Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2017 номер 6

Дан краткий анализ теоретико-методических основ перехода лесного хозяйства России к устойчивому управлению (УУЛ). Рассматриваются современное состояние лесоуправления в России, которое оценивается как критическое, ожидаемые воздействия изменений климата (ИК) на леса страны, а также теоретико-методические предпосылки, специфика и риски перехода к УУЛ, включая: 1) концепцию и общие методические основы УУЛ; 2) специфику требуемой информации; 3) проблему охраны и защиты лесов в условиях возрастающих рисков; 4) стратегические предпосылки адаптации лесов к изменениям климата и их использование в качестве средства смягчения ИК; 5) необходимость гармонизованной оценки множества ресурсных и прочих экосистемных услуг в рамках лесного хозяйства, устойчивого к рискам. Рассматривается определяющая роль моделей различной природы как основное методическое средство долгосрочного планирования лесохозяйственных мероприятий. Показано, что не существует единой стратегии, позволяющей достичь всех целей УУЛ, что масштаб объектов УУЛ играет главную роль в поиске оптимальных решений. Россия существенно опаздывает с разработкой и принятием действенной программы перехода к УУЛ. Работа ограничена теоретическими и методическими вопросами и не затрагивает управленческих и организационно-политических проблем современного лесного сектора России.

Рассматривается методика картографирования лесных формаций голоцена на основе цифровых моделей рельефа и основных показателей климата - тепла и влаги. Работа выполнена средствами геоинформационной системы. Тестовый участок расположен в границах Осевого Западносаянского округа горно-таежных лесов, что обеспечивает однородность природно-климатических условий. Этапы методики: создание растров по группам абсолютных высот, экспозиций и уклонов с их последующим комбинированием в один растр Combine ; получение закономерностей пространственного распределения тепла и влаги и их представление в виде растров (цифровых моделей); интерактивное картографирование лесов голоцена при различных сочетаниях тепла и влаги. Использование растра Combine дает возможность отказаться от использования в качестве выделов любых других контуров - ландшафтных, геоморфологических или лесотаксационных. Для определения параметров климатических границ лесных формаций производится привязка типов леса к показателям тепла и влаги. В результате привязки компонуется графическое изображение, где в определенном порядке показаны лесные формации и их производительность. Методика картографирования предполагает создание таблицы dBASE с полем, содержащим сведения о лесных формациях. Построчное изменение записей лесных формаций по мере перехода к другим значениям тепла и влаги выполняется в интерактивном режиме. Каждому следующему сочетанию тепла и влаги на карте соответствует определенное распределение лесных формаций и классов бонитета. Долины рек (1900 ± 65) лет назад были безлесны, плоские местоположения занимали луга, склоны - степи. По мере увеличения гипсометрического уровня появляются лиственничные насаждения, елово-кедровые с примесью лиственницы, кедрово-лиственничные с примесью пихты, кедровые формации. Тундры преобладали (2200 ± 100) лет назад. Лиственничные леса V-Vа классов бонитета располагались в долинах рек. Ландшафты (2640 ± 70) лет назад были похожи на современные. Отличия заключались в том, что долины рек были безлесны, сосняки отсутствовали, лиственничный пояс располагался выше и производительность древостоев в целом была выше, а кедровые и кедрово-лиственничные редколесья распространены меньше.

