Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2018 номер 6

Представлены результаты комплексных лесоводственно-экологических исследований насаждений хр. Хан-Хухий национального природного парка «Хан-Хухий-Хяргас-Нуур» в Западной Монголии. Лесной массив хребта с севера изолирован пустыней, а с остальных сторон - сухой степью. Такое расположение насаждений позволяет изучать факторы, влияющие на лесообразование по границе распространения леса (климатические, геоморфологические, хозяйственные). При маршрутном обследовании заложено 5 пробных площадей в соответствии с разнообразием лесорастительных условий и геоморфологическим положением. Пробные площади закладывали на нижней границе леса в старовозрастной лиственничной редине, испытывающей наибольшую пастбищную нагрузку, в лиственничнике разнотравном с зоогенным угнетением подроста и фрагментами выборочной рубки нижней части северного склона. Для верхней части склонов характерны лиственничники зеленомошно-брусничного типа с участием кедра. Кедровник мертвопокровный приурочен к водоразделам и граничит со степным южным склоном и лиственничником разнотравным на севере. Интразональным объектом рассматривался ерник на мерзлотных грунтах. Показана геоморфологическая приуроченность кедровой и лиственничной формаций к высоте над уровнем моря и экспозиции склонов. Зоогенный фактор определяет лесоводственные процессы, ограничивая возобновление, и приводит к формированию саванного типа растительности. При неблагоприятных климатических условиях активизируются первичные вредители хвои лиственницы и корневые патогены. Вырубка леса приводит к разрастанию травянистого покрова и внедрению домашнего скота в лесную зону с последующим прекращением лесовосстановления. Для лесов хр. Хан-Хухий характерно отсутствие признаков пожаров (нагаров на стволах деревьев, пожарных подсушин), что свидетельствует о длительной пастбищной нагрузке и невозможности накопления горючего материала. Полученные результаты позволили предложить направления лесоводственных работ для национального природного парка «Хан-Хухий-Хяргас-Нуур». В первую очередь необходимо выявить факторы куртинного и высокополнотного лесовозобновления на границе леса и степи. При сохраняющейся интенсивной пастбищной нагрузке лесные участки останутся в прежних границах или сократятся. Воздействия глобальных климатических изменений на современное распространение лесов не выявлено.

Государственная инвентаризация лесов (ГИЛ) проводится в России с 2007 г. Методика ГИЛ включает стратификацию насаждений и ограничение площади закладки пробных площадей (ПП). Планирование ГИЛ большей частью основано на материалах лесоустройства (ЛУ), проводившегося ранее. При этом расхождения в оценке запасов древесины по результатам ГИЛ и ЛУ и методика ГИЛ являются предметом широкого обсуждения. Рассмотрены базовые статистики материалов ГИЛ и ЛУ Уватского лесничества Тюменской области. Характерной особенностью оценок запасов по ГИЛ и ЛУ является сильная асимметрия их частот распределения, что делает неэффективной параметрическую оценку точности определения запасов в обоих случаях. Показано, что ограничение площади закладки ПП не оказало большого влияния на итоговую оценку запасов. Предпринята попытка оценить ошибку оценки запасов методами непараметрической статистики с использованием ресэмплинга - генерирования множества псевдовыборок. Применение ресэмплинга ПП ГИЛ и таксационных описаний ЛУ в точках ГИЛ позволило определить зависимость точности от количества ПП и величину внутривыдельного варьирования запасов древесины, которая не зависела от количества ПП и оказалась значительно выше предусмотренной в методике проектирования ГИЛ. Генерирование псевдовыборок ПП на плане лесонасаждений с учетом полученных величин внутривыдельного варьирования позволило определить предполагаемую динамику точности определения запасов с увеличением ПП. Недооценка внутривыдельного варьирования запасов древесины отчасти объясняет большую разницу оценки запасов по материалам ГИЛ и ЛУ. Показано слабое влияние применяемой стратификации насаждений на точность результатов ГИЛ.

