Долгопериодные колебания радиального прироста и жизненного состояния дуба черешчатого в Теллермановских дубравах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Колебания прироста и жизненного состояния дубрав лесостепи привело в XX в. к их ослаблению и усыханию с периодичностью около 25–45 лет. В условиях изменения климата возрастает актуальность изучения волновой динамики дубрав с целью анализа рисков усыхания дуба и возможностей их снижения. В статье представлены результаты изучения долгопериодных внутривековых колебаний с XIX в. радиального прироста ранней и поздней древесины ствола в 270-летней нагорной и 230-летней пойменной дубравах в сравнении с циклами в 90-летней нагорной и 130-летней пойменной дубравах. Возрастной тренд описан как вековой цикл, две ветви которого различны по периоду и амплитуде. В старовозрастных дубравах выделено по 5 циклов радиального прироста ствола дуба, в более молодых дубравах – по два периода. Жизненное состояние дуба оценивали по типу развития кроны, последний идентифицировали по ширине прироста ранней древесины. Первые 1–2 цикла – 50–70-летние, наиболее продолжительные, асинхронные в нагорной и пойменной старовозрастных дубравах, вызванные волновым самоизреживанием древостоев. Затем продолжительность циклов снижается до 25–40 лет: в пойменной дубраве – с конца XIX в., в нагорной – с начала XX в. Эти колебания синхронны во всех изученных дубравах как следствие засух и повреждения листьев насекомыми, их минимумы совпадают с волнами усыхания дуба. Рубки ухода повысили устойчивость 90-летней дубравы к долгопериодным колебаниям. CV индексов прироста в ней меньше, чем в остальных дубравах, в среднем в 1.3 раза, CV долгопериодной внутривековой составляющей – в 2 раза. Разреживание полога древостоев при волновом отпаде в 1960–1970-е гг., очевидно, повысило устойчивость дубрав к следующему долгопериодному циклу. Риск ослабления и усыхания дуба повышается в минимумах внутривековых циклов и зависит от их амплитуды. Также риск возрастает вблизи минимумов вековых циклов – в нагорных дубравах после 130-летнего возраста, в пойменных – после 60- и 190-летнего. Повышение вероятности усыхания дуба ожидается только в нагорных дубравах не ранее начала 2030-х гг.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Ф. Каплина

Институт лесоведения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kaplina@inbox.ru
Россия, ул. Советская, д. 21, с. Успенское, Московская обл., 143030

