Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2015 номер 5

Лесная пирология зародилась в недрах лесоводства в конце XIX в. Ее основоположником в России является академик И. С. Мелехов. Он определил лесную пирологию как науку о природе лесных пожаров, их последствиях, методах борьбы с ними и их позитивной роли. Выйдя из недр лесоводства, лесная пирология оформилась в самостоятельную науку, которая развивается как теория и практика охраны лесов. Выделение ее в отдельную отрасль знания произошло в результате многочисленных исследований, обнаруживших, что лесные пожары являются важнейшим условием лесообразования, а также эколого-эволюционным фактором, имеющим планетарное значение. Формирование лесов, размещение их по территории, состояние, продуктивность во многом определяются пожарами. В статье дан исторический обзор основных этапов, пройденных лесной пирологией в России от зарождения до дальнейшего становления и развития, и выделено пять временных периодов с указанием конкретных сроков. Представлена общая картина состояния науки о лесных пожарах в России. Отмечено, что с организацией в 1959 г. в составе Института леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР лаборатории лесной пирологии наука о лесных пожарах получила академическое признание, а лесопирологические исследования в Сибири приняли системный, целенаправленный характер. Показаны вклад российских ученых в разработку проблемы лесных пожаров и их достижения, получившие международную известность.

Обсуждается планетарная роль лесов России в формировании биоразнообразия растительного покрова, поддержании ресурсного, экологического потенциала и благоприятных для человека условий среды. Представлены история и методологическая основа мониторинга биоразнообразия бореальных лесов России на основе дистанционных и наземных данных. Она базируется на концептуальном подходе к изучению биоразнообразия с учетом пространственно-временной динамики лесообразовательного процесса и современного состояния лесов. Показано своеобразие современной оценки состояния лесного покрова с использованием данных дистанционного зондирования, которые рассматриваются в качестве важнейшей компоненты информационного обеспечения региональной естественной и антропогенной динамики лесов. Применение современных количественных методов ГИС-технологий на основе анализа спутниковых данных и цифровой модели рельефа (ЦМР) для установления пространственных и временных связей между ценотическим разнообразием и факторами внешней среды позволяет на новой основе подойти к изучению особенностей многомерной пространственной дифференциации лесного покрова. Интерполяция локальных измерений, полученных в процессе наземных исследований, на верхние масштабные уровни с использованием данных спектрозональной космической съемки и количественных методов ее обработки дают возможность сохранить важную информацию о структуре и свойствах растительности. Представлены примеры инвентаризации типологического разнообразия лесов на федеральном, региональном и локальном уровнях. Разработана система индикаторов, направленная на практическое применение в практике лесного хозяйства и природоохранной деятельности на региональном уровне, позволяющая выявить качественные изменения лесного покрова под влиянием климатических и антропогенных воздействий и выработать оптимальные меры по сохранению необходимого уровня биоразнообразия лесов территории.

По данным, заимствованным из базы «Биодат», по ареалам 536 видов древесных растений с помощью кластерного анализа выполнено районирование Северной Евразии. Выделено три региона, которые разделены на подобласти, провинции и округа. Граница между Юго-Западным и Северо-Восточным регионами проходит диагонально с северо-запада на юго-восток от Финского залива Балтийского моря до Алтая. Это обусловлено незавершенным послеледниковым восстановлением ареалов широколиственных древесных пород и современными различиями в гидротермическом режиме. Показано значительное сходство этой границы с проведенной в результате аналогичного анализа ареалов наземных позвоночных. Последняя проходит севернее - от Кольского п-ова до оз. Байкал. Оценки связи изменчивости сообществ с отдельными факторами среды сходны, но обычно по наземным позвоночным они несколько выше. Это подтверждают оценки связи с региональностью, которые меньше отличаются по фауне, чем по флоре. Объяснение неоднородности совокупности древесных растений сочетаниями факторов среды (природными режимами), напротив, несколько полнее, чем по наземным позвоночным, хотя итоговые оценки по обобщенным представлениям примерно одинаковы.

