Климатические условия лесостепи и степи: Климат лесостепи

Лесостепь, характеристика природной лесостепной зоны, почвы, растения, рельеф, климат, экологические проблемы, обитатели, хозяйственная деятельность

География

12.11.21

9 мин.

Лесостепь – это природная зона, для которой характерно чередование леса и степи. Соответственно чередуются и флора, и фауна обозначенных зон. Отсюда легко увидеть, что свое название эта территория получила именно благодаря этой особенности.

Оглавление:

• Географическое положение лесостепей России
• Лесостепь – характеристика природной зоны
• Экологические проблемы лесостепи
• Хозяйственная деятельность в лесостепях и степях
• Интересные факты о лесостепи
• Заключение

Определение «лесостепь» вошло в широкое употребление не так давно: после публикации работ Докучаева. До этого популярностью пользовался термин «предстепье» (его ввел в обиход Бекетов).

Географическое положение лесостепей России

Рассматривая Евразию, можно сказать, что эта природная зона простирается начиная с Карпатской гряды (территория Европы) и заканчивая Алтайским краем, проходя через земли Украины и, частично, через территории Казахстана и России.

Обособленные лесостепные зоны есть, например, и в межгорных впадинах Сибири, в Монголии, на Дальнем Востоке и в Северо-Восточном Китае. Следует знать, что, например, Северная Америка тоже имеет лесостепную зону.

В России лесостепная зона находится преимущественно на юге, в Южной части Урала, в Алтайском крае. Граница лесостепи в Российской Федерации обозначена такими городами, как Курск и Рязань, так как за ними начинается уже лесная зона.

Лесостепь – характеристика природной зоны

Описание этой природной зоны включает в себя информацию о рельефе, климате, основных почвах, флоре и фауне.

Рельеф

Рельеф лесостепи ровный, с небольшими низинами и незначительными уклонами. Встречаются балки и овраги. Иногда однообразие лесостепи нарушается ложбинами и курганами.

Характерной чертой этой территории являются степные блюдца – впадины округлой формы.

Почвы

Здесь главенствует самый лучший тип грунта – чернозем. Благодаря разному составу флоры, карбонатам и отрицательному балансу влажности, тут проявлены именно эти грунты.

[advice]Стоит отметить: для лесостепи характерен быстрый и обильный перегнойно-аккумулятивный процесс, поэтому тут самые высокие показатели по содержанию гумуса.[/advice]

Также в лесостепи находятся такие виды почв:

• серные лесные почвы;
• темно-серые лесные почвы;
• черноземы оподзоленные;
• черноземы выщепоченные;
• черноземы типичные;
• черноземы среднегумусные.

Состав грунтов меняется по мере продвижения от севера до юга.

Климат и климатический пояс

Эта территория характеризуется довольно теплым и сухим климатом: так называемый безморозный период длится от 105 до 165 дней.

Самая высокая температура для лесостепи – это плюс сорок градусов (в тени), а низкая – минус тридцать шесть градусов, но такое встречается редко.

Чаще всего тут преобладают умеренные температуры, поэтому этот тип климата называют умеренно-континентальным. Годовое количество осадков примерно равняется количеству испаряемой влаги.

Растения

В зоне лесостепи большое разнообразие флоры. Леса преобладают лиственные (самое распространённое дерево – это дуб), так же здесь встречается много видов трав и кустарников, а в Западной Сибири так же встречается много берез.

Особенные климатические условия лесостепи оказывают положительное воздействие на растительность.

Животные

Можно сказать, что в лесостепи обитает и степная, и лесная фауна, а разнообразие животных меняется по мере продвижения с юга на север.

Типичные обитатели лесостепи:

• земляной заяц;
• тушканчик;
• сурок;
• байбак;
• хорек;
• грызуны;
• дрофа;
• лисица;
• волк;
• белка;
• тетерев и другие.

Тетерев

[warning]Обратите внимание: эта зона характеризуется большой зоомассой: от 250 кг на гектар (Стрелецкая степь) до 750 кг на гектар (информация по Курской области).[/warning]

Аист

Птицы в лесостепи:

• аист;
• ястреб;
• орел;
• куропатка;
• жаворонок;
• дрозд;
• дятел и другие.

