RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3758010.22363/2313-2310-2023-31-4-447-467QUBOUYEcologyЭкологияResearch ArticleRestorative dynamics of pine phytocenoses in clearcut areas in the floodplain terraces of the Moscow RiverВосстановительная динамика сосновых фитоценозов на вырубках в надпойменных террасах реки Москвыhttps://orcid.org/0000-0003-2706-73205133-7760LezhnevDaniil V.ЛежневДаниил Викторович

Junior Senior Researcher, Laboratory of Forestry and Biological Productivity

младший научный сотрудник лаборатории лесоводства и биологической продуктивности

lezhnev.daniil@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0005-2014-2801KulikovaDaria D.КуликоваДарья Дмитриевна

MSC student of the Department of Forestry, Ecology, Forest Protection

магистр кафедры лесоводства, экологии и защиты леса

kulikovadd@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5807-24082283-8574PolyakovaGalina A.ПоляковаГалина Андреевна

Doctor of Biological Sciences, Leading Researcher, Laboratory of Forest Geobotany and Forest Soil Science

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории лесной геоботаники и лесного почвоведения

park-galina@mail.ruInstitute of Forest Science, RASИнститут лесоведения РАНBauman Moscow State Technical UniversityМосковский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана15122023314VOL 31, NO4 (2023)ТОМ 31, №4 (2023)44746724012024Copyright ©; 2023, Lezhnev D.V., Kulikova D.D., Polyakova G.A.Copyright ©; 2023, Лежнев Д.В., Куликова Д.Д., Полякова Г.А.2023Lezhnev D.V., Kulikova D.D., Polyakova G.A.Лежнев Д.В., Куликова Д.Д., Полякова Г.А.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/37580

Initial stages of restoration dynamics of phytocoenoses are of a special interest. Ecological conditions change crucially after timber harvesting. The exploration of two clearcut areas in the Moscow River valley in 3-5 years after felling allowed us to detect the direction of phytocoenosis dynamics. Scotch pine ( Pinus sylvestris L.) losses the competition with deciduous species in both sites constituting less than 50 % of regeneration. The largest number of individuals of Pinus sylvestris L. at the research sites, they have a three-year age: clear cut area No. 1 - 55 % and clear cut area No. 2 - 47 %. An intensive height increment of prevailing tree species was registered. In the site No. 1, an annual increase in height increment was registered indicating favourable growth conditions, while in the site No. 2, the 4-centimeter reduction of height increment was observed in the last year. The soil vegetation cover is an important ecological factor regulating the restoration dynamics of phytocoenoses on clearcut areas. To estimate the restoration dynamics of soil cover vegetation, 45 geobotanical descriptions were made. Totally 102 species of vascular plants referred to 72 genera were found on clearcut areas. The families with the highest frequency were Asteraceae - 12,7 %, Apiaceae - 10,8 %, and Poaceae - 8,8 %. A noticeable presence of Poaceae in the vegetation cover limits successful reforestation. The percentage of the most widespread ecologo-coenotic groups is 45% of the total number of registered species for meadow herbs, 16 % for tall herbs, 11 % for nemoral species, and 9% for forbs. Summary average projective coverage of herbage is 65-75 %. Under the conditions of reed-grass - herbal type of clearcut areas, Scotch pine is suppressed by both deciduous species and herbal vegetation, which makes the perspectives of its predomination in the future stand doubtful.

Особый интерес представляет восстановительная динамика фитоценозов на начальных стадиях их формирования. После проведения сплошных рубок значительно изменяются экологические условия. Обследование двух вырубок на месте ветровала 2017 г. в течение трех лет (2020-2022 гг.) позволило определить направление развития фитоценоза. Pinus sylvestris L. уступает в конкуренции лиственным пород на обеих вырубках, её долевое участие составляет менее 50 %. Наибольшее количество особей Pinus sylvestris L. на объектах исследования имеют трехлетний возраст: вырубка № 1 - 55 % и вырубка № 2 - 47 %. Отмечен активный рост в высоту сосны и мелколиственных пород. На вырубке №1 отмечается ежегодное увеличение приростов Pinus sylvestris L., что свидетельствует о благоприятных условиях, однако на вырубке № 2 прирост за 2022 год уступает предыдущему на 4 см. Напочвенный покров является одним из главных экологических факторов, обусловливающих восстановительную динамику фитоценозов на сплошных вырубках. Восстановительная динамика живого покрова оценивалась по 45 геоботаническим описаниям. На вырубках обнаружено 102 вида сосудистых растений, относящихся к 72 родам, наиболее представленные семейства: Asteraceae - 12,7 %, Apiaceae - 10,8 %, Poaceae - 8,8 %. Заметное присутствие в растительном покрове представителей семейства Poaceae препятствует успешному возобновлению Pinus sylvestris L. Доля наиболее представленных травянистых растений от общего количества видов на вырубках по эколого-ценотическим группам: луговые - 45 %, высокотравные - 16 %, неморальные - 11 % и мелкотравные - 9 %. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова в среднем составляет 65-75 %. В условиях вейниково-разнотравных вырубок Pinus sylvestris L. испытывает сильную конкуренцию со стороны мелколиственных пород и живого напочвенного покрова, что ставит под сомнение перспективы формирования насаждения с ее преобладанием.

