№ 4 (2023)

В целях разработки предложений по управлению функционированием зеленого каркаса города проведено изучение древесных насаждений и их подстилок, а также некоторых аспектов биологического круговорота городских экосистем в рамках оптимизации углеродного следа. Актуальность темы обусловлена условиями глобального потепления климата и необходимостью выявления источников прямого и косвенного антропогенного воздействия на углеродный баланс, а также необходимостью оценки вклада эмиссии углерода в атмосферу урбанизированных территорий. Подстилка, несмотря на небольшой вклад в общий запас углерода экосистемы, является наиболее мобильным горизонтом, связывающим растительность и минеральные горизонты почвы, а ее типология и свойства – важнейшие характеристики, которые могут быть использованы для проведения мониторинга городских экосистем. Установлено, что в урбоэкосистемах, по сравнению с природными аналогами, отмечается увеличение интенсивности биологического круговорота, что связано с изменением соотношения древесных пород в зеленом каркасе города в сторону существенного увеличения доли лиственных, применением системы ухода за зелеными насаждениями и деструктивным воздействием рекреации на подстилки. Снижение количества углерода в подстилках хвойных насаждений в результате рекреационного воздействия в процентном выражении составляет 20–57%, в случае сбора опада лиственных пород – до 90%, при этом в абсолютном выражении утрата запасов углерода сопоставима и равна 20–23 кг/100 м² (отметим, что вариант подстилок лиственничных насаждений показывает абсолютные величины потерь углерода в 3 раза выше). Все исследованные варианты городских зеленых насаждений, подверженные выраженному антропогенному воздействию, демонстрируют снижение замкнутости биологического круговорота по сравнению с ненарушенными. Изменение направленности круговорота органического вещества урбоэкосистем в сторону его депонирования в составе наземного детрита может быть реализовано как путем регулирования интенсивности ухода за зелеными насаждениями, так и за счет снижения его потери при рекреации – проектными решениями организации ландшафтных объектов с отведением транзитных потоков посетителей от мест расположения хвойных экосистем.

В связи с большими разбросами оценок эмиссии СО₂ в лесных экосистемах разных типов актуальным остается получение экспериментальных данных по дыханию их почв. Цель работы − охарактеризовать выделение СО₂ с поверхности почв спелых и приспевающих среднетаежных сосняков с учетом лесорастительных условий. Объектами исследования послужили сосняки сфагновые, черничный и бруснично-лишайниковый, произрастающие на территории лесных стационаров Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Республика Коми). Для измерения эмиссии СО₂ использовали газоанализатор LI-COR 8100 в течение 2008–2017 гг. Дана краткая характеристика погодных условий для периода исследований. В течение бесснежного периода относительно высокие значения потока СО₂ из почвы сосняков выявлены в июле (сосняки сфагновые – 1.9–2.9 г С м^–2 сут^–1) и августе (2.5–6.6 г С м^–2 сут^–1 – сосняки черничный и бруснично-лишайниковый). Определены межгодовая вариабельность скорости среднемесячной эмиссии СО₂ и влияние погодных условий. Выявлена тесная (R² = 0.49–0.77) положительная взаимосвязь скорости выделения диоксида углерода с температурой почвы. Корреляция этого процесса с влажностью почвы слабая. В течение летних месяцев с дыханием почвы сосняка черничного в атмосферу выносится 188–442 г С м^–2, вегетационного периода (01.05–30.09) – 279–563 г С м^–2, бесснежного периода (01.05–31.10) – 308–583 г С м^–2, что в 1.5–1.8 раза выше, чем в сосняках сфагновых и бруснично-лишайниковом в течение бесснежного (р = = 0.014) и вегетационного (р = 0.020) периодов. Достоверного влияния лесорастительных условий на потери С-СО₂ в летние месяцы не выявлено (р = 0.106). Сосняки лишайниковый и сфагновые были сопоставимы по величине потока С-СО₂ с поверхности почвы как в течение вегетации, так и бесснежный период (p > 0.05). Приведенные данные важны при определении расходной части баланса углерода в лесных экосистемах на европейском северо-востоке России.

С использованием методов биофизики и визуальной оценки проведено изучение динамики жизненного состояния деревьев сосны Палласа (Pinus pallasiana D. Don), поврежденных огнем. Показано, что низовой пожар оказывает заметное влияние на биофизические характеристики сосны Палласа. В постпирогенный период наблюдается изменение электрического сопротивления тканей ствола деревьев, повышение коэффициента его вариации, что отражает ухудшение их жизненного состояния. Выявлена связь показателей коэффициента поляризации тканей ствола с уровнем пирогенного травмирования деревьев сосны Палласа. Интенсивность пожелтения хвои отражает величину стресса, который испытывают после огневого воздействия деревья, что определяется не только уровнем пирогенного воздействия, но и защитной реакцией, связанной с мобилизацией резерва жизненного потенциала в постшоковый период. Негативные последствия стресса проявляются в пролонгирующем снижении жизненного состояния растений. Выявлена дифференциация сосны Палласа по типам ответной реакции на действие повреждающего фактора. Особи повышенной активности регенерационных процессов обеспечивают сохранение группы при сильном кратковременном негативном воздействии. Индивиды со слабой реакцией реализуют свое преимущество в ситуации хронического действия стрессора, консервативно используя резерв жизненного потенциала, что обеспечивает возможность длительного существования в неблагоприятных условиях. В настоящее время в природных популяциях сосны Палласа формируются “ножницы” двух эволюционно разных тенденций естественного отбора. При хроническом действии повреждающих факторов с большей вероятностью выживают индивиды инертной реакции и увеличивается элиминация особей активного ответа на стресс, что влечет за собой снижение устойчивости популяций к сильному деструктивному воздействию.