Экологические проблемы лесостепи

К сожалению, на сегодняшний день все больше деревьев подвергается вырубке, а степей – распахиванию, что приводит к исчезновению уникального растительного мира лесостепи.

Основные негативные факторы, способствующие возникновению экологических проблем в лесостепной зоне:

• вспахивание земель в степях;
• выпас скота;
• вырубка леса;
• пожары.

Это ведет к обеднению почвы и вымиранию флоры, что приводит к тому, что звери тоже гибнут.

Хозяйственная деятельность в лесостепях и степях

Основные отрасли и занятия населения:

1. Это «житница» России: благодаря благоприятным условиям для аграрного промысла, тут выращивают подсолнечник, зерновые культуры, сахарную свеклу, фруктово-ягодные культуры. Но из-за высокой степени распаханности, использование новых пахотных участков на территории Русской равнины остановлено.
2. В сравнении со степью, в земле лесостепи находятся богатейшие ресурсы ископаемых: железные руды, нефть, уголь, горючие сланцы, газ, фосфориты и другое.
3. Многие жители лесостепи занимаются овцеводством и птицеводством, что выделяет эту зону как развитую в молочно-мясной отрасли.
4. Разведение яков, коз.

Помимо основных видов деятельности, в этой климатической зоне люди занимаются рыбной ловлей, охотой, разводят верблюдов, коз, яков и лошадей.

Интересные факты о лесостепи

Интересной особенностью этой зоны является наличие как мощных лесов, так и развитого травяного покрова, что создает неповторимый рельеф местности.

Растения в степных районах этой природной зоны могут легко переносить как повышенную влажность, так и засуху.

Заключение

Лесостепь – это важная географическая зона: на этой территории находятся основные запасы многих ископаемых, благодаря плодороднейшим почвам тут произрастают незаменимые культуры. Эта территория – один из основных производителей мяса и молока, шерсти.

Современные условия климата в степных и лесостепных районах » Детская энциклопедия (первое издание)

Как изучают климат?

Изменяется ли климат?

Лесостепи и особенно степи простираются на огромных пространствах европейской и азиатской части Союза. Степи, занимая почти всю Украину, достигают берегов Черного моря. В Крыму степи заканчиваются на северных склонах Крымских гор, на Северном Кавказе они простираются до предгорий Большого Кавказа, а в азиатской части в основном захватывают южные районы Западной Сибири и северные районы Казахстана. На юго-востоке степи переходят в полупустыни Прикаспия, а на азиатской территории — в полупустыни и пустыни Казахстана и Средней Азии, простирающиеся вплоть до северных склонов Копет-Дага (около 140 градусов северной широты).

Вся эта огромная территория, расположенная к югу от Москвы и протянувшаяся на тысячи километров с запада на восток и с севера на юг, конечно, имеет довольно разнообразные природные и, в частности, климатические условия. Многие свойства климата, с которыми мы встречаемся на этой территории, оказываются очень благоприятными для хозяйственной деятельности человека, другие же являются его страшным, бичом.

Мы знаем, что почвы в лесостепных и степных районах очень плодородны и в годы с достаточным количеством осадков здесь собирают обильные урожаи зерновых культур и овощей. Но эти богатейшие районы временами испытывают вредное влияние засухи.

В чем же состоят причины засушливости этих районов и можно ли так изменить климат, свойственный этой территории, чтобы избежать опасного влияния засух?

Укажем прежде всего на то, что вся обширная территория лесостепей,- степей и пустынь характеризуется обилием солнечного тепла, естественно, возрастающего к югу.

Посмотрим, как изменяется количество солнечного тепла в пределах северной и южной границ этой территории. В районе Москвы, расположенной вблизи северной границы лесостепной зоны, количество солнечного тепла за год составляет около 87 000 малых калорий на 1 квадратный сантиметр поверхности. В пустынях Средней Азии оно достигает 140 000 малых калорий на 1 квадратный сантиметр в год.

Такого количества солнечного тепла совершенно достаточно в период теплого времени года, особенно в южной части территории, для широкого использования его в народном хозяйстве путем устройства тепловых установок, пригодных для отопления бань, кухонь, парников, подогревания воды для технических целей и многого другого.

