Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2015 номер 6

На базе эколого-географических исследований в лесах России и теории петропсаммофитности-пирофитности сосны обыкновенной (Санников С. Н., 1983) обоснована концепция адаптации ее популяций к естественному возобновлению на открытых местообитаниях с мозаично сохранившимся древостоем и минерализованной поверхностью почвы. В качестве основного принципа организации системы «рубка-возобновление» в равнинных сосновых лесах лесной зоны избраны и разработаны способы сплошнолесосечных рубок с инсеминацией от стен леса и семенных куртин и достаточной подготовкой почвы под самосев сосны. Высокая возобновительная эффективность этой системы с применением оригинального агрегата для оптимальной минерализации почвенного субстрата (с одновременным рыхлением) экспериментально показана на примере преобладающих типов сосновых лесов подзоны предлесостепи Западной Сибири. Обоснованы лесоводственно-экологические и репродуктивно-генетические преимущества оставления семенных куртин вместо отдельных семенных деревьев. С помощью методов имитационного математического моделирования плотности самосева сосны в зависимости от площади и размещения семенных куртин, стен леса и степени минерализации субстрата определены базовые параметры системы «рубка-возобновление», гарантирующие успешность последующего возобновления сосны в подзоне предлесостепи. По ранее изученным параметрам структуры и возобновления ценопопуляций сосны в других подзонах разработана зонально дифференцированная система рубок и мер оптимизации возобновления в климатически замещающих типах сосновых лесов Западной Сибири на эколого-геногеографической основе. Ее принципы в лесной зоне сводятся к сплошным чересполосным рубкам с инсеминацией вырубок от семенных куртин и стен леса, а в лесостепи - к котловинным рубкам с обсеменением и затенением вырубок от окружающих стен леса (в обеих зонах с необходимой минерализацией и рыхлением поверхности почвы). Подходы и методы предлагаемой системы «рубка-возобновление» рекомендованы для равнинных сосновых и лиственнично-сосновых лесов Западной Сибири и географически замещающих типов леса других регионов.

С помощью методов термогравиметрии — термогравиметрической кривой (ТГ) и дифференциальной термогравиметрической кривой (ДТГ), или кривой скорости изменения массы исследуемого образца, и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) исследована термодеструкция древесины основных лесообразующих пород Сибири: лиственницы сибирской Larix sibirica Ledeb., сосны обыкновенной Pinus sylvestris L., ели сибирской Picea obovata Ledeb., пихты сибирской Abies sibirica Ledeb., сосны кедровой Pinus sibirica Du Tour., березы повислой Betula pendula Roth. и осины обыкновенной Populus tremula L. Термический анализ образцов древесины осуществлялся в окислительной (воздух) и инертной (аргон) атмосфере. Для каждой породы установлены стадии термического разложения древесинного вещества в условиях программируемого нагрева до 700 °С со скоростями 10, 20 и 40 °С ⋅ мин^-1 (ТГ/ДТГ) и до 590 °С со скоростями 10 и 40 °С ⋅ мин^-1 (ДСК), их температурные интервалы, убыль массы, скорость потери массы, температура максимумов на кривых ДТГ/ДСК; определены тепловые эффекты испарения связанной влаги и процесса термического разложения древесинного вещества. Результаты термогравиметрических измерений проанализированы в рамках кинетических моделей Бройдо и Озавы-Флинна-Уолла. На основе анализа величин энергии активации на отдельных стадиях термического разложения и зависимостей энергии активации от степени конверсии древесинного вещества разных пород, а также из сравнения убыли массы на соответствующих стадиях термодеструкции, тепловых эффектов, остаточной массы и других параметров ТГ/ДТГ, ДСК охарактеризована древесина лесообразующих пород Средней Сибири. Изложенный в работе материал представляет, по нашему мнению, интерес для широкого круга исследователей и технологов: лесных пирологов, древесиноведов, занимающихся термическим модифицированием древесины (в настоящее время интенсивно развивающееся направление в техническом древесиноведении), лесохимиков, разрабатывающих и/или совершенствующих технологии пиролиза древесины, производителей топливных брикетов и пеллет из древесных отходов лесопиления и т. п.

Исследование современного облика лесов на любой территории должно базироваться на детальном изучении истории ее природопользования. Особенно важно учитывать исторические факторы при изучении лесных экосистем особо охраняемых природных территорий, поскольку их часто рассматривают как эталонные. В статье на основе визуального дешифрирования космических снимков высокого разрешения и анализа архивных материалов описана история пожаров предгорного участка Печоро-Илычского заповедника. Такой метод позволил реконструировать лесные пожары давностью до 150 лет. Выявлено 89 гарей общей площадью 78 892 га, что составляет 11 % площади предгорного участка. Распределены они крайне неравномерно: 76 % их площади расположено в бассейне р. Илыч, остальные - в бассейне р. Печоры. Гари сгруппировали по четырем временны́м периодам, в которые их площади в бассейнах обеих рек сильно различались: наибольшие площади лесов в бассейне р. Илыч были повреждены еще до образования заповедника, в то время как в бассейне р. Печоры - в первое десятилетие после его образования. Точные годы возникновения гарей XX в. установлены только для 20 из 73. Не для всех пожаров выяснены причины возникновения. Известные антропогенные пожары приурочены к населенным пунктам и сплавным рекам и характеризуются катастрофическими размерами (тысячи и десятки тысяч гектаров), естественные пожары приурочены к удаленным водораздельным пространствам, они значительно меньших размеров (десятки и сотни гектаров).