Список литературы

  1. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51–57.
  2. Бугаев В.А., Мусиевский А.Л., Царалунга В.В. Дубравы лесостепи. Воронеж: ВГЛТА, 2013. 247 с.
  3. Демаков Ю.П., Исаев А.В. Закономерности динамики радиального прироста деревьев дуба в пойменных лесах заповедника // Научные труды государственного природного заповедника «Большая Кокшага». Вып. 7. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2015. С. 139–156.
  4. Дубравы лесостепи в биогеоценотическом освещении / Под ред. А.А. Молчанова. М.: Наука, 1975. 374 с.
  5. Каплина Н.Ф. Влияние развития кроны на радиальный прирост ранней и поздней древесины ствола дуба черешчатого // Вестник ПГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2019. № 2 (42). С. 17–25.
  6. Каплина Н.Ф. Цикличность радиального прироста ствола и жизненного состояния дуба черешчатого в нагорной и пойменной дубравах южной лесостепи // Лесоведение. 2022. № 1. С. 21–33.
  7. Каплина Н.Ф., Жиренко Н.Г. Динамика фитомассы листьев, состояния и развития крон деревьев нагорной дубравы юго-восточной лесостепи в неблагоприятных условиях последнего десятилетия // Вестник ПГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2012. № 2 (16). С. 3–11.
  8. Каплина Н.Ф., Селочник Н.Н. Морфология крон и состояние дуба черешчатого в средневозрастных насаждениях лесостепи // Лесоведение. 2009. № 3. С. 32-42.
  9. Каплина Н.Ф., Селочник Н.Н. Текущее и долговременное состояние дуба черешчатого в трех контрастных типах леса южной лесостепи // Лесоведение. 2015. № 3. С. 191–201.
  10. Мерзленко М.Д. Обоснование теории волнообразного роста хвойных лесных культур // Лесной вестник. 2021. Т. 25. № 2. С. 5–9.
  11. Национальный доклад «Глобальный климат и почвенный покров России: проявления засухи, меры предупреждения, борьбы, ликвидация последствий и адаптивные меры (сельское и лесное хозяйство)». Том 3. М.: Изд-во МБА, 2021. 700 с.
  12. Рубцов В.В., Уткина И.А. Адаптационные реакции дуба на дефолиацию. М.: Институт лесоведения РАН, 2008. 302 с.
  13. Сапанов М.К. Климатогенные факторы внезапного изменения хода роста дерева // Поволжский экологический журнал. 2019. № 2. С. 253–263.
  14. Селочник Н.Н. Многолетняя динамика старовозрастных насаждений Теллермановских дубрав // Лесоведение. 2014. № 2. С. 59–68.
  15. Соломина О.Н., Бушуева И.С., Долгова Е.А. Засухи Восточно-Европейской равнины по гидрометеорологическим и дендрохронологическим данным. М.-СПб.: Нестор-История, 2017. 360 с.
  16. Состояние дубрав лесостепи / Под ред. А.Я. Орлова, В.В. Осипова. М.: Наука, 1989. 230 с.
  17. Царалунга В.В., Царалунга А.В. Долголетие деревьев дуба и дубовых древостоев // Лесотехнический журнал. 2017. № 1 (25). С. 25–32.
  18. Чеботарёв П.А., Чеботарёва В.В., Стороженко В.Г. Гнилевые фауты спелых и перестойных дубовых древостоев Теллермановского опытного лесничества // Лесоведение. 2019. № 1. С. 49–56.
  19. Экосистемы Теллермановского леса / Под ред. В.В. Осипова. М.: Наука, 2004. 340 с.
  20. Dobbertin M. Tree Growth as Indicator of Tree Vitality and of Tree Reaction to Environmental Stress: a Review // European Journal of Forest Research. 2005. V. 124. № 4. P. 319–333.
  21. Cho D.-S., Boerner R.E.J. Dendrochronological analysis of the canopy history of two Ohio old-growth forests // Plant Ecology. 1995. V. 120. № 2. P. 173–183.
  22. Colangelo M., Camarero J.J., Ripullone F., Gazol A., S´anchez-Salguero R., Oliva J., Redondo M.A. Drought decreases growth and increases mortality of coexisting native and introduced tree species in a temperate floodplain forest // Forests. 2018. V. 9. № 4. P. 205.
  23. Losseau J., Jonard M., Vincke C. Pedunculate oak decline in southern Belgium: a long-term process highlighting the complex interplay among drought, winter frost, biotic attacks, and masting // Canadian Journal of Forest Research. 2020. V. 50. № 4. P. 380–389.
  24. Matveev S.M., Chendev Yu.G., Lupo A.R., Hubbart J.A., Timashchuk D.A. Climatic changes in the east-european forest-steppe and effects on scots pine productivity // Pure and Applied Geophysics. 2016. V. 174. № 1. P. 427–443.
  25. McEwan R.W., McCarthy B.C. Anthropogenic disturbance and the formation of oak savanna in central Kentucky, USA // Journal of Biogeography. 2008. V. 35. № 5. P. 965–975.
  26. Nowacki G.J., Abrams M.D. Radial-growth averaging criteria for reconstructing disturbance histories from p resettlement – Origin Oaks // Ecological Monographs. 1997. V. 67. № 2. P. 225–249.
  27. Petritan A.M., Petritan I.C., Hevia A., Walentowski H., Bouriaud O., Sánchez-Salguero R. Climate warming predispose sessile oak forests to drought-induced tree mortality regardless of management legacies // Forest Ecology and Management. 2021. V. 491: 119097.
  28. Piovesan G., Biondi F. On tree longevity // New Phytologist. 2021. V. 231. № 4. P. 1318–1337.
  29. Rubio-Cuadrado Á., Camarero J.J., del Río M., Sánchez-González M., Ruiz-Peinado R., Bravo-Oviedo A., Gil L., Montes F. Long-term impacts of drought on growth and forest dynamics in a temperate beech-oak-birch forest // Agricultural and Forest Meteorology. 2018. V. 259. P. 48–59.
  30. Sánchez-Salguero R., Colangelo M., Matías L., Ripullone F., Camarero J.J. Shifts in growth responses to climate and exceeded drought-vulnerability thresholds characterize dieback in two Mediterranean deciduous oaks // Forests. 2020. V. 11. № 7. P. 714.
  31. Scharnweber T., Heinze L., Cruz-García R., Van Der Maaten-Theunissen M., Wilmking M. Confessions of solitary oaks: We grow fast but we fear the drought // Dendrochronologia. 2019. V. 55. P. 43–49.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Исходные временные ряды, долгопериодные вековые и внутривековые циклы радиального прироста РД (а, в) и ПД (б, г) на примере групп деревьев: Р-З-З в 270-летней нагорной (а, б) и З-Р-Р в 230-летней пойменной (в, г) дубравах.

Скачать (255KB)
Метаданные
3. Fig. 2. Long-term intra-secular components of radial growth of RD (a, c) and PD (b, d) in upland (a, b) and floodplain (c, d) oak groves of different ages by tree crown development groups.

Скачать (222KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024