Биомасса лесов является ключевой экосистемной составляющей и важным компонентом глобального углеродного цикла. Разработка моделей биомассы, чувствительных к изменению климата, ведется сегодня на уровнях как древостоев, так и модельных деревьев. Однако все текущие исследования подобного рода выполняются в пределах ограниченных экорегионов. Сформированная авторами база данных о биомассе насаждений подрода Pinus L., произрастающего в Евразии, в количестве 2460 пробных площадей использована в качестве основы для выявления трансконтинентальных закономерностей. Предпринята первая попытка разработать гармонизированную по структуре биомассы модель аддитивной по фракционному составу биомассы насаждений двухвойных сосен, изменяющейся по трансевразийским гидротермическим градиентам, а именно, по среднегодовым осадкам и средней январской температуре воздуха. Гармонизация обеспечена аддитивностью фракционного состава, когда суммарная биомасса стволов, ветвей, хвои и корней, полученная по «фракционным» уравнениям, равняется значению биомассы, полученной по общему уравнению. Показано, что в холодных климатических поясах увеличение осадков приводит к снижению биомассы большинства фракций, а в теплых – к ее увеличению. Соответственно во влагообеспеченных районах повышение температуры вызывает увеличение биомассы, а в засушливых – ее снижение. Геометрическая интерпретация полученной модели представлена «пропеллеро-образной» поверхностью, что согласуется с аналогичными закономерностями, ранее установленными в России на локальном и региональном уровнях. Предложенная модель аддитивной структуры биомассы сосновых древостоев дает возможность прогнозировать изменение структуры биомассы, связанное с одновременным повышением или понижением температуры января и годичных осадков. Forest biomass is a key ecosystem part and an important component of the global carbon cycle. Modelling of biomass, sensitive to climate change, is fulfiled up-to-date at levels as forest stands and sample trees. However, all current studies of this matter are carried out within limited ecoregions. The database on forest biomass of the subgenus Pinus L. in Eurasia in a number of 2460 sample plots compiled by the authors is the basis for revealing transcontinental regularities. The first attempt is made to develop a biomass structure model harmonized by means of additive component composition algorithm describing biomass change in trans-Eurasian hydrothermal gradients, namely, mean annual precipitation and mean January air temperature. Additivity of biomass component composition means that the total of biomass components (stems, branches, foliage, roots) derived from component equations is equal to the result obtained using the common biomass equation. It is stated that in cold climatic zones any increase in precipitation leads to corresponding decrease in the biomass values, but in warm zones – to its increase. In wet areas, the rise in temperature causes an increase of biomass values, but in arid areas – their reductions. Geometric view of this model represented by a «propeller-shaped» surface is consistent with the results, formerly revealed by the other authors in Russia on local and regional levels. The proposed transcontinental model of additive structure of forest biomass gives a possibility to predict the change of biomass structure in relation to simultaneous increase or decrease of January temperature and annual precipitation. The development of such models for basic forest-forming species grown in Eurasia enables to forecast any changes in the biological productivity of forest cover of Eurasia in relation to climate change.

