Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2018 номер 4

Рассматривается природа катастрофических степных пожаров в Сибири, которые в последние десятилетия ежегодно распространяются в степной зоне на тысячи гектаров, приводя к экономическим потерям, гибели людей и сельскохозяйственных животных. Обобщена статистика весенних (март-май) пожаров зоны степи и лесостепи по материалам спутникового мониторинга. На 10-летнем временном интервале 2008-2017 гг. выявлен положительный логарифмический тренд роста ежегодной площади степных пожаров. Динамика количества пожаров характеризуется периодическими вариациями относительно среднемноголетнего, не имеющими ярко выраженной направленности к увеличению. Показано, что в современных условиях возникновение и распространение катастрофических степных пожаров в Сибири определяется аномалиями гидрометеорологических условий. Анализируются природные и антропогенные факторы, определяющие возникновение и распространение степных пожаров. Обсуждаются система их предупреждения, а также технологические решения защиты населенных пунктов и других объектов. При этом предлагается основные усилия направлять не только на непосредственную борьбу с пожарами и ликвидацию их последствий, но и на реализацию комплексных превентивных мер по защите конкретных объектов экономики. В качестве примера приводится технология создания противопожарных заградительных барьеров, останавливающих распространение степных пожаров, а также предотвращающих перенос горящих частиц на жилые и хозяйственные постройки населенных пунктов, которая позволит получить экономический эффект за счет существенного сокращения расходов на восстановление населенных пунктов после пожаров, сохранить жизни людей и сельскохозяйственных животных.

Изучено распространение особей промежуточной формы ели европейской Picea abies (L.) H. Karst. и ели сибирской P. obovata Ledeb., выделяемых по метрическим параметрам семенных чешуек, на обширных пространствах ареала от Украинского Закарпатья на западе до Республики Саха (Якутия) на востоке. Внутрипопуляционная частота промежуточных фенотипов елей европейской и сибирской характеризуется большим разнообразием. Коэффициент географической вариации показателя частоты равен 73 %. По частоте промежуточных фенотипов вся совокупность популяций (107 из 126 шт.) разделяется на три большие группы: одну из них представляют популяции (группы IV, V, VI) с наибольшей частотой промежуточных фенотипов (60, 71, 54 % соответственно), другую (группы III и VII) с заметно меньшей их частотой (35 и 28 %) и третью (группы I-II и VIII-IX) представляют популяции с малой частотой. Группы популяций с преобладанием особей промежуточных фенотипов, по существу, представляют промежуточную форму елей европейской и сибирской. Популяции в группах I-III, в которых преобладают особи фенотипов ели европейской, представляют эту ель, а в группах IX, VIII, VII преобладают особи фенотипов ели сибирской, эти популяции представляют ель сибирскую. Популяции в группах III и VII являются переходными к промежуточной форме елей европейской и сибирской. Популяции с разными частотами промежуточных фенотипов могут быть использованы для решения вопросов внутривидовой таксономии и в лесоводстве при разработке руководств дифференцированных приемов ведения хозяйства.

Разработана эффективная система для размножения in vitro Rhododendron mucronulatum Turcz. - редкого лекарственного и морозостойкого декоративного растения - путем индукции побегообразования из проростков и микрочеренков с апикальными почками. При исследовании действия различных концентраций зеатина (Z) в культуре проростков наблюдали как пролиферацию пазушных меристем апикальных почек проростков, так и регенерацию адвентивных побегов на гипокотилях. Максимальная частота регенерации из проростков (80 %), включая формирование адвентивных почек на гипокотилях (25 %), отмечена в присутствии 1.0 µM Z. Максимальное число побегов на эксплант (31.12 ± 6.19) сформировалось под действием 2.5 µM Z. Гистологический анализ показал, что адвентивные почки развивались из паренхимных клеток гипокотилей. Исследовали влияние различных концентраций 2-изопентиладенина и Z как в комбинации с индолил-3-уксусной кислотой, так и без нее на пролиферацию пазушных меристем апикальных микрочеренков. Наибольшие показатели частоты регенерации (100 %) и числа побегов на эксплант (9.70 ± 0.63) с максимальной высотой (15.75 мм) получены при использовании комбинации 0.1 µM ИУК и 1.0 µM Z. Наиболее эффективным способом укоренения оказалась 4-часовая импульсная обработка побегов 148.0 µM индолил-3-масляной кислотой с последующим укоренением ex vitro в смеси торфа и песка (1 : 1). Проведенное исследование будет способствовать разработке стратегии сохранения R. mucronulatum, созданию традиционных и основанных на генной инженерии селекционных программ для получения новых морозоустойчивых сортов, а также использоваться для массового коммерческого размножения.

