hbzХвойные бореальной зоныConifers of the boreal area1993-0135СибГУ10.53374/1993-0135-2024-4-11-16hbz-67Research ArticleБИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОBIOLOGY AND ECOLOGY, FORESTRYВидовые особенности изменения базисной плотности древесины и коры вдоль по стволу дереваSpecies features of changes in the basic density of wood and bark along the stem of a treeПлюхаН. И.PlyukhaN. I.

620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 

19, Mira str., Yekaterinburg, 620002

nikcskript@mail.ruУсольцевВ. А.UsoltsevV. A.

620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 

620144, Екатеринбург, ул. 8 марта, 202а 

19, Mira str., Yekaterinburg, 620002

202а, 8 Marta Str., Yekaterinburg, 620144

Usoltsev50@mail.ruАнгальтЕ. М.AnhaltE. M.

460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18 

18, Chelyuskintsev str., Orenburg, 460014

elenaangalt@mail.ruУральский государственный лесотехнический университетРоссияUral Federal University named after the first President of Russia B. N. YeltsinRussian FederationУральский государственный лесотехнический университет; Ботанический сад Уральского отделения РАНРоссияUral Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin; Botanical Garden, Ural Branch of RASRussian FederationОренбургский государственный аграрный университетРоссияOrenburg State Agrarian UniversityRussian Federation2024070220254241116Copyright © Плюха Н.И., Усольцев В.А., Ангальт Е.М., 20252025Плюха Н.И., Усольцев В.А., Ангальт Е.М.Plyukha N.I., Usoltsev V.A., Anhalt E.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hbz.elpub.ru/jour/article/view/67

В исследованиях биологической продуктивности и углерод депонирующей способности насаждений важное значение имеют квалиметрические характеристики биомассы, в частности, влажность и базисная плотность (БП) древесины и коры ствола. БП как отношение массы абсолютно сухой древесины к ее объему  в свежем состоянии является одной из важнейших квалиметрических характеристик древесного сырья. Она вносит существенный вклад в объяснение изменчивости биомассы ствола и надземной. Известно, что БП видоспецифична, однако данные о распределении БП древесины, и особенно коры, вдоль по стволу довольно редки. Цель нашего исследования состояла в анализе видовых особенностей изменения базисной плотности древесины и коры вдоль по стволу дерева. По данным 3849 дисков, взятых по относительным высотам ствола шести лесообразующих видов вдоль по уральскому меридиану, рассчитаны регрессионные модели смешанного типа, включающие в качестве независимых переменных возраст дерева и диаметр ствола, а также положение диска вдоль по стволу. Видовая принадлежность БП учтена вводом в модель фиктивных переменных.  Установлено, что БП древесины у всех видов монотонно снижается в направлении от основания ствола к вершине, а БП коры монотонно возрастает в том же направлении. Наибольшая БП древесины присуща лиственнице и березе и наименьшая – пихте. Наибольшей БП коры обладает кедр сибирский и наименьшей – сосна обыкновенная.

In studies of biological productivity and carbon deposition capacity of forests, the qualimetric characteristics of biomass, in particular, moisture and basic density (BD) of wood and bark of stems, are important. BD, as the ratio of the mass of dry matter of stems to their volume in a fresh state, is one of the most important qualimetric characteristics of wood raw materials. It makes a significant contribution to explaining the variability of stem and aboveground biomass. It is known that BD is species-specific, but data on the distribution of BD of wood, and especially of bark, along the stem are quite rare. The purpose of our study was to analyze the specific features of changes in the basic density of wood and bark along the stem of the tree. According to the data of 3849 disks taken from the relative heights of stems for six forest-forming species along the Ural meridian, regression models of a mixed type were calculated, including as independent variables the age of the tree and the diameter of the stem, as well as the position of the  disk along the stem. The species identity of the BD is taken into account by entering dummy variables into the model. It was found that the BF of wood in all species decreases monotonously in the direction from the base of the stem to the top, and the BD of the bark increases monotonously in the same direction. The largest BD of wood is inherent in larch and birch and the smallest one in fir. Siberian cedar has the highest bark density and Scots pine has the smallest one. 

