Статьи 2024 г.
ул. 8 Марта, 202, Екатеринбург, 620144 Российская Федерация
2 Уральский государственный лесотехнический университет
ул. Сибирский тракт, 37, Екатеринбург, 620100 Российская Федерация
E-mail: Usoltsev50@mail.ru
Реферат
УДК 630*52:630*174.754
Усольцев В. А.1, 2 Зависимость годичного прироста ствола от таксационных и биопродукционных показателей деревьев в сосняках Тургайского прогиба // Сибирский лесной журнал. 2024. № 6. С. 52–58.
DOI: 10.15372/SJFS20240607
EDN: …
© Усольцев В. А., 2024
Развитие экологии предполагает возможность прогнозирования экологических функций растений на основе их функциональных признаков, в частности, удельной площади листьев, как отношения площади поверхности листьев к их сухой массе (SLA), и поверхностной плотности листьев (LMA), как величины, обратной SLA. Однако было установлено, что на глобальном уровне SLA объясняет только 3.1 % изменчивости прироста деревьев в высоту. Введение и использование интегрального продукционного признака Мр как произведения LMA на площадь горизонтальной проекции кроны показало, что объяснение изменчивости прироста стволов деревьев на уровне 125 видов повысилось до 31 %, но, в то же время, не показало преимуществ Мр в объяснительной способности изменчивости прироста по сравнению с диаметром ствола. Цель настоящего исследования - выяснить, в каком соотношении при моделировании прироста стволов деревьев может состоять объяснительная способность продукционного показателя и совокупности таксационных признаков, таких, как диаметр ствола, высота и возраст дерева. Для этого по данным 300 модельных деревьев, взятых на 30 пробных площадях в чистых сосняках Тургайского прогиба, рассчитана последовательность аллометрических моделей в разном сочетании зависимых и независимых переменных. Вследствие слишком высокой трудоемкости определения SLA с достаточной точностью у 300 деревьев, в качестве продукционного показателя использовано частное от деления массы хвои на площадь горизонтальной проекции кроны (Pf/Sс). Данный продукционный показатель имеет биологический смысл, несколько отличающийся от Мр, но в информационном отношении не уступает последнему. Установлено, что при расчете многофакторной зависимости прироста площади сечения ствола за последние 10 лет от (Pf/Sс) и таксационных показателей деревьев, вклад (Pf/Sс) в объяснение изменчивости прироста составил всего 6 % и был исключен из анализа. В итоге предложена двухфакторная аллометрическая зависимость прироста площади сечения ствола за 10 лет от возраста и диаметра ствола, объясняющая 91 % изменчивости прироста. Предложенная модель дает возможность определять прирост площади сечения древостоя в одновозрастных сосняках по результатам перечета деревьев по ступеням толщины.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Репина Е. Г., Цыпин А. П., Зайчикова Н. А., Ширнаева С. Ю. Эконометрика в табличном редакторе MS Excel: практикум. Самара: Самар. гос. экон. ун-т, 2019 [Repina E. G., Tsypin A. P., Zaychikova N. A., Shirnaeva S. Yu. Ekonometrika v tablichnom redaktore MS Excel: praktikum (Econometrics in the MS Excel tabular editor: practicum). Samara: Samara St. Univ. Econ., 2019 (in Russian)].
Уткин А. И., Ермолова Л. С., Уткина И. А. Площадь поверхности лесных растений: сущность, параметры, использование. М.: Наука, 2008. 292 с. [Utkin A. I., Ermolova L. S., Utkina I. A. Ploshchad’ poverkhnosti lesnykh rasteniy: sushchnost’, parametry, ispol’zovanie (Surface area of forest plants: essence, parameters, usage). Moscow: Nauka (Science), 2008. 292 p. (in Russian)].
