Главная – Журналы – Поиск по журналам

Обоснована целесообразность разработки новых методов оценки отклика древесных растений на воздействия факторов внешней среды с акцентом на изменчивость структуры пула годичных колец древесины. Диагностика и интерпретация распределенного пула колец рассматриваются с учетом социума леса в связи с различными интервалами их изменчивости по знакам годичных приростов. Актуализирована необходимость особого внимания к гидроморфным местопроизрастаниям, отличающимся от суходолов более сложным набором факторов среды, определяющих рост и развитие деревьев на болотах различных типов водно-минерального питания. Обсуждаются исторически созвучные с настоящим исследованием традиционные отечественные подходы к оценке биологической и технической спелости древесины, позволяющие идентифицировать редкие и наиболее ценных сортименты в болотных лесах. В контексте реализации поставленных задач обоснована целесообразность изучения сосновых лесов лесоболотных комплексов северной части междуречья Оби и Томи, существенно различающихся между собой по происхождению и локализации в рельефе, возрастной структуре, условиям водно-минерального питания, типологической специфике и продуктивности напочвенной растительности. Охарактеризованы биоэкологические особенности этого региона, где целевым поиском найдены и изучены однородные по составу моновидовые древостои избыточно влажных и суходольных сосняков, представленных сосной обыкновенной ( Pinus sylvestris L.). Основной акцент сделан на экологических рядах местообитаний и типологической характеристике сосняков. Представленная информация предваряет сущностное изложение результатов исследования во второй части настоящей статьи: «Сообщение II. Экспериментально-аналитические аспекты», отражая их репрезентативность и экстраполяционный потенциал.

На примере избыточно влажных и суходольных сосняков, представленных сосной обыкновенной ( Pinus sylvestris L.), произрастающих на северном пределе междуречья Оби и Томи, обосновано опытное применение новой оригинальной методики распознавания и оценки хронологической мозаики рядов ширины годичных колец в виде индивидуальных чередований и группово-слитных (векторных) совокупностей. Базовый объем обсуждаемого материала образуют 13 пробных площадей с выборкой 1493 деревьев в возрастном диапазоне 22-367 лет. Они содержат 244 702 годичных кольца, общая ширина которых в погонном линейном выражении составляет 151 788 мм. Их индикационный потенциал описан суммарными и неравно распределенными массивами годичных колец в больших и малых выборках деревьев - от 11 до 280 шт. Диагностика и интерпретация распределенного пула колец рассматриваются в контексте социума леса в связи с различными интервалами их изменчивости по знакам годичных приростов. Необходимое разграничение выполнено по разнице между шириной каждого предыдущего и последующего кольца. Показано, что методика скользяще-пошагового сопоставления колец-погодок не только надежно фиксирует, но и взаимно разделяет варианты совстречаемости лет с увеличением, снижением и дублированием трендов годичных приростов в рядах ширины колец. Введены понятия условно стартовых и рядовых колец, из которых вторые численно и по суммарной ширине намного превышают первые. Аргументируется целесообразность их вовлечения в расчеты общих и разделенных по экотопам пробных площадей линеек возрастных различий. В сравнительном ключе впервые оцениваются сепарированные признаки особо информативных массивов годичных колец болотных сосняков послепожарного генезиса. Показано, что в случаях стихийных и антропогенных элиминаций древостоев вид способен не только на прежних, но и на производных экотопах формировать возрастные генерации и типы коренных материнских сосняков.