базисная плотность вдоль по стволудревесина и кора стволасосна обыкновеннаясосна кедроваяель сибирскаяпихта сибирскаябереза повислаярегрессионные моделиbasic density along the stemwood and bark of the stemScots pineSiberian cedar pineSiberian spruceSiberian firsilver birchregression modelsРабота выполнена согласно государственному заданию Ботанического сада УрО РАН.The publication was prepared based on the results of the research carried out within the framework of the state task of the Botanical Garden, Ural Branch of RASReferencesИсаева Л. Н. Метод расчета локальной и средней плотности абсолютно сухой древесины в стволах сосны и лиственницы // Лесоведение. 1978. № 4. С. 90–94.Isayeva L. N. Metod rascheta lokal'noy i sredney plotnosti absolyutno sukhoy drevesiny v stvolakh sosny i listvennitsy // Lesovedeniye. 1978. № 4. S. 90–94.Леонтьев Н. Л. Техника статистических вычислений. М. : Лесная промышленность, 1966. 250 с.Leont'yev N. L. Tekhnika statisticheskikh vychisleniy. M. : Lesnaya promyshlennost', 1966. 250 s.Мелехов В. И., Бабич Н. А., Корчагов С. А. Качество древесины сосны в культурах. Архангельск : АГТУ, 2003. 110 с.Melekhov V. I., Babich N. A., Korchagov S. A. Kachestvo drevesiny sosny v kul'turakh. Arkhangel'sk : AGTU, 2003. 110 s.Мельник П. Г., Тишков А. С., Аксенов П. А. Продуктивность и качество древесины климатипов ели в условиях Подмосковья // Лесной вестник / Forestry Bulletin. 2020. Т. 24, № 3. С. 66–73. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-3-66-73.Mel'nik P. G., Tishkov A. S., Aksenov P. A. Produktivnost' i kachestvo drevesiny klimatipov yeli v usloviyakh Podmoskov'ya // Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin. 2020. T. 24, № 3. S. 66–73. DOI:10.18698/25421468-2020-3-66-73.Молчанов А. А. Научные основы ведения хозяйства в дубравах лесостепи. М. : Наука, 1964. 255 с.Molchanov A. A. Nauchnꞏyye osnovy vedeniya khozyaystva v dubravakh lesostepi. M. : Nauka, 1964. 255 s.Полубояринов O. И. Плотность древесины. М. : Лесная промышленность, 1976. 160 сPoluboyarinov O. I. Plotnost' drevesiny. M. : Lesnaya promyshlennost', 1976. 160 sПолубояринов О. И. Лесохозяйственное значение плотности выращиваемой древесины // Лесное хозяйство. 1980. № 12. С. 20–22.Poluboyarinov O. I. Lesokhozyaystvennoye znacheniye plotnosti vyrashchivayemoy drevesiny // Lesnoye khozyaystvo. 1980. № 12. S. 20–22.Усольцев В. А. Оценка формы и полнодревесности стволов с использованием множественных связей // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 1984. № 7. С. 75–79.Usol'tsev V. A. Otsenka formy i polnodrevesnosti stvolov s ispol'zovaniyem mnozhestvennykh svyazey // Vestnik sel'skokhozyaystvennoy nauki Kazakhstana. 1984. № 7. S. 75–79.Усольцев В. А., Цепордей И. С. Географические закономерности изменения базисной плотности древесины и коры лесообразующих пород Евразии // Сибирский лесной журнал. 2022. № 3. С. 59–68. DOI: 10.15372/SJFS20220307.Usol'tsev V. A., Tsepordey I. S. Geograficheskiye zakonomernosti izmeneniya bazisnoy plotnosti drevesiny i kory lesoobrazuyushchikh porod Yevrazii // Sibirskiy lesnoy zhurnal. 2022. № 3. S. 59–68. DOI: 10.15372/SJFS20220307.Усольцев В. А., Цепордей И. С. Квалиметрия фитомассы лесных деревьев. Методы неразрушающего контроля, база данных и ее приложения : монография. Уральский государственный лесотехнический университет; Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук. Екатеринбург : УГЛТУ, 2023. 182 с. ISBN 978-5-94984-891-3 (https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/12715).Usol'tsev V. A., Tsepordey I. S. Kvalimetriya fitomassy lesnykh derev'yev. Metody nerazrushayushchego kontrolya, baza dannykh i yeye prilozheniya : monografiya. Ural'skiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet; Botanicheskiy sad Ural'skogo otdeleniya Rossiyskoy akademii nauk. Yekaterinburg : UGLTU, 2023. 