Polyvariance of the Siberian fir’s undergrowth development in dark coniferous forests of the Northern user

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Knowing the patterns of undergrowth development in forest-forming tree species is necessary for the correct reforestation assessment. The objective of the study was to characterise the of Siberian fir undergrowth development using the biological age concept and to assess the undergrowth’s prospects at different vitality. Based on the analysis of morphometric indices and the linear growth’s course of model Siberian fir plants (up to 3.5 m in height), diagnostic features of the ontogenetic stages im1, im2, v1 and vitality levels in the last two stages were formulated. To assess the model plants’ prospects, their height increment was predicted using the Mitscherlich function and the prediction results were compared to the height and age of generative trees grown in the same conditions. It was shown that to achieve the height of generative trees at a comparable age, the undergrowth should have an average height increment of at least 15—20 cm/year — typical values for plants of normal vitality on im2 and v1 ontogenetic stages; these plants are classified as high-prospects undergrowth. Another most clear diagnostic feature of the high-prospects undergrowth’s external structure is the presence of at least 2 living branches on all annual trunk increments. Undergrowth of the im2 (normal and low vitality) and v1 (low vitality) ontogenetic stages is classified as medium-prospects, and low vitality undergrowth of im2 and v1 ontogenetic stages is classified as questionable with regards to prospects. The undergrowth on the ontogenetic stage im1 hasn’t developed sufficiently to assess its prospects and the differentiation by vitality is not yet clearly expressed.

About the authors

T. Y. Braslavskaya

Isaev Centre for Forest Ecology and Productivity of the RAS

Author for correspondence.
Email: t-braslavskaya@yandex.ru
Profsoyuznaya st. 84/32 bldg. 14, Moscow, 117997 Russia

A. S. Efimenko

Isaev Centre for Forest Ecology and Productivity of the RAS

Email: t-braslavskaya@yandex.ru
Profsoyuznaya st. 84/32 bldg. 14, Moscow, 117997 Russia

A. A. Aleinikov

Institute of Geography of the RAS, Staromonetniy ln. 29, Moscow, 119017 Russian Federation