Проведены синхронные наблюдения за динамикой прироста древесины и хвои сосновых молодняков 22-летнего возраста на бывших сельскохозяйственных угодьях в Красноярской лесостепи. Установлено, что в перегущенных древостоях (с начальной густотой 40.7 тыс. шт./га) максимальный прирост древесины происходит в возрасте 15 лет, после чего наблюдается устойчивое его снижение. Насаждения с начальной густотой 10.8 тыс. шт./га, а также со сниженной в результате рубок ухода в 8-летнем возрасте до 2.9 тыс. шт./га демонстрируют продолжающееся увеличение прироста древесины в течение всего периода наблюдений. При этом в варианте с рубками ухода в возрасте 18 лет наблюдаются стабилизация и некоторое снижение прироста массы хвои, тогда как насаждения, не пройденные рубками ухода, независимо от начальной густоты сохраняют тенденцию увеличения прироста массы хвои. Кажущийся парадокс снижения в определенном возрасте прироста древесины с одновременным сохранением тенденции увеличения прироста хвои в перегущенном молодняке и снижение прироста хвои с одновременным сохранением тенденции увеличения прироста древесины в насаждении, пройденном рубками ухода, объясняется повышением эффективности работы ассимиляционного аппарата в условиях низкой конкуренции за ресурсы среды. Данный факт подтвержден специальными исследованиями эффективности фотосинтеза хвои в перегущенных сосняках и насаждениях, где деревья продуцируют в условиях, приближенных к свободному росту. Полученные результаты могут быть полезны при выращивании насаждений различного целевого назначения.

Приведены результаты исследования последствия антропогенного воздействия (прокладка через северотаежный лиственничник дороги - «зимника», функционировавшей с 1984 по 2002 г.) на радиальный рост деревьев лиственницы Гмелина ( Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.). Выявлено, что после прокладки дороги у деревьев, растущих в пределах антропогенно измененного участка, радиальный прирост резко возрос и достиг пиковых значений - 0.971-1.601 мм, в то время как в естественном древостое остался равным 0.121 ± 0.003 мм. Измерения показали, что в конце августа сезонно-талый слой (СТС) на дороге и бровке (119.1 ± 18.4 и 71.9 ± 6.8 см) существенно превышает таковой в естественном древостое (54.8 ± 5.8 см), т. е. на антропогенно измененном участке температура СТС в течение сезона возрастает быстрее и принимает более высокие значения. По скользящим климатическим функциям отклика индексов радиального прироста выявлено, что антропогенное воздействие модифицировало реакцию деревьев на влияние климатических факторов. Это выразилось в более ранней, по сравнению с естественным древостоем, реакции деревьев на весенне-раннелетние температуры воздуха, что свидетельствует о более раннем начале роста годичного кольца, а также в более продолжительной (конец мая - конец июня) по сравнению с контролем (конец мая - начало июня) реакции деревьев вблизи дороги на количество осадков. Сделано заключение, что модификация климатического сигнала и резкое увеличение радиального прироста обусловлены улучшением гидротермических условий на антропогенно измененном участке. Выявлено, что после прекращения эксплуатации дороги в 2002 г. гидротермические почвенные условия и радиальный прирост деревьев на антропогенно измененном участке леса «вернутся» к фоновому состоянию примерно через 30 лет, что сходно с постпирогенным восстановлением. Учет долговременных эффектов улучшения гидротермических свойств сезонно-талого слоя, уменьшения толщины органического слоя и формирование увеличенных радиальных приростов на антропогенно измененном участке древостоя может повысить точность оценок баланса углерода в лесных экосистемах криолитозоны.

Ежегодно на территории Среднесибирского подтаежно-лесостепного района возникают лесные пожары. За пятилетний период (с 2018 по 2022 г.) было зарегистрировано 1303 пожара на площади 87.5 тыс. га. В статье приведены расчеты эмиссии парниковых газов при пожарах в насаждениях лесного района за рассматриваемый период. Объем эмиссии при лесных пожарах определяется интенсивностью горения и метеоусловиями. По полученным данным о количестве сгорающих при пожаре лесных горючих материалов рассчитана масса парниковых газов (СО₂, СН₄, N₂О), выделяющихся во время горения в зависимости от типа насаждения и метеоусловий, влияющих на высыхание горючих материалов с использованием общепринятых методик. Выявлено, что ежегодно при пожарах в насаждениях Среднесибирского подтаежно-лесостепного района эмиссия парниковых газов составляет от 13.5 до 804 тыс. т. За рассматриваемый пятилетний период по расчетным данным выделилось при лесных пожарах более 1.2 млн т парниковых газов, с преобладанием СО-СО₂. Наибольшая доля эмиссии при пожарах (более 95 %) приходится на весенний пожароопасный период. Изменчивость коэффициента самоочищения атмосферы существенно различается по периодам пожароопасного сезона. Выявлено, что благоприятные условия рассеивания эмиссий от лесных пожаров на территории Среднесибирского подтаежно-лесостепного района складываются в весенний период, когда регистрируется наибольшее число ветреных дней.

