№ 3 (2023)

В условиях изменяющегося климата возрастает биосферная роль лесного покрова и актуальность исследований углерододепонирующей способности мировых лесов. Эти исследования содержат оценку биологической продуктивности деревьев и древостоев, включающей не только фитомассу, но и базисную плотность (БП) древесины и коры стволов. В нашем исследовании разработаны аллометрические модели БП древесины и коры деревьев 9 лесообразующих древесных видов Северной Евразии, имеющие такие независимые переменные, как возраст дерева, диаметр ствола, а также среднюю температуру января и среднегодовые осадки. Применена структура модели смешанного типа, в которой принадлежность исходных данных к каждому из древесных видов кодируется набором фиктивных переменных. На основе принципа пространственно-временного замещения полученные закономерности изменения БП в пространственных климатических градиентах использованы для прогноза их изменения в темпоральных градиентах. Подтверждено действие закона лимитирующего фактора Либиха при прогнозировании БП в пространственных и темпоральных климатических градиентах. Выявленные закономерности изменения БП древесины и коры деревьев в градиентах температур и осадков полностью повторяют ранее установленные закономерности изменения фитомассы и чистой первичной продукции деревьев и древостоев Евразии в тех же градиентах. Это означает, что климатическая обусловленность биологической продуктивности имеет общий характер как для количественных, так и для квалиметрических показателей деревьев и древостоев.

Обсуждаются проблемы перехода сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из состояния устойчивого к неустойчивому равновесию, смены равновесной популяции на неравновесную в результате потепления климата. Цель исследований – изучить состояние генеративной сферы южной и центральной лесостепных популяций сосны обыкновенной; по признаку полнозернистости оценить их жизненное состояние в 2020 г. по сравнению с 2016 – годом дестабилизации сосновых лесов, а также относительно состояния степной популяции в урожайном 2017 г. Объектами исследования служили центральная и южная лесостепные популяции сосны, произрастающие на экологически благоприятной территории Воронежской и Белгородской областей. В 2015 г. зафиксирован переход их из равновесия в слабо неравновесную систему. Уровень полнозернистости ступинской и белгородской популяций снизился соответственно на 25.6 и 24.6%, число семян – на 37.7 и 22.4%, уровень смертности семяпочек повысился в 3.9 и 4.0 раза. Сравнение показателей семенной продуктивности в 2013, 2016 и 2020 гг. показало, что в настоящее время оба насаждения представляют равновесные системы. Центральная популяция вернулась к региональной норме (устойчивого равновесия), южная находится в состоянии неустойчивого равновесия. Дисперсионный анализ выявил существенное (57.8%) влияние фактора “ГТК” на генеративную сферу белгородской популяции по признаку полнозернистости. В последнее десятилетие число оптимальных лет в ЦЧР уменьшилось с 7–8/10 лет до 5. Для возвращения сосновых лесов в равновесие требуется 3 оптимальных года. Высокие темпы потепления климата могут повлечь за собой нарушение равновесия и повторную дестабилизацию. Дальнейшее сокращение числа оптимальных лет делает почти невозможным возвращение сосновых лесов к региональной норме.

Приведены данные по влиянию колоний серой цапли (Ardea cinerea L., 1758) на динамику параметров годичного кольца деревьев в сосняках искусственного происхождения. Показано, что начало колонизации насаждений серой цаплей можно довольно точно установить при анализе динамики параметров годичных колец деревьев, особенно ширины их позднего слоя и оптической плотности древесины (значения первого из этих параметров в контрольном насаждении ниже, а второго выше). Колонии серой цапли начинают появляться в сосняках уже с 10–12-летнего возраста, когда высота деревьев достигает 5–6 м, а диаметр ствола на высоте 1.3 м от поверхности почвы – всего 7–8 см. В первые 15–20 лет они оказывают положительное влияние на годичный прирост деревьев, особенно на ширину позднего слоя древесины и толщину клеточных стенок, но затем картина меняется на противоположную. Общее время пребывания колоний цапли на одном месте составляет около 35–40 лет, после чего они переселяются на новые места в связи с расстройством или же полной гибелью насаждений. Для снижения вероятности появления колоний серой цапли, которые во многих случаях оказывают отрицательное влияние на состояние лесных биогеоценозов, необходимо отказаться от создания вблизи водоемов чистых сосняков, отдавая предпочтение еловым, березовым, тополевым или же липово-дубовым насаждениям.