Правда, не все количество солнечного тепла воспринимается земной поверхностью. Мы знаем, что часть солнечной энергии отражается Землей, но даже и после этого количество солнечного тепла, поглощаемого земной поверхностью, оказывается все же очень большим. В Москве оно равняется 77 000 малых калорий на 1 квадратный сантиметр в год, а в пустынях около 90 000. Значительная часть этого тепла, конечно, приходится на весну, лето и осень. Такое количество солнечного тепла обеспечивает здесь произрастание многих культурных растений, а в южной половине территории оно оказывается достаточным и для таких теплолюбивых культур, как хлопчатник.

Большие суммы солнечного тепла, получаемые Землей в этих районах, объясняются не только их южным расположением, но и особенностями циркуляции атмосферы, которая нередко приводит здесь к образованию малооблачной погоды.

В чем же состоят особенности воздушных течений над этими районами?

В результате сложных сочетаний воздушных течений воздух на этих широтах, как мы указывали ранее, в основном переносится с запада на восток. Это — факт чрезвычайно большого значения. Преобладание в этой части атмосферы западных воздушных течений способствует постоянному -переносу большого количества водяного пара с Атлантического океана.

Нам хорошо известно, что часть водяного пара конденсируется и выпадает в виде дождя и снега на европейской части Союза, другая, гораздо большая часть его уносится далее на восток. Выпадение осадков и особенности их распределения по территории теснейшим образом связаны с особенностями воздушных течений.

Осадки, как говорилось ранее, преимущественно выпадают при циклонах, циклоны же в различных местностях проходят не одинаково часто. При тщательном исследовании путей перемещения циклонов и частоты их появления было выяснено, что в европейской части Союза циклоны чаще всего проходят через среднюю лесную полосу, на юге которой расположена Москва, и бывают более часто на западе, чем на востоке. Далее к югу циклоны появляются реже. Уменьшение частоты появления циклонов к югу от лесной зоны отмечается и на азиатской территории Союза.

Как же это сказывается на свойствах климата данной территории?

Для ответа на этот вопрос мы воспользуемся рисунками на вклейке после стр. 208, на которых приведены данные о том, как часто встречается та или иная погода на юге лесной зоны (рис. 1) и затем в степных (рис. 2), полупустынных (рис. 3) и пустынных (рис. 4) районах Союза при движении от Москвы на юго-восток.

Прежде всего обратим внимание на заметное уменьшение к юго-востоку частоты образования пасмурной и дождливой погоды, а также погоды с облачностью в ночное время и погоды с облачностью днем, что находится в тесной связи с уменьшением циклонов в том же направлении.

Отсюда становятся понятными особенности распределения осадков в пределах равнины южной половины СССР и, в частности, на территории лесостепной, степной и пустынной зон. Осадки убывают не только с запада на восток, но и с севера на юг. Так, если на юге лесной зоны осадки составляют 550—600 миллиметров за год, то в пустынях Прикаспия их выпадает всего лишь 200—250 миллиметров за год на севере и около 100 миллиметров на юге — в пустыне Кара-Кумы.

Уменьшение частоты появления циклонов с запада на восток и с севера на юг сказывается и на особенностях распределения малооблачной погоды. Частота образования этой погоды увеличивается в том же юго-восточном направлении.

В условиях же малооблачной погоды в теплое время года на поверхности Земли происходит процесс исключительно большой важности. Суть этого процесса состоит в том, что поток солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, испытывает здесь различные превращения. Часть солнечного тепла отражается от земной поверхности обратно в атмосферу. Но большая часть его затрачивается, с одной стороны, на испарение с поверхности водоемов, почвы и растительного покрова, а с другой — расходуется на нагревание поверхностных слоев Земли и затем нижнего слоя воздуха.

Где же больше солнечного тепла тратится на испарение и где — на нагревание воздуха? Ответить на этот вопрос теперь не будет трудно.

Затраты тепла на испарение особенно велики на северо-западе лесостепной зоны, где выпадает, как мы видели, большое количество осадков и где довольно богат растительный покров. На юго-востоке, где количество осадков мало, картина иная.

Таким образом, в естественных условиях, без разумного вмешательства человека, процесс превращения лучистой энергии Солнца в некоторых районах оказывается неблагоприятным для хозяйственной деятельности человека.