В статье освещены результаты палеоботанического изучения торфяных отложений в бассейне среднего течения р. Котуй (Северная Эвенкия). Базовым материалом для исследования стали макроостатки ископаемых растений. На основании изменения видового состава ископаемых объектов и радиоуглеродного датирования по ¹⁴С реконструирована динамика фитоценотической структуры лесных формаций за последние 6000 календарных лет. Дана количественная оценка их климатической обусловленности. В начале рассматриваемого времени в результате потепления и повышения влажности увеличивается биоразнообразие растительного покрова и формируется формация бореальных смешанных лесов с елью сибирской ( Picea obovata Ledeb.) и сосной обыкновенной ( Pinus sylvestris L . ). С нарастанием континентальности и похолодания климата биоразнообразие падает, а доминирующей формацией становится редкостойная лиственничная с лиственницей Гмелина ( Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.). Установлена динамика границ ареалов лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.), л. Гмелина и кедрового стланика ( Pinus pumila (Pall.) Regel.) на рубеже климатического оптимума и в позднем голоцене.

Сосна сибирская (кедр сибирский) ( Pinus sibirica Du Tour) имеет три экологические формы, определяющиеся условиями возобновления и формирования древостоев: возобновление свежих гарей, возобновление под пологом лиственных пород и формирование кедрового подроста под пологом светлохвойных пород, но не достигающего верхнего полога. Первые две формы возобновления наблюдаются в экотопах соответствующих условиям произрастания сосны сибирской, но сценарии формирования кедровников различны. Исследования проводились в двух типах лесорастительных условий: Западно-Саянский округ горно-таежных и подгольцово-таежных кедровых лесов (Абазинское участковое лесничество) и Южно-Хакасский округ горно-таежных темнохвойных лесов (Матурское и Копьевское участковые лесничества). В Абазинском лесничестве усредненная периодичность плодоношения кедрового насаждения составила 5 лет, а в Кузнецком Алатау - 3 года. Плодоношение кедра - прогнозируемое явление, но разнос и прорастание семян кедра - сложные процессы, связанные с зоохорным распространением и мощным воздействием трофического фактора потребителей орехов. По радиальному приросту деревьев, определенному по пням на лесосеках (санитарные рубки) Абазинского лесничества, кедровники имеют пирогенное происхождение, хороший рост в течение жизни и усыхание без потери прироста. В современной истории лесоведения вспышечная активность корневых патогенов встречается впервые. Прогноз возобновления усыхающих кедровников в среднегорной части Западного Саяна положительный. В Кузнецком Алатау подроста кедра недостаточно и лесовозобновление в крупнотравных типах леса возможно только со сменой пород. Вырубка древостоя, как и его усыхание с последующим разрастанием травостоя, способствует росту плотности населения потребителей кедровых орехов и соответственно исключает возобновление кедра. Сохранение подроста на вырубках 30-летней давности дало положительные результаты формирования плодоносящих кедровников. Организация орехопромысловых зон с запретом рубки кедра и его последующее усыхание привели к экономическим потерям ценной древесины и побочного ресурса прижизненного использования кедровых насаждений.

