Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2005 номер 1

Изложены методические вопросы анализа воздействий химического загрязнения атмосферы из-за сжигания попутного газа в факелах, установленных на территории нефтегазовых месторождений, на бореальные леса с использованием геоинформационных технологий и данных дистанционного зондирования. Определена ландшафтная структура территорий нефтедобычи южной части Западной Сибири на основе обработки космоснимков среднего разрешения, полученных с аппарата "Ресурс-О1". Зоны загрязнения определялись путем моделирования рассеяния загрязняющих веществ в атмосфере с использованием стандартизованных моделей рассеяния. Определены относительные площади загрязненных ландшафтных выделов в зависимости от изменения объема добычи нефти.

Рассматриваются биогеохимические циклы Ba, Mn, Cu, Ni и Zn в березняках, удаленных на различные расстояния от источника техногенных выбросов. Показано, что 10-летний период функционирования ГРЭС-1 не сказался на запасах тяжелых металлов в основных блоках лесных экосистем и связывающих их потоках. Баланс С в березняках указывает на их удовлетворительное экологическое состояние и способность выполнять биосферные и средообразующие функции.

Для модельного описания процессов формирования жидкого и твердого поверхностных стоков использованы экспериментальные данные, собранные в результате многолетних исследований и систематизированные по семи классам высотно-поясных комплексов (ВПК) типов леса. Проведенные исследования показали, что в качестве ключевой информативной переменной может быть использовано проективное покрытие, характеризующее как древостои (состав, полноту, возраст), так и долю живого напочвенного покрова. Построена унифицированная для всех ВПК система простых регрессионных моделей, описывающих размеры жидкого и твердого стоков в зависимости от проективного покрытия.

Приводятся и обсуждаются данные по фракционной структуре фитомассы лесных болот Западной Сибири в связи с аккумуляцией органического углерода. Предложены два взаимодополняющих варианта расчета запасов фитомассы и углерода, основанные на материалах государственного учета лесного фонда административных территорий и прямых стационарных экспериментов в различных экосистемах лесных болот южно-таежной подзоны. Впервые представлены материалы по биологической продуктивности обширной группы болотных березняков, господствующей наравне с формацией сосняков в системе лесоболотных комплексов региона. Сделан вывод о том, что дифференцированная оценка захвата и удержания органического углерода фитомассой лесных болот значительно расширяет современные представления о депонирующей роли гидроморфных экосистем Западно-Сибирской равнины и их участии в биологическом круговороте вещества и энергии.

Показано, что в пихтовом древостое северной тайги угнетенные и господствующие деревья пихты сибирской и ели сибирской по-разному реагируют на погодные условия. Установлено, что в июле индексы радиального прироста у всех деревьев пихты и ели положительно коррелируют с осадками независимо от их положения в древостое. Противоположная реакция радиального прироста господствующих и угнетенных деревьев наблюдалась у пихты - на изменение осадков июня и температуры июля, а у ели - на изменение июльской температуры. Фактором, от которого в большей степени по сравнению с погодными зависит радиальный прирост у всех деревьев ели и пихты, является дефицит вещественно-энергетических ресурсов.

Для двух Cубарктических районов Сибири, северо-востока Якутии и восточной части полуострова Таймыр проведена реконструкция летней (июнь-июль) и среднегодовой температуры воздуха за последние 2000 лет. По реконструированным данным выявлены син- и асинхронные экстремальные периоды потеплений и похолоданий за исследуемый период. Проведенный анализ длительных изменений климатических условий показал, что на протяжении 2000 лет в древесно-кольцевых хронологиях Субарктики Сибири четко прослеживаются климатические колебания глобального характера (средневековое потепление, малый ледниковый период, современное потепление). Выявлено, что для востока Таймыра и северо-востока Якутии летняя (июнь-июль) температура воздуха в XX в. по сравнению с XIX увеличилась в среднем на 0,5-0,6 °С, а среднегодовая температура воздуха - на 0,3-0,4 °С. Полученные реконструированные данные за последние 2000 лет свидетельствуют о том, что средневековое потепление климата является ближайшим аналогом современного в Северном полушарии. Показано, что высокочастотные колебания температуры на Таймыре и Индигирке асинхронны, низкочастотные колебания имеют высокую синхронность. Это означает, что общий для севера Азии климатический сигнал проявляется в области длительных изменений среднегодовой температуры.

В статье дан анализ современного состояния лесокультурного фонда подзоны южной тайги Красноярского края и предложен алгоритм выделения типов лесорастительных условий на площадях лесокультурного фонда с использованием геоинформационной системы для более обоснованного выбора видов древесной растительности при искусственном лесовозобновлении.

С целью поиска новых характеристик годичных колец предложен метод измерения СО₂, выделяемого древесным кольцом. Объектом исследования были годичные кольца сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и ели сибирской (Picea obovata Ldb). Концентрация СО₂ измерялась лазерным оптико-акустическим газоанализатором. Выявлена положительная корреляция выделяемого СО₂ с шириной соответствующего кольца.

Значительное изменение климатической структуры регионов Сибири, начавшееся в середине прошлого века и наблюдаемое в последние годы, неизбежно должно отразиться на динамике контактной зоны "лес-степь". Определение интенсивности этого процесса позволит судить о масштабности изменения климата. Для выяснения основных факторов, определяющих динамику границы "лес-степь", проведены дендрохронологические исследования в одном из участков лесостепной зоны на территории Западного Забайкалья. Эти исследования показали, что динамика границы в исследованном районе в определенной степени связана с изменением гидротермического режима.

