Состояние ельников Архангельской области в условиях меняющегося климата

УДК 630*181

СОСТОЯНИЕ ЕЛЬНИКОВ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ В УСЛОВИЯХ МЕНЯЮЩЕГОСЯ КЛИМАТА

CONDITION OF SPRUCE FORESTS OF ARKHANGELSK REGION IN CLIMATE

CHANGE CONDITIONS

Сурина Е.А., Сеньков А.О. (ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», г. Архангельск, РФ) Surina E.A., Senkov A. O.

Существенная площадь лесов Архангельской области подверглась усыханию. В статье приводятся результаты полевых исследований (2009, 2011-2012 гг.), состояния лесов, анализ действующих факторов и рекомендации. Установлено, что определяющими факторами являются высокий возраст древостоев, лесорастительные и климатические условия.

The significant forest area о/Arkhangelsk region has been declined. There are in article the field results (2009, 2011-2012-s), forest condition, analysis of effective factors and recommendations. It was determined that main factor is age forest stands, forest sites and climatic conditions.

Ключевые слова: ельники, усыхание, охрана и защита леса Key words: spruce forests, decline, forest protection and conservation.

На территории Архангельской области сосредоточена самая большая в Северо-западном федеральном округе площадь нарушенных и ослабленных древостоев. По состоянию на 01 января 2015 года в лесном фонде она составила 1237,6 тыс. га (5,7 % от покрытой лесной растительностью площади области). Погибшими признаны насаждения на площади 692,8 тыс. га [1].

Начало усыхания ельников датируется 1997 г. Особенностью усыхающих ельников является их высокий возраст (спелыми и перестойными древостоями занято 77,4 % площади ельников области). При накоплении перестойных генераций древостои теряют устойчивость. Этот фактор является определяющим. Изучение нами возрастной структуры усыхающих еловых древостоев в разных типах леса (таблица 1) свидетельствует, что чем выше возраст деревьев, тем больше представленность погибших деревьев (усохших и выпавших) и тем выше их диаметр.

Таблица 1 - Возрастная структура усыхания ели (Кавринское участковое лесничество)_

Категории учета Единицы измерения Представленность де п ;ревьев разных ступеней толщины на робных площадях

8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56

выдел № 19

возраст лет 130 150 200 220 240 270 280 290 310 320 - - -

здоровые шт 37 24 16 9 16 8 11 9 1 1 - - -

погибшие % 7 14 8 36 45 33 27 50 80 75 - - -

выдел № 6

возраст лет 120 140 160 180 200 210 220 230 250 270 280 300 310

здоровые шт 92 20 20 4 4 2 12 6 2 2 2 4 -

погибшие % 4 9 - 60 50 - 45 50 50 67 83 - 100

выдел № 23

возраст лет 120 160 180 200 220 220 230 250 260 - 280 - -

здоровые шт 60 14 4 14 10 12 8 6 2 - - - -

погибшие % 6 30 50 36 58 50 67 67 75 - 100 - -

Примечание - процент погибших рассчитывался от общего количества

учтенных деревьев для каждой ступени

На примере ельника черничного свежего путем линейного сглаживания визуализована гибель деревьев в зависимости от возраста с учетом диаметра (рисунок 1).

Рисунок 1 - Доля погибших деревьев по ступеням диаметра в зависимости от возраста

На момент исследования большая часть сухостоя перешла в валеж. Процент погибших деревьев ели в черничнике свежем по запасу составил 57,2 %, в черничнике влажном - 52,5 % и 44,8 % в травяно-болотном типе леса. В Березниковском лесничестве процент усохших деревьев в травяно-болотном типе леса составил 9 % по числу и 10 % по запасу, в черничнике влажном, соответственно, 23 и 22 %, в черничном свежем - 39 и 38 %, а в брусничном типе леса 65 и 75 %.

Различие в усыхании по типам леса свидетельствует о том, что помимо возраста деревьев на их состояние существенно влияет и водный режим почв, который прямо связан с уровнем грунтовых вод и особенностями гидрогеологического строения грунтов.

На маршрутных ходовых линиях усыхание выявлено на территориях, где ель образует наиболее производительные древостои, даже там, где ель

находится в оптимальных лесорастительных условиях. Среди усохших деревьев преобладают деревья со средним диаметром от 24 до 38 см.

Следует сказать, что усыхание ельников уже вышло за пределы междуречья. Аномальная гибель отмечена даже в Лешуконском лесничестве.

