountain forest vegetation province of the Altai-Sayan mountain ecoregion. A comparative structure analysis of stands by age, diameter and height was carried out in two significantly different climatic zone conditions. The Siberian stone pine stand in the chern sedge, tall herbaceous, large forest ferns Siberian stone pine forest has a wider age range (from 60 to 560 years) and a cycle type of long-term dynamics. The age composition of the Siberian stone pine stand in the mountain-taiga blueberry, green hypnum moss Siberian stone pine forest has a smaller amplitude (from 60 to 220 years) and belongs to an absolutely uneven-aged structure type. Despite the differences in the age composition of stands, the long-term development of both late-successional Siberian stone pine forests led to the formation of similar unimodal distributions of the data of stands structure by diameter and height, which, apparently, provide the most effective interaction of the keystone species with the environment. The dynamic stability of chern sedge, tall herbaceous, large forest ferns Siberian stone pine forest under conditions of abundant rainfall, high soil fertility and powerful development of lower layers vegetation is provided by the increased spatial heterogeneity of phytocenosis, a complicated interaction between the Siberian stone pine and the Siberian fir Abies sibirica Ledeb. populations and high lifespan of the Siberian stone pine trees. The resistance of mountain-taiga blueberry, green hypnum moss Siberian stone pine forests structural-functional organization in less favorable climatic zones conditions is formed by mass, almost permanent natural regeneration of the Siberian stone pine and stable tree recruitment in separate gaps. Thus, fundamental differences in the structure and dynamics of the Siberian stone pine coenopopulations in hyperhumid and humid climatic facies of the Altai-Sayan ecoregion are shown on the example of two representative objects. The results of the study can help predict main possible trends in the forest ecosystems transformation in different scenarios of natural and anthropogenic changes.

Article

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)

Агроклиматический справочник по Красноярскому краю и Тувинской автономной области Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 504 с. [Agroklimaticheskiy spravochnik po Krasnoyarskomu krayu i Tuvinskoy avtonomnoy oblasti (Agroclimatic handbook of Krasnoyarsk Krai and Tuva Autonomous Oblast), Leningrad: Gidrometeoizdat, 1967. 504 p. (in Russian)].

Бех И. А., Воробъев В. Н. Потенциальные кедровники / Проблема кедра. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. Вып. 6. 123 с. [Bekh I. A., Vorob’ev V. N. Potentsialnye kedrovniki (Potential Siberian stone pine forests) / Problema kedra (Problem of the Siberian stone pine) Novosibirsk: Izd-vo SO RAN (Sib. Br. Rus. Acad. Sci. Publ.), 1998. Iss. 6. 123 p. (in Russian)].

Вишнякова З. В., Зуева К. Г., Кузнецова Т. С., Чагина Е. Г. О взаимодействии леса и почвы // Лес и почва. Тр. Всесоюз. науч. конф. по лесн. почвоведению. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1968. С. 494–531. [Vishnyakova Z. V., Zuyeva K. G., Kuznetsova T. S., Chagina E. G. O vzaimodeystvii lesa i pochvy (On the interaction of forest and soil) // Les i pochva. Tr. Vsesoyuz. nauch. konf. po lesn. pochvovedeniyu (Forest and soil. Proc. All-Union Sci. Conf. For. Soil Sci.). Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Book Publ., 1968. P. 494–531 (in Russian)].

Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность: В 2-х кн. / Отв. ред. О. В. Смирнова. Кн. 1 / Авторы: Агафонова А. А., Бобровский М. В., Ведерникова О. П., Вишневская И. Г., Диденко Е. Г., Евстигнеев О. И., Жукова Л. А., Закамская Е. С., Зимин М. В., Калякин В. Н., Леонова Н. Б., Лямцев Н. И., Мокрицкий В. А., Носова Л. М., Османова Г. О., Паленова М. М., Полянская Т. А., Потапов П. В., Прокопьева Л. В., Прудников Е. А., Скочилова Е. А., Смирнова О. В., Смирнов В. Э., Смирнова С. И., Торопова Н. А., Турубанова С. А., Ханина Л. Г., Чумаченко С. И., Шестакова А. А., Шестакова Э. В., Шорина Н. И., Ярошенко А. Ю. М.: Наука, 2004. 575 с. [Vostochnoevropeyskie lesa: istoriya v golotsene i sovremennost’: V 2 kn. / Otv. red. O. V. Smirnova. Kn. 1 (East-European forests: the history in Holocene and contemporaneity: In 2 books / O. V. Smirnova (Resp. Ed.). Book 1 / Authors: Agafonova A. A., Bobrovskiy M. V., Vedernikova O. P., Vishnevskaya I. G., Didenko E. G., Evstigneev O. I., Zhukova L. A., Zakamskaya E. S., Zimin M. V., Kalyakin V. N., Leonova N. B., Lyamtsev N. I., Mokritskiy V. A., Nosova L. M., Osmanova G. O., Palenova M. M., Polyanskaya T. A., Potapov P. V., Prokop’eva L. V., Prudnikov E. A., Skochilova E. A., Smirnova O. V., Smirnov V. E., Smirnova S. I., Toropova N. A., Turubanova S. A., Khanina L. G., Chumachenko S. I., Shestakova A. A., Shestakova E. V., Shorina N. I., Yaroshenko A. Yu. Moscow: Nauka, 2004. 575 p. (in Russian)].