Приведены результаты исследований аккумуляции органического вещества в древесных растениях постветровальных сообществ южно-таежного ельника зеленомошного и среднетаежного сосняка лишайникового. На ветровале четырехлетней давности фитомасса оставшихся деревьев в древесном ярусе ельника зеленомошного составляет 51.8 т · га^-1, что в 3.5 раза меньше, чем в ненарушенных ельниках. В постветровальном сосняке лишайниковом в древесном ярусе сконцентрировано 7.5 т · га^-1, что в 15 раз меньше, чем в ненарушенных сосняках. В древесных растениях подроста постветровального ельника зеленомошного сосредоточено 2.8, сосняка лишайникового — 0.9 т · га^-1 фитомассы. Определили количество деревьев, запасы древесины и органического вещества в крупных древесных остатках (КДО), включающих сухостой и валеж с учетом стадии гниения. Большая часть массы (77−99 %) КДО сосредоточена в отмерших деревьях на второй стадии деструкции. После ветровала снижение конкуренции между растениями за свет и элементы минерального питания положительно влияет на накопление органического вещества древесными растениями. Более высокие темпы роста деревьев ели (2.03−2.17 мм) и пихты (3.98−4.07 мм) по диаметру наблюдались в 2009−2010 гг. в ельнике зеленомошном после ветровала. Влияние ветровала на подрост ели и пихты в ельнике зеленомошном проявляется в увеличении их радиального прироста в 2 раза и в 7.7 раза подроста сосны в сосняке лишайниковом по сравнению с ненарушенными сообществами. Интенсивность роста подроста ели и пихты по высоте в постветровальном южно-таежном лиственно-хвойном насаждении возросла в 2.2−2.6 раза и составила 15−19 см · год^-1. Прирост подроста сосны в постветровальном среднетаежном сосняке лишайниковом в 1.2−2.0 раза выше, чем в естественно развивающемся сосняке этого типа.

Изучена динамика годичных приростов зеленого мха Hylocomium splendens (Hedw.) Schimp. in B. S. G. в лесных сообществах лесостепного пояса Хакасии. Приведены значения линейного прироста и фитомассы мхов в различных условиях произрастания за 6 лет, определена надземная годичная продукция мха H. splendens в фитоценозе. Линейные приросты мха H. splendens, произрастающего под кронами деревьев и в межкроновом пространстве, достоверно не отличаются. Приросты по массе под древесными кронами достоверно выше, чем в межкроновом пространстве (в среднем на 37 %). Определены густота моховых дерновин и соотношение листьев и стеблей. Показано, что погодные факторы оказывают разное по степени и продолжительности влияние на прирост мха в различных условиях произрастания. Мхи, растущие под кронами деревьев и в межкроновом пространстве, по величине линейного прироста в начале и в конце вегетационного периода оказались более чувствительными к температуре воздуха, а в середине сезона роста (в засушливый период) — к количеству выпавших осадков. Установлено, что температура воздуха не оказала влияния на прирост фитомассы мхов под кронами деревьев, в то время как количество выпадающих осадков в середине вегетационного периода положительно сказалось на ее накоплении. В межкроновом пространстве, наоборот, мхи по фитомассе оказались более чувствительными к температуре воздуха, чем к количеству осадков.

Приведены результаты определения качественного и количественного состава эфирного масла можжевельника обыкновенного, произрастающего под пологом ельника чернично-сфагнового в подзоне средней тайги. Доля эфирного масла в охвоенном побеге 0.46 %. Идентифицировано 37 компонентов веществ. Массовая доля компонентов в составе эфирного масла можжевельника обыкновенного достигала 89 %, причем наибольшая их часть - это фракция монотерпенов (82.3 %), на долю сесквитерпенов пришлось менее 0.5 % от общего состава эфирного масла, спиртов — 3.5, а эфиров — 0.7 %. Во фракции монотерпенов преобладали α-пинен (24.5−32.6 %), β-пинен (15−20.3 %) и α-фелландрен (6.4−8.8 %). Эфирное масло можжевельника обыкновенного в отличие от масел других хвойных растений таежной зоны характеризуется высоким содержанием монотерпеноидов. На поперечных срезах хвои клетки эпителия смоляного канала можжевельника обыкновенного имели овальную форму, в центре которого располагалась вакуоль. В гиалоплазме исследованных клеток отмечено до 40 шт. липидных глобул. Лейкопласты на поперечных срезах клеток эпителия смоляного канала окружены мембранами гладкого эндоплазматического ретикулума. Эндоплазматический ретикулум в эпителиальных клетках развит слабо, что соответствует низкому содержанию сесквитерпенов в хвое в период проведения исследования. Преобладание синтеза монотерпеноидов обусловлено развитием крупных лейкопластов и большого числа митохондрий в терпеноидогенных клетках эпителия смоляного канала.