В полевых условиях имитировали влияние засухи на 8-9-летние саженцы сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. путем изоляции их от атмосферных осадков. Сопоставляли биохимические изменения, характерные для водного стресса, со структурными изменениями годичного кольца древесины. Анализировали образцы хвои текущего и прошлого годов, прикамбиальные слои ксилемы и флоэмы текущего года и камбий стволов и корней. В хвое определяли содержание хлорофиллов a и b и каротиноидов, а в тканях ксилемы, флоэмы и камбия - пероксида водорода, малонового диальдегида (МДА) и активность ферментов, обеспечивающих антиоксидантную защиту: супероксиддисмутазы (СОД), пероксидазы, глутатионредуктазы, а также содержание сахаров и крахмала. Выявлено, что засуха снижает массу хвоинок, содержание хлорофилла и ширину годичного кольца древесины. В условиях умеренной засухи в камбиальной зоне развивается окислительный стресс и активизируется система защиты от свободных радикалов, что проявляется в высокой активности СОД и накоплении пероксида водорода из-за пониженной активности пероксидазы. В результате ингибировались процессы деления в камбиальной зоне и роста клеток растяжением, что привело к уменьшению ширины годичного кольца вследствие уменьшения числа и размеров трахеид. Установлено, что снижение прироста не связано с недостатком углеводов для процесса ксилогенеза. Водный дефицит повышает концентрацию в тканях низкомолекулярных углеводов, которые лишь частично используются на утолщение клеточной стенки трахеид из-за торможения процессов деления и растяжения камбиальных производных. В результате образуются аномальные трахеиды с уменьшенными размерами клеток и люменов и утолщенными клеточными стенками. Излишки растворимых углеводов откладываются в запас во флоэме корней в виде крахмала. Депонирующая функция флоэмы корней усиливается в условиях водного дефицита.

Рассмотрены особенности изменения почвенного покрова и некоторых морфологических и физико-химических свойств подзолистых суглинистых почв после сплошнолесосечных рубок еловых лесов. Показано, что в биоклиматических условиях средней тайги вырубка ельников черничных, занимающих относительно дренированные территории, приводит к временному поверхностному переувлажнению подзолистых текстурно-дифференцированных почв, не сопровождающемуся их переходом в другой тип. Почвенный покров производных лиственно-хвойных насаждений, формирующихся на участках сплошнолесосечных рубок, характеризуется мелкоконтурностью и сочетанием основных подтипов подзолистых почв, характерных для ненарушенных еловых лесов. Усиление поверхностного гидроморфизма на вырубках обусловливает формирование сложных подтипов подзолистых текстурно-дифференцированных почв (подзолистых поверхностно-глееватых с микропрофилем подзола) и возрастание их доли (до 35-38 %) в структуре почвенного покрова. Временное переувлажнение почв на первых стадиях (5-10 лет) послерубочной самовосстановительной сукцессии растительности обусловливает поверхностное оглеение почв, активизацию выноса и сегрегации соединений железа, возрастание миграционной активности гумусовых веществ. Уменьшение содержания и запасов общего азота в органогенных горизонтах маркирует процессы антропогенной трансформации подзолистых почв на этом этапе. На поздних стадиях (30-40 лет) восстановления через смену пород древесного яруса на вырубках в подзолистых текстурно-дифференцированных почвах сохраняются остаточные явления ранее прошедших этапов переувлажнения, отмечается возрастание плотности лесных подстилок, снижение в них кислотности, мощности и массовой доли органического углерода по сравнению с подзолистыми почвами коренного елового насаждения. В верхних минеральных горизонтах почв производных лиственно-хвойных насаждений, характеризующих различные стадии послерубочной сукцессии растительности, отмечено возрастание по сравнению с почвами ненарушенного елового леса содержания валовых форм соединений железа, его подвижных (оксалатрастворимых) компонентов, Fe-Mn конкреций.