Горбачев В. Н. Почвы Восточного Сана. М.: Наука, 1978. 200 с. [Gorbachev V. N. Pochvy Vostochnogo Sayana (Soils of the Eastern Sayan). Moscow: Nauka, 1978. 200 p. (in Russian)].

Дыренков С. А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 174 с. [Dyrenkov S. A. Struktura i dinamika taezhnykh el’nikov (The structure and dynamics of taiga spruce forests). Leningrad: Nauka, 1984. 174 p. (in Russian)].

Дылис Н. В. Структура лесного биогеоценоза. М.: Наука, 1969. 55 с. [Dylis N. V. Struktura lesnogo biogeotsenoza (Structure of forest biogeocenosis). Moscow: Nauka, 1969. 55 p. (in Russian)].

Казимиров Н. И. Ельники Карелии. Л.: Наука, 1971. 140 с. [Kazimirov N. I. El’niki Karelii (Spruce forests of Karelia). Leningrad: Nauka, 1971. 140 p. (in Russian)].

Кедровые леса Сибири / Отв. ред. А. С. Исаев. Новосибирск: Наука, 1985. 225 с. [Kedrovye lesa Sibiri (The Siberian stone pine forests of Siberia). Novosibirsk: Nauka, 1985. 225 p. (in Russian)].

Коновалова М. Е., Данилина Д. М. Структура ценопопуляций ключевых видов черневых кедровых лесов Западного Саяна на климаксовой стадии развития // Экология. 2019. № 3. С. 189–195 [Konovalova M. E., Danilina D. M. Struktura tsenopopulyatsiy klyuchevykh vidov chernevykh kedrovykh lesov Zapadnogo Sayana na klimaksovoy stadia razvitiya (Cenopopulation structure of key species in climax Siberian pine chern forests of the Western Sayan mountains) // Ekologiya (Ecology). 2019. N. 3. P. 189–195 (in Russian with English abstract)].

Корчагин A. A. Внутривидовой (популяционный) состав растительных сообществ и методы его изучения // Полевая геоботаника. Т. 3. М.-Л.: Сельхозгиз, 1964. С. 39–62.

Кузьмичев В.В. Закономерности динамики древостоев. Новосибирск: Наука, 2013. 208 с. [Kuz’michev V. V. Zakonomernosti dinamiki drevostoev (The regularities of tree stand dynamics). Novosibirsk: Nauka, 2013. 208 p. (in Russian)].

Назимова Д. И., Ермоленко П. М. Динамика синузиальной структуры при восстановительных сукцессиях в черневых кедровниках Западного Саяна // Динамика лесных биогеоценозов Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. С. 54–87 [Nazimova D. I., Ermolenko P. M. Dinamika sinuzial’noy struktury pri vosstanovitel’nykh suktsessiyakh v chernevykh kedrovnikakh Zapadnogo Sayana // Dinamika lesnykh biogeotsenozov Sibiri (Dynamics of synusial structure during recovery successions in the chern Siberian stone pine forests of the Western Sayan // Dynamics of forest biogeocenoses of Siberia). Novosibirsk: Nauka. Sib. Br., 1980. P. 54–87 (in Russian)].

ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. Изд. офиц. Утв. и введен в действие приказом Гос. комитета СССР по лесн. хоз-ву от 23 мая 1983 г., № 72. Срок введения уст. с 01.01.84 г. М.: Гос. комитет СССР по лесн. хоз-ву, 1984. 60 с.

