Главная – Журналы – Поиск по журналам

Результаты непрерывного мониторинга системы Нарочанских озер, включающей в себя эвтрофное оз. Баторино, мезотрофное оз. Мястро и олигомезотрофное оз. Нарочь, были использованы для исследования вопроса о том, какие факторы в наибольшей степени влияют на многолетнюю динамику состояния озерной экосистемы, находящейся в условиях переменной нагрузки биогенными элементами. Совокупность непрерывных рядов среднесезонных значений восьми параметров каждой экосистемы за 1978-2015 гг. проанализирована методами анализа сингулярных спектров (SSA) и главных компонент (PCA). Третья главная компонента (F3), вклад которой в динамику экосистем озер Баторино, Мястро и Нарочь составил соответственно 8,2, 9,8 и 13,3 %, оказалась связанной с биомассами фито- и зоопланктона, а также с параметрами, характеризующими процессы деструкции и биохимического разложения органического вещества. Сопоставление статистических связей и периодов доминирующих циклических составляющих главных компонент F3 и связанных с ними параметров экосистем позволило сделать вывод, что интерпретация третьего главного фактора в условиях переменной нагрузки биогенными элементами зависит от особенностей конкретной экосистемы. Для экосистем, не испытывающих недостатка в биогенных элементах, его можно интерпретировать как передачу созданного первичного органического вещества потребителям следующего трофического уровня, связанную со структурой пищевой цепи в экосистеме. Для экосистемы, в которой процесс образования первичной продукции лимитируется доступным количеством биогенных элементов, именно это доступное количество биогенов и является третьим главным фактором, влияющим на ее многолетнюю динамику.

Методом многомерного неметрического шкалирования (nMDS) прослежены сукцессионные смены орнитоценозов в гемибореальных лесах Восточного Верхневолжья. Сопоставлены данные о видовом составе и численности птиц эксплуатируемых, малонарушенных и заповедных лесов. Оценено влияние естественных и антропогенных нарушений разной интенсивности на обычные и редкие виды, а также устойчивость гемибореальных орнитоценозов в пространстве и во времени.

Впервые изучено население пауков в межгорных котловинах Юго-Восточного Алтая и Тувы с применением катенного подхода. Установлено, что оно весьма малочисленно и бедно в таксономическом отношении. На катенах Чуйской котловины преобладали субаридные виды, в то время как в Курайской котловине, расположенной в долине крупной р. Чуя, максимальную долю составили полизональные виды. В Туве наиболее засушливые условия катены на хр. Танну-Ола (Убсунурская котловина, западный сектор), обусловили преобладание субаридных фаунистических элементов, как и в Чуйской котловине. По той же причине эти две катены отличались самой большой долей представителей центральнопалеарктической фауны. На катенах у озер Хадын (Улуг-Хемская котловина) и Торе-Холь (Убсунурская котловина, восточный сектор), где аккумулятивные позиции отличались высокой влажностью, высока доля суббореальных гумидных видов. На катенах в Курайской степи и у оз. Хадын преобладали западнопалеарктические виды, а на катене у оз. Торе-Холь нет доминирования видов с каким-либо одним долготным типом ареала. Динамическая плотность пауков обычно была самой высокой на нижних позициях катен. В крайне засушливых условиях на всех позициях катен в Чуйской и Убсунурской (Танну-Ола) котловинах максимум динамической плотности отмечен на самых верхних позициях. В населении пауков горных котловин Юго-Восточного Алтая и Тувы наиболее многочисленны и разнообразны пауки-волки (Lycosidae) и гнафозиды (Gnaphosidae). В изолированных условиях отдельных котловин формируются специфичные фауны пауков. Сходны по структуре населения лишь транзитная и аккумулятивная позиции на катене в Курайской котловине.

Рассмотрены гигроскопические свойства коры хвойных древесных пород Сибири. Изотермы сорбции паров воды коры лиственницы сибирской Larix sibirica Ledeb., сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. и пихты сибирской Abies sibirica Ledeb. при изменении относительного давления пара от 0.10 до 0.80 при температуре (20.0 ± 1.5) °С совпадали. Поэтому для анализа сорбционных свойств системы кора-водяной пар в рамках моделей сорбции Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), Гугенгейма-Андерсена-де Бура (ГАБ), Френкеля-Холси-Хилла (ФХХ), Цимма-Лундберга (ЦЛ), Флори-Хаггинса (ФХ), теории объемного заполнения микропор (ТОЗМ) использовалась «обобщенная изотерма», аппроксимирующая экспериментальные данные. Рассчитаны наиболее важные характеристики гигроскопических свойств исследованных образцов: емкость монослоя сорбированной воды и удельная внутренняя поверхность ( u _m, и S _уд - по БЭТ и ГАБ); водосодержание и относительное давление паров воды, при которых в образцах коры начинается образование водных кластеров (по уравнению ЦЛ); фрактальная размерность «сорбционной поверхности» (по модели ФХХ); параметр взаимодействия сорбент-сорбат (ФХ); характеристическая энергия сорбции ( Е_с ) - по ТОЗМ. Из результатов применения прецизионных методов термического анализа - термогравиметрии (ТГ), дифференциальной термогравиметрии (ДТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) установлены фракционная картина термодесорбции связанной влаги и затраты энергии на ее удаление при нагреве с постоянной скоростью. Установленные величины u _m, S _уд свидетельствуют о различиях этих величин, получаемых в результате использования моделей БЭТ и ГАБ. Величина характеристической энергии сорбции Е _с (ТОЗМ) указывает на отсутствие или очень малые внутренние механические напряжения в коре. Из анализа скорости неизотермической сушки по четвертой производной контура ДТГ по температуре установлены различия в температурных диапазонах и интенсивности термодесорбции связанной влаги образцами коры лиственницы сибирской, сосны обыкновенной и пихты сибирской; теплота термодесорбции связанной влаги составила 38.1, 38.0 и 45.6 кДж/моль Н₂О соответственно.

