employee
GRNTI 68.03 Сельскохозяйственная биология
The drought in 2010 had a negative impact on the state of the main forest-forming species in the territory of the Republic of Tatarstan. The carried out researches in 2011-18. the scale of desiccation is determined, regularities of drying in plantations, different in age, composition, types of forest conditions, completeness are revealed. It is established that birch and spruce were most affected. In birch forests, more than 90% of the area of desiccation occurs in mature and overmature plantations, whose share in the total forest area reaches 50%. Dependence of desiccation on the participation of birch in the composition, completeness and diameter is not revealed. In spruce forests, desiccation occurred in all age categories, mostly in monocultures created outside the natural range. The conducted studies revealed the dynamics of birch changing after drying and sanitary cutting: in Kama - on spruce and linden, in the Transcaucasus - on aspen and linden, in the Upper Kama region - on maple, linden and oak. Birch in the conditions of the forest-steppe by the age of 40 almost completely loses its ability to grow and after felling does not participate in the formation of a new stand. In addition to birch and spruce, the aspen shrunk on significant areas, as a result of the drought in 2010, the area of fir was reduced and the border of its growth beyond the Kama river was reduced. There was a weakening of the pine, after 2010 the areas and volumes of drying increased due to infection with the root sponge. In total, the area affected by the 2010 drought in plantations in the Republic of Tatarstan according to preliminary estimates is more than 200 thousand hectares, incl. more than 30 thousand hectares of forest cultures have died or are in unsatisfactory condition. There was a decrease in the stock of forest-covered areas, especially ripe and overmature. It is necessary to develop measures to restore these areas.
Republic of Tatarstan, forests, drought in 2010, state of stands, reforestation, change of breeds
Неблагоприятные погодные условия, главным образом засухи, являются одним из главных факторов, влияющих на изменение состояния и состава лесов. Практически во всех научных публикациях, посвященных изучению этого вопроса, отмечается их негативная роль. Так, еще в 1913 году П.П. Серебренников отмечал, что причина усыхания ельников Архангельской области заключается в сочетании ряда факторов: засуха, понижение уровня грунтовых вод, выборочные рубки, действие типографа, гравера и большого елового лубоеда [1]. В настоящее время площадь гибнущих ельников составляет 150 тыс. га с запасом древесины около 25 млн.м3 [2]. Установлен рост отмирания бореальных лесов Канады на 5 % за год из-за водного стресса, вызванного региональным потеплением климата. Усыхание в западных лесах, при этом в несколько раз больше, чем в восточных [3]. В последние годы наблюдается интенсивная гибель в лесах Аляски (Британская Колумбия) кипарисовика нутканского Chamaecyparis nootkatensis на площади свыше 200 тыс. га, не связанная с патогенами и воздействием других биотических факторов [4].
Массовое усыхание лесов, происходившее в середине XX – начале XXI веков, стало важнейшим фактором угрозы сохранения биологического разнообразия и устойчивого социально-экономического развития. За последние 20 лет в Российской Федерации ежегодно усыхает в среднем около 300 тыс. га лесных насаждений, суммарная же площадь погибших древостоев составила более 6 млн га. Динамика гибели лесов имеет определенную цикличность, связанную с периодичностью влияния на леса комплекса отрицательных факторов, но при этом рост площадей усохших насаждений имеет стабильный характер [5].
Влияние аномальной жары 2010 года на состояние березняков отмечено учеными Брянской, Самарской, Пензенской областей [6-8]; насаждений с участием ели – Московской, Тверской, Калужской, Брянской, Смоленской областях, Удмуртии [9-11].
Огромное негативное влияние оказало на березовые и еловые насаждения Республики Татарстан длительное воздействие высоких температур лета 2010 года [12, 13].
Условия, материалы и методы исследований. Анализ состояния лесов республики, территория которой находится в двух лесорастительных зонах (смешанных лесов и лесостепной), выполнен с использованием материалов лесоустройства и планов-корректировок лесничеств (в березняках 4,8 тыс. страт, в ельниках – 2,3 тыс. страт), а также натурных обследований, проведенных в 2011-2017 гг. на территории 20 лесничеств на более чем 100 постоянных и временных пробных площадях, отражающих состояние древостоев на площади порядка 28 тыс. га. Степень ослабления насаждения в целом и по каждой древесной
породе отдельно определялась как средневзвешенная величина. На пробных площадях был проведен учет естественного возобновления, оценены его количество и состав. Обработка материала проведена на ПК стандартными методами с использованием прикладных программ математической статистики.