На равнинной части Северного Кавказа возделывание полевых культур сопряжено с опасностью возникновения разрушительных пыльных бурь. Надежным средством их предупреждения стали системы полезащитных лесных полос (ПЗЛП), созданные в 50–70-х гг. минувшего столетия. Однако по ряду причин и с возрастом они пришли в неудовлетворительное состояние. Возникла необходимость в проведении комплекса лесохозяйственных мероприятий, направленных на оздоровление и повышение функциональной долговечности насаждений. Цель исследований – определить наиболее рациональные пути и режимы этих мероприятий. Исследования проводились методом всестороннего анализа материалов инвентаризации ПЗЛП, полученных в 2007–2019 гг. на общей площади более 20 тыс. га^–1 с использованием действующих методических нормативов и оригинальных подходов при участии и под руководством автора статьи. Установлено, что на черноземах ПЗЛП сохранились практически на всей первоначальной площади, отличаются биоценотическим разнообразием и нуждаются в индивидуальных режимах хозяйственных мероприятий. Наиболее представлены насаждения непродуваемой конструкции с изреженным материнским древостоем, плотным ярусом подроста и подлеска, а также ажурно-продуваемые одноярусные с сильно развитым напочвенным покровом и ослабленным древостоем. В первом типе насаждений целесообразны реконструктивные рубки, направленные на формирование молодого семенного или поросле-семенного поколения древостоя и повышение его ветропроницаемости. Во втором – санитарные рубки и агротехнические уходы, акцентированные на порослевое возобновление и уплотнение ветроломного профиля лесных полос. На каштановых типах почв насаждения 50–60-х гг. полностью распались, 70-х – сохранились только в местах повышенного увлажнения. Они находятся в сильно ослабленном состоянии и отмирают. Актуальные мероприятия – санитарные рубки, искусственное лесовосстановление по всей трассе лесных полос, за исключением нелесопригодных участков. Лесокультурные работы должны включать многолетнюю основную обработку почвы, посадку чистых 2-3-рядных насаждений преимущественно из крупных и средних кустарников, дифференциацию породного состава ПЗЛП в соответствии с качеством почвы.

Для выращивания посадочного материала лесообразующих пород актуальным мероприятием является предпосевная обработка семян стимуляторами, положительно влияющая на всхожесть семян и рост сеянцев, причем для каждого региона страны ассортимент ростовых веществ различен. Цель исследований – выявление оптимального стимулятора и времени замачивания при предпосевной обработке семян сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Объектами исследований являлись одно- и двулетние сеянцы в лесном питомнике Шалдайского филиала Государственного лесного природного парка “Ертiс орманы” в Павлодарской области. Испытывались три стимулятора (Байкал, Циркон, Гумат + 7 микроэлементов) и фунгицид Трихоцин. Изучалась грунтовая всхожесть семян, число растений на единице площади и высота сеянцев. В опыте с совместным применением стимуляторов и фунгицида Трихоцин средняя высота однолетних сеянцев была ниже, чем у контрольных сеянцев. Но в двухлетнем возрасте средняя высота сеянцев в двух опытах превышала высоту контрольных сеянцев на 20.8 и 1.4%. Доказано пролонгированное действие предпосевной обработки семян стимуляторами и Трихоцином на усиление роста и числа сохранившихся сеянцев на единице площади в двухлетнем возрасте сеянцев. Результаты кластерного и рангового анализов доказали, что для предпосевной обработки семян сосны обыкновенной в условиях ленточных боров Прииртышья оптимальным способом является замачивание семян в средстве Гумат + 7 микроэлементов в течение 12 часов и совместно с Трихоцином (12 + 2 ч) в концентрации 1.5 г стимулятора и 0.6 г фунгицида на 1 литр воды.

Ключевые лесные территории являются ядрами, где сохраняются природные комплексы и их биоразнообразие. Леса на территории Орловской области расположены неравномерно. Лесистость составляет 8%. Самыми лесистыми являются следующие административные районы области: Дмитровский, Знаменский, Хотынецкий и Мценский, где лесистость составляет 20–25%, а наименьшая лесистость отмечена в юго-восточных районах – Должанском, Колпнянском, Ливенском и Покровском, где ее показатель не превышает 2.5%. Самый крупный лесной массив сохранился на северо-западе исследуемого региона. Он относится к национальному парку “Орловское Полесье”. На широколиственные леса в них приходится 19 243.42 га (19.5%), на хвойно-широколиственные 79 459.17 га (80.5%). При проведении исследований использовались маршрутный метод, метод геоботанических описаний и сеточного картирования. В результате исследований территории Орловской области было выделено 34 ключевых лесных территорий с наиболее высоким разнообразием редких и охраняемых растений региона. На этих территориях было отмечено 8 видов, занесенных в Красную книгу Российской Федерации, и 58 видов, занесенных в Красную книгу Орловской области.