Побединский А. В. Изучение лесовосстановительных процессов. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1962. 53 с. [Pobedinskiy A. V. Izuchenie lesovosstanovitel’nykh protsessov (Study of forest restoration processes). Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Book Publ., 1962. 53 p. (in Russian)].

Поликарпов Н. П. Комплексные исследования в горных лесах Западного Саяна // Вопросы лесоведения. Красноярск. 1970. С. 26–79 [Polikarpov N. P. Kompleksnye issledovaniya v gornykh lesakh Zapadnogo Sayana // Voprosy lesovedeniya (Complex studies in mountain forests of the Western Sayan // Questions of forest science). Krasnoyarsk, 1970. P. 26–79 (in Russian)].

Поликарпов Н. П., Чебакова Н. М., Назимова Д. И. Климат и горные леса Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 1986. 226 с. [Polikarpov N. P., Chebakova N. M., Nazimova D. I. Klimat i gornye lesa Yuzhnoy Sibiri (Climate and mountain forests of the South Siberia). Novosibirsk: Nauka, 1986. 226 p. (in Russian)].

Поляков В. И. Черневые кедровники Западного Саяна: контроль и прогнозирование хода роста. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. 181 с. [Polyakov V. I. Chernevye kedrovniki Zapadnogo Sayana: kontrol' i prognozirovanie khoda rosta (Siberian stone pine chern forests of the Western Sayan: Control and forecast of a growth trend). Novosibirsk: Izd-vo SO RAN (Sib. Br. Rus. Acad. Sci. Publ.), 2007. 181 p. (in Russian with English summary)].

Поляков В. И., Семечкин И. В. Динамика и устойчивость разновозрастных черневых кедровников Западного Саяна // Лесоведение. 2004. № 2. С. 12–19 [Polyakov V. I., Semechkin I. V. Dinamika i ustoychivost’ raznovozrastnykh chernevykh kedrovnikov Zapadnogo Sayana (Dynamics and stability of an uneven-aged the Siberian stone pine forests of the Western Sayan) // Lesovedenie (For. Sci.). 2004. N. 2. P. 12–19 (in Russian with English abstract)].

Семечкин И. В. Структура и динамика кедровников Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 253 с. [Semechkin I. V. Struktura i dinamika kedrovnikov Sibiri (The structure and dynamics of the Siberian stone pine forests of Siberia). Novosibirsk: Izd-vo SO RAN (Sib. Br. Rus. Acad. Sci. Publ.), 2002. 253 p. (in Russian with English title, summary and contents)].

Смирнова О. В. Методология исследования экосистем с популяционных позиций // Изв. Пенз. гос. пед. ун-та им. В. Г. Белинского. 2011. № 25. С. 15–21 [Smirnova O. V. Metodologiya issledovaniya ekosistem s populyatsionnykh pozitsiy (The methodology of study ecosystems with a population perspective) // Izv. Penza gos. ped. univ. im. V. G. Belinskogo (Proc. V. G. Belinskiy Penza St. Pedagogical Univ.). 2011. N. 25. Р. 15–21 (in Russian with English abstract)].

Смолоногов Е. П. О некоторых закономерностях строения простых и сложных древостоев // Динамика и строение лесов на Урале. Свердловск: Урал. науч. центр АН СССР, 1970. С. 13–36 [Smolonogov E. P. O nekotorykh zakonomernostyakh stroeniya prostykh i slozhnykh drevostoev (Some regularities of the structure of simple and complex stands) // Dinamika i stroyeniye lesov na Urale (Dynamics and structure of forests in the Urals). Sverdlovsk: Ural Sci. Center USSR Acad. Sci., 1970. P. 13–36 (in Russian)].

Смолоногов Е. П., Залесов С. В. Эколого-лесоводственные основы организации и ведения хозяйства в кедровых лесах Урала и Западно-Сибирской равнины. Екатеринбург: Урал. гос. лесотех. ун-т, 2002. 186 с. [Smolonogov E. P., Zalesov S. V. Ekologo-lesovodstvennye osnovy organizatsii i vedeniya khozyaystva v kedrovykh lesakh Urala i Zapadno-Sibirskoy ravniny (Ecological-silvicultural bases for organization and management in the Siberian stone pine forests of the Urals and the West Siberian plain). Yekaterinburg: Ural. St. For. Engineer. Univ., 2002. 186 p. (in Russian)].