Scotch pineSilver birchAspenclear cut areasoil vegetation covernatural reforestationphytocenoses dynamicsecologo-coenotic groupsMoscowсоснаберезаосинавырубкаживой напочвенный покровестественное возобновлениединамика фитоценозовэколого-ценотические группыМоскваAbaturov AV, Kochevaya OV, Yangutov AI. 150 let Losinoostrovskoy lesnoy dache. Iz istorii natsional'nogo parka «Losinyy ostrov». Aslan. 1997:228. (In Russ.)Абатуров А.В., Кочевая О.В., Янгутов А.И. 150 лет Лосиноостровской лесной даче. Из истории национального парка «Лосиный остров». М.: Аслан, 1997. С. 228.Korotkov SA, Glazunov YuB, Polyakova GA, Kulikova DD. Renewal of pine trees in cuttings in the Serebryanoborsky experimental forestry of the Institute of Forestry of the Russian Academy of Sciences. Spatial and temporal aspects of the functioning of biosystems: a collection of materials of the XVI International Scientific Ecological Conference dedicated to the memory of Alexander Vladimirovich Prisny. Еd. YuA. Prisny. Belgorod: Belgorod State National Research University; 2020. p. 200–204.Коротков С.А., Глазунов Ю.Б., Полякова Г.А., Куликова Д.Д. Возобновление сосны на вырубках в Серебряноборском опытном лесничестве Института лесоведения РАН // Пространственно-временные аспекты функционирования биосистем: сборник материалов XVI Международной научной экологической конференции, посвященной памяти Александра Владимировича Присного / отв. ред. Ю.А. Присный. Белгород: Белгородский государственный национальный исследовательский университет, 2020. С. 200-204.Šipek M, Ravnjak T, Šajna N. Understorey species distinguish late successional and ancient forests after decades of minimum human intervention: A case study from Slovenia Forest Ecosystems. 2023:100096.Šipek M., Ravnjak T., Šajna N. Understorey species distinguish late successional and ancient forests after decades of minimum human intervention: A case study from Slovenia // Forest Ecosystems. 2023. P. 100096. https://doi.org/10.1016/j.fecs.2023.100096Gasanov G. et al. Data on the productivity of plant cover of the main types of soils of the North-Western precaspian in connection with the dynamics of ecological factors. 2019;24:103713.Gasanov G. et al. Data on the productivity of plant cover of the main types of soils of the North-Western precaspian in connection with the dynamics of ecological factors // Data in brief. 2019. Vol. 24. P. 103713.Nakhoul J. et al. Vegetation dynamics and regeneration of Pinus pinea forests in Mount Lebanon: Towards the progressive disappearance of pine. Ecological Engineering. 2020;152:105866.Nakhoul J. et al. Vegetation dynamics and regeneration of Pinus pinea forests in Mount Lebanon: Towards the progressive disappearance of pine // Ecological Engineering. 2020. Vol. 152. P. 105866.Niu H, Rehling F, Chen Z, Yue X, Zhao H, Wang X, Zhang H, Schabo DG, Farwig N. Regeneration of urban forests as influenced by fragmentation, seed dispersal mode and the legacy effect of reforestation interventions Landscape and Urban Planning. 2023; 233:104712. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2023.104712Niu H., Rehling F., Chen Z., Yue X., Zhao H., Wang X., Zhang H., Schabo D.G., Farwig N. Regeneration of urban forests as influenced by fragmentation, seed dispersal mode and the legacy effect of reforestation interventions. Landscape and Urban Planning. 2023. Vol. 233. P. 104712. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2023.104712Lezhnev DV. Renewal under the canopy of pine forests and clearings in the Moscow suburbs. Increasing the efficiency of the forest complex. Materials of the eighth All-Russian national scientific-practical conference with international participation. Petrozavodsk. 2022:95–97. (In Russ.)Лежнев Д.В. Возобновление под пологом сосняков и на вырубках в ближайшем Подмосковье // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы Восьмой всероссийской национальной научно-практической конференции с международным участием. Петрозаводск, 2022. С. 95-97.Ammer C. et al. Key ecological research questions for Central European forests. Basic and Applied Ecology. 