Half-Century Dynamics of Plant Communities in Primeval Middle-Taiga Spruce Forests

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The objectives of this study were to analyse the vegetation dynamics of the herb-dwarf shrub and moss-lichen layers in the primary spruce forests of the Vepsian Forest Reserve based on data from comprehensive stationary studies on permanent sample plots (PSPs) from 1973 to 2019. It was shown that the vegetation composition of the herb-dwarf shrub and moss-lichen layers and the quantitative ratio of species were determined primarily by the soil moisture regime and the composition and structure of the tree layer. Based on the ordination analysis, differences in the species composition and dynamics were revealed in three types of plant communities generalised by the moisture regime and successional status: (1) drained bilberry spruce forests, (2) excessively moist bilberry-sphagnum and long-stem moss-bilberry spruce forests, and (3) drained bilberry spruce forests with a significant participation of deciduous tree species. Differences were manifested in the endogenous successional dynamics of biogeocenoses with or without a change in the predominant tree species in the period before 1982, as well as during recovery after disturbances in the form of windfall, windfall, and partial dieback of trees, which affected to varying degrees the stands of the studied SPPs and, consequently, the vegetation of the lower layers. The dynamics of vegetation in the herb-dwarf shrub and moss-lichen layers decreased over the study period since 1973 in the following order: drained mixed-species spruce forests, drained pure spruce forests, and overwatered spruce forests.

About the authors

R. P. Obabko

Forest Institue — a separate subdivision of the Karelian Research Centre of the RAS

