Лесоведение

Оценка фитомассы как важнейшей характеристики лесных экосистем играет ключевую роль в мониторинге глобального углеродного цикла и оценке состояния лесов. Для того, чтобы вид достиг оптимальной продуктивности на уровне растения, должна быть обеспечена пропорциональность между функциями и фитомассой его компонентов. Теория оптимального распределения фитомасс предполагает, что растения адаптируют размеры своих органов не только к внешней среде, но и к физиологической деятельности различных тканей. Согласно названной теории установлено, что долевое участие компонента в общей фитомассе (т.е. относительная фитомасса компонента) не является постоянным: если в спелых насаждениях наибольшая доля фитомассы приходится на ствол, а наименьшая на ассимиляционный аппарат, то у сеянцев наибольшая доля фитомассы приходится не на ствол, а на ассимиляционные органы. С целью установления возраста, при котором происходит смена названных трендов, использована авторская база данных о фитомассе деревьев лесообразующих родов как совокупностей викарирующих видов Евразии. Разработаны модели изменения относительных фитомасс для четырех хвойных и четырех лиственных лесообразующих родов в связи с возрастом и величиной надземной фитомассы. Их вклады в объяснение изменчивости относительных фитомасс компонентов составили соответственно 57–60% и 40–43%. Установлено, что с возрастом положительная зависимость относительной фитомассы ствола от величины надземной фитомассы сменяется на отрицательную, а отрицательная зависимость относительной фитомассы ветвей сменяется на положительную. Отрицательная зависимость относительной массы хвои (листвы) от величины надземной фитомассы к возрасту спелости нивелируется. Установлены возрасты смены положительной или отрицательной зависимости относительной фитомассы компонентов от надземной фитомассы противоположной зависимостью в исследованном возрастном диапазоне. Однако возрасты смены трендов сильно варьируют у разных родов, и необходимы дальнейшие исследования как по уточнению возрастов названной смены, так и по выяснению причин столь существенного их варьирования. Полученные результаты показали, что относительные фитомассы компонентов изменяются с возрастом и величиной фитомассы в их взаимодействии, т.е. имеет место синергизм двух факторов.

В работе уделено внимание динамическим процессам, происходящим в коренных еловых фитоценозах, развивающихся на территории одного из крупных резерватов спонтанной темнохвойной тайги на Европейском Севере – Печоро-Илычского заповедника. Целью исследования явилась оценка динамики размерной структуры древостоев и подроста, а также изменения их жизненного состояния в естественно развивающихся еловых насаждениях зеленомошной и долгомошной группы типов леса в предгорьях Северного Урала (бассейн верхнего течения реки Печоры). Древостои ельников, смешанные по составу, сложные по строению, образуют циклично-разновозрастный тип структуры. Для среднетаежных коренных ельников на основе оценки неравенства в распределении древесных растений по их размерам проанализированы результаты многолетнего мониторинга строения древостоев и подроста на четырех постоянных пробных площадях. В насаждениях разных типов наблюдается схожая динамика дифференциации деревьев по объему ствола и подроста по высоте ствола. Отмечается значительное накопление мелких особей древесных растений с плавным равномерно затухающим характером распределения их численности в сторону увеличения их размеров. Под пологом древостоев идет непрерывный возобновительный процесс. По данным стационарных наблюдений за жизненностью и поврежденностью деревьев и подроста ельников, основанным на визуальной оценке состояния древесного растения по характеристике кроны, выявлено небольшое ослабление состояния как верхних древесных ярусов фитоценоза, так и нижних – подроста. Древостои ельников находятся на стадии начального ослабления состояния или являются ослабленными, подрост преимущественно здоровый.

Проведено изучение биологических свойств семян сосны сибирской (Pinus sibirica Du Tour). В работе использовали четыре фракции семян, отличающиеся по степени крупности: фракцию крупных семян (длина 11–14 мм), фракцию средних семян (длина 9–10 мм), фракцию мелких семян (длина 7–8 мм) и фракцию очень мелких семян (длина <6 мм). Изучение качества семян по данным рентгенографии и гистохимического анализа показало, что по размеру семян можно судить об их дефектности. Фракции мелких и очень мелких семян сосны сибирской оказались полностью стерильными, большая часть семян крупной и средней фракции – жизнеспособными. Цитоэмбриологические исследования показали, что у деревьев, формирующих пустые и недоразвитые семена (фракции средних и крупных семян), наблюдаются нарушения в развитии эмбриологических структур. Эти нарушения проходят на стадии гаметофитогенеза и развития архегониев. У деревьев с крупными семенами гаметогенез идет без отклонений, в семяпочках формируется четыре архегония, и образуются полиэмбриональные семена (до 16 эмбрионов в зародышевом канале). У деревьев сосны сибирской с однолетним репродуктивным циклом размер семян варьирует от очень мелких до крупных. У этих деревьев развитие женского гаметофита завершается и образуются архегонии. Однако в семяпочках деревьев с однолетним репродуктивным циклом оплодотворение яйцеклеток не происходит, и образуются семена без зародыша. За период стратификации (четыре месяца) у большинства семян средней и крупной фракции внутрисеменной рост зародыша полностью завершается. В культуре in vitro на среде MS c низкой концентрацией гормонов рост зародышевой оси осуществляется за семь дней культивирования. Зародыши успешно прорастают. Таким образом, на основании опытов по культивированию зародышей сосны сибирской можно сделать вывод о наличии у семян данного вида органического (морфофизиологического) покоя. При создании оптимальных условий для прорастания (питательного субстрата, температуры 24 ± 1°C) семена сосны сибирской способны прорастать.