2018;32:3–25.Ammer C. et al. Key ecological research questions for Central European forests // Basic and Applied Ecology. 2018. Vol. 32. P. 3-25.Varaksin GS. et al. Availability of forest plots for reforestation activities. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;839(5):052018.Varaksin G.S. et al. Availability of forest plots for reforestation activities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing. 2021. Vol. 839, no. 5. P. 052018.Lezhnev DV, Menyaeva VA. Soil vegetation cover of pine phytocenoses of the Yauzsky forest park “Losiny Ostrov”. XXII Scientific and Practical Forum “Problems of Greening Large Cities”: collection of articles. 2023:113–118. (In Russ.)Лежнев Д.В., Меняева В.А. Живой напочвенный покров сосновых фитоценозов Яузского лесопарка «Лосиного острова» / XXII научно-практический форум «Проблемы озеленения крупных городов»: сборник статей. М., 2023. С. 113-118.Bílek L, Vacek Z, Vacek S, Bulušek D, Linda R, Král J. (2018). Are clearcut borders an effective tool for Scots pine (Pinus sylvestris L.) natural regeneration? Forest Systems. Vol. 27. Issue 2. e010. https://doi.org/10.5424/fs/2018272-12408RBílek L., Vacek Z., Vacek S., Bulušek D., Linda R., Král J. Are clearcut borders an effective tool for Scots pine (Pinus sylvestris L.) natural regeneration? // Forest systems. 2018;27(2):e010-e010. https://doi.org/10.5424/fs/2018272-12408Vlasenko MV, Trubakova KY. Characteristics of the Seasonal Dynamic Structure of Phytocenoses on Sandy Grounds in the South of European Russia. Arid Ecosystems. 2022;28(1):115–124. (In Russ.)Власенко М.В., Трубакова К.Ю. Особенности сезонной динамики структуры фитоценозов на песчаных землях юга Европейской территории России // Аридные экосистемы. 2022. Т. 28, № 1 (90). С. 115-124. https://doi.org/10.24412/1993-3916-2022-1-115-124Sannikov SN. Types of cuttings, dynamics of the living ground cover and its role in the subsequent renewal of pine in the Pripyshminsky green moss forests. In: Forests of the Urals and the economy in them. Issue. 1. Svedlovsk; 1968. р. 280–301. (In Russ.)Санников С.Н. Типы вырубок, динамика живого напочвенного покрова и его роль в последующем возобновлении сосны в Припышминских борах-зеленомошниках // Леса Урала и хозяйство в них. Вып. 1. Свердловск, 1968. С. 280-301.Belyaeva NV, Noikina AM. The success of the natural regeneration of pine in clearings, depending on the type of forest. Actual problems of the forest complex. 2008:6–21. (In Russ.)Беляева Н.В., Нойкина А.М. Успешность естественного возобновления сосны на вырубках в зависимости от типа леса // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2008. С. 6-21.Ulanova NG. Main trends in biodiversity dynamics after natural and anthropogenic “disasters” in the spruce forests of the European part of Russia. Samarskaya Luka: problems of regional and global ecology. 2018;27(4–1):84–92. (In Russ.)Уланова Н.Г. Основные тренды динамика биоразнообразия после природных и антропогенных «катастроф» в ельниках европейской части России // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2018. Т. 27, № 4-1. С. 84-92.Storozhenko VG. Natural renewal in indigenous spruce forests of different ages in the European taiga of Russia. Siberian Forest Journal. 2017;3:87–92. (In Russ.)Стороженко В.Г. Естественное возобновление в коренных разновозрастных ельниках европейской тайги России // Сибирский лесной журнал. 2017. № 3. С. 87-92.Tyrchenkova IV. Estimation of natural reforestation in artificial pine plantations of the Voronezh region. Forest engineering journal. 2018;8(2):104–114. (In Russ.)Тырченкова И.В. Оценка естественного возобновления леса в искусственных сосновых насаждениях Воронежской области // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 2 (30). С. 104-114.Pobedinsky AV. Felling and regeneration in the taiga forests of the USSR. Forest industry. 