Проведено сравнительное исследование числа хромосом и хромосомных перестроек в популяциях ели обыкновенной Picea abies (L.) H. Karst., произрастающих на южной границе видового ареала на территории государственных лесных хозяйств «Гърмен», «Елешница», «Якоруда», «Добриниште» в Рило-Родопском горном районе (Болгария) и охраняющихся в соответствии с Бернской конвенцией и Директивой 92/43ЕС о местообитаниях. Выявлено, что диплоидный набор семенного потомства исследованных популяций P. abies включает 24 хромосомы (2 n = 2 x = 24). В отдельных проростках семян всех исследованных популяций P. abies выявлена миксоплоидия (2 n = 24, 36; 2 n = 24, 48; 2 n = 24, 36, 48). В метафазных клетках проростков P. abies из лесхозов «Гърмен» и «Елешница» содержатся добавочные, или В-хромосомы, при этом наблюдается изменчивость их числа и встречаемости. В клетках проростков P. abies из лесхозов «Якоруда» и «Добриниште» В-хромосомы не найдены. У P. abies из лесхозов «Гърмен», «Елешница», «Добриниште» выявлены хромосомные перестройки, представленные фрагментами и кольцевыми хромосомами. Вероятно, наличие миксоплоидов, В-хромосом и хромосомных перестроек в популяциях P. abies из Рило-Родопского горного района связано с адаптацией деревьев к экстремальным условиям произрастания, а также с тем, что леса в исследованном регионе в настоящее время находятся в зоне повышенной естественной радиоактивности, а в прошлом подвергались значительному антропогенному воздействию уранодобывающей промышленности.

Представлены сведения о лесных подстилках кедрово-широколиственных лесов юга Приморского края. Объект исследования - участки насаждений с доминированием сосны кедровой корейской в возрасте 50, 80, 130 и 200 лет. Показана динамика запаса постилки в кедровниках разного возраста по результатам измерений за период с апреля по ноябрь 2014 г. В исследуемых насаждениях ее запас колеблется в пределах 9.7-20.1 т/га. Наибольшее значение запаса подстилки зафиксировано в 200-летнем кедровнике. Относительно высокие мощность и запас подстилки свойственны молодому кедровнику, что можно объяснить меньшей скоростью изменения свойств подстилки на фоне динамики таксационных показателей древостоя. Различия между запасами подстилок в 200-летнем и в остальных кедровниках являются статистически значимыми при p = 0.05. Зависимости мощности подстилки от возраста насаждения не выявлено. Подстилочно-опадный коэффициент колеблется в пределах 2.55-10.60, в среднем составляя 3.41, что говорит о высокой скорости разложения опада. Наибольшее значение подстилочно-опадного коэффициента имеет старовозрастной кедровник. Представлены сезонные колебания влажности подстилки на выбранных участках; ранги участков по объемной влажности в течение сезона остаются неизменными. Объемная влажность лесной подстилки с увеличением возраста насаждения повышается. Для площади кедровников (6835 га) лесного участка Приморской государственной сельскохозяйственной академии (ПГСХА) проведен расчет запаса углерода пула подстилки, который составил 38.7 тыс. т. Системой региональной оценки бюджета углерода лесов (РОБУЛ) эта величина оценивается в 24.3 тыс. т. Полученные в ходе работы значения запасов лесных подстилок в кедровниках разного возраста можно использовать для корректировки коэффициентов РОБУЛ для лесных насаждений южной части Приморского края.

Для решения различных исследовательских задач представляют интерес исходные фактические данные оценки фитомассы лесных насаждений с характеристикой морфометрических параметров деревьев, однако очень часто наиважнейшая исходная информация хранится в архивах исследователей или организаций, не публикуется, поэтому недоступна. В настоящем сообщении приводятся фактические данные о морфометрических параметрах и надземной фитомассе деревьев лиственницы сибирской Larix sibirica Ledeb., полученные на координатных пробных площадях, заложенных в Восточном Хэнтэе (Северная Монголия). Морфометрические параметры и фитомасса деревьев рассматриваются как основные характеристики, определяющие ход процессов в лесных экосистемах и используемые в целях экологического мониторинга, устойчивого ведения лесного хозяйства, моделирования продуктивности с учетом глобальных изменений, структуры и биоразнообразия лесного покрова, оценки углерододепонирующей емкости лесов. Изучение морфоструктуры и фитомассы деревьев представляется необходимым потому, что различные структурные параметры и фракции имеют разные содержание элементов питания и вклад в годичную продукцию лесных насаждений. На основании полученных биометрических характеристик рассчитаны аллометрические уравнения связи морфометрических и продукционных показателей деревьев лиственницы, которые могут найти применение при экологическом моделировании, проведении лесоинвентаризационных работ и лесотаксационном дешифрировании аэрокосмических снимков в Северной Монголии.