Данные о размерах пней деревьев, срубленных при прореживании, использовались в процессе реконструкции (моделировании) параметров структуры и роста насаждений для проверки возможности улучшения определения таких таксационных показателей, как надземная фитомасса, объем ствола, рост ствола по объему и густота насаждения. Выполнены измерения 30 растущих модельных деревьев и 160 пней срубленных ранее деревьев пихты сахалинской Abies sachalinensis (F. Schmidt) Mast., ели аянской Picea jezoensis (Siebold & Zucc.) Carrière и ели Глена Picea glehnii (F. Schmidt) Mast. в шести чистых по породному составу насаждениях в экспериментальном лесу Хицусигаока на о-ве Хоккайдо, Япония. Данные анализа стволов и таксационных измерений, полученные в 2013 г., использовались для реконструкции и оценки таксационных параметров насаждений в прошлом. Таксационные показатели оценивали посредством реконструкции характеристик насаждений с учетом данных измерений пней срубленных деревьев и без них, а затем сравнивали с целью оценки точности моделирования. Восстановленные (реконструированные) таксационные показатели статистически сопоставили с фактическими значениями, полученными в результате таксационных измерений в период 1988-2013 гг. Результаты сопоставлений показали, что точность оценки переменных может быть улучшена путем уменьшения погрешностей вычислений за счет включения в расчеты данных измерений старых пней. Без включения в расчеты данных измерений пней погрешность оценки таксационных показателей насаждений варьировала в пределах ±20 % от фактических значений. При учете данных измерений пней погрешность определения одних и тех же показателей обычно снижалась до уровня ±15 % в период после 1997 г. На уровне 95 % доверительного интервала установлено, что определение таксационных показателей методом самонастройки путем включения в расчеты данных измерений пней не всегда повышает точность определения полноты насаждения, но, как правило, повышает точность определения надземной фитомассы, объема стволов и его прироста. В целом при включении в расчеты данных измерений пней резкие изменения параметров надземной фитомассы и густоты насаждений после рубок прореживания были реконструированы в лучшей степени для всех трех исследованных древесных видов, хотя в количественном отношении повышение точности определений в некоторых случаях было минимальным.

Рассмотрены результаты многолетних исследований роли пирогенного фактора в динамике лесных экосистем в горном Прибайкалье. Проанализированы последствия низовых пожаров в полном диапазоне их интенсивности - от слабых до экстремально сильных. Получены дифференцированные по видам и степени огневого воздействия характеристики повреждений в сосново-лиственничных древостоях: обгорание и подсушины на стволах, отмирание крон с ослаблением жизнеспособности деревьев, аномальное изреживание. Нагар на поверхности ствола как показатель степени огневого воздействия служит внешним диагностическим признаком послепожарного состояния дерева. Чем выше по стволу нагар, тем большая часть дерева подвергалась губительному термическому воздействию. Но вследствие выраженной в лесных насаждениях изменчивости по росту деревья различаются по своей реакции на такие воздействия. Молодняки сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. и лиственницы сибирской Larix sibirica Ledеb. в значительной степени повреждены и, как правило, отмирают после воздействия пожара средней интенсивности, а в 10-15-летнем возрасте гибнут даже от слабого низового пожара. Наиболее уязвимы древесные породы с тонкой корой, такие как сосна кедровая сибирская Pinus sibirica Du Tour, ель сибирская Picea obovata Ledеb., пихта сибирская Abies sibirica Ledеb., береза плосколистная Betula platyphylla Sukacz. Отмечено, что 100-120-летние кедровники в значительной степени повреждаются низовым огнем слабой интенсивности, а после интенсивного низового пожара повреждаются полностью. Приведены количественные показатели жидкого и твердого поверхностного стока на гарях. Предложены математические модели формирования жидкого поверхностного стока и связанной с ним эрозии почв на пожарищах в зависимости от основных факторов, влияющих на развитие этих процессов. Пирогенная деструкция лесных экосистем неизбежно ведет к деградации горных почв, на восстановление которых после низовых пожаров уходят многие десятилетия.

Одним из направлений восстановительных растительных сукцессий на отвалах вскрышных пород является искусственное формирование лесных насаждений. В Кузбассе на участках лесной рекультивации создаются сосновые и облепиховые насаждения, а березняки появляются в результате естественного зарастания. Исследовали Кедровский угольный разрез, расположенный в подзоне северной лесостепи Кузнецкой котловины. Отвалы Кедровского угольного разреза, отработанные 25-35 лет назад, характеризуются широким спектром ранжирования древостоев, в первую очередь по густоте и сомкнутости крон. В ходе лесотаксационных и геоботанических исследований проведено описание структуры формирующихся сообществ, определен видовой состав основных и подлесочных древесных пород, характер лесовозобновления под покровом первого поколения деревьев, изучена эколого-ценотическая структура травянистого яруса. Установлено, что сосна обыкновенная на отвалах формирует устойчивые и чистые по составу древостои с единичным включением прочих древесных пород, при высокой сомкнутости крон - мертвопокровные, в рединах - с хорошо развитым подростом. В березняках, наоборот, происходит обогащение породного состава, развивается устойчивый подлесок. В сосновых и березовых насаждениях увеличивается участие лесных видов, значительно сокращается доля рудеральной растительности, возрастает разнообразие видов семейства бобовых, что наряду с успешным возобновлением деревьев и кустарников свидетельствует о лесной направленности сукцессии. В облепиховых насаждениях отмечается деградация, лесовозобновление выражено слабо вследствие периодических пожаров, в травостое сохраняется преобладание рудеральных видов. Установлено, что облепиха крушиновидная сдерживает восстановительные лесные сукцессии.