Изучались торфянистые подстилки мохово-древесного состава в насаждениях березы пушистой (Betula pubescens Ehrh.) травяно-мшистых групп типов леса в северной части междуречья Оби и Томи (географические координаты 56°23′186″ с.ш., 084°32′519″ в.д.). Подстилки характеризуются слабой насыщенностью основаниями – 35.6%, кислой реакцией среды – \({\text{p}}{{{\text{H}}}_{{{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}}}}\) 4.0, зольностью – 8.9%. Среднее содержание макро- и микроэлементов образует следующий нисходящий ряд, мг/кг: Сa₅₁₀₅ > > Fe₄₂₀₁ > Al₃₆₁₄ > K₉₈₆ > Mg₈₉₃ > Mn₄₆₈ > Sr₂₃₀ > Na₁₅₃ > Zn₅₁ >Pb₁₃ > Cu_6.8 > Ni₅ > Cr_4.6 > Co_2.9 > Cd_0.2. Согласно факторному анализу, состав минеральной компоненты подстилок в процессе деструкции растительных остатков на 57% определяется изменчивостью содержания тяжёлых металлов, на 37% – щелочных, щелочноземельных, Zn, Cd. Методом древовидной кластеризации морфометрические фракции растительных фрагментов (дериваты) организовались следующим образом: >10 мм, [(10–5) + + (5–3) + (3–2) + (2–1)] и [(1–0.5) + (0.5–0.25) + <0.25] мм. Дискриминантный анализ показал 100% попадание в соответствующую группу. Наибольший вклад в предсказание вносят Al и Са. По мере распада растительных фрагментов тяжелые металлы и алюминий последовательно накапливаются, щелочные и щелочноземельные металлы вымываются и наиболее активно – на стадии ферментации. Распределение минеральных компонентов в дериватах подстилок согласуется с их гумусным состоянием. В мелких морфометрических фракциях по сравнению с крупными фрагментами расширяется отношение (∑ГК + ∑ФК)/полисахариды, сужается величина С/N, накапливаются гуминовые и фульвокислоты главным образом 1-й фракции. Торфянистые подстилки характеризуются средним, умеренно опасным уровнем загрязнения: суммарный показатель загрязнения (Zc) – 18. В составе токсикантов доминируют Pb, Zn – химические элементы I класса опасности.

Опасность массовых размножений стволовых вредителей в Ленинградской области и Республике Карелии возрастает. Однако данные по состоянию их популяций на северо-западе европейской части России немногочисленны и весьма разнородны. Они включают материалы статей и обзоров санитарного и лесопатологического состояния, которые, в свою очередь, основываются на совершенно разных методических подходах к получению информации. Обобщение и анализ данных по увеличению численности стволовых вредителей, представляющих опасность для хвойных древостоев северо-запада европейской части России, с учетом материалов научных отчетов и лесопатологического мониторинга – актуальная задача данной работы. Наибольшую опасность для еловых древостоев представляет короед-типограф Ips typographus (Linnaeus, 1758), формирующий масштабные очаги массового размножения. Основные факторы, обуславливающие начало формирования очагов размножения, – погодные условия (ураганные ветры и образование ветровалов, увеличение температуры в течение вегетационного сезона и недостаток осадков). В конце XX–начале XXI в. частоты вспышек массовых размножений стволовых вредителей, в особенности короеда-типографа, в Ленинградской области увеличились. Начиная со второй половины XX в., отмечаются вспышки размножения в Республике Карелии. В Мурманской области стволовые вредители не оказывают заметного влияния на состояние древостоев. Эти тенденции соответствуют тренду увеличения температуры в Ленинградской области и Карелии и несущественному изменению температуры в Мурманской области. Дополнительное питание сосновых лубоедов и черных усачей в случаях их массового размножения – недооцененный фактор ослабления древостоев, который существенно влияет на прирост и состояние окружающих насаждений. Появление инвазивных видов, таких как союзный короед Ips amitinus (Eichhoff, 1872) (Curculionidae: Coleoptera), представляет потенциальную опасность, однако в настоящее время в сосновых и еловых лесах на севере европейской части России этот вид не проявляет существенной активности.

В статье приведен анализ исторических данных по организации и состоянию геоэкологических исследований в горных лесах России и Северного Кавказа. На примере регионального мониторинга горных лесных экосистем показана организация многоцелевого природопользования в пределах горных водосборных бассейнов. По результатам экспериментального материала, полученного многолетним мониторингом на комплексных лесогидрологических стационарах с постановкой активных экспериментов, даны рекомендации по лесопользованию в горах. Показан пример получения информации экспедиционными методами, а также компьютерное моделирование лесохозяйственного освоения в условиях горных регионов. Предложены научные принципы и экологические основы ведения хозяйства в лесах горных регионов страны.