В 2013-2016 гг. проведены комплексные исследования сосновых Pinus sylvestris L. лесов в импактной (5-10 км) и буферной (11-40 км) зонах загрязнения аэротехногенными выбросами Усольского промышленного центра Иркутской области. Выявлены изменения биогеохимических показателей (кислотно-щелочного баланса, накопления и миграции поллютантов и элементов-биогенов) в компонентах лесной экосистемы - древесных растениях, лесной подстилке, горизонтах почвенного профиля. Показано, что смещение баланса среды в щелочной диапазон и активная миграция элементов-поллютантов в горизонтах почвенного профиля серых лесных почв и лесной подстилке служат ключевыми процессами, вызывающими нарушение обменных реакций катионов Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺ в почвенном поглощающем комплексе и снижение миграции элементов-биогенов в корневые системы древесных растений. Обнаружено, что выраженные изменения кислотно-щелочного баланса компонентов лесной экосистемы, высокая аккумуляция элементов-загрязнителей в горизонтах лесных почв и ассимиляционных органах деревьев сосны, связывание биогенных элементов поллютантами по всей глубине почвенного профиля и в тканях растений приводят к нарушению режима питания и угнетению ростовых процессов древесных растений. В условиях постоянного техногенного воздействия рассмотренные биогеохимические показатели почвы и древостоя характеризуются взаимообусловленным изменением в лесной экосистеме и могут служить адекватными критериями для оценки ее состояния. В целом полученные результаты дают информацию о круговороте элементов питания в сосновых лесах, о роли в этом процессе элементов, поступающих в составе промышленных эмиссий, об их миграции и накоплении в отдельных компонентах экосистемы.

Поиск оптимальных значений для определения граничных параметров в моделях распределения часто бывает время- и трудоемким. Точность распределения зависит от заданных значений граничных параметров. В этом исследовании мы применили распределения экстремальных значений, полученные из обобщенного экстремального значения (ОЭЗ) при определении оптимальной константы для распределения с граничными параметрами. Для определения постоянных значений использовалось подсемейство ОЭЗ (тип 1) распределение Гумбеля, которое включало данные минимальных и максимальных диаметров и высот деревьев. Эффективность значений оценивалась пятью моделями распределений: логистической, Бурра XII, Дагума, Кумарасвами и Джонсона С_В. Функции распределения были подобраны по принципу максимального подобия по данным обмеров диаметров и высот деревьев, полученных на 90 пробных площадях, заложенных в насаждениях (плантациях) эвкалипта камальдульского Eucalyptus camaldulensis Dehn. Оценка моделей проводилась с использованием отрицательной логарифмической вероятности (-ΛΛ), критериев Колмогорова-Смирнова ( K-S ), Крамера фон Мизеса ( W ²), индекса ошибок Рейнольдса ( EI ) и средней квадратичной ошибки ( MSE ). Результат исследований показал, что производительность распределений была улучшена, особенно для распределения по высоте, по сравнению с другими постоянными значениями. Распределение Гумбеля может применяться всякий раз, когда устанавливается ограничение на параметры местоположения и масштаба моделей распределения.

Изучена динамика радиального прироста стволовой древесины растений, произрастающих в антропогенно измененных условиях г. Красноярска. Для Красноярска особенно актуальна проблема формирования среды, благоприятной для проживания людей, неотъемлемой частью которой является создание зеленого каркаса города и полноценно выполняющих свои функции санитарно-защитных насаждений. Исследовали 8 видов из тех, которые наиболее часто применяются в озеленении г. Красноярска: сосну обыкновенную Pinus sylvestris L., ель колючую Picea pungens Engelm., березу повислую Betula pendula Roth., вяз приземистый Ulmus pumila L., тополь бальзамический Populus balsamifera L., рябину обыкновенную Sorbus aucuparia L., черемуху Маака Padus maackii Rupr., яблоню ягодную Malus baccata (L.) Borkh. Измерена ширина радиального прироста стволовой древесины на протяжении всей жизни модельных экземпляров и получены усредненные ходы роста по пяти пробным площадям, отличающимся между собой степенью загрязнения. На сильно загрязненных пробных площадях вяз приземистый, тополь бальзамический, черемуха Маака и яблоня ягодная на протяжении всей жизни формируют сравнительно узкие годичные кольца (до 3 мм). Сделано заключение, что эти виды можно использовать в качестве индикаторов антропогенного загрязнения места произрастания. Береза повислая, вяз приземистый, черемуха Маака и яблоня ягодная на участках с высоким уровнем загрязнения отличаются высокой скоростью уменьшения ширины годичных колец с возрастом («старения»), в связи с чем укорачивается срок эффективного функционирования этих зеленых насаждений. На основании полученных результатов сформулированы предварительные рекомендации по применению исследованных видов с учетом особенностей их роста в условиях г. Красноярска.