Анализ и обсуждение результатов исследований. Огромное внимание на состояние и состав лесов РТ оказала засуха 2010 года, когда гидротермический коэффициент по республике составил всего 0,4 при среднегодовом показателе 1,2, последствия которой для лесов Татарстана пока еще слабо оценены и недостаточно глубоко проанализированы. Средние месячные температуры воздуха превысили норму на 4-6ºС, в целом по республике июль и август оказались самыми жаркими за весь период метеорологических наблюдений в республике. В июне и июле на преобладающей территории выпало по 1-21 % месячной нормы осадков. Большую часть периода температуры повышалась до 30ºС тепла и выше, 29-31 июля и 2 августа до 35-40ºС, а 1 августа достигла 41ºС . Водный дефицит привел к преждевременной дефолиации крон березы. Гибель растений наступала при этом еще до их полного обезвоживания в результате нарушения обмена веществ. Резкое снижение уровня грунтовых вод привело к отрыву каймы капиллярного подъема грунтовых вод от корневых систем, что вызывает отмирание деревьев ели [14].
В обзоре лесопатологического состояния лесов отмечено, что в результате воздействия климатических факторов (ожеледь и засуха) и лесных пожаров 2010 года произошло сильное ослабление лесных насаждений. Наиболее значительно повреждены страты березовых насаждений и страты, где главной породой является ель. Дефицит почвенной и атмосферной влаги сказался также на состоянии сосняков. Ослабление жизнеспособности насаждений произошло практически во всех лесничествах. Средневзвешенная категория санитарного состояния обследованных насаждений, где преобладающими породами были береза и ель, варьировала от 2,59 до 4,74. В осинниках она изменялась от 2,28 до 2,84, а в сосняках – от 1,88 до 2,70.
Исследования показали, что масштабы повреждения насаждений после засухи 2010 года в Республике Татарстан сопоставимы с усыханием дубрав после морозов 1978-79 годов. Наибольшая площадь ослабленных засухой насаждений березы отмечается в Высоком Заволжье. При проведении рекогносцировочного обследования здесь не выявлено ни одного участка спелых и перестойных березняков без наличия ослабления.
Данные обработки пробных площадей показывают, что береза по состоянию относится к сильноослабленным, среднее количество сухостойных деревьев около 50% (табл. 1).
После обработки материалов лесоустройства установлено, что средняя степень ослабления березы варьирует в лесничествах от 1,7 до 3,8, т.е. произошло усыхание от 20 до 50% деревьев (30 – 80 м3/га) (табл. 2). Анализ материалов, представленных Минлесхозу РТ в 2011–16 гг. лесничествами для проведения санитарных рубок в березняках, свидетельствует о средней степени повреждения насаждений (k=3), т.е. в составе погибло в среднем 50% березы.
1. Serebrennikov P.P. Zadachi lesnogo opytnogo dela na Severe. // Tr. XII Vseros. sezda lesovladeltsev i lesokhozyaev. (The tasks of the forest experimental business in the North. / P.P. Serebrennikov // Tr. XII All-Russian congress of forest owners and forestry). – SPb., 1913. – P. 16.
2. Nevolin O. A. On the decay and death of high-growth spruce forests in the Berezniki forestry of the Arkhangelsk region. (O raspade i gibeli vysokovozrastnykh elnikov v Bereznikovskom leskhoze Arkhangelskoy oblasti). / O.A. Nevolin // IVEZ: Lesnoy zhurnal. - IVEZ: Forest Journal. – 2005. – №6. – P. 7-22.
3. Birdsey, R. Affiliations Corresponding author / R. Birdsey, Y. Pan // Nature Climate Change. – 2011. – P. 444-445.
4. Peng, C. Drought-induced pervasive increase in tree mortality across Canada's boreal forests / C. Peng, et. al. // Climatic Change. – 2011. P. 467-471.
