ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ МАССОВОГО УСЫХАНИЯ ЕЛЬНИКОВ БЕЛАРУСИ В 1993-1998 ГОДЫ
A role of droughty climatic conditions in 1993-1998 and high air temperature during the growing period as well as influence of stem pests in the violation of functioning of the Picea abies (L.) Karst resin bast system, sieve cells and parenchyma in mass drying of spruce trees in Belorussian forests are shown.
Литературные сообщения о массовом усыхании ельников за последние 100-150 лет свидетельствуют о периодичности этого явления в зоне хвойно-широколиственных или смешанных лесов [1,2].
Сплошное усыхание ельников в нынешний период произошло на площади более 73 тыс. гектаров, что в среднем соответствует территории 1-го лесхоза в Беларуси. Отдельные случаи аномального усыхания ели отмечаются в лесных массивах до настоящего времени. В наибольшей мере подвержены усыханию ельники следующих типов леса: крапивный – 12,6; кисличный – 3,8; снытевый – 2,4; приручейно-травяной – 1,8; зеленомошный – 1,5; папоротниковый – 1,4; черничный – 1,0; орляковый – 0,8%. Наибольшую площадь усыхающих древостоев составляют высокопродуктивные приспевающие и спелые ельники кисличные (72,8% усыхающих ельников), черничные (11,1%), мшистые (5,7%). Эти типы леса занимают в лесном фонде соответственно 41,9; 22,3 и 20,8% от площади еловой формации [5]. Пространственно-временное продвижение массового усыхания ели по территории республики с южных и юго-западных районов на север и северо-восток совпадает с известными географическими закономерностями сезонной изменчивости комплекса почвенно-климатических условий формирования ельников. Сплошной характер усыхания ели в древостое практически не наблюдается в географических районах, где климатические условия теплого периода характеризуются следующими значениями: коэффициент увлажнения по Н.Н. Иванову – 1,0 и более; гидротермический коэффициент по Г.Т. Селянинову – 1,5 и более; индекс сухости по М.И. Будыко – 0,65 и ниже [4].
В наибольшей мере подвержены усыханию ельники, произрастающие на автоморфной почве на повышенных элементах рельефа. В ельниках, формирующихся на полугидроморфной почве диффузное, куртинно-групповое и сплошное усыхание деревьев, чаще всего, начинается в понижениях рельефа. Особенности роста и формирования корневых систем ели в различных типах леса в определенной мере обусловливают пространственно-временные параметры усыхания деревьев с учетом характеристик рельефа и микрорельефа. Сплошному усыханию ели в древостое практически всегда предшествовало аномальное диффузное и куртинно-групповое отмирание деревьев в предшествующие годы. Отмирают, преимущественно деревья I–II классов Крафта. Преобладающий тип отмирания ели – стволовой, когда повреждения камбия и коры отмечаются в средней части ствола и под кроной с незначительными повреждениями хвои. Тот факт, что различные типы повреждений проявились почти одновременно (вегетационный период) в разных условиях произрастания ельников, позволяет сделать заключение, что должен быть какой-то один синхронизирующий фактор, оказывающий решающее влияние на повреждение древостоев. Поскольку ельники, формирующиеся в районах с относительно чистым воздухом и с загрязненной атмосферой, повреждены в один период времени, то этот фактор следует искать скорее в климате и погодных условиях, чем в действии различных эмиссий.
Изучение климатических условий 1991-1998 годов показало, что наиболее засушливые вегетационные периоды отмечены в 1992,1994, 1995 и 1996 годы, значения гидротермического коэффициента Г.Т. Селянинова изменялись в различные месяцы от 0,1 до 4,4. Уровень грунтовых вод в засушливые годы понижался в период вегетации в различных типах еловых лесов на 50-130 см в сравнении со среднемноголетними показателями. Наиболее интенсивное ослабление защитных свойств и отмирание ели отмечено после засухи, проявляющейся несколько лет подряд или сильной засушливости первой половины вегетационного периода. Начало массового отмирания ели происходит, в большинстве случаев, в течение второй половины текущего засушливого теплого периода и продолжается с различной интенсивностью в вегетационные периоды последующих лет. Отслоение и осыпание коры происходит не только в период вегетации, а и в холодное время года (весной, осенью и зимой).