Оценка запасов надземной и подземной биомассы имеет большое значение для характеристики структуры и функции лесных экосистем, понимания процессов накопления энергии в лесных экосистемах, повышения их экологической устойчивости. Наряду с обычным определением биомассы лесных экосистем, немаловажное значение имеет оценка относительных показателей биомассы, в частности, отношения подземной биомассы к надземной (ОПН). Основу ОПН составляют так называемые корне-листовые функциональные связи, определяющие рост, продуктивность и экологическую устойчивость растений. Анализ литературы показывает высокую изменчивость ОПН в локальных условиях под влиянием множества зачастую неизвестных экологических факторов. Это препятствует решению многих теоретических и прикладных вопросов, сопровождающих оценку биологической продуктивности и углероддепонирующей способности лесных экосистем в условиях изменения климата. Проблематику оценки состояния лесных экосистем в условиях изменяющегося климата обычно рассматривают в связи с изменениями гидротермических режимов окружающей среды. Авторы впервые попытались оценить ОПН в транс-евразийских градиентах на примере рода Larix Mill. с учетом как таксационных показателей древостоев, так и климатических переменных. Сформирована база фактических данных ОПН в количестве 180 определений на пробных площадях, распределенных от западной Европы до Китая и Японии, выполнено их позиционирование на картах средней температуры января и среднегодовых осадков, и полученная матрица включена в процедуру стандартного регрессионного анализа. Установлено, что ОПН увеличивается при снижении температуры независимо от уровня осадков и снижается по мере увеличения осадков, но только при экстремально низких температурах, достигая в субарктике значения 0,6. В теплых климатических поясах ОПН увеличивается по мере роста осадков и при уровне осадков 900 мм в субэкваториальных районах составляет 0,25, что близко к величине ОПН, равной 0,28 в субтропиках Австралии. Полученные результаты согласуются с результатами предыдущих исследований. Показано, что изменение структуры модели может существенно повлиять на получаемые результаты. Evaluating ratio of under - to above-ground biomass, or root : shoot ratio (R/S), is of great importance for characterizing the structure and function of forest ecosystems, understanding the processes of energy storage in forest ecosystems and improving their environmental sustainability. The basis of R/S is the so-called root-leaf functional relationship. The analysis of the literature shows high variability of R/S in local conditions under the influence of many often unknown ecological factors. This hinders the resolving many theoretical and applied issues that accompany the assessment of biological productivity and carbon sequestration capacity of forest ecosystems in the context of climate change. The problems of assessing the state of forest ecosystems in a changing climate have been usually considered in connection with changes in hydrothermal regimes of the environment. The authors tried to estimate for the first time the R/S ratios in trans-Eurasian gradients on the example of the genus Larix spp. taking into account both forest stand taxation indices and climate variables. A database of harvest R/S data is formed in the amount of 180 definitions on the sample plots distributed from Western Europe to China and Japan, their positioning on the maps of average January temperature and average annual precipitation is performed, and the obtained matrix is included in the standard regression analysis procedure. It has been found that the R/S increases with decreasing winter temperature regardless of the precipitation level and decreases with increasing precipitation, but only at extremely low temperatures, reaching in subarctic regions the value of 0.6. In warm climatic zones, the R/S increases as precipitation grows, and under 900 mm precipitation in sub-equatorial areas reaches the value of 0.25, which is close to the number of 0.28 in the subtropics of Australia. The results obtained are consistent with the results of previous studies. It is shown that changes in the structure of a model can significantly affect the results obtained.

Лесные экосистемы, являясь поглотителями атмосферного углерода, играют важную роль в сокращении выбросов CO2 и предотвращении потепления климата. Авторы попытались смоделировать биомассу модельных деревьев Quercus L.,используя данные 500 деревьев, распределенных вдоль транс-евразийских гидротермических градиентов. На сегодняшний день предложено несколько моделей биомассы деревьев и древостоев, включающих в качестве независимых переменных как их морфолого-структурные характеристики, так и климатические показатели. Существующие модели позволяют прогнозировать изменения биомассы вследствие сдвигов климатических трендов, но не показывают вклада климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы, которая зависит как от вида дерева и древостоя, так и от структуры модели. Разработанные модели показывают, в какой степени отклонение от классической аллометрической модели, вызванное включением дополнительных независимых переменных, увеличивает вклад климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы. Этот вклад наибольший, когда модель включает возраст, диаметр ствола, высоту дерева и их совокупный эффект. 3D-интерпретация«лучшей» модели показала пропеллеро-образную зависимость компонентов биомассы дуба от температуры и осадков, форма которой является зеркальным отражением аналогичной зависимости для биомассы деревьев двухвойных сосен и лиственниц. Это может быть связано с особенностями функционирования лиственных и хвойных видов. Forest ecosystems, as sinks of atmospheric carbon, play an important role in reducing CO2 emissions and preventing annual temperatures from rising. We attempted to model Quercus spp. single-tree biomass using the data from 500 sample trees distributed along the trans-Eurasian hydrothermal gradients. Today, several models of the biomass of trees and stands have been proposed, including both morphological-structural characteristics of trees and stands, and climate indicators as independent variables. The models make it possible to predict changes in biomass due to shifts in climate trends, but do not show the contribution of climate variables to the explanation of biomass variability, which depends on both the species of the tree and stand, and the structure of a model. The models designed show to what extent the deviation from the classical allometric model caused by the inclusion of additional independent variables, increases the contribution of climate variables to the explanation of biomass variability. The model shows the greatest contribution when itincludes age, stem diameter, tree height, and their combined effect. The 3D- interpretation of the «best» model showed a propeller-shaped dependence of the components of oak tree biomass on temperatures and precipitation, the shape of which is a mirror image of a similar dependence for the biomass of trees of two-needled pines and larches. This may be due to the functioning traits of leaved and coniferous species.