182 s. ISBN 978-5-94984-891-3 (https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/12715).Чернов В. Ю., Шарапов Д., Торопов С. Определение плотности древесины методом измерения сопротивления сверлению. Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2019. 200 с.Chernov V. Yu., Sharapov D., Toropov S. Opredeleniye plotnosti drevesiny metodom izmereniya soprotivleniya sverleniyu. Yoshkar-Ola : Povolzhskiy gosudarstvennyy tekhnologicheskiy universitet, 2019. 200 s.Ashwath M. N., Sathish B. N., Deepthi Dechamma N. L. et al. Geographic and within tree variation for wood properties in Acrocarpus fraxinifolius Wight and Arn. Populations // Journal of Scientific & Industrial Research. 2021. Vol. 80. P. 1049–1055.Ashwath M. N., Sathish B. N., Deepthi Dechamma N. L. et al. Geographic and within tree variation for wood properties in Acrocarpus fraxinifolius Wight and Arn. Populations // Journal of Scientific & Industrial Research. 2021. Vol. 80. P. 1049–1055.Baskerville G. L. Use of logarithmic regression in the estimation of plant biomass // Canadian Journal of Forest Research. 1972. Vol. 2. P. 49–53.Baskerville G. L. Use of logarithmic regression in the estimation of plant biomass // Canadian Journal of Forest Research. 1972. Vol. 2. P. 49–53.Billard A., Bauer R., Mothe F. et al. Improving aboveground biomass estimates by taking into account density variations between tree components // Annals of Forest Science. 2020. Vol. 77. Article 103.Billard A., Bauer R., Mothe F. et al. Improving aboveground biomass estimates by taking into account density variations between tree components // Annals of Forest Science. 2020. Vol. 77. Article 103.Bouslimi B., Koubaa A., Bergeron Y. Regional, site, and tree variations of wood density and growth in Thuja occidentalis L. in the Quebec forest // Forests. 2022. Vol. 13. Article 1984. https://doi.org/10.3390/f13121984.Bouslimi B., Koubaa A., Bergeron Y. Regional, site, and tree variations of wood density and growth in Thuja occidentalis L. in the Quebec forest // Forests. 2022. Vol. 13. Article 1984. https://doi.org/10.3390/f13121984.Chave J., Andalo C., Brown S. et al. Tree allometry and improved estimation of carbon stocks and balance in tropical forests // Oecologia. 2005. Vol. 145. P. 87–99. DOI 10.1007/s00442-005-0100-x.Chave J., Andalo C., Brown S. et al. Tree allometry and improved estimation of carbon stocks and balance in tropical forests // Oecologia. 2005. Vol. 145. P. 87–99. DOI 10.1007/s00442-005-0100-x.Chowdhury Q., Sarker S. K., Ali B. et al. Accounting intra-tree radial wood density variation provides more accurate above ground mangrove biomass estimation in the Sundarbans // European Journal of Forest Research. 2024. (in press) https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3505676/v1.Chowdhury Q., Sarker S. K., Ali B. et al. Accounting intra-tree radial wood density variation provides more accurate above ground mangrove biomass estimation in the Sundarbans // European Journal of Forest Research. 2024. (in press) https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3505676/v1.Dobrowolska E., Wroniszewska P., Jankowska A. Density distribution in wood of European birch (Betula pendula Roth.) // Forests. 2020. Vol. 11. Article 445. http://dx.doi.org/10.3390/f11040445.Dobrowolska E., Wroniszewska P., Jankowska A. Density distribution in wood of European birch (Betula pendula Roth.) // Forests. 