В условиях полупустынь и пустынь Прикаспия, где почва сухая, а растительность очень редкая и влаги для испарения почти совсем нет, большая часть энергии солнечных лучей затрачивается на нагревание земной поверхности. Поэтому температура грунта летним днем здесь достигает 70—75 градусов. Тепло от сильно нагретой Земли передается нижним слоям воздуха, и бывают случаи, когда температура воздуха днем в пустыне составляет 45—50 градусов в тени. Такая высокая температура почвы и воздуха очень плохо действует на растительный мир.

Высокая температура нижних слоев воздуха типична и для районов сухих степей.

Высокая температура и незначительная влажность воздуха приводят к тому, что при поднятии вверх нагретых слоев воздуха они при недостатке в них водяных паров не могут образовать облаков и привести к выпадению осадков. Такое явление в нижних слоях атмосферы и обусловливает образование засушливой погоды.

Иногда засушливая погода сопровождается сильным ветром. В этом случае возникает явление, известное под названием суховея. Горячие сухие ветры — суховеи — иссушают почву, и частицы ее легко поднимаются ветром в воздух, образуя пыльные бури. Суховеи страшны тем, что они приводят к гибели сельскохозяйственных культур и способствуют возникновению лесных, торфяных и степных пожаров. Все это довольно типично для современных условий климата в засушливых районах страны.

Если мы посмотрим на рисунки, то легко заметим, как быстро увеличивается (летом) число дней с очень жаркой и очень сухой погодой при движении от Москвы на юго-восток.

Особенно часта такая погода в пустынях Средней Азии, где в середине лета она составляет подавляющее число дней. Кроме пустынь Средней Азии, такая погода довольно часто наблюдается и в районе между низовьями Волги и Урала, но на некотором расстоянии от Каспия. На самом побережье Каспия благодаря влиянию моря дней с такой погодой бывает несколько меньше.

Если дни с жаркой и сухой погодой и тем более дни с очень жаркой и очень сухой погодой следуют один за другим целым периодом, то тогда наступают засухи. Наиболее опасными являются такие случаи развития засух, когда их возникновение приходится на весенний период или начало лета. Это опасно потому, что засуха в такой период может особенно сильно повредить развивающимся растениям, а вторая половина лета в засушливых районах юго-востока вообще более засушлива, как это легко заметить из наших рисунков.

Любопытно отметить, что очень жаркая и очень сухая погода наблюдается в небольшом числе случаев даже на юге лесной зоны. Но в отдельные годы число дней с такой погодой здесь может быть значительно большим. Так, например, в засушливый 1938 год число дней с жаркой и сухой погодой в районе Москвы в июле составило 20 дней, а очень жаркая и очень сухая погода удерживалась подряд в течение 3 дней.

Засушливость в степных районах в некоторой степени зависит и от тех процессов, которые протекают в атмосфере и на поверхности Земли в холодный период года.

Прежде всего вспомним, что зимой в северной половине степной территории накапливаются довольно большие запасы влаги в виде снежного покрова. Но залегание снежного покрова в современной степи характеризуется крайней неравномерностью. Это происходит потому, что во время сильных ветров, которые нередки в степных районах, снег сдувается в овраги и понижения. Оголенная же от снега земная поверхность сильно промерзает.

И вот весной, когда начинается быстрое таяние снега, мерзлая Земля почти не впитывает влаги, и огромное количество воды, образовавшееся от таяния снежного покрова, стекает бесполезно по поверхности Земли в реки, вызывая весеннее половодье. Правда, весной в обычные по погодным условиям годы в поверхностных слоях почвы влаги бывает достаточно для бурного роста степной растительности.

Поэтому весна в степных районах — лучшее время по яркости зрительных впечатлений. И если вы вспомните чарующую картину весенней природы в степи, вам станут понятны слова казахского народного эпоса:

Степь родная, ты прекрасна,

Вся обласканная солнцем,

С необъятным синим небом,

Хороша ты и просторна.

Птицы в небе, птицы в травах,

В камышах и на озерах, —

Всюду песни, жизнь повсюду…

И богат ковер зеленый,

И цветы как пахнут пьяно,

Так ласкающе туманят.

(«Песнь о Козы Корпече и Баян-Слу»).

Но весенние запасы влаги в почве степных районов быстро расходуются, и к середине лета степная растительность обычно выгорает под яркими палящими лучами солнца.

