Глобальное зміна клімату і проблеми лісової екології

Глобальное зміна клімату і проблеми лісової экологии

С. А. Мочалов Одной з головних причин тривожного загострення екологічної обстановки планети межі III тисячоліття стали істотні зміни клімату у багатьох регіонах. Події глобальне потепління неоднорідне в часі та у просторі. Як свідчить модель глобальної циркуляції атмосфери, потепління через найближчі 30−50 років у найбільшою мірою проявиться на північ півкулі [Maxwell, 1992]. Встановлено, що у Європейській частині Росії на другу половину сучасності було в основному холодну половину року, а тепле півріччя зміни були незначні [Вантажу, Ранькова, 2001]. І це притаманно Уралу і Сибіру, де протягом останніх 100 років середньорічна температура підвищилася на 2° [Мочалов, Лессиг, 1998: 333−342; Laessig, Motschalow, 1997: 65].

Россия — провідна лісова держава світу, її лісу займають площа, складову ¼ лісового покриву планети. Функції лісів корисні, і різноманітні, та його порушення негативно позначиться на стан довкілля. Подальше зростання температур призведе до великим екологічним змін у лесу.

Более теплий клімат викликає подовження періоду вегетації у деревних рослин, що сприятиме збільшення їх продуктивності і нагромадженню біомаси. Потепління обумовить переміщення більшості зон рослинності. Відповідно до наявних прогнозам, кордон бореальных лісів Євразії просунеться на 500−1 000 км північ. Звісно, лісові екосистеми мають великі діапазони толерантності, та його відгук зміни клімату нічого очікувати миттєвим. Запізнення реакцій у відповідь їх може становити від десятків до сотень років [Ваганов, 1996: 281−283]. Однак у гірських районах Південного Уралу (національний парк «Таганай ») з урахуванням детальних дендрохронологических даних вже виявлено явний зрушення верхньої межі лісу [Шиятов, Мазепа, Моїсєєв, Братухіна, 2001: 16−31], причому особливо активно йде поширення їли: з початку 1960;х років 60−80 м вгору чи 500−600 м по схилу. Але тут спостерігається різке скорочення тундрових ділянок, і крізь 50 років тундрові екосистеми національному парку можуть абсолютно исчезнуть.

Палеоклиматические дослідження з урахуванням аналізу пилку дозволяють реконструювати видовий склад парламенту й поширення сибірських лісів і простежити їх змін у останні тисячоліття [Tchebakova, Monserud, Denissenko, 1997: 33]. 4 600−6 000 років тому у північній частині Сибіру середньому протягом року було в 2−5° тепліше, ніж сьогодні. У цьому і опадів випадало на 100−200 мм більше, т. е. на 20−30% більше, ніж сьогодні. У результаті вищих температур і великої кількості опадів верхня межа лісу тоді проходила північніше, ніж сьогодні. Якщо підвищення, бачимо останні 100 років, продовжиться у такому обсязі і навіть прискориться, то сибірські лісу у досить близькому недалекому майбутньому можуть знову такий вигляд ж, як і як 4 600 років тому вони, т. е. домінувати у яких буде модрина, як нині, а колись всього ялина, ялиця і кедр.

Прогнозируется, що подальшого підвищення температурах Північній півкулі стане також різке зростання частоти і інтенсивності лісових пожеж, збурень і ураганів [Фуряев, Голдаммер, 1996: 7−8; Berz, 1994: 1−6; Schraft, Durand, Hausmann, 1993]. Цей похмурий прогноз підтверджують події протягом останнього десятиліття, коли урагани страшної руйнівною сили (12 балів за шкалою Бофорта) — «Вівіан «у лютому 1990 року й «Лотар «у грудні 1999 року — завдали величезних збитків лісового господарства багатьох країн Європи. Тож якщо внаслідок урагану «Вівіан «у лісах Європи було повалено 120 млн м3 деревини, що становило 30% від розміру річного лісокористування, то ураганом «Лотар «через десять років тільки мови у Франції було вывалено 138 млн м3, а у Швейцарії - 12,8 млн м3 деревини, які в 3,0 і 2,8 разу перевищує розміру річного лісокористування у країнах [Broggi, 2000: 14−17; Holenstein, 1994].

Для лісів тайговій зони Уралу падалиця є постійно чинним екзогенним чинником. Вважається, що бурі широкого масштабу виникають тут порівняно рідко — раз на 50−75 років. Узколокальные буревалы повторюються частіше, а несуцільні - практично щорічно. За даними Туркова [Турків, 1979], великі вітровали на Уралі був у 1799, 1859, 1879 і 1892 годах.