Загрязнение лесов сильно влияет на их биологическую продуктивность, но вклад генеративной сферы в нее изучается редко. Наше исследование биомассы генеративных органов деревьев и древостоев сосны обыкновенной и березы повислой проводилось в течение одного вегетационного периода в градиенте загрязнения от Карабашского медеплавильного завода на Южном Урале. Установлено, что максимальная биомасса генеративных органов сосны и березы на уровне как дерева, так и древостоя, приходится на буферную часть градиента загрязнения, в которой древостой, согласно явлению гистерезиса, переходит из одного устойчивого состояния в другое, и на эту же буферную зону приходится максимальная изменчивость биомассы генеративных органов. Полученная закономерность, общая для двух древесных видов, указывает на повышенную адаптивную реакцию массы генеративной сферы деревьев и древостоев на загрязнение в буферной зоне, и можно предположить, что это отражает хорошо известное явление гормезиса в биологии. Высказанное предположение требует углубленного изучения влияния загрязнения на генеративную сферу лесных сообществ. Forest pollution strongly affects their biological productivity, but the contribution of the generative sphere to it is rarely studied. Our study of the biomass of generative organs of trees and stands of Scots pine and drooping birch was performed during one growing season in the pollution gradient from the Karabash copper smelting plant in the southern Urals. It is stated the maximum biomass of generative organs of pine and birch at the level of both a tree and a stand, falls on the buffer part of the pollution gradient, in which the tree stand, according to the phenomenon of hysteresis, passes from one stable state to another one, and the same buffer zone accounts for the maximum variability of the biomass of generative organs. The resulting pattern, common to the two species, indicates an increased adaptive response of trees and stands to pollution in the buffer zone in terms of the mass of the generative sphere and one can suppose it reflects the well known phenomenon of hormesis in biology. This assumption requires in-depth studies of the impact of pollution on the generative sphere of forest communities.

Нарастающие катастрофические сценарии последствий глобального потепления определяют актуальность оценки углероддепонирующей способности планетарной растительности. Поэтому исследование структуры и квалиметрии биомассы древесных и кустарниковых растений имеет важное значение. Проанализировано несколько методов неразрушающего контроля древесины, каждый из которых имеет свои ограничения, и представленный краткий их анализ может способствовать выбору вари- анта, наиболее пригодного для того или иного метода неразрушающего контроля. Дан анализ состояния проблемы квалиметрической оценки фитомассы деревьев как сырья в промышленном производстве, так и в селекционных программах. Показаны возможности квалиметрической оценки древесины путем лазерного зондирования. бортовое и наземное лазерное сканирование дает с высокой точностью характеристики структуры дерева и древостоя, которые связаны с плотностью древесины. Разработка картографических продуктов по географическим градиентам в сочетании с возможностями дистанционного зондирования локальных структурных показателей древостоев обеспечивает поддержку мелкомасштабного картографирования плотности древесины. Дана характеристика впервые составленной базы данных о квалиметрии биомассы лесообразующих пород центральной Евразии и показаны перспективы ее использования. The increasing catastrophic scenarios of the consequences of global warming determine the relevance of the assessment of the carbon-depositing ability of planetary vegetation. Therefore, the study of the structure and qualimetry of the biomass of woody and shrubby plants is important. Several methods of non- destructive testing of wood are analyzed, each of which has its own limitations, and the presented brief analysis of them can contribute to the choice of the option most suitable for a particular method of non-destructive testing. The analysis of the state of the problem of the qualimetric assessment of the tree phytomass as raw materials in industrial production and in breeding programs is given. The possibilities of qualimetric assessment of wood by laser sensing are shown. Airborne and ground-based laser scanning provides high-accuracy characteristics of the structure of the tree and the stand, which are related to the density of the wood. The development of cartographic products based on geographical gradients, combined with remote sensing capabilities of local structural indicators of stands, provides support for small-scale mapping of wood density. The characteristic of the first compiled database on the qualimetry of the biomass of forest-forming species of central Eurasia is given and the prospects for its use are shown.