Цепордей И. С., Усольцев В. А., Норицин Д. В. Сопряженность климатических показателей в широтном градиенте при моделировании фитомассы лесообразующих видов Евразии // Сиб. лесн. журн. 2024. № 1. С. 40–48 [Tsepordey I. S., Usoltsev V. A., Noritsin D. V. Sopryazhennost’ klimaticheskikh pokazateley v shirotnom gradiente pri modelirovanii fitomassy lesoobrazuyushchikh vidov Evrazii (Тhe conjugacy of climatic indicators in the latitudinal gradient of Eurasia when modeling biomass of forest-forming species // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2024. N. 1. P. 40–48 (in Russian with English abstract and references)].
Baskerville G. L. Use of logarithmic regression in the estimation of plant biomass // Can. J. For. Res. 1972. V. 2. N. 1. P. 49–53.
Chacón-Labella J., Hinojo-Hinojo C., Bohner T., Castorena M., Violle C., Vandvik V., Enquist B. J. How to improve scaling from traits to ecosystem processes // Trends Ecol. Evol. 2023. V. 38. P. 228–237.
Falster D. S., Brännström Å., Dieckmann U., Westoby M. Influence of four major plant traits on average height, leaf-area cover, net primary productivity, and biomass density in single-species forests: A theoretical investigation // J. Ecol. 2011. V. 99. P. 148–164.
Iida Y., Poorter L., Sterck F., Kassim A. R., Potts M. D., Kubo T., Takashi S. K. Linking size-dependent growth and mortality with architectural traits across 145 co-occurring tropical tree species // Ecology. 2014. V. 95. N. 2. P. 353–363.
Klipel J., da Cunha Morales D., Bordin K. M., Picolotto R. C., Bergamin R. S., Müller S. C. The role of tree crown on the performance of trees at individual and community levels: whole‑phenotypic context matters // Plant Ecol. 2024. (preprint).
Laurans M., Munoz F., Charles-Dominique T., Heuret P., Fortunel C., Isnard S., Sabatier S.-A., Caraglio Y., Violle C. Why incorporate plant architecture into trait-based ecology? // Trends Ecol. Evol. 2024. V. 39. N. 6. P. 524–536.
Lebrija-Trejos E., Reich P. B., Hernández A., Wright S. J. Species with greater seed mass are more tolerant of conspecific neighbours: a key driver of early survival and future abundances in a tropical forest // Ecol. Lett. 2016. V. 19. P. 1071–1080.
Liu X., Swenson N. G., Lin D., Mi X., Umaña M. N., Schmid B., Ma K. Linking individual-level functional traits to tree growth in a subtropical forest // Ecology. 2016. V. 97. P. 2396–2405.
Maynard D. S., Bialic-Murphy L., Zohner C. M., Averill C., van den Hoogen J., Ma H., Mo L., Smith G. R., Acosta A. T. R., Aubin I., Berenguer E., Boonman C. C. F., Catford J. A., Cerabolini B. E. L., Dias A. S., González-Melo A., Hietz P., Lusk C. H., Mori A. S., Niinemets Ü., Pillar V. D., Pinho B. X., Rosell J. A., Schurr F. M., Sheremetev S. N., da Silva A. C., Sosinski Ê., van Bodegom P. M., Weiher E., Bönisch G., Kattge J., Crowther T. W. Global relationships in tree functional traits // Nat. Comm. 2022. V. 13. Article 3185.
Owen H. J. F., Lines E. R. Common field measures and geometric assumptions of tree shape produce consistently biased estimates of tree and canopy structure in mixed Mediterranean forests // Ecol. Indic. 2024. V. 165. Article 112219.
Paine C. E. T., Amissah L., Auge H., Baraloto C., Baruffol M., Bourland N., Bruelheide H., Daïnou K., de Gouvenain R. C., Doucet J.-L., Doust S., Fine P. V. A., Fortunel C., Haase J., Holl K. D., Jactel H., Li X., Kitajima K., Koricheva J., Martınez-Garza C., Messier C., Paquette A., Philipson C., Piotto D., Poorter L., Posada J. M., Potvin C., Rainio K., Russo S.E., Ruiz-Jaen M., Scherer-Lorenzen M., Webb C. O., Wright S. J., Zahawi R. A., Hector A. Globally, functional traits are weak predictors of juvenile tree growth, and we do not know why // J. Ecol. 2015. V. 103. N. 4. P. 978–989.