Однако в ХХІ столітті масштаби і наслідки ветровала в цьому регіоні дедалі більше набувають катастрофічного характеру. Лише у останні 30 років були зруйновані чи серйозно пошкоджені величезні лісові масиви в Пермської і Свердловській областях. Так було в 1975 року на західному макросхилі Уралу (північ Пермській області) ураганом був повалений ліс площею 260 тис. га з запасом деревини більш 22 млн м3. Пошкоджені лісу мали витягнуту в широтному напрямі конфігурацію довжиною до 150 км і завширшки з півночі на південь до 50 км [Ріжків, Козак, 1989: 55−69]. У Свердловській області з офіційними даними лісової служби ветровальные явища — одне з головних причин загибелі лісів. Останні 30 років від ветровала у тому мірою постраждали насадження в 46 лісгоспах з 51, т. е. на території області [Мочалов, Лессиг, 1998: 333−342]. Особливо сильний збитки лісам області було завдано у червні 1995 року, коли час впливу ураганного вітру у поєднані із мокрим снігом падалиця охопив площу понад 350 тис. га [Смолоногов, 2000].

Если оцінювати падалиця тільки з погляду шкоди, яке заподіюють лісового господарства, він, безумовно, є стихійним лихом, ліквідація наслідків якого пов’язані з дуже великими витратами, особливо в вирощуванні штучних насаджень. У цьому, зазвичай, на ветровальных площах з монокультури хвойних порід формуються гомогенні насадження, які є ветроустойчивыми [Стойко, 1965: 12−15]. Тим більше що наслідки ветровалов не зводяться лише у втрати товарної деревини, а мають комплексний і довгостроковий характер. Це означає, що масовий падалиця обумовлює порушення всієї лісової екосистеми (грунтового покрову, древостоя, всіх ярусів рослинності, фауни тощо. буд.), а їх лікування потрібні десятиліття. Тому падалиця можна й потрібно розглядати, як явище биогеоценотическое [Скворцова, Уланова, Басевич, 1983].

С цієї позиції також було б, з погляду, корисно детальніше придивитись до процесів, що відбувається до втручання державних людини у незайманих (первісних, климаксовых) лісах. Структура таких лісів, де вітер поруч із вогнем є одним із головних рушійних сил динамічного розвитку, століттями залишається дуже різноманітною та стабільної. Падалиця тут грає позитивну роль омолаживающего чинника. Як зазначив У. Р. Турків " …з биогеоценотической погляду масове відмирання перестійних дерев в первісному лісі - явище природне, закономірне і позитивне… Багато районах, зокрема і Середньому Уралі, падалиця завершує життєвий цикл старшого покоління древостоя, створюючи субстрат і звільняючи територію нових поколінь лісу «[Турків, 1979].

В незайманих і тривалий час природно та розвитку лісах Північної, Східної і південно-східної Європи є багато загиблих, повільно разлагающихся стовбурів дерев. Велика частина їх була повалена вітром, і залежно від цього, як сильно розклалася деревина, можна оцінити, як давно був ураган. У разі північного клімату може пройти до 100 років, колись ніж зруйнується повалена деревина їли. У букових лісах Східної і південно-східної Європи, навпаки, здебільшого є менше мертвої деревини, з одного боку, оскільки тепліший клімат прискорює руйнація деревини, з іншого, оскільки деревина буку і цього руйнується швидше, ніж в їли [Korpel, 1995].

Мертвая деревина — це життєвий простір для більш як 4 тис. почасти високо спеціалізованих видів рослин та тварин. Чимало їх ми не зустрічаються деінде чи пізно це рідкісні, що є загроза їх зникнення. Різні види дятлів і сов, і навіть мохів, лишайників, дереворазрушающих грибів і комах живуть у цих багатих мертвої деревиною лісах і знаходять свої життєві ніші, отримуючи вигоду від дрібних просторових відмінностей температури і вологості в деревині і корі. Завдяки вивільнюваним у процесі руйнації деревини поживним речовин, поступово змінюються і властивості грунту. Отже, наявність мертвої деревини — це шанс для збереження та підвищення біорізноманіття в лесу.