Email: t-braslavskaya@yandex.ru

References

  1. Abaturov A.V., Kuleshov A.P., Braslavskaya T.Y., Otsenka uspeshnosti vozobnovleniya eli pod pologom listvennykh lesov v natsional’nom parke “Losinyi ostrov” (Estimation the renewal success of the fir-tree under bed curtains of deciduous forests in National park “Losiniy Ostrov”), Izvestiya Samarskogo NTs RAN, 2012, Vol. 14, No. 1(8), pp. 1941—1945.
  2. Alekseev V.A., Diagnostika zhiznennogo sostoyaniya derev’ev i drevostoev (Diagnostics of vitality of trees and stands), Lesovedenie, 1989, No. 4, pp. 51—57.
  3. Alekseev V.I., Vozobnovlenie eli na vyrubkakh (Renewal of spruce in felling areas), Moscow: Nauka, 1978, 130 p.
  4. Antos J.A., McPherson A., Guest H., Growth rates and crown morphology of Abies amabilis in the seedling bank of an ancient, subalpine conifer forest, Canadian Journal of Forest Research, 2020, Vol. 50, No. 11, pp. 1124—1130. https://doi.org/10.1139/cjfr‑2020—0087
  5. Antos J.A., Parish R., Conley K., Age structure and growth of the tree-seedling bank in subalpine spruce-fir forests of south-central British Columbia, American Middle Naturalist, 2000, Vol. 143, No. 2, pp. 342—354. https://doi.org/10.1674/0003-0031(2000)143[0342: ASAGOT]2.0.CO;2
  6. Atlas Respubliki Komi (Atlas of the Republic of Komi), Moscow: Dizain. Informatsiya. Kartografiya, 2001, 551 p.
  7. Bebiya S.M., Vyzhivaemost’ podrosta pikhty kavkazskoi v oknakh gruppovo-vyborochnykh rubok (Survival of Caucasian fir undergrowth in the windows of group-selective felling), Lesovedenie, 1972, No. 2, pp. 51—57.
  8. Bobkova K.S., Bessonov I.M., Estestvennoe vozobnovlenie v srednetaezhnykh el’nikakh Evropeiskogo severo-vostoka (Natural regeneration in southern taiga spruce forests of the European North-East), Lesovedenie, 2009, No. 5, pp. 10—16.
  9. Bobkova K.S., Robakidze E.A., Galenko E.P., Health status of the stands and the young growth in the native spruce forests at the Ural foothills, the upper reaches of the Pechora river, Contemporary Problems of Ecology, 2010, Vol. 3, No. 2, pp. 196—202.
  10. Braslavskaya T.Y., Efimenko A.S., Aleinikov A.A., Polivariantnost’ nachal’nykh stadii ontogeneza eli sibirskoi (Picea obovata Ledeb.) i pikhty sibirskoi (Abies sibirica Ledeb.) v starovozrastnykh temnokhvoinykh lesakh Severnogo Predural’ya (Polyvariance of the initial stages of ontogeny of Siberian spruce (Picea obovata Ledeb.) and Siberian fir (Abies sibirica Ledeb.) in old-growth dark coniferous forests of the Northern Cis-Urals), In: Bioraznoobrazie i funktsionirovanie lesnykh ekosistem (Biodiversity and functioning of forest ecosystems), Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2021, pp. 55—84.
  11. Braslavskaya T.Y., Efimenko A.S., Polivariantnost’ razvitiya podrosta eli sibirskoi v temnokhvoinykh lesakh Severnogo Predural’ya (Polyvariance of Siberian spruce undergrowth development in dark coniferous forests of the Northern Cis-Ural region), Lesovedenie, 2021, No. 6, pp. 627—644. https://doi.org/10.31857/S0024114821060048
  12. Claveau Y., Messier C., Comeau P.G., Coates K.D., Growth and crown morphological responses of boreal conifer seedlings and saplings with contrasting shade tolerance to a gradient of light and height, Canadian Journal of Forest Research, 2002, Vol. 32, No. 3, pp. 458—468. https://doi.org/10.1139/x01-220
  13. Davydychev A.N., Gorichev Y.P., Kulagin A.Y., Suleimanov R.R., Vozobnovitel’nye protsessy pod pologom shirokolistvenno-temnokhvoinykh lesov Yuzhnogo Urala (Regeneration processes under stand canopy in broad-leaved-coniferous forests of the South Urals), Lesovedenie, 2011, No. 2, pp. 51—61.
  14. Davydychev A.N., Kulagin A.Y., Osobennosti predgenerativnogo etapa ontogeneza Abies sibirica (Pinaceae) v podzone khvoino-shirokolistvennykh lesov (Peculiarities of the ontogeny pregenerative stage of Abies sibirica (Pinaceae) in the broad-leaved-conifer forests subzone), Botanicheskii zhurnal, 2009, Vol. 94, No. 5, pp. 675—687.
  15. Dekatov N.N., Kuznetsov A.N., Rost drevostoev, voznikshikh iz podrosta (Growth of forest stands arising from understorey), Lesnoe khoz-vo, 1968, No. 8, pp. 46—48.
  16. Deryabin D.I., Bukshtynov A.D., Lesovodstvennoe znachenie khvoinogo podrosta (Forestry value of coniferous undergrowth), Moscow: Lesnaya prom-st’, 1970, 96 p.
  17. Entsiklopediya lesnogo khozyaistva (Reference book of forestry), Moscow: VNIILM, 2006, Vol. 2, 145 p.
  18. Evstigneev O.I., Korotkov V.N., Ontogenetic stages of trees: an overview, Russian Journal of Ecosystem Ecology, 2016, Vol. 2, No. 2, pp. 1—31. https://doi.org/10.21685/2500-0578-2016-2-1
  19. Evstigneev O.I., Polivariantnost’ sosny obyknovennoi v Bryanskom poles’e (Ontogenesis polyvariancy of Scotch pine in Bryansk Polesia), Lesovedenie, 2014, No. 2, pp. 69—77.
  20. Falaleev E.N., Pikhta (Fir), Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1982, 86 p.
  21. Gatzuk L.E., Smirnova O.V., Vorontzova L.I., Zaugolnova L.B., Zhukova L.A., Age states of plants of various growth forms: a review, Journal of Ecology, 1980, Vol. 68, No. 3, pp. 675—696. https://doi.org/10.2307/2259429