The mid-latitude zone can be broadly defined as part of the hemisphere between 30°-60° latitude. This zone is home to over 50 % of the world population and encompasses about 36 countries throughout the principal region, which host most of the world’s development and poverty related problems. In reviewing some of the past and current major environmental challenges that parts of mid-latitudes are facing, this study sets the context by limiting the scope of mid-latitude region to that of Northern hemisphere, specifically between 30°-45° latitudes which is related to the warm temperate zone comprising the Mid-Latitude ecotone - a transition belt between the forest zone and southern dry land territories. The ongoing climate change reveals a substantial increase of temperature and simultaneous decrease in the amount of precipitation across vast continental regions in the mid-latitudes. According to climatic predictions, these tendencies will continue during the 21^st century, which will likely increase the frequency and severity of droughts and water stress of vegetation. Along with climate change, ongoing land degradation and deforestation are observed in many regions of the mid-latitude region. For example, the Korean peninsula, which is divided into South and North Korea, is characterized by drastically different forest conditions. Deforestation in North Korea has been exacerbating at a noticeable pace due to excessive logging and human intervention. Such problems are not confined to Korean peninsula but are witnessed across vast regions of the mid-latitude region. Within this context - acquiring better understanding in the role of terrestrial ecosystems located at different latitudes is critical - for building resilience against the negative impact of climate change and for maintaining the stability of the environment and landscapes.

Приводятся методика разработки и результаты принятых в Беларуси в 2013 г. сортиментных таблиц, а в 2015 г. - таблиц хода роста сосны, ели, березы и осины. Таблицы хода роста составлены по данным для 2546 модельных деревьев с 1353 пробных площадей. В этих таблицах по сравнению с применявшимися до 2015 г. величины средних диаметров больше на 20-30 % в молодняках и на 6-10 % в старшем возрасте. В новых таблицах суммы площадей сечений (м²) и запасы (м³) при равной высоте деревьев отличаются в большую сторону для сосны и ели для молодняков и средневозрастных древостоев на 6-115 %, а в более старшем возрасте - до 5 %. В результате относительные полноты сосновых и еловых древостоев в возрасте от 20 до 50 лет уменьшатся примерно на 10 %. Это приведет к тому, что сосновые и еловые древостои, в возрасте прореживаний имеющие полноту 0.8, будут протаксированы как имеющие полноту 0.7, что в соответствии с действующими в Беларуси правилами рубок леса приведет к уменьшению объемов прореживаний в чистых древостоях. Для разработки сортиментных таблиц использовано 5135 модельных деревьев. По всем породам новые сортиментные таблицы показывают больший на 3-7 % выход деловой древесины и ценных сортиментов по сравнению с таблицами Ф. П. Моисеенко. Количество крупной деловой древесины по новым таблицам получается меньше, чем по старым. Это вызвано уменьшением за последние 50 лет крупномерных деревьев на лесосеках главного пользования.

Исследованы содержание и распределение искусственных радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в почвенно-растительном покрове объекта аварийного подземного ядерного взрыва (АПЯВ) «Кратон-3», расположенного на территории Северо-Западной Якутии, в северотаежной подзоне мерзлотно-таежной области бореального пояса Восточной Сибири. В геоморфологическом отношении данный объект приурочен к пологому водораздельному склону, соединяющему пойму р. Марха с водораздельным пенепленом. В почвенном покрове преобладают дерново-карбонатные почвы (рендзины), которые характеризуются, как правило, маломощным почвенным профилем, слабощелочной реакцией среды, тяжелым гранулометрическим составом, насыщенным почвенно-поглощающим комплексом, резко убывающим профильным распределением гумуса. Несмотря на значительный период, прошедший после аварии, радиационная обстановка здесь остается напряженной. Гамма-фон в зоне радионуклидного загрязнения изменяется от 10 до 200 мкр/ч, что в 2-25 раз выше естественного, а плотность загрязнения радиоактивными изотопами почв сопряженных по стоку участков ландшафта составляет 34-1025 кБк/м² для ¹³⁷Cs и 57-781 кБк/м² для ⁹⁰Sr, что соответственно в 30-1000 и 55-800 раз выше уровней глобальных выпадений данных радионуклидов. Оценены скорости вертикальной миграции данных радиоактивных элементов, которые составляют 0.11-0.84 % для ¹³⁷Cs и 0.79-1.44 % для ⁹⁰Sr в год от общей плотности радиоактивного загрязнения. При этом минимальная скорость вертикальной миграции ¹³⁷Cs (0.11 %) зарегистрирована в дерново-карбонатной выщелоченной, а максимальная (0.84 %) - в дерново-карбонатной неполноразвитой почве, в профиле которой отсутствуют органогенный и гумусово-аккумулятивный горизонты. В данной почве миграционные способности ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr одинаковы и составляют 0.84 и 0.79 % соответственно. На основе факторного анализа - метода главных компонент определены факторы миграции ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в мерзлотных почвах исследуемого района. Отмечено, что уровни радиоактивного загрязнения растительности на данном объекте остаются высокими, при этом концентрация радиоцезия в растениях, произрастающих на территории данного АПЯВ, превышает фоновый уровень в 40-5000 раз.

