Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2024 номер 3

Представлен краткий обзор содержания статей тематического номера «Сибирского лесного журнала» 2024 г., № 3, посвященного лесным стационарным исследованиям.

Хотя официальных и постоянных критериев для определения положения вашей фамилии в списке авторов статьи не существует, все чаще в медико-биологических публикациях применяется принцип «крайних авторов». Наилучшим дополнением к нему будет подробное указание вклада каждого автора в создание статьи.

Исследование древостоев, подроста, подлеска, крупных древесных остатков, напочвенного покрова, почв и их вклад в депонирование углерода проводилось в коренных южно-таежных папоротниково-снытево-мелкотравных пихтарниках на Томь-Яйском междуречье (Томская область). Запас древесины в среднем для типа биогеоценоза составил 315.8 ± 56.1 м³/га, у пихты сибирской ( Abies sibirica Ledeb.) в разных насаждениях он варьировал от 99.2 до 201.4 м³/га. По санитарному состоянию древостои в разной степени ослаблены, пихтовые элементы древостоев - сильнее, что в значительной степени обусловлено их повреждением инвазионным короедом - уссурийским полиграфом ( Polygraphus proximus Blandford). Подлесок редкий или средней густоты (880-2720 шт./га), образован преимущественно малиной обыкновенной ( Rubus idaeus L.) и рябиной сибирской ( Sorbus sibirica Hedl.). Подрост с абсолютным преобладанием пихты, его численность (800-920 шт./га) характеризует неудовлетворительное возобновление во всех изученных насаждениях. Средний объем валежа для типа биогеоценоза составил 2.1 ± 0.5 м³/га, пней - 3.3 ± 0.8 м³/га, хвороста - 9.2 ± 5.3 м³/га. К особенностям фитоценоза относятся высокие значения флористического разнообразия (131 вид), видового богатства травяного покрова (105 видов) и видовой насыщенности растительных сообществ (57 видов на 400 м²). Повышенное участие папоротника в составе травостоя обусловлено наличием окон, занимающих от 5 до 30 % площади фитоценоза, сформировавшихся в насаждениях на месте вывалов и погибших деревьев, в основном из-за усыхания пихты, поврежденной уссурийским полиграфом. Впервые получены данные о фитомассе напочвенного покрова южно-таежных пихтарников Западной Сибири, в среднем оцененной в 0.88 т/га, с широким варьированием данного показателя в связи с особенностями горизонтальной структуры напочвенного покрова и разной освещенностью в подкроновых парцеллах и окнах. Показаны особенности состава, структуры и термического режима почв изученных биогеоценозов. Приведены данные об изменении продуктивности фитоценозов, гумуса почв и запасов углерода в различных компонентах изученных лесов.

Теллермановское опытное лесничество Института лесоведения РАН, расположенное на юго-востоке Воронежской области, создано по инициативе академика В. Н. Сукачева в 1944 г. как место проведения комплексных долгосрочных исследований в широколиственных лесах на границе между лесостепью и степью. За почти 80-летний период на его территории работали специалисты разного профиля: лесоводы, геоботаники, почвоведы, зоологи, микробиологи, энтомологи, фитопатологи. Были проведены обширные исследования гидрологии массива и водного режима насаждений, средообразующей роли леса, определены запасы фитомассы, продуктивность древостоев в разных типах леса, заложен цикл лесоводственных экспериментов. Всестороннее изучение биогеоценозов включало также изучение корневых систем, фенологические, геоботанические, зоологические, энтомологические, микробиологические и микологические исследования. Разработаны научные основы для создания культур дуба черешчатого ( Quercus robur L.) в лесостепи, учитывающие его формовое разнообразие и результаты лесоводственных экспериментов, заложенных в первые десятилетия существования лесничества. Изучение лесохозяйственных аспектов деградации дубовых древостоев позволило разработать практические методы воспроизводства дубрав на вырубках древостоев, смешанных с дубом, посевом желудей с сокращенным периодом рубок ухода.

Наблюдаемый рост температуры, вызванный увеличением концентраций климатически активных (парниковых) газов в атмосфере, в первую очередь диоксида углерода (CO₂) и метана (CH₄), может быть причиной прогнозируемого высвобождения углерода, аккумулированного за тысячелетия на обширных территориях северных широт. Масштабы и длительность ожидаемого эффекта остаются открытым вопросом, что обусловлено спорадичностью количественных оценок потоков углерода. В работе отражены текущий статус, направления и основные результаты многолетних инструментальных исследований потоков углерода в экосистемах подзоны средней тайги Центральной Сибири, на базе Средне-Енисейского стационара Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (обсерватории ZOTTO). Представлена динамика концентрации СО₂ и CH₄ в атмосфере с 2009 по 2020 г. Приведены данные чистого экосистемного обмена СО₂ для лесоболотных комплексов, свидетельствующие, что они выступают поглотителем (стоком) СО₂ атмосферы. Для репрезентативных экосистем дана оценка почвенных эмиссионных потоков СО₂ и сезонный ход фотосинтетической ассимиляции углерода доминантами подчиненного яруса растительности. Выявлены закономерности поведения растворенных форм углерода в водах ручьев, дренирующих олиготрофный и эвтрофный болотные массивы в районе исследований, представлены показатели эмиссии СО₂ с водной поверхности.