На основе обобщения материалов многолетних исследований показано устойчиво проявляющееся действие закона пространственно-временно́й цикличности движения свойств лесных организмов и их экосистем. Действие этого закона должно учитываться как в научных исследованиях, так и при использовании лесов, для сбережения их биоразнообразия, продуктивности и ресурсной ценности. Предложено концептуальное решение проблемы анализа цикличности пространственно-временно́го движения свойств лесных организмов и экосистем, которое позволит вести лесное хозяйство с наименьшими затратами и рисками. В данной связи показаны возможности применения хронобиологического анализа временны́х рядов для оценки цикличных изменений степени уязвимости, направления, скорости и величины смещения свойств лесных растений и экосистем. Рассмотрены особенности решения задачи создания экологически ординированной сети хронобиологических стационаров и алгоритмы интерполяции результатов их наблюдений за цикличным движением свойств лесных экосистем на территории крупных регионов. Определены новые актуальные направления связанных с этим теоретических и прикладных исследований. Развитие таких направлений исследований повысит устойчивость и рентабельность лесопользования, избавит его от многих рисков, обеспечит наибольшую естественную продуктивность лесных экосистем, сократит неэффективные затраты труда и времени на восстановление и сбережение биоразнообразия и продуктивности лесов как важнейшего самовозобновляющегося ресурса Земли.

Предпринята попытка раскрыть некоторые уникальные ландшафтные особенности Кисловодского лечебного курортного парка и объяснить причины его благотворного влияния на здоровье человека, что может служить одним из аргументов для придания парку статуса особо охраняемой территории. Отмечено, что климат парка отличается сухой зимой и умеренно влажным летом. Одной из главных ландшафтных особенностей парка является наличие ярусов нижнего и верхнего мела (по В. И. Вернадскому - былые биосферы), в которых спрессована биогеохимическая информация за многие десятки миллионов лет. Горные породы, выходя на дневную поверхность, создают полипалеобиосферную структуру парка. Приводятся данные по влиянию химического состава горных пород (былых биосфер) на лесные и лугостепные формации. Показано, что на одной и той же горной породе формируется близкое соотношение Ca и Mg в почвенном поглощающем комплексе горно-луговой черноземовидной и лесной почв в области питания источников и в минеральной воде на глубине десятков метров в Кисловодске. Делается акцент на потенциальной возможности выделения растениями парка (800 видов травянистых и более 250 видов и разновидностей древесных пород и кустарников) летучих соединений, отражающих биогеохимические особенности горных пород десяти ярусов нижнего и верхнего мела. Геологический возраст различных горных пород рекомендуется учитывать при лесокультурном районировании и лесотипологических разработках. Считается целесообразным вводить под полог искусственных насаждений полезные лесные растения. Предлагается в состав парка включить леса Кисловодского лесничества и все леса в границах округа горно-санитарной охраны курортов Кавказских Минеральных Вод.

Data analysis on the fire occurrence and frequency in Central Yakutia (North-Eastern Russia) has been considered. Calculate the impact of socio-economic and climatic conditions of region on inflammability parameters. A close relationship was found between quantity and density of population and the frequency of fires occurence (0.95−0.99). Not so much negative correlation observed between the amount of precipitation during the fire-dangerous period and the frequency of fire (−0.53). The results of our study relating to the fire impact on microclimatic and soil conditions of the forests of Central Yakutia are brought in the article. Studies have revealed that strong changes microclimate and soil conditions in the burnt areas occur in the first 10 years after the fire. At the young burned out site, soil temperature in average increases in comparison with the forest at a depth of 5 cm in 5.2 ... 5.6 °C, at a depth of 30 cm — in 4.3 ... 6.2 °C, soil moisture — by 1.1−2.3 times in a 1−2-year — fire site, by 1.1−1.7 times in a 10−12-year-old one; seasonally thawed layer thickness is 0.3−0.8 m greater in the burned out areas than in the forest. There is stabilization of the modified conditions in the post-fire period in the course of succession. Essential changes of microclimatic and soil conditions occurring after fires and stabilizing in the progress of succession when fire-sites overgrow with plants have been found. In the burned areas of the Central Yakutia it starts at the age of 20−25 years after the fire.