Petrozavodsk, Russian Federation

M. A. Shorokhova

Saint Petersburg State University; Saint-Petersburg Forestry University

Saint Petersburg, Russian Federation; Saint-Petersburg, Russian Federation

E. A. Kapitsa

Saint-Petersburg Forestry University

Email: kapitsa@list.ru
Saint-Petersburg, Russian Federation

E. V. Kushnevskaya

Saint Petersburg State University; Saint-Petersburg Forestry University

Saint Petersburg, Russian Federation; Saint-Petersburg, Russian Federation

E. V. Shorokhova

Saint-Petersburg Forestry University

Saint-Petersburg, Russian Federation

References

  1. Беляева Н.В., Кази И.А. Влияние проходных рубок на развитие нижних ярусов растительности в сосново-еловых древостоях черничного типа леса // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013. С. 81—90.
  2. Беляева Н.В., Пакконен Н.А. Структура живого напочвенного покрова после добровольно-выборочных и равномерно-постепенных рубок // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2010. № 26. С. 3—10.
  3. Бобкова К.С., Галенко Э.П., Загирова С.В., Сенькина С.Н., Тужилкина В.В., Машика А.В., Патов А.И., Никонов В.В., Лукина Н.В., Исаева Л.Г. Коренные еловые леса Севера: биоразнообразие, структура, функции. СПб.: Наука, 2006. 337 с.
  4. Бобров А.А., Гончарук Н.Ю., Желтухина В.И. и др. Циклическая динамика сообществ еловых лесов в связи с единичными и групповыми вывалами // Сукцессионные процессы в заповедниках России и проблемы сохранения биологического разнообразия. СПб.: РБО, 1999. С. 333—354.
  5. Богданова Л.С. Изменения, происходящие в нижних ярусах растительности после проведения рубок ухода и комплексного ухода // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2007. № 178. С. 30—32.
  6. Борбуш М.М., Офицерова О.Е., Самсонова И.Д. Динамика растительности нижних ярусов лесопаркового фитоценоза // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2018. № 147. С. 23—25.
  7. Грязькин А.В., Кочкин А.А., Петрик В.В. Динамика состава растительности нижних ярусов в парковых фитоценозах // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2017. № 6 (360). С. 46—55.
  8. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 174 с.
  9. Казимиров Н.И. Ельники Карелии. Л.: Наука, 1971. 139 с.
  10. Карпачевский Л.О., Строганова М.Н. Почвы Центрально-Лесного заповедника и их экологическая оценка // Динамика, структура почв и современные почвенные процессы. М.: Наука, 1987. С. 10—29.
  11. Капица Е.А., Шорохова М.А., Моргун Е.В. и др. Крупные древесные остатки в коренных и вторичных среднетаежных ельниках: запасы, структурное разнообразие и роль в круговороте углерода // Лесной журнал. 2024. № 3. С. 92—106.
  12. Конечная Г.Ю., Курбатова Л.Е., Потемкин А.Д. и др. Выявление и обследование биологически ценных лесов на Северо-Западе европейской части России. Т. 2. Пособие по определению видов, используемых при обследовании на уровне выделов. СПб., 2009. 258 с.
  13. Кораблев А.П., Кессель Д.С., Пукинская М.Ю. и др. Детерминанты напочвенного покрова в неморальных ельниках (Picea abies L.) Центрально-Лесного заповедника // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология. 2018. № 4. С. 118—125.
  14. Корепин А.А., Капица Е.А., Шорохов А.А., Шорохова Е.В. Полувековая динамика структуры и производительности древостоев в коренных и производных первой генерации среднетаежных лесах // Лесоведение. 2024 (в печати).
  15. Маслов А.А. Флуктуации и сукцессии в лесных сообществах на фоне изменения климата // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1—5. С. 1316—1319.
  16. Предеина И.В. Динамика нижних ярусов растительности в кедровниках средней подзоны тайги Западной Сибири: дис. … канд. биол. наук: 06.03.03. Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. 24 с.
  17. Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки. ОСТ 56-69-83. М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1983. 60 с.
  18. Рысин Л.П. Сукцессионные процессы в лесах центральной части Русской равнины // Успехи современной биологии. 2009. Т. 129. № 6. С. 578—587.
  19. Скворцова Е.Б., Уланова Н.Г., Басевич В.Ф. Экологическая роль ветровалов. М.: Лесн. пром-ть, 1983. 122 с.
  20. Стороженко В.Г., Быков А.В., Бухарева О.А., Петров А.В. Устойчивость лесов. Теория и практика биогеоценотических исследований. М.: Тов. научн. изд. КМК, 2018. 171 с.
  21. Сукачев В.Н. Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. 458 с.
  22. Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. М.: Гослесбумиздат, 1952. 853 с.
  23. Уланова Н.Г. Основные тренды динамики биоразнообразия после природных и антропогенных «катастроф» в ельниках европейской части России // Экология и география растений и растительных сообществ: Мат-лы IV Междунар. конф. Екатеринбург, 2018. С. 968—971.
  24. Уланова Н.Г., Чередниченко О.В. Механизмы сукцессий растительности сплошных ветровалов южнотаежных ельников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1—5. С. 1399—1402.
  25. Федорчук В.Н., Кузнецова М.Л., Андреева А.А., Моисеев Д.В. Резерват «Вепсский лес». Лесоводственные исследования. СПб.: СПбНИИЛХ, 1998. 208 с.
