Moroz, V.
(2024).
Bioproductivity of pine forests in Polissia.
Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine,
20(5),120-134.
https://doi.org/10.31548/dopovidi/5.2024.120
Метою дослідження було визначення біопродуктивності соснових лісів Полісся та їх вуглецепоглинальної здатності залежно від вікової структури деревостанів. Дослідження проводилося на 15 експериментальних ділянках у Житомирській та Рівненській областях протягом весняно-літнього сезону 2023 року. Було здійснено вимірювання біометричних показників дерев, таких як діаметр на висоті 1,3 метра (DBH) та висота дерев, а також проведено аналіз зразків деревини для визначення фітомаси стовбура, кори та крони. Встановлено, що біопродуктивність значно зростає з віком: у молодих лісах (10-30 років) біомаса становила в середньому 25 т/га, у середньовікових (40-60 років) – 65 т/га, а у стиглих лісах (80-100 років) досягала 120 т/га. Кореляційний аналіз показав високу залежність біомаси від діаметра дерев та їхньої висоти, де найсильніший зв'язок виявлено між об'ємом стовбура та фітомасою деревини (r=1,00). Вуглецепоглинальна здатність лісів також збільшувалася з віком: молоді ліси поглинали близько 12,5 т/га вуглецю, середньовікові – 32,5 т/га, а стиглі ліси – до 60 т/га. Крім того, дослідження виявило, що кліматичні фактори, такі як кількість опадів і середня температура, суттєво впливають на біопродуктивність. При зниженні кількості опадів нижче 550 мм на рік спостерігалося зниження біомаси на 15-20%. Таким чином, результати підкреслюють важливість сталого управління сосновими лісами Полісся, враховуючи їхню роль у глобальних процесах фіксації вуглецю, що робить їх важливим інструментом для боротьби з кліматичними змінами та екологічними викликами
екологія, фітомаса, кореляційний аналіз, лісокористування, вуглець
[1] Balekoglu, S., Caliskan, S., & Dirik, H. (2020). Effects of geoclimatic factors on the variability in Pinus pinea cone, seed, and seedling traits in Turkey native habitats. Ecological Processes, 9, article number 55. doi: 10.1186/s13717-020-00264-3.
[2] Bonari, G., Chytrý, K., Çoban, S., & Chytrý, M. (2020). Natural forests of Pinus pinea in western Turkey: A priority for conservation. Biodiversity and Conservation, 29(14), 3877-3898. doi: 10.1007/s10531-020-02052-z.
[3] Constandache, C., Tudor, C., Vlad, R., Dincă, L., & Popovici, L. (2021). The productivity of pine stands on degraded lands. Scientific Papers. Series E. Land Reclamation, Earth Observation & Surveying, Environmental Engineering, 10, 76-84.
[4] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.
[5] Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973, June). Retrieved from https://cites.org/eng/disc/text.php.
[6] Gwal, S., Singh, S., Gupta, S., & Anand, S. (2020). Understanding forest biomass and net primary productivity in Himalayan ecosystem using geospatial approach. Modeling Earth Systems and Environment, 6(4), 2517-2534. doi: 10.1007/s40808-020-00844-4.
[7] Haghverdi, K., & Kooch, Y. (2020). Long-term afforestation effect and help to optimize degraded forest lands and reducing climate changes. Ecological Engineering, 142, article number 105656. doi: 10.1016/j.ecoleng.2019.105656.
[8] Hankin, L.E., Leger, E.A., & Bisbing, S.M. (2023). Reforestation of high elevation pines: Direct seeding success depends on seed source and sowing environment. Ecological Applications, 33(6), article number e2897. doi: 10.1002/eap.2897.
[9] Henneb, M., Thiffault, N., & Valeria, O. (2020). Regional climate, edaphic conditions and establishment substrates interact to influence initial growth of black spruce and jack pine planted in the boreal forest. Forests, 11(2), article number 139. doi: 10.3390/f11020139.
[10] Hüblová, L., & Frouz, J. (2021). Contrasting effect of coniferous and broadleaf trees on soil carbon storage during reforestation of forest soils and afforestation of agricultural and post-mining soils. Journal of Environmental Management, 290, article number 112567. doi: 10.1016/j.jenvman.2021.112567.
[11] Kweon, D., & Comeau, P.G. (2023). Factors influencing productivity of pine-dominated stands in South Korea. Journal of Environmental Management, 330, article number 117250. doi: 10.1016/j.jenvman.2023.117250.
[12] Lesiv, M., Shvidenko, A., Schepaschenko, D., See, L., & Fritz, S. (2019). A spatial assessment of the forest carbon budget for Ukraine. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 24, 985-1006. doi: 10.1007/s11027-018-9795-y.
[13] Li, Y., Nyongesah, M.J., Deng, L., Haider, F.U., Liu, S., Mwangi, B.N., Zhang, Q., Chu, G., Zhang, D., Liu, J., & Meng, Z. (2023). Clustered tree size analysis of bio-productivity of Dinghushan National Nature Reserve in China. Frontiers in Ecology and Evolution, 11, article number 1118175. doi: 10.3389/fevo.2023.1118175.
[14] Liobikiene, G., Chen, X., Streimikiene, D., & Balezentis, T. (2020). The trends in bioeconomy development in the European Union: Exploiting capacity and productivity measures based on the land footprint approach. Land Use Policy, 91, article number 104375. doi: 10.1016/j.landusepol.2019.104375.