В статье представлено видовое и структурное разнообразие хвойно-широколиственных лесов р. Пшехи – крупнейшего притока р. Кубани. Выделено и описано 7 основных типов леса: пихто-буковый папоротниково-разнотравный, пихто-грабовый ожино-разнотравный, осино-грабовый жимолостно-мелкотравный, грабово-черноольховый нитрофильно-высокотравный, грабово-дубовый рододендро-ожиновый, грабово-буковый ожино-разнотравный и грабовый жимолостно-ожиновый. Состав флоры лесов р. Пшехи насчитывает 270 видов, из них – 221 вид сосудистых растений и 49 видов мхов. Флористическое разнообразие хвойно-широколиственных лесов р. Пшехи находится в обратной зависимости от сомкнутости крон древостоя и доли бука восточного (Fagus orientalis). Наибольшая видовая насыщенность отмечена в грабово-черноольховом нитрофильно-высокотравном типе леса, наименьшая – в пихто-буковом папоротниково-разнотравном типе. Эколого-ценотическая структура хвойно-широколиственных типов леса р. Пшехи зависит от высоты над ур. м., определяющего показатели среднегодового количества осадков и среднегодовой температуры – с понижением высоты над ур. м. доля бореальных видов в составе флоры уменьшается, а доля неморальных и лугово-опушечных видов увеличивается. В хвойно-широколиственных лесах р. Пшехи выявлено 11 видов дождевых червей, принадлежащих к четырем морфо-экологическим группам: подстилочным, почвенно-подстилочным, собственно почвенным и норным. В лесах с высоким качеством опада (с преобладанием граба) наибольший вклад в биомассу вносят группы подстилочных (до 41%) и почвенно-подстилочных (до 45%) дождевых червей. В лесах с низким качеством опада (пихты и бука) высока доля собственно почвенных дождевых червей (до 66%). Норные черви в большей степени приурочены к лесам на увлажненных почвах. Во всех типах леса большой вклад в биомассу и численность вносят крымско-кавказские эндемики: полиморфный вид D. schmidti, норный D. mariupolienis, а также средиземноморские виды: подстилочный D. attemsi (часто населяет валеж дуба и граба) и собственно почвенный A. jassyensis. Космополитные виды (D. r. tenuis, D. octaedra) многочисленны среди группы подстилочных червей и часто населяют валеж хвойных видов деревьев.

Проекты, направленные на достижение углеродной нейтральности, будут все в большей степени определять направление развития мировой экономики. Их реализация вызовет не только увеличение стоимости энергоснабжения, но и приведет к дополнительной добыче природных ископаемых и к росту спроса на электроэнергию. В этих условиях Российской Федерации следует скорректировать вектор своего развития и использовать природные ресурсы с учетом накопленного опыта решения сложных задач на основе системного подхода. Переход от фрагментарного подхода к комплексному использованию секвестрационной возможности лесоразведения и лесовосстановления является путем сохранения структурной устойчивости отечественной экономики. Показано, что результатом лесовосстановления и лесоразведения на территориях, эквивалентных занятым водохранилищами каскада Волжско-Камских ГЭС, станет увеличение поглощения углекислого газа по сравнению со снижением выбросов при замещении генерации газовых тепловых электростанций на гидроэнергию. Приведены численные оценки увеличения поглощения СО₂ при лесовосстановлении на территории древнего озера, находившегося в значительной части Молого-Шекснинской низины в конце ледникового периода, при изменении уровня Рыбинского водохранилища.

Актуальность темы обусловлена ростом городских агломераций, в результате чего возникает проблема сохранения природных объектов, выполняющих важные природоохранные, эстетические, рекреационные функции. Одним из таких объектов является парк “Северный лес”, созданный в 2014 г., территория которого послужила для проведения исследования. Парк расположен в Коминтерновском районе Воронежа, его площадь составляет 51.57 га. “Северный лес” имеет статус природного парка, его территории (акватории) включают в себя природные комплексы и объекты, имеющие значительную экологическую и эстетическую ценность и предназначенные для использования в природоохранных, просветительских и рекреационных целях. Основной целью исследования являлось определение рекреационной ценности парка. В работе проведена рекреационная и санитарно-гигиеническая оценки, определены стадии дигрессии, классы устойчивости насаждений. Приводится описание древесно-кустарниковой растительности с определением ее категории состояния. На основе выполненной комплексной оценки объекта было разработано функциональное зонирование, позволяющее выявить проблемы территории, раскрыть ее потенциал, осуществить основные преобразования. Рекомендован ассортимент растений для озеленения парка с учетом возрастной и сезонной изменчивости, декоративности, устойчивости к данным условиям и антропогенным нагрузкам.

Лишайники и другие наземные фотосинтезирующие одноклеточные организмы планеты потребляют почти 14.3 млрд тонн атмосферного CO₂. В связи с изменением климата такие важные компоненты лесного напочвенного покрова, как лишайники, очень уязвимы. В данном исследовании оценивается фотосинтетическая активность широко распространенных лишайников путем измерения показателей чистого фотосинтеза, темнового дыхания и быстрой флуоресценции. Таким образом, криптогамы сосновых лесов Центральной Сибири в районе обсерватории Зотинская высокая башня (ZOTTO) характеризуются как высокоактивные. Cladonia stellaris (Opiz.) Brodo и Cladonia rangiferina (L.) являются основными представителями видов напочвенного покрова. Целью данного исследования было определение фотосинтетической активности у доминирующих видов напочвенных лишайников в течение вегетационного периода. Выявлена сезонная динамика фотосинтеза, причем самые низкие значения наблюдаются в июне, а самые высокие – в августе. Темновое дыхание достигает максимума в июне и является самым низким в сентябре. Значения флуоресценции находятся в диапазоне 6.7 ± 0.3. Исследуемые виды, произрастающие на подзолистых почвах в сосновых лесах, демонстрируют быструю кинетическую активацию.