  26. Федорчук В.Н., Шорохов А.А., Шорохова Е.В., Кузнецова М.Л., Тетюхин С.В. Массивы коренных еловых лесов: структура, динамика, устойчивость. СПб.: СПбНИИЛХ, 2012. 136 с.
  27. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
  28. Шорохова Е.В., Корепин А.А., Капица Е.А., Березин Г.В., Шорохов А.А., Шорохова М.А. Ценотическое разнообразие и долговременная динамика массива коренных среднетаежных лесов // Лесоведение. 2022. № 6. С. 643—657.
  29. Шорохова Е.В., Шорохов А.А., Капица Е.А., Корепин А.А., Березин Г.В., Шорохова М.А. Роль стационарных исследований биогеоценозов и массивов коренных лесов возрастает в условиях изменения климата // Леса России: политика, промышленность, наука, образование. 2021. С. 237—240.
  30. Шорохова М.А., Березин Г.В., Капица Е.А., Шорохова Е.В. Характеристики крупных древесных остатков в лесном массиве «Вепсский лес» — эталоне природы средней тайги // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 236. С. 198—211.
  31. Шорохова М.А., Кушневская Е.В., Капица Е.А., Обабко Р.П., Шорохова Е.В. Влияние сплошных рубок на биологическое разнообразие растительности нижних ярусов в ельниках черничных резервата «Вепсский лес» // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: Мат-лы VIII Всероссийской научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 2023. С. 812—816.
  32. Bakker J.P., Olff H., Willems J.H., Zobel M. Why do we need permanent plots in the study of long-term vegetation dynamics? // Journal of Vegetation Science. 1996. № 7 (2). P. 147—156.
  33. Bartels S.F., Macdonald S.E. Dynamics and recovery of forest understory biodiversity over 17 years following varying levels of retention harvesting // Journal of Applied Ecology. 2023. № 60 (4). P. 725—736.
  34. Bergeron Y., Fenton N.J. Boreal forests of eastern Canada revisited: old growth, nonfire disturbances, forest succession, and biodiversity // Botany. 2012. № 90 (6). P. 509—523.
  35. Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change // Science. 2015. № 349 (6250). P. 819—822.
  36. Gendreau-Berthiaume B., Macdonald S.E., Stadt J.J., Hnatiuk R.J. How dynamic are understory communities and the processes structuring them in mature conifer forests? // Ecosphere. 2015. № 6 (2). P. 1—49.
  37. Grandin U. Dynamics of understory vegetation in boreal forests: experiences from Swedish integrated monitoring sites // Forest Ecology and Management. 2004. № 195 (1—2). P. 45—55.
  38. Hart S.A., Chen H.Y.H. Understory Vegetation Dynamics of North American Boreal Forests // Critical Reviews in Plant Sciences. 2006. V. 25 (4). P. 381—397.
  39. Hodgetts N.G., Söderström L., Blockeel T.L., Caspari S., Ignatov M.S., Konstantinova N.A., Lockhart N., Papp B., Schröck C., Sim-Sim M., Bell D., Bell N.E., Blom H.H., Bruggeman-Nannenga M.A., Brugués M., Enroth J., Flatberg K.I., Garilleti R., Hedenäs L., Holyoak D.T., Hugonnot V., Kariyawasam I., Köckinger H., Kučera J., Lara F., Porley R.D. An annotated checklist of bryophytes of Europe, Macaronesia and Cyprus // Journal of Bryology. 2020. № 42 (1). P. 1—116.
  40. Lilles E., Dhar A., Coates K.D., Haeussler S. Retention level affects dynamics of understory plant community recovery in northern temperate hemlock-cedar forests // Forest Ecology and Management. 2018. V. 421. P. 3—15.
  41. Macdonald S.E., Fenniak T.E. Understory plant communities of boreal mixedwood forests in western Canada: natural patterns and response to variable-retention harvesting // Forest Ecology and Management. 2007. № 242 (1). P. 34—48.
  42. Økland R.H., Eilertsen O. Dynamics of understory vegetation in an old-growth boreal coniferous forest, 1988—1993 // Journal of Vegetation Science. 1996. V. 7. № 5. P. 747—762.
  43. Oksanen J., Kindt R., Legendre P., O’Hara B., Stevens M.H.H., Oksanen M.J. Suggests M.A.S.S. The vegan package. Community ecology package. 2007. 719 p.
  44. Shorohova E., Fedorchuk V., Kuznetsova M., Shvedova O. Wind-induced successional changes in pristine boreal Picea abies forest stands: evidence from long-term permanent plot records // Forestry. 2008. V. 81 (3). P. 335—359.
  45. Steinke J., McIntosh A.C., Schroeder L., Macdonald S.E. Understory vegetation responses to simulated mountain pine beetle attack and salvage logging in grey attack stage lodgepole pine stands // Forest Ecology and Management. 2020. № 474. Art. 118373.
  46. Vanha-Majamaa I., Shorohova E., Kushnevskaya H., Jalonen J. Resilience of understory vegetation after variable retention felling in boreal Norway spruce forests — A ten-year perspective // Forest Ecology and Management. 2017. V. 393. P. 12—28.
  47. Walker L.R., Wardle D.A., Bardgett R.D., Clarkson B.D. The use of chronosequences in studies of ecological succession and soil development // Journal of Ecology. 2010. V. 98. P. 725—736.
  48. Westberg M., Moberg R., Myrdal M., Nordin A., Ekman S. Santesson’s Checklist of Fennoscandian Lichen-Forming and Lichenicolous Fungi. Uppsala: Uppsala University, Museum of Evolution, 2021.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).