Случаются годы, когда зимой запасы влаги в снежном покрове бывают невелики и в весенний период подолгу не выпадают дожди. В этом случае почва быстро пересыхает и в степях нередко возникают крайне неблагоприятные для сельского хозяйства явления «черных бурь», когда сильный ветер поднимает огромное количество частиц почвы с распаханных и засеянных полей. В этом случае опасность засухи становится еще более значительной.

Все сказанное нами свидетельствует о том, что засушливость степных районов вызвана большим потоком солнечного тепла, получаемого этими районами в теплый период года, особыми свойствами атмосферы над этой частью земного шара и, наконец, условиями на самой земной поверхности в этих районах.

Современная наука не дает возможности изменять по желанию человека общее количество достигающей Земли солнечной энергии. Пока мы не можем также изменять пути перемещения циклонов и антициклонов и влиять на направление воздушных течений. Но в условиях социалистического хозяйства можно весьма сильно изменить свойства земной поверхности и тем самым повлиять на особенности погоды и климата.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как изучают климат?

Изменяется ли климат?

Влияние климатических факторов на сукцессию лесов в лесостепной зоне Республики Татарстан

БИО Сеть конференций 17 , 00037 (2020)

Влияние климатических факторов на сукцессию лесов в лесостепной зоне Республики Татарстан Республика Татарстан

Ирек Сингатуллин ^{1 *} , Зульфия Хакимова ¹ , Василий Чернов ² и Рустам Давлетшин ¹

¹ Казанский аграрный университет, 420015 Казань, Россия

² Министерство лесного хозяйства Республики Татарстан, 420124 Казань, Россия

^* Автор, ответственный за переписку: betula2@mail. ru

Реферат

В статье анализируется влияние климатических факторов на сукцессию лесов в лесостепной зоне. Республики Татарстан. Выявлена ​​достоверная связь между уменьшением площади дубовых лесов и экстремально низкими морозами в 1939–1940, 1941–1942 и 1978–1979 гг. и уменьшением площади березняков после засухи 2010 г. Березу и дуб сменяют клен, липа и осина. Незначительное количество молодняка и преобладание спелых и перестойных насаждений дуба и березы приведет к продолжению сукцессии леса в лесостепной зоне. Невозможность обратной сукцессии на данном этапе путем естественной реабилитации связана с биологическими особенностями этих видов. Восстановление дубово-березовых лесов возможно только при проведении мероприятий по естественному или искусственному возобновлению с учетом биологических особенностей древесных пород.

© The Authors, опубликовано EDP Sciences, 2020

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License 4. 0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинал работа цитируется правильно.

1 Введение

Сукцессия (от лат. Successio) – последовательная замена одного биогеоценоза (биоценоза, фитоценоза) на определенной территории другим [1].

Общая теория растительных сукцессий как теория динамики сообществ была предложена Г.К. Коулз [2]. Классическая теория сукцессий была разработана американским ботаником Ф. Э. Клементсом [3]. Тот факт, что сукцессии наиболее выражены в лесных биогеоценозах, привлек внимание ведущих российских лесоводов и геоботаников — С.И. Коржинского, Г.Ф. Морозов, В.Н. Сукачев, Т.А. Работнов и многие другие [4–7]. Классификация В.Н. Сукачев в настоящее время в основном признается и считает сукцессию необратимым процессом динамики и изменения лесных биогеоценозов, придающим ей эволюционный смысл, Г.Ф. Морозов связывал преемственность только с человеческой деятельностью.

Глобальное потепление климата влияет на состояние и продуктивность лесов [8, 9]. Повышение среднегодовой температуры на 1,5°С и более в последнее время наблюдается на большинстве территорий, покрытых бореальными лесами [10]. Исследованиями установлена ​​связь между изменением площади преобладающих видов и температурными трендами. Кроме того, статистически значимые связи с повышением температуры демонстрируют ряд пород деревьев: каменная береза, береза, ольха серая, ива (положительные связи), ели, кедр, дуб, тополь (отрицательные связи) [11, 12].

Сукцессии, встречающиеся в лесостепной зоне, давно привлекают внимание лесоводов. В первую очередь они связаны с деградацией дубовых лесов в странах Европы и России. Наиболее существенными причинами являются изменение климатических условий, периодические засухи и связанное с ними понижение уровня грунтовых вод, а также периодическое массовое размножение листогрызущих насекомых и развитие грибковых заболеваний [13–15]. Это привело к сокращению площади дубравы и замещению ее смешанно-лиственными насаждениями без дуба [16, 17].