Рациональное лесопользование, обеспечивающее устойчивость послерубочного состояния древостоев и направление лесообразовательных процессов при формировании лесных фитоценозов новой генерации, во-многом зависит от приемов лесоэксплуатации насаждений. Для каждого отведенного в рубку участка лесного фонда необходим подбор оптимального для него сочетания способов рубки, комплекса лесосечных машин и технологической схемы их применения. Основными критериями, определяющими выбор оптимальных приемов лесозаготовок и лесосечной техники, являются три группы факторов, характеризующих как насаждение в целом, так и условия его произрастания (естественно-географические факторы), а также лесоводственно-экологические показатели воздействия лесосечных операций на лес и лесную среду (технико-технологические факторы) и, конечно, функционально-нормативные ограничения и требования к проведению заготовки древесины (регламентирующие факторы). К первой группе факторов, влияющих на выбор способов рубок и технологии лесосечных работ, относятся целевое назначение лесов, возрастная структура древостоев, полнота насаждения, наличие естественного возобновления, крутизна склона, сезон лесозаготовок, влажность и промерзание почвы; вторая группа характеризует показатели воздействия техники и технологии лесосечных работ на сохранность основных компонентов леса - древостой, подрост и почву и третья группа - это лесоводственные ограничения, предъявляемые к заготовке древесины, в том числе допустимые воздействия лесоэксплуатации на все компоненты насаждения и лесную среду. Установлено, что для лесов Дальнего Востока соотношение различных способов рубок по лесоводственно-экологическим показателям должно иметь следующие пропорции: сплошнолесосечные - 30-35 %, выборочные - 60-65 %, постепенные - 5-10 %. Среди технологий лесосечных работ наиболее приемлемы узкопасечные схемы заготовки древесины на базе бензопил и трелевочников с чокерной оснасткой, а также харвестеров и форвардеров при извилистом передвижении по лесосеке. Оптимизация приемов заготовки древесины напрямую зависит от правильного выбора способов рубок и технологии лесосечных работ применительно к основным лесным формациям Дальнего Востока.

Дана краткая историческая справка и представлены основные результаты научно-исследовательской, научно-организационной и научно-популяризаторской деятельности Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН за первые два десятилетия XXI в. Приведены результаты работы института по различным направлениям, как фундаментальным, так и прикладным. Институт ведет исследования в области динамики континентальной и субаквальной криолитозоны Российской Арктики. Важное место занимает анализ реакции криогенных экосистем Арктической зоны России на глобальное потепление климата. Были достигнуты значительные успехи в области инженерного мерзлотоведения, организации мониторинга теплового состояния мерзлой толщи, в картировании мерзлоты и др. Результаты исследований института применяются для оценки устойчивости инженерных сооружений и автомобильных дорог, экологической безопасности северных городов, оптимизации использования агроземель криолитозоны, определения перспектив использования подмерзлотных вод криолитозоны в качестве альтернативного источника водоснабжения и криогенных ресурсов России. Отмечено, что основным условием успешного развития отечественной геокриологии является совершенствование приборно-лабораторной базы исследований, а также организация обмена знаниями и данными посредством конференций и совместных проектов при объединении усилий ученых из разных стран и организаций. Решение сложного комплекса геокриологических задач в этих условиях возможно при соответствующей поддержке со стороны государства.

В ИДСТУ СО РАН работы в области создания и использования геоинформационных технологий начались на ранних этапах их применения, еще в 1990-е годы. За это время был создан ряд оригинальных геоинформационных программных библиотек и систем, других программных систем, поддерживающих отображение информации на электронных картах, а также систем для работы с пространственной информацией, созданных с использованием готовых программных решений. В данной работе представлены наиболее интересные из этих разработок в исторической перспективе. В статье рассматривается опыт, полученный в ходе выполнения таких разработок, как конвертеры для перевода между различными форматами векторных карт; информационно-справочные системы с отображением информации на карте; информационно-аналитические и OLAP-системы; системы для публикации векторных карт в Интернет/интранет; сервис получения фрагментов векторной топоосновы; оригинальный формат MRG для представления растровых данных большого объема; оригинальная библиотека для работы с триангуляциями и ряд ее применений; муниципальная ГИС и Адресный план г. Иркутска; ГИС «Инвестора» г. Иркутска; программное обеспечение для создания геопортала; обработка данных ДЗЗ с использованием нейросетей; разработки в области цифрового экологического мониторинга, выполненные в рамках крупного научного проекта «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории (БПТ)».