Ставрова Н. И. Структура популяций основных лесообразующих видов на Европейском севере России: дис. ... докт. биол. наук: 03.02.08. СПб.: Бот. ин-т РАН, 2012. 442 с. [Stavrova N. I. Struktura populyatsiy osnovnykh lesoobrazuyushchikh vidov na Evropeyskom severe Rossii: dis. ... dokt. biol. nauk: 03.02.08 (Population structure of the main forest-forming species in the European North of Russia: doctor biol. sci. (DSc) dissertation). St. Petersburg: Bot. in-t RAN (Bot. Inst. Rus. Acad. Sci.), 2012. 442 p. (in Russian)].

Структура и динамика таежных лесов / В. А. Соколов, А. С. Аткин, С. К. Фарбер, Л. И. Аткина, А. И. Бондарев, И. Л. Тимощенков, О. П. Втюрина, Л. А. Хиневич. Новосибирск: ВО «Наука». Сиб. изд. фирма, 1994. 168 с. [Struktura i dinamika taezhnykh lesov (Structure and dynamics of taiga forests) / V. A. Sokolov, A. S. Atkin, S. K. Farber, L. I. Atkina, A. I. Bondarev, I. L. Timoshchenkov, O. P. Vtyurina, L. A. Khinevich. Novosibirsk: Nauka. Sib. Publ. Co., 1994. 168 p. (in Russian)].

Сукачев В. Н. Основы лесной типологии и биогеоценологии. Л.: Наука, 1972. Т. 1. 419 с. [Sukachev V. N. Osnovy lesnoy tipologii i biogeotsenologii (Bases of forest typology and biogeocoenology). Leningrad: Nauka, 1972. V. 1. 419 p. (in Russian)].

Типы лесов гор Южной Сибири / Под ред. В. Н. Смагина. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. 336 с. [Tipy lesov gor Yuzhnoy Sibiri (Forest Types of the Mountains of the Southern Siberia / V. N. Smagin (Ed.), Novosibirsk: Nauka, 1980. 336 p. (in Russian)].

Фалалеев Э. Н. Возрастное строение, рост и развитие пихтовых лесов Сибири // Мат-лы по изучению лесов Сибири и Дальнего Востока. Тр. конф. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1963. С. 209–216 [Falaleev E. N. Vozrastnoe stroenie, rost i razvitie pikhtovykh lesov Sibiri (Age structure, growth and development of the Siberian fir forests) // Mat-ly po izucheniyu lesov Sibiri i Dal’nego Vostoka. Tr. konf. (Materials on Study of Forests in Siberia and the Far East: Proc. Symp.). Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Book Publ., 1963. P. 209–216 (in Russian)].

Bakker F. A. Why do we need permanent plots in the study of long-term vegetation dynamics? // J. Veget. Sci. 1996. V. 7. P. 145–156.

Bilek L., Remes J., Zahranik D. Structure of beech forest stands (Fagus sylvatica L.) after 50 years of development, Central Bohemia // For. Syst. 2011. V. 20. Iss. 1. P. 122–138.

Closset-Kopp D., Schnitzler A., Aran D. Dynamics in natural mixed-beech forest of the Upper Vosges // Biodivers. Conserv. 2006. V. 15. P. 1063–1093.

Hörnberg G., Ohlson M., Zackrisson O. Stand dynamics, regeneration pattern and long-term continuity in boreal old-growth Picea abies swamp forest // J. Veget. Sci. 1995. V. 6. P. 291–298.

Hytteborn H., Maslov A. A., Nazimova D. I., Rysin L. P. Boreal forests of Eurasia // Ecosystems of the World. Amsterdam: Elsevier. 2005. V. 6 (Coniferous forests). P. 23–99.

Konovalova M. E., Danilina D. M. Cenopopulation structure of key species in climax Siberian pine chern forests of the Western Sayan mountains // Rus. J. Ecol. 2019. V. 50. N. 3. P. 234–240 (Original Russian text © M. E. Konovalova, D. M. Danilina, 2019, publ. in Ekologiya. 2019. N. 3. P. 189–195).

Korb J. E., Ranker T. A. Changes in stand composition and structure between 1981 and 1996 in four Front Range plant communities in Colorado // Plant Ecol. 2001. V. 157. P. 1–11.

Legendre P., Legendre L. Numerical ecology. 3rd English Ed. Amsterdam: Elsevier, 2012. 990 p.

Nazimova D. I., Danilina D. M., Stepanov N. V. Rain-barrier forest ecosystems of the Sayan Mountains // Bot. Pacif. 2014. V. 3. Iss. 1. P. 39–47.