2 Материалы и методы

Исходным материалом для анализа служили данные государственного учета лесного фонда, начиная с 1938 г. Изменения в составе леса наблюдались на постоянных пробных площадях с количеством деревьев не менее 200 за 20 лет (1996–2017 гг.) После Засуху 2010 г. проанализированы древостои с более чем 10 тыс. усыхающих толщ более чем на 100 временных пробных площадях в 20 лесничествах Республики Татарстан. Состояние деревьев оценивали по 6 категориям, а подрост рассчитывали с учетом размерной категории по породам.

3 Результаты и обсуждение

Одним из аномальных погодных условий, повлиявших на состояние дубрав и сукцессию пород в лесах Республики Татарстан, были сильные морозы зимой 1939–1940, 1941–1942 и 1978–1979 гг. упал ниже 45 градусов. Площадь дубовых лесов уменьшилась на 124,4 тыс. га [18]. Часть площади (43,9 тыс. га) сменили липовые леса, более 20 тыс. га превратились в редколесья. Запас покрытых лесом площадей уменьшился на 14%, а спелых – на 18%. Густота насаждений уменьшилась на 18%. Общая площадь 249Сильно повреждено 4 тыс. га дубовых насаждений в Бугульминском, Кайбицком, Камском, Кзыл-Юлдузском, Лаишевском, Мамадышском, Приволжском и Тетюшском лесничествах.

На состояние и состав лесов Республики Татарстан сильно повлияла засуха 2010 года, последствия которой пока недооценены и недостаточно проанализированы. В 2010 г. гидротермический коэффициент в республике составил всего 0,4 при среднегодовом значении 1,2. Среднемесячная температура воздуха превышала норму на 4-6°С, а июль и август были самыми жаркими месяцами за весь период метеорологических наблюдений в республике [19].]. Резкое снижение уровня грунтовых вод привело к капиллярному подъему грунтовых вод от корневых систем, что вызывает гибель деревьев. При этом гибель растений происходила еще до их полного обезвоживания в результате нарушения питания [20]. В первую очередь пострадали виды с боковой корневой системой – ель европейская, ель сибирская и береза; осина также была поражена в лесостепной зоне [21]. По сукцессии лесов площадь лесов, пораженных засухой, можно сравнить с площадью лесов, пораженных морозами. В обоих случаях преемственность происходит в течение нескольких десятилетий.

Данные лесоустройства и наши исследования свидетельствуют об уменьшении площади березовых лесов и увеличении площади насаждений с преобладанием клена и липы во всех лесничествах лесостепной зоны после засухи 2010 г. (табл. 1). Увеличение доли этих пород в лесном фонде не свидетельствует об их восстановлении; анализ этой взаимосвязи представлен ниже.

Детальный анализ влияния неблагоприятных климатических факторов на сукцессию пород проведен на четырех наиболее типичных насаждениях Бугульминского лесничества по данным лесоустройства 1938, 2004 и 2015 гг., а также по данным исследований, проведенных в 1996–2015 гг. на постоянных пробных площадях (рис. 1).

Выявлено, что после морозов 1939–1940, 1941–1942 и 1978–1979 годов площадь дубовых лесов сократилась и произошла сукцессия на березовые. Доля дубовых лесов уменьшилась с 35 % в 1938 г. до 4 % в 1993 г., березняков увеличилась с 43 % до 63 %, соответственно несколько уменьшилась доля осиновых лесов. После засухи 2010 г. доля березняков снизилась с 64 % до уровня, наблюдаемого в 1938 (44%), площадь дубрав увеличилась незначительно (на 3%), доля осинников увеличилась в 2 раза. Незначительное увеличение доли дубрав не свидетельствует о ее восстановлении, это связано с усыханием березы, так как в смешанных дубово-березовых лесах дубы и березы располагаются куртинами, образуя микроценозы, что приводит к сукцессии видов. При исчезновении одного из видов из-за неблагоприятных погодных условий древостой превращается в березовый или дубовый лес. К 2015 году средний возраст дуба увеличился с 38 лет в 19от 38 до 88 лет. Берёза семенного и порослевого происхождения появилась на части площади после рубки сухостоя дуба, её средний возраст в 2004 г. составлял 64 года, в 2015 г. он снизился до 44 лет. Это связано как с усыханием березы после 2010 г. на площади 40 га, заселенной преимущественно спелыми и перестойными деревьями, так и с вырубкой спелых насаждений старше 61 года. Даже небольшое количество осин с высокой способностью роста замещает березу, о чем свидетельствует ее молодой возраст – 18 лет. После сушки березы под пологом появился подрост состава 7М3Л, средняя численность которого составила 4 тыс. экз/га, подрост березы не наблюдался. На трех участках наблюдалось незначительное количество подроста дуба, до 3 тыс. экз./га, но наши исследования показывают, что большая часть молодых деревьев погибает в течение 3–5 лет. Молодые и средневозрастные насаждения дуба отсутствовали. В 2015 г. доля искусственных насаждений сосны и ели на исследуемых участках увеличилась и составила 30 %.