Представлены материалы по эколого-геохимическим особенностям растительности слабонарушенных лесных экосистем п-ова Муравьев-Амурский Приморского края. Впервые для широкого спектра дальневосточных видов деревьев, кустарников и деревянистых лиан (78 видов), формирующих природные фитоценозы Южного Приморья, определена видовая специализация в накоплении тяжелых металлов. Выявлены аккумулятивные свойства разных систематических групп и жизненных форм растений по отношению к тяжелым металлам - Pb, Ni, Co, Cd, Zn, Cu, Mn, Fe. Наилучшие способности к концентрации металлов (в 3-9 раз выше фоновых уровней) выявлены у 14 видов: Salix udensis Trautv. et Mey. и S. gracilistyla Miq. (Zn, Mn, Cd); Syringa wolfii C. K. Schneid. (Zn, Mn); Lonicera caerulea L. (Co, Cd); Rubus sachalinensis Levl. (Pb, Cd); Populus tremula L., Betula davurica Pall. и B. costata Trautv. (Zn); B. platyphylla Sukacz., Rhododendron mucronulatum Turcz., Aralia elata (Miq.) Seem. и Corylus mandshurica Maxim. (Mn); Euonymus macroptera Rupr. (Co), Alnus hirsuta (Spach) Fisch. ex Rupr. (Cu). Среди семейств самые высокие способности к суммарной аккумуляции металлов отмечены у Vitaceae Juss. (Pb, Co, Cd, Cu), Hydrangeaceae Dumort. (Ni, Co, Cd), Rhamnaceae Juss. (Pb, Co, Cd) и Shisandraceae Blume (Pb, Cu). Локально-фоновым уровням соответствует содержание всех рассматриваемых металлов у Sorbaria sorbifolia (L.) A. Br., минимальное содержание - у лианы Celastrus flagellaris Rupr. Слабо накапливают большинство металлов хвойные породы, а также Juglans mandshurica Maxim., Fraxinus mandshurica Rupr., Tilia amurensis Rupr., Salix caprea L., Ulmus pumila L., Maackia amurensis Rupr. et Maxim., Berberis amurensis Rupr. и др. Фоновые содержания по большинству металлов зафиксированы у Acer mono Maxim., Abelia coreana Nakai, Crataegus maximowiczii C. K. Schneid., Phellodendron amurense Rupr., Ulmus japonica (Rehd.) Sarg., Viburnum burejaeticum Regel et Herd., V. sargentii Koehne. На основе эколого-геохимических критериев установлена специфика растительности и почв региона исследований. Предложены виды, перспективные для организации мониторинга и фитоиндикации в региональных и близких к ним условиях.