На примере 25-летнего потомства молодых и зрелых генеративных деревьев сосны кедровой сибирской Pinus sibirica Du Tour из припоселковых кедровников юга Западной Сибири, привитых на молодой подвой, изучали влияние возраста маточника на вегетативную и генеративную структуру кроны привоев и оценивали степень эпигенетического наследования возраст-специфических черт морфогенеза. Анализ результатов показал, что различия между привоями молодых и зрелых деревьев по генеративной структуре кроны выражены на порядок меньше, чем по вегетативной. Онтогенетически более старые привои зрелых деревьев при меньших размерах кроны превосходили привои молодых деревьев по эффективности генеративных процессов в пересчете на единицу объема кроны. По уровню роста, который оценивали по размерам ствола и кроны, они, напротив, существенно уступали привоям молодых деревьев. Наиболее интересным результатом является значительное различие между двумя группами деревьев по характеру ветвления. Привои молодых деревьев ветвились за счет осей старших порядков, сформированных преимущественно из почек регулярного возобновления, за счет чего существенно возрастало суммарное число побегов в кроне, а вследствие этого в 3 раза увеличивалась ее плотность. У привоев зрелых деревьев существенно возрастала доля латентных почек, а ветвление осуществлялось в основном за счет осей первого и второго порядков ветвления, вследствие чего кроны привоев зрелых деревьев визуально походили на отдельно взятые ветви из верхних частей кроны онтогенетически старых деревьев. На основании полученных результатов высказано предположение, что в вегетативном потомстве деревьев различного онтогенетического состояния эпигенетически наследуется прежде всего ростовой потенциал. Качественные преобразования в морфогенезе, к числу которых относится и половая репродукция, следует рассматривать как явления второго порядка, как маркеры эпигенетического наследования ростового потенциала.

Представлены результаты обследований лесных культур сосны кедровой корейской (кедра корейского) Pinus koraiensis Siebold & Zucc. на юге Дальнего Востока. Лесовосстановление в этом регионе началось в 50-60-х гг. XX в., поэтому большая часть исследований выполнена в молодняках. Собственные исследования проводили на территории Уссурийского и Курортного лесничеств Приморского края, где заложили 25 временных пробных площадей со следующим диапазоном показателей лесных культур: средний диаметр 1.0-14.4 см, средняя высота 1.8-13.7 м, средний возраст 14-42 года. Выявлена ключевая роль несвоевременности (в некоторых случаях отсутствия) лесоводственных уходов за подпологовыми культурами кедра в снижении темпов их роста. Величина годичных приростов лесных культур по высоте и диаметру в значительной степени определяется абсолютной полнотой полога ( R ² = 0.6-0.8): после первого приема рубки ухода (реконструкции) абсолютную полноту необходимо снижать не более чем до 15 м²/га. Проанализированы годичные приросты по диаметру деревьев кедра корейского на разных пробных площадях. Выявлены тренды резкого снижения ширины годичных колец на участках без лесоводственных уходов. Первый прием рубки целесообразно проводить не позже чем через 15 лет после посадки лесных культур, когда резко увеличивается их потребность в фотосинтетически активной радиации (ФАР). У лесных культур, созданных на открытом пространстве, в первые годы диаметр увеличивался до 1 см в год, а в условиях отсутствия рубки осветления его прирост снизился в 2 раза. После создания подпологовых монокультур кедра корейского в Приморском крае естественным образом формируются многопородные насаждения, поэтому одновременное использование других древесных пород при посадке нецелесообразно.