Исследованы изменения максимальной интенсивности фотосинтеза сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) в зависимости от интенсивности радиации, температуры воздуха и почвы, влажности воздуха и запасов доступной почвенной влаги верхнего полуметрового слоя. Показано, что оптимальные диапазоны факторов среды, в пределах которых реализуются наивысшие значения фотосинтетической активности, изменяются как в течение вегетационного периода, так и в различные по тепло- и влагообеспеченности годы. Видоспецифичность диапазонов проанализирована с учетом особенностей водного режима и составляющих углекислотного газообмена- истинного фотосинтеза и дыхательной активности каждого вида. Анализ ассимиляционной активности в "аномальные" сезоны позволяет конкретизировать представления об особенностях реализации фотосинтетического потенциала хвойных в природных условиях.

В течение нескольких сезонов вегетации исследована зависимость максимальной дневной интенсивности фотосинтеза сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) от интенсивности солнечной радиации, температуры и влажности воздуха, а также от температуры и влажности почвы. Показано, что диапазоны оптимальных параметров, в пределах которых проявляются наивысшие за сезон значения фотосинтетической активности, изменяются в зависимости от погодных условий периода вегетации. Диапазоны могут быть широкими, узкими и «ложно-широкими». Различия величин диапазонов обусловлены фазой вегетационного развития хвойных растений, соотношением истинного фотосинтеза и дыхательного газообмена, а также особенностями их водного режима.

Площади необлесившихся вырубок в Сибири увеличиваются с каждым годом. Запас напочвенных горючих материалов на них нередко достигает 120 т/га. При этом 70  % пожаров возникает именно на этих площадях, что оказывает существенное влияние на баланс углерода в экосистеме. Наши исследования проводились на сплошных лесосечных вырубках в хвойных лесах Нижнего Приангарья, Енисейского кряжа и Восточного Саяна. Оценка полноты сгорания биомассы показала, что при III-IV классах пожарной опасности по условиям погоды пожарные эмиссии составляют 20-28 т/га, при V классе - 30-35, а "консервация" углерода при этом - 15-35 т/га. Скорость послепожарного депонирования углерода зависит от успешного лесовосстановления, которое определяется дальнейшим типом зарастания вырубки и наличием источников обсеменения.

Показано, что основными компонентами летучих выделений хвойных лесов, активно участвующих в круговороте веществ, являются терпеноидные соединения. Исследованы запасы этих веществ в древостоях, воздушной среде и почве сосновых лесов. Количество эфирного масла составляет в среднем в фитоценозах 200, в том числе в опаде и лесной подстилке 23 кг/га. Эмиссия терпеноидов в сосновых лесах в зависимости от возраста и других причин варьирует в пределах 36-86 кг/га. Вместе с выпадением этих веществ и иными поступлениями общая годовая масса терпеноидов почвы оценивается в 65-80 кг/га, что составляет 2-3 % от количества гумусовых веществ.

Рассматривается адаптация лиственницы Гмелина на уровне особи, насаждения и лесной формации в северной тайге Средней Сибири. Установлено, что при низкой огнестойкости особей и пожароустойчивости насаждений вид отличается высокой пирофитностью, благодаря чему удерживает свой ареал. Выявлено, что на ранних стадиях послепожарных сукцессий лиственница проявляет свойства пирогенного эксплерента, при этом реализуется r-отбор. Когда период лесовосстановления в основном заканчивается, эксплерентное состояние сменяется на патиентное со свойствами, характерными для К-отбора. Представления об адаптивных реакциях к пирогенному фактору на уровне дерева (огнестойкость), насаждения (пожароустойчивость) и лесной формации (пирофитность) объединены в целостный адаптивный комплекс (пирогенные свойства), определяющий условия выживания вида.

Приведены экспериментальные данные по плотности дерновинок отдельных видов сфагновых мхов на олиготрофном болоте. Проведен фракционный анализ стеблей мхов по весовым и морфологическим показателям. Исследован вклад каждой фракции в продукцию биомассы. Определены линейные и весовые параметры фотосинтезирующей поверхности отдельных видов мхов. Оценена продуктивность доминирующих видов мхов на болотах олиготрофного типа.

Исследованы изменения видового состава и структуры живого напочвенного покрова под воздействием контролируемых выжиганий в сосняке кустарничково-лишайниково-зеленомошном подзоны средней тайги Средней Сибири. Разрушение мохово-лишайникового покрова и деградация мхов и лишайников происходят уже в первый год после пожара. Направление начального этапа пирогенной сукцессии определяется глубиной прогорания подстилки и степенью повреждения напочвенного покрова. После пожаров слабой интенсивности мозаичность покрова снижается за счет укрупнения мелких контуров, а после сильной - наблюдается образование мелкоконтурной мозаики. В этом случае ведущая роль в структуризации покрова принадлежит видам-эксплерентам или раннесукцессионным. Благодаря пирофитности сосны и разнообразию создавшихся пироэкологических режимов, видовое разнообразие травяно-кустарничкового яруса сохраняется, изменяются лишь обилие и проективное покрытие видов растений.

Рассматривается влияние низовых пожаров разной интенсивности на основные физические, физико-химические, химические и биологические свойства почв в среднетаежных сосняках. Рассмотрено воздействие пожаров на микрофлору и комплексы беспозвоночных песчаных подзолов и процессы послепожарной трансформации почвенного населения.

Исследована применимость съемки Landsat в анализе индуцированных сибирским шелкопрядом сукцессий в темнохвойных формациях Южной Сибири (Кеть-Чулымское междуречье). В Кеть-Чулымском междуречье в 1953–1957 гг. леса были повреждены на территории ~ 1,5 млн га.
Дешифрированы материалы съемки, выполненной в период с 1980 по 2000 г. По материалам съемок разных лет реконструирована последовательность событий, произошедших после повреждения лесов шелкопрядом. На шелкопрядниках Кеть-Чулымского междуречья использовались три "временных среза": съемки 1980, 1990 и 2000 гг.