Обследование усыхающих ельников позволило установить, что кора деревьев осыпается в верхней и средней частях ствола при наличии зеленой хвои, не имеющей отчетливо выраженных признаков дехромации и других повреждений. Хвоя опадает значительно позднее появления признаков отслоения и осыпания коры, через 1-3 месяца и более. Поврежденные деревья имеют признаки жизнедеятельности и размножения короедов (типограф, гравер обыкновенный, полиграф пушистый, двойник и др.). В некоторых случаях ослабленные деревья заселяются опенком осенним. Типичной реакцией растущих деревьев на воздействие неблагоприятных абиотических факторов является снижение годичного прироста по диаметру и в высоту до 50-60% и более в сравнении со среднемноголетними его значениями, характерными для древостоя. Деревья, подверженные снижению годичного прироста более чем на 60% в течении 2-3 лет подряд, впоследствии, как правило, заселяются стволовыми вредителями и усыхают. В случае достижения высокой численности стволовых вредителей (короедов), они могут заселять не только ослабленные, но и вполне здоровые деревья.
У таких деревьев, особенно в средней и верхней частях ствола, появляются смоляные потеки в местах внедрения короедов. Местное засмоление проводящих лубяных тканей вызывает дополнительное ослабление дерева за счет закупорки проводящих и запасающих элементов (ситовидных клеток и паренхимы), что вызывает их отмирание. Это приводит к снижению или прекращению оттока образующихся в хвое ассимилятов в ствол дерева и корневую систему. Нарушение функционирования смоловыделительной системы дерева и блокирование при этом смолой активной зоны проводящих и запасающих тканей происходит в случае разрушения эпителиальных клеток, образующих смоляной ход вследствие недостаточной их влагообеспеченности в засушливые периоды. Хвоя же остается зеленой после осыпания коры по причине беспрепятственного поступления влаги с питательными веществами по неповрежденной заболонной части ствола, что и обеспечивает, определенное время, протекание необходимых физиологических процессов в хвое и неповрежденной части дерева.
Известные закономерности влияния циклической изменчивости солнечной активности на климатические характеристики, особенности функционирования лесных фитоценозов, жизнедеятельность стволовых вредителей позволили провести вероятностную оценку (с использованием прогнозных возможностей полиномного тренда чисел Вольфа) санитарного состояния ельников на ближайший период [3]. В ближайшие 2-3 года, даже в случае благоприятных условий для роста и формирования еловых древостоев, сохраняются предпосылки массового размножения стволовых вредителей и, как следствие, сильного ослабления защитных свойств и массового усыхания ели в отдельных лесных массивах на всей территории республики. Вероятность наступления нового периода массового усыхания еловых лесов возрастает в 2002-2005 годах.
Таким образом, в существующую концепцию причинно-следственных связей массового усыхания еловых лесов на смену представлениям о доминирующей роли фито- и энтомовредителей, а в последующее время – загрязнения атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод вредными для растительности веществами пришло понимание того, что усыхание и болезни ели, обусловленные биотическими факторами, являются, как правило, следствием хронического влияния неблагоприятных абиотических факторов.
Литература.
1. Воронцов А.И. Биологические основы защиты леса. –М: Высшая школа, 1963. –324 с.
2. Маслов А.Д. Усыхание еловых лесов от засух на европейской территории СССР // Лесоведение. –1972. -№6. –С. 77-87.
3. Сарнацкий В.В. Прогноз усыхания еловых древостоев // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. –1998. -№ 3. –С. 33-39.
4. Федоров Н.И., Сарнацкий В.В. Особенности формирования еловых лесов Беларуси в связи с их периодическим массовым усыханием. –Минск: Технология, 2001. –180 с.
5. Юркевич И.Д., Голод Д.С., Парфенов В.И. Типы и ассоциации еловых лесов (По исследованиям в БССР). –Минск: Наука и техника, 1971. –351 с.