Изучено влияние температуры окружающей среды на биомеханические свойства тканей древесных растений, произрастающих в условиях закрытого и открытого грунта. Исследования проводили на 11 видах растений, произрастающих в оранжерейной культуре Донецкого ботанического сада, и на 11 видах деревьев, произрастающих в условиях г. Донецка в открытом грунте. Эксперимент состоял из двух серий: 1) определение модуля разрыва (MOR) древесных тканей видов рода фикус Ficus L. при температуре +23 °С; 2) установление температурной зависимости модуля упругости (MOE) и модуля разрыва (MOR) для брахихитона кленолистного Brachychiton acerifolius (A. Cunn. ex G. Don) Macarthur et C. Moore и хлопкового дерева Ceiba pentandra (L.) Gaertn., а также для 11 видов растений из открытого грунта. Среднее значение MOR для 7 изученных видов в условиях закрытого грунта составляет (4.9 ± 0.7) МН/м², что в ~ 20 раз меньше, чем в естественной среде обитания. У фиги Харони Ficus vallis-choudae Delile и фикуса бенгальского формы кришны Ficus benghalensis var. krishnae (C. DC.) выявлены самые низкие значения модуля разрыва. Исследование влияния низких температур показало, что при нагреве предварительно охлажденного до -23 °С образца происходит падение MOE одновременно со снижением скорости изменения температуры. Характер изменения MOE ступенчатый. Общей для всех кривых температурной точкой излома является 0 °С, т. е. температура плавления льда. Наиболее устойчивыми по значениям MOE и MOR являются фикус каучуконосный Ficus elastica Roxb. Ex Hornem. и фикус Бенджамина Ficus benjamina L. (для закрытого грунта); дуб красный Quercus rubra L., дуб черешчатый Quercus robur L. и береза повислая Betula pendula Roth (для открытого грунта). Растения закрытого грунта (кадочные культуры) рекомендуется в летнее время выносить на открытый воздух с соответствующим культуре притенением. Для предупреждения безвозвратных изгибов и обломов стволов растений открытого грунта необходимо исключать или снижать действие света на их нижнюю треть, обматывая ее, например, защитным волокном или используя специальные чехлы.

Центральный Анатолийский регион Турции подвержен повышенным температурам воздуха и сильной засухе. В связи с засушливостью и опустыниванием в результате глобального потепления и изменения климата при усугубляющем воздействии истощительного использования многие растения в этом регионе находятся под угрозой исчезновения. Вместе с тем некоторые виды растений смогли адаптироваться к суровым условиям чрезвычайно высоких температур и малого количества осадков. В статье обсуждаются результаты полевых исследований и периодических измерений в период с мая по сентябрь газообменных и водных потенциалов миндаля арабского Amygdalus arabica Olivier (C₃-фотосинтез) и лебеды сереющей Atriplex canescens (Pursh) Nutt. (C₄-фотосинтез) - двух засухоустойчивых древесных пород, высаженных ранее в целях борьбы с опустыниванием в районе Карапинар, провинция Конья, в центральном Анатолийском регионе. В течение вегетационного периода 2015 г. определяли показатели чистого фотосинтеза, скорости транспирации, водного потенциала в полдень и эффективности использования воды растениями. Максимальные показатели чистого фотосинтеза и наибольшая скорость транспирации, измеренные в июле и сентябре у миндаля арабского и лебеды сереющей, составили: 12.4 и 29.7 мкмоль м^-2 s^-1 (фотосинтез); 4.8 и 7.1 ммоль м^-2 s^-1 (транспирация) соответственно. Максимальные значения эффективности использования воды миндалем и лебедой, измеренные у обоих видов в июне, составили 5.7 и 7.7 ммоль CO₂ моль^-1 H₂O соответственно. Наименьшие значения полуденного водного потенциала у обоих видов зафиксированы в августе. Результаты исследований показывают, что оба вида растений обладают способностью переносить условия засухи в регионе, однако по природе C₄-фотосинтеза лебеда сереющая обладает более высокой засухоустойчивостью, чем миндаль арабский, произрастающий на засушливых землях и пустошах.

Исследовали морфометрические количественные (длина и ширина женских сережек, длина и ширина орешков) и функциональные (всхожесть и энергия прорастания орешков, длина проростков) показатели женской репродуктивной сферы деревьев березы повислой Betula pendula Roth., растущих в зоне воздействия техногенных выбросов г. Красноярска. Исследования проводили на постоянных пробных площадях, заложенных в березовых массивах в юго-восточном, северном и северо-восточном направлениях от Красноярска. Репродуктивные процессы березы повислой в условиях Красноярской лесостепи изучены впервые. Исследования показали, что для деревьев березы Красноярской лесостепи характерна двухлетняя периодичность плодоношения. Размеры женских сережек и орешков варьируют в зависимости от генотипических особенностей деревьев, условий произрастания древостоя и разных лет исследований. При усилении степени техногенной нагрузки у деревьев березы выявлены определенные признаки снижения репродуктивной активности (уменьшение морфометрических показателей женских сережек и орешков), а также качественных показателей (всхожести и энергии прорастания) орешков. Выявлено, что длина и ширина орешков отрицательно коррелируют с содержанием фтора в листве, уравнения регрессии - y = -0.0489 x + 2.8127 и y = -0.0346 x + 1.7732. Качественные показатели орешков березы (энергия прорастания) отрицательно коррелировали с количеством осевшей пыли на ее листовых пластинках и содержанием фтора в листовой массе. При этом максимальными показателями качества характеризовались плоды, собранные в фоновых условиях. Функциональные признаки женской репродуктивной сферы березы повислой являются диагностическими критериями для оценки состояния деревьев, а также могут служить прямым показателем экологических условий произрастания.