[15] Looney, C.E., Stewart, J.A., & Wood, K.E. (2024). Mixed-provenance plantings and climatic transfer-distance affect the early growth of knobcone-monterey hybrid pine, a fire-resilient alternative for reforestation. New Forests, 55(3), 543-565. doi: 10.1007/s11056-023-09991-9.
[16] Lucas-Borja, M.E., Jing, X., Candel-Perez, D., Parhizkar, M., Rocha, F., Heydari, M., Muñoz-Rojas, M., & Zema, D.A. (2022). Afforestation with Pinus nigra Arn ssp salzmannii along an elevation gradient: Controlling factors and implications for climate change adaptation. Trees, 36, 93-102. doi: 10.1007/s00468-021-02184-x.
[17] MacKenzie, W.H., & Mahony, C.R. (2021). An ecological approach to climate change-informed tree species selection for reforestation. Forest Ecology and Management, 481, article number 118705. doi: 10.1016/j.foreco.2020.118705.
[18] Moroz, V., & Nykytiuk, Y. (2020). Carbon absorption ability of pine forest plantations in Volyn Polissya. Scientific Horizons, 86(1), 61-70. doi: 10.33249/2663-2144-2020-86-1-61-70.
[19] Moroz, V., Stasyuk, N., & Tymoshenko, L. (2021). Peculiarities of growth, development and climate-stabilizing significance of fir plantations of the Ukrainian Carpathians. Sustainable Use of Natural Resources, 3, 68-77. doi: 10.33730/2310-4678.3.2021.247139.
[20] North, M.P., et al. (2019). Tamm Review: Reforestation for resilience in dry western US forests. Forest Ecology and Management, 432, 209-224. doi: 10.1016/j.foreco.2018.09.007.
[21] Petráš, R., Mecko, J., Krupová, D., Slamka, M., & Pažitný, A. (2019). Aboveground biomass basic density of softwoods tree species. Wood Research, 64(2), 205-212.
[22] Pilarek, Z., Gornowicz, R., & Galazka, S. (2007). Biomass of pine saw timber stands growing on the fresh mixed coniferous site. Acta Scientiarum Polonorum. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria, 6(2), 79-85.
[23] Repáč, I., Belko, M., Krajmerová, D., & Paule, L. (2021). Planting time, stocktype and additive effects on the development of spruce and pine plantations in Western Carpathian Mts. New Forests, 52, 449-472. doi: 10.1007/s11056-020-09804-3.
[24] Riechelmann, D.F., Albert, J., Britzius, S., Krebsbach, F., Scholz, D., Schenk, F., Jochum, K.P., & Sirocko, F. (2023). Bioproductivity and vegetation changes documented in Eifel maar lake sediments (western Germany) compared with speleothem growth indicating three warm phases during the last glacial cycle. Quaternary International, 673, 1-17. doi: 10.1016/j.quaint.2023.11.001.
[25] Shvidenko, A., Lakyda, P., Schepaschenko, D., Vasylyshyn, R., & Machuk, Y. (2014). Carbon, climate, and land-use in Ukraine: Forest sector. Kiev: National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Retrieved from https://pure.iiasa.ac.at/id/eprint/11134/.
[26] Stanturf, J.A., Perdue, J.H., Young, T.M., Huang, X., Guo, Z., Dougherty, D., & Pigott, M. (2019). A spatially explicit approach to modeling biological productivity and economic attractiveness of short-rotation woody crops in the eastern USA. Energy, Sustainability and Society, 9, article number 28. doi: 10.1186/s13705-019-0211-6.
[27] Sukhbaatar, G., Ganbaatar, B., Jamsran, T., Purevragchaa, B., Nachin, B., & Gradel, A. (2020). Assessment of early survival and growth of planted Scots pine (Pinus sylvestris) seedlings under extreme continental climate conditions of northern Mongolia. Journal of Forestry Research, 31, 13-26. doi: 10.1007/s11676-019-00935-8.
[28] Testolin, R., Dalmonech, D., Marano, G., Bagnara, M., D’Andrea, E., Matteucci, G., Noce, S., & Collalti, A. (2023). Simulating diverse forest management options in a changing climate on a Pinus nigra subsp. laricio plantation in Southern Italy. Science of the Total Environment, 857, article number 159361. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.159361.
[29] Ukrainian Hydrometeorological Centre. (n.d.). Retrieved from https://www.meteo.gov.ua/en/.
[30] Vlad, R., Constandache, C., Dinca, L., Tudose, N.C., Sidor, C.G., Popovici, L., & Ispravnic, A. (2019). Influence of climatic, site and stand characteristics on some structural parameters of Scots pine (Pinus sylvestris) forests situated on degraded lands from east Romania. Range Management and Agroforestry, 40(1), 40-48.
[31] Wang, T., Bao, A.M., Xu, W. Q., Zheng, G.X., Nzabarinda, V., Yu, T., Huang, X., Long, G., & Naibi, S.L. (2023). Dynamics of forest net primary productivity based on tree ring reconstruction in the Tianshan Mountains. Ecological Indicators, 146, article number 109713. doi: 10.1016/j.ecolind.2022.109713.
[32] Wojtan, R., Tomusiak, R., Zasada, M., Dudek, A., Michalak, K., Wroblewski, L., Bijak, S., & Bronisz, K. (2011). Trees and their components biomass expansion factors for Scots pine (Pinus sylvestris L.) of western Poland. Sylwan, 155(4), 236-243.
[33] Zhou, B., Liao, Z., Chen, S., Jia, H., Zhu, J., & Fei, X. (2022). Net primary productivity of forest ecosystems in the southwest karst region from the perspective of carbon neutralization. Forests, 13(9), article number 1367. doi: 10.3390/f13091367.