В 30-летнем клоновом архиве на научном стационаре «Кедр» Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН изучены фенология, продуктивность, интенсивность газообмена и устойчивость к биотическим факторам у климатических экотипов кедра сибирского ( Рinus sibirica Du Tour) с широтного (от лесотундры Западной Сибири до низкогорий Западного Саяна) и долготного (от Урала до Северного Прибайкалья) профилей. Установлено, что для кедра сибирского характерен высокий уровень наследственно обусловленной эколого-географической дифференциации по продуктивности и устойчивости к биотическим факторам (вредителям и болезням) при выращивании вегетативного потомства на юге лесной зоны. Главным фактором различий между экотипами является теплообеспеченность вегетационного периода в местах их происхождения. С севера на юг она увеличивается значительно сильнее, чем с востока на запад, поэтому различия между широтными экотипами значительно больше, чем между долготными. Интенсивность дыхания в большей степени, чем интенсивность фотосинтеза, зависит от климата, в котором сформировалась данная популяция. У экотипов из холодных местообитаний значительно выше наследственно обусловленные затраты на дыхание. Это является важным фактором снижения их продуктивности в более теплом климате. Будучи ослаблены дисбалансом между фотосинтезом и дыханием, они повреждаются вредителями и болезнями, что становится важным фактором дальнейшего снижения продуктивности. В условиях глобального потепления экотипы из более теплого климата не уступают местному экотипу по устойчивости и превосходят его по продуктивности, поэтому их рекомендуется активно использовать в селекционной работе.

Количественные оценки баланса углерода ландшафтов суши и особенно криолитозоны, где наблюдаются наиболее значимые тренды потепления, требуют учета экспорта терригенного углерода за их пределы с латеральным стоком. В работе представлены результаты многолетнего круглогодичного мониторинга внутрисезонных и межгодовых флуктуаций концентраций растворенного органического (РОУ) и неорганического (РНУ) углерода в гидрографической сети Среднесибирского плоскогорья, осуществляемого на базе Эвенкийского стационара Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (п. Тура). Исследования проводились на более чем 100 водотоках разного порядка в среднем течении р. Нижняя Тунгуска (62-66° с. ш., 96-102° в. д.) на основе регулярного измерения концентраций всех форм углерода, а также квазинепрерывного мониторинга физико-химических параметров водотоков с помощью автоматических логгеров-регистраторов. Показано, что основными лимитирующими факторами латерального стока углерода в пределах Среднесибирского плоскогорья в настоящее время являются запасы потенциально мобилизуемого органического углерода в наземных ландшафтах и количество осадков в условиях резко континентального климата. Рост стока органического углерода прогнозируется в результате как оттаивания богатых С_орг мерзлых толщ, так и повышения продуктивности растительного покрова, а неорганического углерода - вследствие повышения скоростей выветривания горных пород и секвестрации атмосферного СО₂. Отрицательные прогнозы поведения РОУ связываются с увеличением глубины инфильтрации растворов с ростом сезонно-талого слоя почвы, что определяет сорбцию РОУ в почвенной толще и его микробиологическую деструкцию. Возрастание площадей и интенсивности пожаров в результате потепления климата определяет существенную трансформацию латерального стока углерода. При этом наблюдаемое сокращение стока рек в результате усиления пирогенного фактора будет определять общее снижение транспорта терригенного углерода из наземных ландшафтов.

Рассмотрено взаимодействие основных лесообразующих пород Сибири: ели сибирской ( Picea obovata Ledeb.), березы кустарниковой ( Betula fruticosa Pall.), сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.), осины обыкновенной ( Populus tremula L.), лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.) и сосны сибирской кедровой (кедра) ( Pinus sibirica Du Tour) с агросерой почвой. Исследования проводились в специальном многолетнем эксперименте с лесными культурами, заложенном по инициативе проф. Н. В. Орловского в 1968-1969 гг. в южной тайге на территории Кемчугской возвышенности. Выявлено, что биологические особенности и сукцессионное положение древесных пород существенно влияют на все компоненты фитоценоза. Через 45 лет наиболее резкие изменения зафиксированы под пологом раннесукцессионных хвойных (лиственница) и мелколиственных (берёза и осина) пород, тогда как позднесукцессионные породы - ель и кедр - на данном этапе существенно ограничивают развитие подчиненных ярусов. Почвенный профиль в условиях эксперимента формируется вследствие дифференциации пахотного субстрата почвообразующей породы на генетические горизонты. Влияние лесного полога на плантажированную агросерую почву происходит постепенно и усиливается по мере роста и развития культур, образования подстилочного горизонта и охватывает все свойства почвы. Активным современным почвообразованием затронут минеральный слой почвы 0-10 (13) см. Главным фактором образования почвенного профиля являются вертикальные потоки вещества и энергии, поступающие в почву в процессе нарастающей емкости и интенсивности биологического круговорота. Отмечено, что почвы под культурами в условиях многолетнего эксперимента развиваются по зональному типу.