  22. GOST 18486-87, available at: http://docs.cntd.ru/document/1200022985 (March 03, 2024).
  23. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D., Past: Paleontological Statistics software package for education and data analysis, Palaeontologia Electronica, 2001, Vol. 4, No. 1, pp. 1—9, available at: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm (May 03, 2024).
  24. Ivanov N.G., Kriterii zhiznesposobnosti podrosta pikhty kavkazskoi (Viability criteria for Caucasian fir undergrowth), Lesovedenie, 1978, No. 5, pp. 81—84.
  25. Kasimov V.D., Klassifikatsiya elovogo podrosta (Classification of spruce undergrowth), Lesnoe khozyaistvo, 1960, No. 7, pp. 9—11.
  26. Komarova T.A., Rost i razvitie Abies nephrolepis (Pinaceae) v Yuzhnom Sikhote-Aline (Growth and development of Abies nephrolepis (Pinaceae) in the southern Sikhote-Alin mountains), Rastitel’nye resursy, 2011, Issue 4, pp. 19—32.
  27. Kuz’michev V.V., Zakonomernosti rosta drevostoev (Features of stand growth), Novosibirsk: Nauka, 1977, 160 p.
  28. Makhatkov I.D., Polivariantnost’ ontogeneza pikhty sibirskoi (Ontogenic multiplicity of Siberian fir), Byulleten’ Moskovskogo obshchestva ispytatelei prirody. Otdel biologicheskii, 1991, Vol. 96, No. 6, pp. 79—88.
  29. Metody izucheniya lesnykh soobshchestv (Methods of forest communities’ study), Saint Petersburg: Izd-vo NII Khimii SPbGU, 2002, 240 p.
  30. Minina E.G., Opredelenie pola u lesnykh drevesnykh rastenii (Determination of sex in forest woody plants), Trudy Instituta lesa AN SSSR, 1960, Vol. 47, pp. 76—163.
  31. Nekrasova T.P., Ryabinkov A.P., Plodonoshenie pikhty sibirskoi (Fruiting of Siberian fir), Novosibirsk: Nauka, 1978, 151 p.
  32. Omelko A., Ukhvatkina O., Zhmerenetsky A., Sibirina L., Petrenko T., Bobrovsky M., From young to adult trees: How spatial patterns of plants with different life strategies change during age development in an old-growth Korean pine-broadleaved forest, Forest Ecology and Management, 2018, Vol. 411, No. 1, pp. 46—66. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.01.023
  33. OST 56-108-98, available at: https://klh.mosreg.ru/dokumenty/spravochnaya-literatura/gosty-i-osty/ost‑56-108-98-lesovodstvo-terminy-i-opredeleniya (May 03, 2024).
  34. Pravila lesovosstanovleniya (Rules of reforestation), No. 1014, December 04, 2020.
  35. Prévost M., Dumais D., De Blois J., Morphological response of conifer advance growth to canopy opening in mixedwood stands, in Quebec, Canada, Trees, 2016, Vol. 30, No. 5, pp. 1735—1747. https://doi.org/10.1007/s00468-016-1404-7
  36. Ruel J-C., Messier C., Claveau Y., Doucet R., Comeau P., Morphological indicators of growth response of coniferous advance regeneration to overstorey removal in the boreal forest, The Forestry Chronicle, 2000, Vol. 76, No. 4, pp. 633—642. https://doi.org/10.5558/tfc76633-4.
  37. Savchenko A.M., Priznaki zhiznesposobnosti podrosta pikhty sibirskoi (Signs of viability of Siberian fir undergrowth), Lesnoe khozyaistvo, 1965, No. 5, pp. 10—12.
  38. Serebryakov I.G., Ekologicheskaya morfologiya rastenii (Ecological morphology plant), Moscow: Vysshaya shkola, 1962, 379 p.
  39. Shvidenko A.I., Opredelenie zhiznesposobnosti podrosta pikhty (Determination of viability of fir undergrowth), Lesnoe khozyaistvo, 1987, No. 1, pp. 32—33.
  40. Smirnova O.V., Chistyakova A.A., Zaugol’nova L.B., Poltinkina I.V., Diagnozy i klyuchi vozrastnykh sostoyanii lesnykh rastenii. Derev’ya i kustarniki (The keys to diagnosis of the age state of forest plants. Trees and shrubs), Moscow: Prometei, 1989, 102 p.
  41. Stavrova N.I., Gorshkov V.V., Mishko A.E., Ontogenez eli sibirskoi Picea obovata Ledeb. (Pinaceae) v malonarushennykh severotaezhnykh kustarnichkovo-zelenomoshnykh sosnovo-elovykh lesakh (Ontogeny of Picea obovata (Pinaceae) in old-growth northern taiga dwarf shrub-green moss pine-spruce forests), Botanicheskii zhurnal, 2017, Vol. 102, No. 2, pp. 163—185.
  42. Trull’ O.A., Matematicheskaya statistika v lesnom khozyaistve (Mathematical statistics in forestry), Minsk: Vysshaya shkola, 1966, 233 p.
  43. Tsenopopulyatsii rastenii (osnovnye ponyatiya i struktura) (Plant coenopopulations (basic concepts and structure)), Moscow: Nauka, 1976, 217 p.
  44. Uspenskii E.I., Maksimov G.N., Chapurin V.A., Otsenka zhiznennogo sostoyaniya elovogo podrosta (Assessment of the vital condition of spruce undergrowth), Biologicheskie nauki, 1974, No. 5, pp. 63—66.
  45. Zlobin Y.A., Faktornyi analiz parametrov morfogeneza podrosta drevesnykh porod (Factorial analysis of the morphogenesis parameters of tree undergrowth), Izvestiya vuzov. Lesnoi zhurnal, 1975, No. 1, pp. 19—21.
  46. Zlobin Y.A., Otsenka kachestva podrosta drevesnykh rastenii (Assessment of the undergrowth quality of woody plants), Lesovedenie, 1970, No. 3, pp. 96—102.
  47. Zlobin Y.A., Printsipy i metody izucheniya tsenoticheskikh populyatsii rastenii (Principles and methods of studying coenopopulations of plants), Kazan: Izd-vo Kazanskogo un-ta, 1989, 146 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».