В незайманих лісах «Fiby «і «Granskar «у частині Швеції після кількох ураганів 1931/32 року повалені дерева їли, сосни і берези залишилися лісом. Вчені Університету м. Уппсала зареєстрували вихідну ситуацію після ветровала і основі результатів наступних досліджень дійшли висновку, що північні хвойні лісу їхнього природного відновлення потребують повторюваних порушеннях [Sernander, 1936]. Пізніші дослідження цих ж площах підтвердили цю теорію [Hytteborn, Packham, 1987: 299−311; Leemans, 1991: 157−165].

Для ветровальных площ в природно та розвитку лісах від велику кількість мертвої (вываленной і ветроломной) деревини характерно велике розмаїття дрібних площею местообитаний, де умови освітленості, температура, вогкість повітря й ґрунтів, рух повітря можуть сильно різнитися не більше кількох дециметрів. Такі екотопи заселяються різними видами рослин по-різному і з різноманітною густотою [Webb, 1988: 1186−1195]. Згідно з дослідженнями, які проводилися після урагану «Vivian «у Німеччині й Швейцарії, на не очищених ветровальниках численні види деревних і трав’янистих рослин заселяли передусім що лежить мертву деревину і ділянки поблизу неї [Fischer, Abs, Lenz, 1990: 309−326; Stockli, 1995: 8−14]. Разлагающиеся стволи дерев є поживним субстратом і предпочитаемым экотопом для природного поновлення деревних порід. Наприклад, сьогодні у незайманому лісі «Fiby «дома майже зовсім разложившихся останків дерев в велику кількість є разновозрастный підріст їли. За підсумками що утворюється у такий спосіб диференційованого за віком й висоті спектра дерев виникає мозаїчна структура лісу [Falinski, 1976: 85−106; Korpel, 1995].

В результаті сильної мінералізації грунту після вивалу дерев спочатку часто формуються лісові насадження, ТУНДРисти, складаючись з светолюбивых піонерних порід, як-от береза, тополя, верба і горобина, які нас дуже швидко реагують на різку зміну екологічних умов і мають високої насіннєвий продуктивністю [Fischer, Abs, Lenz, 1990: 309−326; Lassig, Motschalow, 2000: 37−45]. Такі піонерні лісу у силу їх однорідності в протягом кількох десятиліть може бути щодо нестабільні. З збільшенням частки теневыносливых хвойних порід до їхнього складу і структура стають складнішими зростає опірність впливу вітру. Так було в американському штаті Мічиган вже 18 років по його урагану сильно зросла частка теневыносливых порід, а ще через 50 років останні наздогнали у кар'єрному зростанні піонерні види — березу, тополя і вишню [Spurr, 1956: 443−451].

Девственные і, природно що розвиваються бореальные лісу Росії від цілком і інтенсивно господарським освоєних лісів Центральної Європи найрізноманітнішим складом деревних порід і більше динамічним лесовозобновлением [Lassig, Motschalow, 2000: 37−45; Syrjanen, Kalliola, Puolasmaa, Mattsson, 1994: 19−34]. Вони уявляють собою стійкі самовозобновляющиеся системи, котрим характерні складна мозаїчна структура, асинхронність вікового розвитку биогрупп, фитоциклические зміни порід, повернення грунт всіх вилучених в неї мінеральних речовин і додаткове внесення біогенних речовин [Турків, 1979]. Для сучасного лісівництва вивчення динаміки які у них процесів — це до пізнання механізмів формування стійких насаджень і підвищення біорізноманіття в лесу.

Список литературы

1 Ваганов Є. А. Реєстрація потепління у поточному столітті клітинами річних кілець дерев // ДАНО. 1996. Т. 351.

2 Вантажу Р. У., Ранькова Еге. Я. Зміна кліматичних умов європейській частині Росії у другій половині сучасності // Вплив зміни клімату на екосистеми. Охоронювані природні терені Росії: аналіз багаторічних спостережень / Під ред. А. Кокоріна, А. Кожаринова, А. Мініна. М., 2001.

3 Мочалов З. А., Лессиг Р. Штормова активність і падалиця на Уралі // Ліси Уралу і господарство було у них. Єкатеринбург, 1998. Вип. 20.

4 Ріжків А. А., Козак У. Т. Стійкість лісів. М., 1989.

5 Скворцова Є. Б., Уланова М. Р., Басевич У. Ф. Екологічна роль ветровалов. М., 1983.

6 Смолоногов Є. П. Лесообразовательный процес і вітровали // Наслідки катастрофічного ветровала для лісових екосистем. Єкатеринбург, 2000.