5. Zhigunov A.V. Massovoe usykhanie lesov na severo-zapade Rossii. Materialy nauch. Konf., posvyaschennoy 50-letiyu Instituta lesa Karelskogo nauchnogo tsentra RAN. (Mass drying of forests in the north-west of Russia. / A.V. Zhigunov, T.A. Semakova, D.A. Shabunin // Proceedings of scientific Conference, dedicated to the 50th anniversary of the Forest Institute of the Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences). Petrozavodsk: Izd-vo Karelskogo nauchnogo tsentra RAN, 2007. P.42-52
6. Ivanov V. P. Changes in the biogeocoenosis of the central part of the Bryansk region after the summer heat of 2010. [Izmeneniya v biogeotsenozakh tsentralnoy chasti Bryanskoy oblasti posle letney zhary 2010 goda]. // Ivanov V. P., S. I. Marchenko, I. N. Glazun, D. I. Nartov, L. M. Soboleva. Vestnik PGTU. The herald of PSTU. 2013, №1 - P.25-35.
7. Kudinov K.A. Drying in Zhiguli. Brief review of the results of environmental monitoring for 2010. (Zasukha v Zhigulyakh. Kratkiy obzor rezultatov ekologicheskogo monitoringa za 2010g). Vestnik Volzhskogo universiteta im. V.I.Tatischeva. – The Herald of Volga University. 2011, №12. P.51-57
8. Volodkin A.A., Volodkina O.A. Dinamika razvitiya ochagov bakterialnoy vodyanki berezy v usloviyakh Penzenskoy oblasti. Sbornik statey Mezhdunarodnoy nauch.- prakt. konf. “Problemy i monitoring prirodnykh ekosistem”. (Dynamics of development of bacterial dropsy foci of birch in the conditions of the Penza region. Collection of articles of the International Scientific and Practical Conference. Conference “Problems and monitoring of natural ecosystems”). Penza, 2014. P.33-38.
9. Lyamtsev N.I., Malakhova E.G. Dynamics of the sanitary condition of spruce forests in the Moscow region after a drought in 2010. [Dinamika sanitarnogo sostoyaniya elovykh lesov Podmoskovya posle zasukhi 2010g). Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa - Lesnoy vestnik. – The herald of Moscow State Forest University – Forest Herald. 2013. № 6 (98). P. 82-88.
10. Maslov A. D. The state and dynamics of breeding centers of the bark beetle typographer in Central Russia in the second half of 2011, forecast for 2012. [Sostoyanie i dinamika ochagov razmnozheniya koroeda tipografa v Tsentralnoy Rossii vo vtoroy polovine 2011 g., prognoz na 2012 g]. / A. D. Maslov, I. A. Komarova, A. S. Kotov // Lesokhoz. inform. – Forestry. – 2012. – № 1. – P. 35–41.
11. Soloveva M.V. Factors of destabilization of spruce plantations. [Faktory destabilizatsii elovykh nasazhdeniy]. Vestnik Izhevskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. – The Herald of Izhevsk State Agricultural Academy 2013. № 4 (37). P. 57-58.
12. Gazizullin A.Kh., Singatullin I.K. The status of birch of East Volga of the Republic of Tatarstan after drought of 2010. [Sostoyanie bereznyakov Vozvyshennogo Zavolzhya Respubliki Tatarstan posle zasukhi 2010goda]. Vestnik Kazanskogo agrarnogo universiteta. – Herald of Kazan State Agrarian University, 2014, №2 – P. 99-104
13. Singatullin I.K. Drying of spruce trees in the Republic of Tatarstan after 2010. [Usykhanie elnikov v Respublike Tatarstan posle 2010 goda]. / I.K. Singatullin, N.M. Yatmanova // Vestnik Kazanskogo agrarnogo universiteta. – Herald of Kazan State Agrarian University, 2015, №1. - S. 151-154.
14. Veretennikov A.V. Fiziologiya rasteniy. Uchebnik. [Plant physiology. Textbook]. – M.: Akademicheskiy proekt, 2006. – P. 480.
15. Demakov Yu.P. Diagnostika ustoychivosti lesnykh ekosistem: metodologicheskie i metodicheskie aspekty. [Diagnostics of the sustainability of forest ecosystems: methodological and methodological aspects]. – Nauchnoe izdanie. - Yoshkar-Ola, 2000. – P. 416.
16. Rozanov M.I. Klassifikatsiya krivykh rosta sosny obyknovennoy. // Radiouglerod: Mater. Vses. sovesch. (Classification of the growth curves of Scots pine. // Radiocarbon: Proceedings of Russian Conference). - Vilnyus, 1971. P. 99-101.
17. Lovelius N.V. Dendroindication of natural Processes and anthropogenic influences. - St.-Peterburg: World and Family - 95, 1997. - 320 p.