В условиях интенсивного замещения естественных лесов культурами важно знать, как оно скажется на продуктивности лесов и на их способности смягчать последствия климатических изменений. Цель исследования состояла в том, чтобы установить: 1) как изменяется соотношение биомассы и объема стволов деревьев двухвойных сосен (подрод Pinus L.) естественного и искусственного происхождения в градиентах температуры и осадков на территории Евразии и 2) какой вклад в объяснение изменчивости биомассы ствола вносят таксационные показатели дерева (возраст, диаметр и объем ствола), происхождение древостоя (естественное или искусственное) и климатические факторы (температура и осадки). Для осуществления поставленной цели сформирована база эмпирических данных о биомассе стволов сосны в количестве 975 и 508 определений в естественных сосняках и лесных культурах соответственно. Установлены положительная связь биомассы стволов со средней температурой января в условиях достаточного увлажнения и ее отсутствие в сухих условиях. Положительная связь биомассы ствола с осадками, характерная для холодных регионов, по мере перехода к теплым исчезает. Биомасса равновеликих стволов в возрасте спелости в культурах на 15 % больше, чем в естественных древостоях, а в молодняках, напротив, меньше на 4 %. Вклад таксационных показателей, происхождения древостоев и климатических факторов в объяснение изменчивости биомассы ствола составил соответственно 72, 10 и 18 %. Полученные результаты, апробированные на других древесных видах, могут быть полезны при выборе древесных видов, наиболее толерантных к климатическим сдвигам.

К настоящему времени изучены различные аспекты формирования ельников в результате рубок мелколиственных древостоев с сохранением предварительной генерации ели Picea A. Dietr. Одним из слабоизученных остается вопрос развития и роста ели в связи с парцеллярной структурой насаждений после таких рубок. Цель работы - изучить формирование и рост ельников в парцеллярных структурах с одинаковой густотой ели после рубки березняка, но находящихся на разных стадиях возрастного развития. Исследования проведены в подзоне южной тайги (Рыбинский р-н Ярославской обл.) на Северной опытной станции Института лесоведения РАН. Объект исследований - насаждения 55-летнего возраста, формирующиеся после рубки березняка. Рубка проведена по технологии узких лент с сохранением предварительной генерации ели. В основу анализа положены данные 20-летних наблюдений на постоянных пробных площадях в двух группах парцелл: ель в стадии молодняка, ель в стадии жердняка. Густота ели в группах парцелл после рубки березы Betula L. равна 4.53 и 4.58 тыс. шт./га соответственно, а средний возраст 25 и 33 года. Реакция ели на рубку березы наблюдается уже в первые 10 лет. В рассматриваемых группах парцелл улучшается состояние ели, увеличивается прирост деревьев. В жердняке прирост увеличивается более интенсивно, чем в молодняке. Запас древесины верхнего яруса (деревья выше 4 м в год рубки) в первом возрастает почти на 30, во втором - на 100 м³. В жердняке производительность древостоя возрастает с V до IV класса бонитета. Во второе десятилетие в молодняке состояние популяции в результате усиления внутривидовой конкуренции ухудшается (доля нормальных деревьев уменьшается с 55 до 40 %). В жердняке наблюдается обратный процесс - доля нормальных деревьев увеличивается с 60 до 80 %. В этот период в молодняке прирост запаса древесины происходит более интенсивно, чем в жердняке. Однако запас древесины в ельнике, формирующемся из жердняка, через 20 лет после рубки составил почти 300 м³/га. В ельнике, формирующемся из молодняка, запас был почти в 3 раза меньше. Бонитет жердняка достиг III, молодняка - IV класса. При рубке березняков с сохранением подроста и тонкомера ели для скорейшего восстановления еловых древостоев к наиболее перспективным следует отнести березняки, под пологом которых предварительная генерация представлена жердняком ели 40-летнего возраста. Такие насаждения должны назначаться в рубку в первую очередь.