1973;200. (In Russ.)Побединский А.В. Рубки и возобновление в таежных лесах СССР // Лесная промышленность. 1973. С. 199.Przybylski P, Konatowska M, Jastrzębowski S, Tereba A, Mohytych V, Tyburski Ł, et al. The possibility of regenerating a pine stand through natural regeneration forests. 2021;12(8):1055. https://doi.org/10.3390/f12081055Przybylski P., Konatowska M., Jastrzębowski S., Tereba A., Mohytych V., Tyburski Ł. et al. The possibility of regenerating a pine stand through natural regeneration. Forests. 2021. 12 (8). Р. 1055. https://doi.org/10.3390/f12081055Ara M, Barbeito I, Kalén C, Nilsson U. Regeneration failure of Scots pine changes the species composition of young forests. Scandinavian Journal of Forest Research. 2022;37(1):14–22. https://doi.org/10.1080/02827581.2021.2005133Ara M., Barbeito I., Kalén C., Nilsson U. Regeneration failure of Scots pine changes the species composition of young forests // Scandinavian Journal of Forest Research. 2022. 37 (1). Р. 14-22. https://doi.org/10.1080/02827581.2021.2005133Maslakov EL, Kolesnikov BP. Classification of clearings and natural renewal of pine forests in the middle taiga subzone of the plain Trans-Urals. Forests of the Urals, and the economy in them.1968;(1):246–279. (In Russ.)Маслаков Е.Л., Колесников Б.П. Классификация вырубок и естественное возобновление сосновых лесов среднетаежной подзоны равнинного Зауралья // Леса Урала, и хозяйство в них. 1968. № 1. С. 246-279.Abaturov AV, Melancholin PN. Natural dynamics of the forest on permanent trial plots in the Moscow region: monograph. Tula: Grif and K; 2004. 336 p. (In Russ.)Абатуров А.В., Меланхолин П.Н. Естественная динамика леса на постоянных пробных площадях в Подмосковье: моногр. Тула: Гриф и К, 2004. 336 с.Rysin LP. Forests near Moscow. Russian acad. Sciences, Department of Biological Sciences, Russian Academy of Sciences, Institute of Forest Science. Moscow: Association of Scientific. ed. KMK; 2012. 255 p. (In Russ.)Рысин Л.П. Леса Подмосковья. Российская акад. наук, Отд-ние биологических наук РАН, Ин-т лесоведения. М.: Товарищество науч. изд. КМК, 2012. 255 с.Zaripov YV, Zalesov SV, Zalesova ES, Popov AS, Platonov EP, Starodubtseva NI. News of higher educational institutions. Forest magazine. 2021;(5):22–33. (In Russ.) https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-5-22-33Зарипов Ю.В., Залесов С.В., Залесова Е.С., Попов А.С., Платонов Е.П., Стародубцева Н.И. Подрост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на отвалах месторождения хризотил-асбеста // Известия вузов. Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2021. № 5 (383). С. 22-33. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-5-22-33Stonozhenko LV, Korotkov SA, Grishenkov VA. Renewal under the forest canopy in the national park “Ugra” [Electronic resource]. Forestry. inform.: electron. network magazine. 2018;(2):35–45. (In Russ.) URL: http://lhi.vniilm.ru/ (accessed: 14.05.2023).Стоноженко Л.В., Коротков С.А., Гришенков В.А. Возобновление под пологом леса в национальном парке «Угра» // Лесохоз. информ: электрон. сетевой журн. 2018. № 2. С. 35-45. URL: http://lhi.vniilm.ru/ (дата обращения: 14.05.2023).Lezhnev DV. Research methods of natural renewal of forest ecosystems. Digital technologies in the forest industry. materials of the All-Russian scientific-practical conference. Voronezh. 2022:130–138. (In Russ.)Лежнев Д.В. Методики исследований естественного возобновления лесных экосистем // Цифровые технологии в лесной отрасли: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Воронеж, 2022. С. 130-138.Braun-Blanquet J. Pflanzensoziologie, Grundzüge der Vegetationskunde. 3rd Edition, Springer-Verlag, Berlin; 1964. 631 p. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8110-2Braun-Blanquet J. Pflanzensoziologie, Grundzüge der Vegetationskunde. 3rd Edition, Springer-Verlag, Berlin, 1964. 631 р. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8110-2Nitsenko AA. On the study of the ecological structure of vegetation Bot. magazine.1969;54(7):1002–1014. (In Russ.)Ниценко А.А. Об изучении экологической структуры растительного покрова // Бот. журн. 1969. Т. 54, № 7. С. 1002-1014.Zozulin GM. Historical suites of vegetation of the European part of the USSR. Botanical Journal – Botanical Journal. 1973;58(8):1081–1092. (In Russ.)Зозулин Г.М. Исторические свиты растительности Европейской части СССР // Ботанический журнал. 1973. Т. 58, № 8. С. 1081-1092.Smirnova OV, Khanina LG, Smirnov VE. Ecological and coenotic groups in the vegetation cover of the forest belt of Eastern Europe. In: Eastern European forests: history in the Holocene and modernity. O.V. Smirnova (ed.) Book. 1. Moscow; 2004. р. 165–175. (In Russ.)Смирнова О.В., Ханина Л.Г., Смирнов В.Э. Эколого-ценотические группы в растительном покрове лесного пояса Восточной Европы // Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность / под. ред. О.В. Смирновой. Кн. 1. М., 2004. С. 165-175.Babich NA, Evdokimov IV, Nevolin NN. Pine cultures of the Vologda region. Vologda; 2008. 136 p. (In Russ.)Бабич Н.А., Евдокимов И.В., Неволин Н.Н. Культуры сосны Вологодской области. Вологда, 2008. С. 136.Danilov DA, Mandrykin SS, Shestakov VI, Shestakova TA. Renewal of spruce and pine on post-agrogenic lands in the Leningrad region. Actual problems of the forest complex. 2018;(51):28–31. (In Russ.)Данилов Д.А., Мандрыкин С.С., Шестаков В.И., Шестакова Т.А. Возобновление ели и сосны на постагрогенных землях в Ленинградской области // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2018. № 8. С. 28-31.Gribacheva OV, Chernodubov AI, Sotnikov DV. Dynamics of the rank distribution of trees by height in the shelterbelt with the participation of English oak (Quercus robur l.) and Norway maple (Acer platanoides l.). Forest technical journal. 2020;10(1):15–25. (In Russ.)Грибачева О.В., Чернодубов А.И., Сотников Д.В. Динамика рангового распределения деревьев по высоте в полезащитной полосе с участием дуба черешчатого (Quercus robur L.) и клёна остролистного (Acer platanoides L.) // Лесотехнический журнал, 2020. Т. 10, № 1 (37). С. 15-25.Smirnov VE, Khanina LG, Bobrovsky MV. Substantiation of the system of ecological-coenotic groups of plant species in the forest zone of European Russia based on ecological scales, geobotanical descriptions and statistical analysis. Bulletin of the Moscow Society of Naturalists. Department of biology. 2006;111(2):36–47. (In Russ.)Смирнов В.Э., Ханина Л.Г., Бобровский М.В. Обоснование системы эколого-ценотических групп видов растений лесной зоны Европейской России на основе экологических шкал, геоботанических описаний и статистического анализа // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический, 2006. Т. 111, № 2. С. 36-47.Nalivaichenko AA, Skripnikov PN, Gorbov SN, Matetskaya AY. The study of biodiversity of some forest-park phytocenoses of the Rostov agglomeration. Lesotekhnicheskii zhurnal [Forestry Engineering journal]. 2022;12;4(48):169–184. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.4/12 (In Russ.)Наливайченко А.А., Сергей Н., Матецкая А.Ю. Исследование биоразнообразия некоторых лесопарковых фитоценозов Ростовской агломерации // Лесотехнический журнал. 2022. Т. 12, № 4 (48). С. 169-184. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.4/12.Titlyanova AA, Sambuu AD. Successions in grass ecosystems. Novosibirsk: Publishing House of the Russian Academy of Sciences. 2016:191 (In Russ.)Титлянова А.А., Самбуу А.Д. Сукцессии в травяных экосистемах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. С. 191.Mirkin BM, Rozenberg GS. Phytocenology. Principles and methods. Moscow: Nauka; 1978. 212 р. (In Russ.)Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Фитоценология. Принципы и методы. М.: Наука, 1978. С. 212.Melekhov IS. Lesovedenie: ucheb. Moscow: Forest industry; 1980. 406 p. (In Russ.)Мелехов И.С. Лесоведение: учеб. М.: Лесная промышленность, 1980. С. 406.