Crown biomass of scots pine and black locust in Northern Steppe of Ukraine

Abstract

Формування живої біомаси лісів зумовлене багатьма факторами, серед яких домінуючими є умови зростання насаджень та біометричні характеристики. Метою цього дослідження є розробка нормативно-довідкових матеріалів для оцінки структурних компонентів фітомаси крони для деревостанів робінії несправжньоакації (Robinia pseudoacacia L.) та сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) для умов Північного Степу України. Польові дослідження були проведені в деревостанах сосни звичайної та робінії несправжньоакації штучного походження, підпорядкованих Державному агентству лісових ресурсів України. У дослідженні використовувались класичні методи таксації лісу для збору та обробки експериментального матеріалу на 40 пробних площах. Моделюванню передував етап статистичного аналізу вихідних даних, який характеризує фітомасу крони лісових насаджень. Середній вік, діаметр та висота деревостанів, а також їх відносна повнота були визначені як інформативні та статистично значущі предиктори. Розроблено дво- та трифакторні рівняння алометричної регресії для оцінки компонентів фітомаси крони - гілок у корі та листя на основі таксаційних показників деревостанів. Адекватність моделей оцінювали за коефіцієнтом детермінації (0,47–0,71) та F-критерієм Фішера. У насадженнях робінії несправжньоакації та сосни звичайної з однаковим середнім діаметром та відносним запасом фітомаса гілок та листя буде більшою, порівняно із тими, де середня висота досліджуваного виду менша. Отримані у роботі алометричні рівняння для оцінки показників фітомаси крони, можуть бути використані для практичних цілей лісового господарства під час проведення інвентаризації лісів, визначення об’ємів рубок та оцінки екосистемних послуг.The formation of live biomass of forests is premised on many factors, among which the dominant ones are stands growth conditions and biometric characteristics. The purpose of this research is to develop reference materials for the evaluation of crown live biomass structural components for stands of black locust (Robinia pseudoacacia L.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.) for the conditions of the Northern Steppe of Ukraine. The field research has been carried out in Scots pine and black locust stands of artificial origin subordinated to the State Forest Resources Agency of Ukraine. The research employed the classical forest mensuration techniques for collecting and processing experimental material on 40 test plots. The modelling was preceded by the stage of statistical analysis of the input dataset, which characterizes the live biomass of forest stands’ crown. Mean age, diameter, and height of stands, as well as their relative stocking, have been identified as informative and statistically significant predictors. We have developed the two- and three-factor allometric regression equations for assessment of crown live biomass components – branches over bark and foliage based on the biometric indices of stands. The adequacy of the models has been estimated by the determination coefficient (0.47–0.71) and ‘Fisher’s F-test. In black locust and Scots pine stands with the same average diameter and relative stocking, live biomass of branches and foliage will be larger in those, where the mean height of the main species is smaller. The obtained allometric equations for assessing the biophysical indices of live biomass subject to this research can be used for practical forestry purposes in the course of forest inventory, determination of harvest volumes, and assessment of ecosystems services.