В дендрарии экспериментального хозяйства Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН «Погорельский бор» произрастают деревья двух видов лип: европейский вид - липа мелколистная ( Tilia cordata Mill.) и дальневосточный - л. амурская ( T. amurensis Rupr.). Высота липы мелколистной 9-16 м, диаметр ствола - 10-36.5 см, л. амурской - соответственно 11.5-14.5 м и 7.5-21.5 см. Растения обоих видов характеризуются высокой зимостойкостью, не повреждаются весенними заморозками и мало заселяются вредителями. Зацветают липы в середине июля при достижении суммы эффективных температур около 800 градусо-дней (42.2-43.0 % от общей t _эф > 5 за год) и продолжают цветение в течении 10-17 дней. Плоды-орешки созревают в сентябре. У липы мелколистной орешки имели длину 5.7 мм, ширину 4.4 мм и массу 1000 шт. 23.6 г, семена - соответственно 4.0 мм, 3.0 мм и 14.5 г., у л. амурской эти показатели имели близкие значения - 5.3 мм, 3.9 мм и 23.8 г для орешков, 3.9 мм, 2.6 мм и 16.1 г для семян. Доля пустых семян у липы мелколистной 70 %, а у л. мурской - 30 %. При этом доброкачественность образцов семян обоих видов не превышала 30 %. На территории дендрария имеется естественное возобновление липы, в том числе и семенное. Наиболее обильно оно на расстоянии 50-100 м от материнских растений, где его плотность составляет 25-41 шт./м².

Изучена структура углеродного пула в средневозрастных и спелых сосновых древостоях Красноярской лесостепи при рубках ухода за лесом. В соответствии с методом конверсионных коэффициентов на основе данных по объемным запасам насаждений рассчитана фитомасса фракций (ствола, коры, ветвей и хвои), которая затем пересчитана в запасы углерода. Установлено, что основной вклад в углеродный пул сосновых древостоев вносит стволовая древесина. В средневозрастных сосняках доля стволов в коре составляет 66-70 % от общей фитомассы, а для спелых древостоев - 76-80 %. Вклад корней в средневозрастных древостоях - около 20 %, а в спелых - 14-16 %. На ветви и хвою приходится соответственно около 6.5 и 5.5 %, а в спелых древостоях - 4.5-6.0 и 1.5-1.8 %. Порубочные остатки составляют в средневозрастных древостоях около 13 %, в спелых - около 9 %. В средневозрастных и спелых древостоях при рубке интенсивностью 15-20 % для восстановления пула углерода до дорубочного уровня требуется около 10 лет. Порубочные остатки в количествах, пропорциональных интенсивности рубки, остаются на местах проведения рубок, и углерод, депонированный в этих фракциях, составляет часть пула экосистемы. В целях получения наибольшего прироста фитомассы сосновых древостоев и минимизации эмиссии углерода при рубках наиболее целесообразны выборочные рубки с применением современных технологий по очистке лесосек и переработке лесосечных отходов.

Описан опыт 40-летнего (1978-2016 гг.) регулярного исследования численности пяти видов насекомых-филлофагов в пяти ландшафтных структурах Краснотуранского соснового бора (юг Красноярского края). На основе полученных данных предложены модели динамики численности популяций этих видов. В основу моделей положено представление о существовании положительных и отрицательных обратных связей в популяциях. Такой подход позволил не учитывать воздействие паразитоидов на насекомых. Для расчетов была предложена авторегрессионная (AR) модель, согласно которой текущая плотность линейно зависит от плотностей предыдущих лет. Коэффициенты модели вычислялись по данным многолетних учетов. Показано, что для большинства популяций характерно влияние плотности прошедшего сезона на текущую плотность в форме положительной обратной связи и влияние на текущую плотность плотности предпредыдущего сезона в форме отрицательной обратной связи. Рассмотрены характеристики устойчивости популяционной динамики отдельных видов в различных местообитаниях. В качестве характеристик устойчивости использованы показатели запаса по устойчивости, широко используемых в теории управления. Показано, что запас по устойчивости для пилильщиков (Tenthredinidae Latreille) несколько больше, чем для других групп видов, что согласуется с меньшей дисперсией численности популяций этих видов при многолетних учетах. Использование AR-моделей и характеристики запаса по устойчивости позволило классифицировать ландшафтные структуры на территории Краснотуранского бора по рискам возникновения в этих ландшафтах вспышек массового размножения.

Представлен обзор содержания, процессов написания и воссоздания из рукописных материалов монографии В. П. Гречкина «Лесопатологическая характеристика лесов СССР по отдельным природно-географическим зонам» под редакцией Ю. И. Гниненко (2019-2021).