На территории Республик Хакасия и Тыва изучали полезащитные лесные полосы, представленные преимущественно чистыми и смешанными древостоями тополя черного Populus nigra L., произраставшими либо на южных и обыкновенных черноземах, либо на песчаных перевеянных почвах. Строение насаждений по рядам распределения по диаметрам стволов показало, что чистые насаждения имеют правоасимметричную форму с невыраженными точками максимума. Смешанные насаждения характеризуются гребневидной формой с несколькими точками экстремума. В сравнении со смешанными насаждениями чистые по составу лесные полосы более устойчивы. Состояние деревьев тополя черного различное - от благоприятного в чистых насаждениях (8.0-53.6 % здоровых деревьев) до ослабленного в смешанном насаждении (12.9 % здоровых деревьев). Определены три стратегии роста: интенсивного, среднего и умеренного. Стратегия интенсивного роста характерна для чистых древостоев, произрастающих на обыкновенных черноземах, умеренного - для смешанного насаждения, произрастающего на южных черноземах. Тополь черный имеет более полнодревесную форму в сравнении с другими породами полезащитных лесных полос из других административных районов. Различия в соотношении высот и диаметров деревьев обусловлены почвенными условиями, конструкцией лесополосы и многими другими антропогенными и природными факторами. Стереометрическим методом получена эмпирическая формула определения древесного запаса тополя черного. Комплексная оценка произрастания тополя черного в полезащитных лесных полосах юга Средней Сибири позволила выявить особенности агротехники создания, строения, состояния, роста деревьев, формы стволов, дифференциации по типам условий местопроизрастания, определить методы оценки текущей продуктивности насаждений. Полученные результаты обеспечивают и дополняют нормативную базу, а также позволят оптимизировать хозяйственные мероприятия по созданию, выращиванию и уходу за лесными полосами из тополя черного в условиях Средней Сибири.

На основе обобщения опыта научных исследований, разработки рекомендаций для производства и изучения эволюции лесных нормативных документов выявлены недостатки действующей нормативной базы. Традиционно система нормативных документов имела иерархическую структуру. Верхний уровень содержал основные принципы и наиболее общие положения, а в документах регионального уровня уделялось внимание местным особенностям роста лесов, а также учитывались возможные различия внутри региона. Помимо географического аспекта принимались во внимание прогресс в развитии практики лесовыращивания, новые научные данные и постепенные изменения лесного фонда, которые побуждали к периодическому обновлению нормативов. Последний раз это происходило более 20 лет назад. Проанализированы действующие нормативы, регулирующие основные этапы лесовыращивания - лесовосстановление, уход за лесом и рубки спелых насаждений. На конкретных примерах продемонстрированы проблемы, порождаемые несовершенством лесного законодательства, недостаточным учетом природно-экономических особенностей регионов, прогресса в развитии лесозаготовительной техники и существенных изменений в лесном фонде. Указано на необходимость учитывать в нормативах затраты на проведение мероприятий. Отмечено, что указанные недостатки являются следствием пренебрежения положениями классиков отечественного лесоводства. Показано, что система оценки качества разреживаний несовершенна и допускает неоднозначность толкования результатов работы. Предложено основывать оценку на абсолютных показателях, как это принято в международной практике. Выявлена насущная необходимость планирования мероприятий по сохранению биоразнообразия с учетом особенностей природно-территориальных комплексов. Сформулированы предложения по исправлению ситуации, направленные на создание условий для интенсификации лесохозяйственного производства и восстановление ресурсного потенциала таежных лесов.

В связи с урбанизацией возрастает потребность людей в эколого-оздоровительных функциях пригородных лесов. Увеличивается посещаемость их местным населением, которая нередко превышает 2000 чел./дней на 1 га за сезон. Этому способствует густая сеть дорог и троп в пригородных лесах г. Красноярска, благодаря чему отдыхающие могут проникать в самые отдаленные участки лесных территорий. В настоящее время преобладает неорганизованное использование лесов в целях рекреации. При неосторожном обращении отдыхающих с огнем в лесу нередко возникают пожары. В статье даются оценка относительной горимости пригородных сосновых лесов рекреационного значения г. Красноярска и анализ распределения лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона и причинам их возникновения. Предлагаются объективный показатель норматива горимости каждого конкретного года и методика его вычисления. Представлен расчет нормативного уровня предельно допустимых площадей пожаров в пригородных лесах при разных классах пожарной опасности по условиям погоды. Это необходимо для обоснования уровня охраны лесов при различной напряженности пожароопасных сезонов, которая характеризуется числом дней с III-V классами пожарной опасности по условиям погоды. Рассчитанная по многолетним данным предельно допустимая площадь лесных пожаров также является основой для оценки эффективности работы лесной охраны.

Коротченко И. С., Мучкина Е. Я. Флуктуирующая асимметрия листьев древесных растений в оценке состояния окружающей среды Красноярска. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2017. 144 с.