Получены микроклоны многолетнего кустарника вейгелы цветущей Weigela florida «Variegata» Bunge A.D.C., адаптированные к условиям засоления и повышенного содержания ионов меди на протяжении трехступенчатого эксперимента in vitro . Процесс и степень адаптации изучали путем определения содержания общего растворимого белка клетки, свободного пролина, удельных активностей ферментов и изоферментных спектров пероксидазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, NADH-дегидрогеназы, изоцитратлиазы, малатдегидрогеназы, малик-энзима. В ходе долговременной адаптации (120 сут, 3 пассажа) показано снижение уровня пролина у опытных растений до значений ниже конститутивных параметров в контроле. По изменению активности ферментов и содержанию белка наиболее отличаются от контрольных растения, выращенные на меди. В процессе длительной адаптации к стрессам наиболее специфично поведение ферментов малатдегидрогеназы и малик-энзима как в контрольных, так и в опытных растениях. Показано, что по метаболическому отклику адаптация является многофакторным процессом, первый из которых - функции ферментов, их участие в различных метаболических циклах: ЦТК (малатдегидрогеназный комплекс), окислительная ветвь пентозофосфатного цикла (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа), электрон-транспортная цепь (NADH-дегидрогеназа), связь ЦТК через глиоксилат с метаболизмом глицина и серина (внеглиоксисомальная изоцитратлиаза), антиоксидантный фермент пероксидаза. Ко второму и четвертому факторам относятся условия солевого и медного стресса соответственно. Метаболический отклик изученных ферментов различен на разных ступенях адаптации при действии стрессов неодинаковой природы. Третьим фактором являются условия культивирования in vitro , оказывающие влияние на онтогенетические процессы. Так, по мере онтогенетического взросления в контрольных растениях увеличивается активность NADH-дегидрогеназы (в 1.9 раз), изоцитратлиазы (в 5.4 раза) и малатдегидрогеназы (в 12.3 раза), а активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы снижается в 1.8 раза, малик-энзима - в 2 раза. Активность пероксидазы остается на постоянном уровне. Для детекции нормального хода адаптации у древесных растений предложено изучение двух ферментов: изоцитратлиазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.

На постоянных пробных площадях в молодняках, средневозрастных и спелых чистых по составу сосновых одновозрастных насаждениях изучали эффективность рубок разной интенсивности, проводимых с целью обеспечения усиленного лесовыращивания. Существующие нормативы по интенсивности рубок и относительной полноте не в полной мере обеспечивают оптимальные параметры древостоев после рубок. Между тем оставляемая часть насаждения определяет рост и продуктивность формируемого рубками ухода древостоя. Пробные площади заложены в экспериментальном хозяйстве Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН «Погорельский бор», территориально входящем в Красноярскую островную лесостепь. В изучаемых древостоях рубки привели к увеличению текущего радиального прироста, зависящего от площади области доминирования ( S _ОД), определяющей величину доступного для дерева ресурса после рубки. На основе проведенного анализа динамики радиального прироста и его связи со значениями S _ОД для участков сосновых древостоев на разных возрастных этапах и с разной густотой определено оптимальное значение S _ОД, которое обеспечивает формирование деревьев II-III классов роста по Крафту. Оптимальные значения площади ОД рассчитывали в зависимости от значений диаметра ствола на высоте 1.3 м и с учетом условий местообитания. При густоте меньшей, чем оптимальная, можно получить более высокие значения прироста, но это не означает достижения максимальной производительности древостоя в целом. Проведенные исследования позволяют в рамках предложенного подхода обеспечить интенсивное лесовыращивание и формирование структуры древостоев, обеспечивающей выполнение как хозяйственных, так и экологических функций. Полученные данные могут быть использованы при разработке рекомендаций по проведению рубок ухода в сосновых насаждениях на разных возрастных этапах их формирования.