Poorter L., Castilho C. V., Schietti J., Oliveira R. S., Costa F. R. C. Can traits predict individual growth performance? A test in a hyper diverse tropical forest // New Phytol. 2018. V. 219. P. 109–121.
Poorter L., Rozendaal D. M. A., Bongers F., de Almeida-Cortez J. S., Zambrano A. M. A., Álvarez F. S., Andrade J. L., Villa L. F. A., Balvanera P., Becknell J. M., Bentos T. V., Bhaskar R., Boukili V., Brancalion P. H. S., Broadbent E. N., César R. G., Chave J., Chazdon R. L., Colletta G. D., Craven D., de Jong B. H. J., Denslow J. S., Dent D. H., DeWalt S. J., García E. D., Dupuy J. M., Durán S. M., Santo M. M. E., Fandiño M. C., Fernandes G. W., Finegan B., Moser V. G., Hall J. S., Hernández-Stefanoni J. L., Jakovac C. C., Junqueira A.B., Kennard D., Lebrija-Trejos E., Letcher S. G., Lohbeck M., Lopez O. R., Marín-Spiotta E., Martínez-Ramos M., Martins S. V., Massoca P. E. S., Meave J. A., Mesquita R., Mora F., de Souza Moreno V., Müller S. C., Muñoz R., Muscarella R., de Oliveira Neto S. N., Nunes Y. R. F., Ochoa-Gaona S., Paz H., Peña-Claros M., Piotto D., Ruíz J., Sanaphre-Villanueva L., Sanchez-Azofeifa A., Schwartz N. B., Steininger M. K., Thomas W.W., Toledo M., Uriarte M., Utrera L. P., van Breugel M., van der Sande M. T., van der Wal H., Veloso M. D. M., Vester H. F. M., Vieira I. C. G., Villa P. M., Williamson G. B., Wright S. J., Zanini K. J., Zimmerman J. K.. Westoby M. Wet and dry tropical forests show opposite successional pathways in wood density but converge over time // Nat. Ecol. Evol. 2019. V. 3. P. 928–934.
Rubio V. E., Zambrano J., Iida Y., Umaña M. N., Swenson N. G. Improving predictions of tropical tree survival and growth by incorporating measurements of whole leaf allocation // J. Ecol. 2021. V. 109. P. 1331–1343.
Shipley B., De Bello F., Cornelissen J. H. C., Laliberté E., Laughlin D. C., Reich P. B. Reinforcing loose foundation stones in trait based plant ecology // Oecologia. 2016. V. 180. P. 923–931.
Statsmodels, 2024. https://www.statsmodels.org/stable/index.html
Violle C., Navas M.-L., Vile D., Kazakou E., Fortunel C., Hummel I., Garnier E. Let the concept of trait be functional! // Oikos. 2007. V. 116. P. 882–892.
Volaire F., Gleason S. M., Delzon S. What do you mean “functional” in ecology? Patterns versus processes // Ecol. Evol. 2020. V. 10. P. 11875–11885.
Wright S. J., Kitajima K., Kraft N. J. B., Reich P. B., Wright I. J., Bunker D. E., Condit R., Dalling J. W., Davies S. J., Díaz S., Engelbrecht B. M., Harms K. E., Hubbell S. P., Marks C. O., Ruiz-Jaen M. C., Salvador C. M., Zanne A. E. Functional traits and the growth–mortality trade-off in tropical trees // Ecology. 2010. V. 91. P. 3664–3674.
Yang J., Cao M., Swenson N. G. Why functional traits do not predict tree demographic rates // Trends Ecol. Evol. 2018. V. 33. N. 5. P. 326–336.