2020. Vol. 11. Article 445. http://dx.doi.org/10.3390/f11040445.Fedyukov V. I., Musikhina L. A., Chernova M. S. et al. A non-destructive prediction method for the wood density variations of silver birch trees growing in the Middle Volga region, Russia // South-East European forestry. 2020. Vol. 11, No 1. P. 85–90. DOI: https://doi.org/10.15177/seefor.20-09.Fedyukov V. I., Musikhina L. A., Chernova M. S. et al. A non-destructive prediction method for the wood density variations of silver birch trees growing in the Middle Volga region, Russia // South-East European forestry. 2020. Vol. 11, No 1. P. 85–90. DOI: https://doi.org/10.15177/seefor.20-09.Giroud G., Schneider R., Fournier R. A. et al. Modeling black spruce wood fiber attributes with terrestrial laser scanning // Canadian Journal of Forest Research. 2019. Vol. 49, № 6. P. 661–669.Giroud G., Schneider R., Fournier R. A. et al. Modeling black spruce wood fiber attributes with terrestrial laser scanning // Canadian Journal of Forest Research. 2019. Vol. 49, № 6. P. 661–669.Giagli K., Vavrčík H., Fajstavr M. et al. Stand factors affecting the wood density of naturally regenerated young silver birch growing at the lower altitude of the Czech Republic region // Wood Research. 2019. Vol. 64, № 6. P. 1011–1022.Giagli K., Vavrčík H., Fajstavr M. et al. Stand factors affecting the wood density of naturally regenerated young silver birch growing at the lower altitude of the Czech Republic region // Wood Research. 2019. Vol. 64, № 6. P. 1011–1022.King D. A., Davies S. J., Tan S. et al. The role of wood density and stem support costs in the growth and mortality of tropical trees // Journal of Ecology. 2006. Vol. 94 (3). P. 670–680.King D. A., Davies S. J., Tan S. et al. The role of wood density and stem support costs in the growth and mortality of tropical trees // Journal of Ecology. 2006. Vol. 94 (3). P. 670–680.McLean P. Wood properties and uses of Scots pine in Britain. Forestry Commission Research Report. Forestry Commission, Edinburgh, 2019. 36 p.McLean P. Wood properties and uses of Scots pine in Britain. Forestry Commission Research Report. Forestry Commission, Edinburgh, 2019. 36 p.Njana M. A., Meilby H., Eid T. et al. Importance of tree basic density in biomass estimation and associated uncertainties: a case of three mangrove species in Tanzania // Annals of Forest Science. 2016. Vol. 73. P. 1073–1087. DOI 10.1007/s13595-016-0583-0.Njana M. A., Meilby H., Eid T. et al. Importance of tree basic density in biomass estimation and associated uncertainties: a case of three mangrove species in Tanzania // Annals of Forest Science. 2016. Vol. 73. P. 1073–1087. DOI 10.1007/s13595-016-0583-0.Usoltsev V. A. Stem taper, density and dry matter content in biomass of trees growing in Central Eurasia: CD-monograph. Yekaterinburg: Ural State Forest Engineering University, Botanical Garden of Ural Branch of RAS, 2020. Available at: https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/9649.Usoltsev V. A. Stem taper, density and dry matter content in biomass of trees growing in Central Eurasia : CD-monograph. Yekaterinburg : Ural State Forest Engineering University, Botanical Garden of Ural Branch of RAS, 2020. Available at: https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/9649.Virgulino–Júnior P. C. C., Gardunho D. C. L., Silva D. N. C. et al. Wood density in mangrove forests on the Brazilian Amazon coast // Trees. 2020. Vol. 34. P. 51–60. https://doi.org/10.1007/s00468-019-01896-5.Virgulino–Júnior P. C. C., Gardunho D. C. L., Silva D. N. C. et al. Wood density in mangrove forests on the Brazilian Amazon coast // Trees. 2020. Vol. 34. P. 51–60. https://doi.org/10.1007/s00468-019-01896-5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.