Исследования проводили в ельнике чернично-сфагновом средней тайги Республики Коми. Показатели морфоанатомической структуры и флуоресценции изучены методами световой и люминесцентной микроскопии, дыхание измерено у неотрезанных тонких корней с использованием инфракрасного газоанализатора. У эктомикоризных корней пихты зарегистрировано 12 подтипов грибных чехлов, состав и количество которых изменялись в течение вегетационного сезона. В начале вегетации разнообразие и доля псевдопаренхиматических и двойных чехлов были максимальными. В августе и сентябре увеличивалось количество плектенхиматических и бесструктурных чехлов, уменьшалось их разнообразие. Растительный компонент эктомикориз, включающий коровую паренхиму и проводящий цилиндр, имел высокую активность флуоресценции на протяжении всего сезона. Окрашивание грибного компонента (грибного чехла и сети Гартига) было более контрастное. Наибольшую интенсивность флуоресценции коровой паренхимы наблюдали у эктомикориз с максимальными значениями толщины грибных чехлов. Высокая доля таниновых клеток в коровой паренхиме была сопряжена с низкой интенсивностью флуоресценции грибного чехла и сети Гартига. Наибольшее количество интенсивно окрашенных элементов эктомикориз отмечено в июле, а неокрашенных (коричневых) - в июне и августе. Зависимость между дыханием эктомикоризных корней и долей ярко окрашенных структурных элементов была незначима. В мае и сентябре отмечали более низкие значения выделения СО₂ корнями, чем в летние месяцы. Выявлена значимая положительная связь дыхания тонких корней пихты с температурой лесной подстилки.

Рассмотрен ход восстановления лесного покрова после прекращения антропогенного воздействия. Объект исследования располагается в южной части Кенозерского национального парка Архангельской области. Данный район имеет 500-летнюю историю сельскохозяйственного освоения. Здесь представлен весь спектр земель, когда-либо вовлеченных в сельхозпроизводство: от активно используемых в настоящее время до восстановившихся древостоев, достигших возраста 120-140 лет. Процесс лесовосстановления рассматривается отдельно по видам использования территории: подсечному, комплексному мелкоконтурному и пашенно-луговому, которые значительно различаются по степени интенсивности, сроку антропогенного воздействия и глубине трансформации лесной среды. Установлено, что ход лесовосстановительных сукцессий зависит от предшествовавшего ему вида использования территории. Срок восстановления лесных сообществ до исходного состояния на участках бывших подсек составляет 120-140 лет, восстановление древостоев проходит через лиственную стадию. При комплексном мелкоконтурном использовании лесная среда изменена в большей степени. К настоящему времени это привело к формированию в большинстве случаев не отличимых от исходных, но более производительных хвойно-лиственных древостоев. Установлено, что на этих землях возможно также формирование низкопродуктивных самовозобновляющихся фитоценозов с преобладанием мелколиственных пород, которые без мер хозяйственного воздействия способны существовать неопределенно продолжительное время. Пашенно-луговое землепользование значительно затрудняет процесс восстановления лесного покрова, характерного для условий средней тайги. Это связано с образованием мощного слоя дернины. Лишь на отдельных участках лугов, выбывших из использования 5-10 лет назад, отмечено успешное возобновление хвойных пород, в частности сосны.

Определены техногенные нагрузки на древостой и почвы в березовых массивах разнотравного типа леса, V-VIII классов возраста, расположенных в Красноярской лесостепи в буферной зоне выбросов промышленных предприятий г. Красноярска и в условиях фона. Исследования проводили на мониторинговых пробных площадях по общепринятым методикам и с использованием сертифицированных методов определения содержания фтора в листьях и почве в конце вегетационного периода. Установлены количественные показатели аккумуляции техногенной пыли на поверхности листьев березы повислой Betula pendula Roth и содержания валовой формы фтора в ассимилирующей массе. Обнаружено, что количественные показатели аккумуляции техногенной пыли уменьшились в сравнении с ранее установленными, что, вероятно, связано с уменьшением объемов промышленных выбросов, поступающих с прилегающей к березнякам индустриальной площадки города. Почвы под березняками разнотравными исследовали впервые. Они характеризуются как антропогенно преобразованные и техногенные, измененные в результате многолетнего воздействия на них пылевых и газообразных выбросов промышленных предприятий города, а также в результате рекреационной нагрузки. Установлено, что содержание общего фтора в почвенных горизонтах различно и характеризуется как норма, принятая в литературе (Танделов, 2012). Наиболее высокие концентрации фтора зафиксированы в верхнем 0-5-сантиметровом и в нижнем минеральном 10-20-сантиметровом слоях почвы в березняке разнотравно-злаковом в северо-восточном направлении от Красноярска.