Исследовались лишайниково-зеленомошные сосновые леса, представленные сосной обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) III-IV классов возраста, в условиях различных режимов аэротехногенного загрязнения окружающей среды в центральной части Кольского полуострова. Установлено, что современные тенденции формирования вторичных сосновых лесов на вырубках и гарях в фоновых районах обусловлены естественными природными процессами и внутрипопуляционными взаимоотношениями. Аэротехногенное загрязнение SO₂ c примесью тяжелых металлов (Ni, Cu, Co и др.) является основной причиной повреждения, ослабления и разрушения сосновых лесов. Первый признак отклонения от нормы состояния сосны обыкновенной - дехромация хвои. Площадь пораженной поверхности хвоинок хлорозами и некрозами может достигать 75 % и более. В связи с преждевременным опадением поврежденной хвои ее продолжительность жизни на деревьях снижается до 2-3 лет в районе интенсивного загрязнения в сравнении с 6-7 годами в фоновых древостоях. Атмосферное загрязнение подавляет ростовые процессы у сосны обыкновенной: до 40-70 % прирост центральных побегов в высоту и на 30 % и более прирост по диаметру в сравнении с ненарушенными сообществами. Под воздействием поллютантов заметно ухудшается виталитетная структура средневозрастных сосняков лишайниково-зеленомошных. Наблюдаемое улучшение состояния сосновых лесов в районах промышленного атмосферного загрязнения на Кольском полуострове (снижение повреждаемости хвои и увеличение продолжительности ее жизни на деревьях, интенсификация ростовых процессов, улучшение жизненного состояния отдельных деревьев и древостоев) свидетельствуют о положительной реакции Pinus sylvestris на снижение аэротехногенной нагрузки.

На примере Волжского бассейна по материалам крупномасштабных ландшафтных съемок проведено прогнозное эмпирико-статистическое моделирование углеродного баланса бореальных и неморальных лесных биомов. Представлен один из типов прогнозных экологических моделей в рамках экспериментальной ландшафтной экологии. Описаны методы расчетов и картографирования объемов поглощения/эмиссии лесами парниковых газов при прогнозируемых изменениях климата. По глобальным климатическим моделям даны прогнозные оценки составляющих углеродного баланса лесных экосистем как целостных образований и их влияния на углеродный обмен земной поверхности с атмосферой. Для двух сценариев климатического прогноза: умеренного и экстремального, приведены количественные показатели адсорбции и эмиссии СО₂ в различных локальных и зонально-региональных условиях Восточно-Европейского субконтинента. Установлено, что бореальные лесные экосистемы осуществляют преимущественно накопительную регуляцию углеродного цикла, смягчающую потепление, а неморальные леса - регуляцию эмиссионную. Выявлено общее смягчающее воздействие лесного покрова Волжского бассейна на климатические изменения по мере усиления гидротермического сигнала. Показано, что процесс термоаридной трансформации лесных экосистем приводит к общему уменьшению накопления углерода в большинстве групп лесных формаций. Представлены карты содержания углерода и прогнозируемого углеродного баланса основных лесных формаций Волжского бассейна для умеренного сценария глобального потепления, допускаемого Парижским соглашением по изменению климата (2015 г.).

Ежегодно на территории Сибири возникают сотни лесных пожаров. В последние десятилетия наблюдается увеличение их числа и площади соответственно, возрастает объем пирогенных эмиссий. При горении выделяются газоаэрозольные эмиссии, объем которых определяется интенсивностью пожара и сгоревшими лесными горючими материалами. В работе приведены расчеты эмиссии парниковых газов при лесных пожарах в светлохвойных насаждениях Нижнего Приангарья за 2014-2019 гг. С использованием данных о количестве сгорающих при пожаре лесных горючих материалов рассчитана масса парниковых газов, выделяющихся во время пожаров в зависимости от их вида, типа леса и метеоусловий, влияющих на высыхание горючих материалов. Установлено, что при пожарах в светлохвойных насаждениях она составляет от 5.9 до 37.5 т/га в зависимости от вида пожара и типа леса. Ежегодно в светлохвойных насаждениях Нижнего Приангарья этот показатель варьирует от 160 до 5649 тыс. т, в среднем более 2300 тыс. т. Всего за рассматриваемый период по расчетным данным выделилось при лесных пожарах более 16 млн т парниковых газов, с преобладанием СО-СО₂. Выявлено, что неблагоприятные условия рассеивания эмиссий от лесных пожаров складываются в летние месяцы, характеризующиеся высокой повторяемостью штилей, приземных инверсий и радиационных туманов. Относительно благоприятные погодные условия при наличии факторов загрязнения по самоочищению атмосферы от пожарных эмиссий наблюдаются весной и осенью, когда регистрируется наибольшее количество ветреных дней.