7 Стойко З. М. Причини ветровалов і буреломів в Карпатських ялинниках й відчуття міри боротьби із нею // Ліс. хоз-во. 1965. N 9.

8 Турків У. Р. Про вывале дерев вітром в первісному лісі як биогеоценотическом явище: Приклад гірських ялицево-смерекових лісів Середнього Уралу) // Темнохвойные лісу Середнього Уралу. Свердловськ, 1979. (Тр. Ін-та екології рослин та тварин; Вип. 128.).

9 Фуряев У. У., Голдаммер І. Р. Екологічні проблеми пожеж в бореальных лісах: досвід минулого і шляху міжнародного співробітництва // Ліс. хоз-во. 1996. N 3.

10 Шиятов З. Р., Мазепа У. З., Моїсєєв П. А., Братухіна М. Ю. Зміни клімату і на гірські екосистеми національного парку «Таганай «протягом останніх століття // Вплив зміни клімату на екосистеми. Охоронювані природні терені Росії: аналіз багаторічних спостережень / Під ред. А. Кокоріна, А. Кожаринова, А. Мініна. М., 2001.

11 Berz G. Die Zeichen stehen auf Sturm // Naturwissenschaften. 1994 (81).

12 Broggi M. F. Was geschieht auf Windwurfflachen im Wald? Erkenntnisse aus 10 Jahren Forschung // Natur + Mensch. 2000 (1).

13 Falinski J. B. Windwurfe als Faktor der Differenzierung und der Veranderung des Urwaldbiotopes im Licht der Forschungen auf Dauerflachen // Phytocoenosis. 1976. 5 (2).

14 Fischer A., Abs G., Lenz F. Naturliche Entwicklung von Waldbestanden nach Windwurf — Ansatze einer «Urwalforschung «in der Bundesrepublik // FwCbl. 1990. 109.

15 Holenstein B. Sturmschaden 1990 im Schweizer Wald // Schriftenreihe Umwelt Nr.218: BUWAL Bern, 1994.

16 Hytteborn H., Packham J. R. Decay Rate of Picea abies Logs and the Storm Gap Theorie: A Re-examination of Sernander Plot III, Fiby Urskog, Central Sweden // Arboricultural J. 1987. 11.

17 Korpel P. S. Die Urwalder der Westkarpaten. Stuttgart; Jena; New York, 1995.

18 Laessig R., Motschalow P. S. Auswirkungen der Klimaerwaermung in Sibirien // Neue Zuercher Zeitung. 1997. Nr. 287.

19 Lassig R., Motschalow P. S. A. Waldforschung — Folgen von Windwurfen. Ost-West-Partnerschaft am Beispiel der Auswirkungen von Sturmen auf Walder im Ural. Naturwerte in Ost und West // Publikation zur Tagung «Forum fur Wissen «vom 25. Oktober 2000 an der WSL Birmensdorf.

20 Leemans R. Canopy Gaps and Establishment Patterns of Spruce (Picea abies [ L.] Karst.) in Two Old-growth Coniferous Forests in Central Sweden // Vegetatio. 1991. Nr 93.

21 Maxwell B. Arctic climate: potential for change under global warming // Arctic Ecosystems in Changing Climate. New York, 1992. Nr 11.

22 Schraft A., Durand E., Hausmann P. Sturme uber Europa // Schweizerische Rueckversicherungs-Gesellschaft. 1993.

23 Sernander R. Granskar och Fiby urskog [in Swedish with English abstract] // Acta Phytogeographica Suecia. 1936. Nr 8.

24 Spurr P. S. H. Natural Restocking of Forests Following the 1938 Hurricane in Central New England // Ecology. 1956. Nr 37 (3).

25 Stockli B. Anleitung zum Moderanbau. Moderholz fur die Naturverjungung im Bergwald // Wald und Holz. 1995. 76, 16.

26 Syrjanen K., Kalliola R., Puolasmaa A., Mattsson J. Landscape structure and forest dynamics in subcontinental Russian European taiga // Ann. Zool. Fennici. 1994 (31).

27 Tchebakova N. M., Monserud R. A., Denissenko O. V. Two applications of the siberian vegetation model to spatial-temporal studies in Siberia // Abstracts of Workshop on spatial-temporal dimentions of high-latitude ecosystem change (the Siberian IGBP Transect). Krasnoyarsk, 1997.

28 Webb P. S. L. Windstorm Damage and Microsite Colonisation in Two Minnesota Forests // Can. J. For. Res. 1988. Nr 18.

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.