Биомасса лесов является ключевой экосистемной составляющей и важнейшим компонентом глобального углеродного цикла. Разработка регрессионных моделей биомассы ведется сегодня, во-первых, в ограниченных экорегионах и, во-вторых, без согласования по фракционному составу. Согласованные по фракциям биомассы модели называются аддитивными. Среди них выделяются две группы: одна ориентирована на расчет уравнений отдельно для каждой фракции с последующей их модификацией по специальным алгоритмам таким образом, что суммарный результат исходных уравнений равняется результату обобщенного уравнения. Вторая процедура согласования уравнений имеет прямо противоположный алгоритм, согласно которому рассчитывается обобщенное уравнение, которое по специальной схеме расчленяется на исходные, и их суммарный итог равен итоговому значению обобщенного уравнения. Сформированная авторами база данных о биомассе 1035 деревьев елей и пихт в их евразийских ареалах использована в качестве основы для выявления различий равновеликих деревьев двух древесных родов по структуре биомассы в пределах их ареалов при обеспечении принципа согласованности по второму из названных вариантов. Гармонизированная модель, позволяющая сравнивать структуру биомассы деревьев двух родов на континентальном уровне, предложена впервые. Установлено, что пихта при равных с елью высоте и диаметре ствола превышает ель по общей, над- и подземной биомассе деревьев соответственно на 13, 11 и 20 %. Но по соотношению над- и подземной биомассы в общей и по соотношению массы кроны и ствола в надземной биомассе различий между елями и пихтами не наблюдается, тогда как по соотношению масс хвои и ветвей в массе кроны и по соотношению древесины и коры различия существуют. Разработанная модель аддитивной структуры биомассы деревьев елей и пихт дает возможность определять согласованную по фракционному составу биомассу соответствующих древостоев на основе данных наземной таксации.

1-4 октября 2018 года в Вене, Австрия, прошла международная конференция «Подготовка Европы к вторжению со стороны жуков, пеплов и бронзовых берез, двух главных вредителей деревьев». Конференция была организована австрийским исследовательским и учебным центром по лесам (BFW, Вена) и правительственным департаментом Великобритании по окружающей среде, продовольствию и сельским делам (Defra) в рамках проекта EUPHRESCO «Оценка фитосанитарного риска и борьба с вредителями» (PREPSYS). В конференции приняли участие 90 исследователей из 16 стран. 39 устных и 7 стендовых докладов были посвящены методам экологии, поведения, распределения, мониторинга и контроля за изумрудным золоулавливателем Agrilus planipennis - азиатским инвазивным вредным организмом из европейской и североамериканской породы ясеня и бронзового березореза Agrilus fearius - американского вида, потенциального захватчика. для Европы. Представленная информация была распределена по нескольким разделам: (1) угрозы: история и потенциал, (2) европейские первоначальные перспективы, (3) мониторинг и обнаружение, (4) распространение и расширение диапазона, (5) управление заражениями инвазивными бупрестидами, (6) экономические и социальные аспекты борьбы с нашествием вредных организмов, (7) оценка множества факторов и дальнейшие шаги. Основной интерес аудитории был сконцентрирован на ситуации с изумрудным пепельницей в России. Вторичный ареал оккупации здесь занимает 13 административных округов (областей): Ярославский, Тверской, Смоленский, Калужский, Московский, Владимирский, Рязанский, Орловский, Тульский, Тамбовский, Воронежский, Липецкий и Волгоградский. Вредитель находится очень близко к границе с Белоруссией и обязательно пересек украинскую границу. Участники конференции отметили необходимость срочной консолидации усилий европейских стран в подготовке к вторжению дендрофагов бупрестид. Этого печального и опасного события вряд ли можно избежать.