В Лешуконском лесничестве снижается представленность здоровых деревьев ели (без признаков ослабления): по количеству деревьев с 40-44 % в ельнике травяном и ельнике черничном влажном до 17-21 % в ельнике черничном свежем, и соответственно, с 39-45 % до 11-21 % по сумме площадей сечений. В целом, жизненное состояние исследованных ельников можно характеризовать как ослабленное или сильно ослабленное, а степень усыхания - от слабой до высокой.

Особенности лесорастительных условий и климата в районах усыхания.

Для почв Северо-запада России характерен промывной водный режим, при котором количество осадков преобладает над испарением. В таком режиме формируются типичные зональные подзолистые почвы. Подзолистые почвы способствуют образованию кислой почвенной среды с низким содержанием кальция и других оснований. Низкая интенсивность разложения органических веществ, замедление активности дождевых червей и микроорганизмов, уменьшение количества влаги и питательных веществ приводит к замедлению роста деревьев и ухудшению их состояния. Кроме того, на тяжелых глинистых почвах корни ели распространяются в верхнем слое почвы горизонтально в форме решетки, так как они обладают гораздо меньшей способностью проникновения в нижние почвенные горизонты по сравнению с корневыми системами лиственных пород.

Для исследуемых районов типичны сильные ветровые нагрузки. Практически ежегодно максимальная скорость ветра достигает критических величин. Считается, что ветер со скоростью 11-13 м/с может нанести урон лесу, а со скоростью выше 14 м/с - наибольший ущерб [2]. Ветер также может служить причиной повышенной транспирации еловых древостоев, которая по некоторым данным [3] может быть в 20 раз выше по сравнению с полным покоем. Экстремальные зимние климатические условия являются факторами высокого стресса - за исследуемый период на протяжении всех зимних месяцев наблюдались периодические оттепели, которые чередуются с сильными морозами до минус 50 °С. Высокий процент времени выпадения жидких осадков в зимние месяцы при последующих обильных снежных осадках, чередование теплых и экстремально холодных дней могут способствовать образованию ожеледи, накоплению большого количества снега на кронах деревьев и снеголому. В вегетационный период также происходит сильное колебание температур. За период с 1995 по 2011 гг. ГТК Селянинова по годам изменялся в 3 и более раза и довольно часто был ниже нормы.

Изменения климата приводят к увеличению водного стока. По данным Государственного гидрологического института на период 2010-2020 гг. по отношению к условно-естественному периоду изменение стока в Архангельской области может достигать сорока процентов. При этом происходит снижение уровня грунтовых вод в приводораздельных зонах и

увеличение его в нижних частях водосборов, что может негативно сказаться на сложившихся растительных сообществах, адаптированных к определенному водному и гидрохимическому режиму. Данные наших исследований подтверждают имеющийся прогноз: в зависимости от гидрологического режима лесных сообществ интенсивность усыхания существенно различается -происходит рост интенсивности усыхания с понижением уровня почвенно-грунтовых вод. Среди отмечаемых повреждений, вызываемых климатическими факторами, были явно выражены: многовершинность, повреждение летней засухой, ветровал, снеголом.

В ходе лесопатологических исследований нами были обнаружены повреждения, вызванные грибными болезнями. Пеструю гниль древесины вызывает корневая губка Heterobasidion annosum (Fr.) Bref, раневую гниль -стереум кровяно-красный Stereum sanguinoletum (Alb. & Schwein.) Fr., смешанную гниль дают опенок и корневая губка совместно. Пестрая ядровая гниль вызывается сосновой губкой Phellinus pini (Brot.) A. Ames, у ели Phellinus chrysoloma (Fr.) Donk. Белые ядровые гнили лиственных вызываются ложным трутовиком Phellinus igniarius (L.: Fr.) Quel и близкими к нему трутовиками Phellinus nigricans (Fr.) P. Karst. (береза) Phellinus tremulae (Bond.) Bond. Et. Boriss. (осина), белая (мраморная) гниль - трутовиком настоящим Fomes fomentarius (L.) Fr. Бурая гниль хвойных пород вызывается окаймлённым трутовиком Fomitopsis pinicola (Fr.) Karst., у березы Piptoporus betulinus (Bull.) P.Karst.

Список использованных источников

1. Краткий обзор санитарного и лесопатологического состояния лесов Архангельской области за 2014 год и прогноз лесопатологической ситуации на 2015 год, Архангельск, 2015. - 28 с.

2. Gregow, H, et al. Temporal and spatial occurrence of strong winds and large snow load amounts in Finland during 1961-2000 [Текст] / H. Gregow, et.al. // Silva Fennica. - 2008.-Vol. 42(4). - P.515-534.

3. Тимофеев, В.П. Борьба с усыханием ели [Текст] / В. П. Тимофеев. - М.: Гослестехиздат, 1944. - 48 с.