Влияние засухи 2010 г. на сукцессии в березняках изучалось и в других лесничествах. В Альметьевском лесничестве средний состав насаждений с полностью засохшей березой в 2004 г. составил 8В2О+А+М, средний возраст деревьев 76 лет. В 2018 году состав заменен на 5М2О2А1Б+Л, средний возраст деревьев клена и липы составил 10 лет.

В Лениногорском и Бавлинском лесничествах усыхание березы привело к возникновению подроста состава 10М в количестве более 5000 экз/га, который покрыл 80% площади. Березовый подрост на исследованных участках не наблюдался.

Клен, как и дуб, сильно пострадал от морозов, его доля в лесном фонде на исследуемой территории снизилась с 2,9 % в 1938 г. до 1,3 % в 1993 г. После засухи 2010 г. клен не только восстановил свои позиции, но и увеличил свою долю в лесном фонде лесостепной зоны Республики Татарстан. Средний возраст клена 35 лет, малое количество приспевающих и спелых насаждений связано с морозами. В насаждениях из дуба или березы второй ярус занимает клен; средний диаметр в 1,5–2 раза меньше, чем у основных лесообразующих пород. Исследованиями установлено наличие подроста клена высотой не более 0,5 м под пологом насаждений. После высыхания березы активно занимает площадь клен. Это связано с его биологическими особенностями хорошо размножаться вегетативным и семенным способами, обильно плодоносить почти ежегодно. На вырубках молодые деревья достигают высоты 1,5 м в 5 лет, в возрасте 5 лет их высота составляет 4–5 м, интенсивный рост продолжается до 25–30 лет [22].

Установлена ​​достоверная корреляция численности подроста клена от расстояния до семенных деревьев – максимальное количество деревьев наблюдается на расстоянии до 40 метров (до 20 тыс. экз./га), подроста не было обнаружен на расстоянии 100 м. Замена дуба и березы липой связана с ее высокой способностью к росту – количество побегов на пне колеблется от 3 до 28, через год после рубки достигает высоты 1,5–2,0 м и подавляет подрост других пород. После сушки дуба и березы он становится доминирующей породой.

После 2010 года замена березы на осину происходит при количестве осины в составе три. Поскольку осина обладает высокой корнеопыляющей способностью, она занимает всю пустующую площадь в течение 1-2 лет после высыхания березы. В Алкеевском лесничестве состав древостоя перед сушкой был 8Б2А; после рубки сформировался состав древостоя 8А1М1Л+Э, количество подроста более 10 тыс. экз/га. Количество осинового подроста после рубки может достигать 50 тыс. экз./га и образовывать низкокачественные чистые осинники, которые начинают загнивать в возрасте 40 лет. Сукцессия видов нуждается в контроле за периодом рубок – при летних рубках количество осинового подроста меньше, и возможно формирование насаждений с примесью липы и березы.

Дуб является аборигенной и наиболее ценной породой для лесостепной зоны, и его восстановление является приоритетной задачей лесоводов. Доля молодых дубов в возрасте до 20 лет в Республике Татарстан с учетом искусственного лесовосстановления по состоянию на 01.01.2019 составила всего 4%. Исследования выявили дубовый подрост под пологом материнского насаждения на больших площадях. В Нурлатском лесничестве в 2017 году под пологом состава 100 возрастом 90 лет и размером 0,5 обнаружен подрост дуба в количестве более 3 тыс. экз./га, который относился к маломерной 9 категории.6% (до 0,5 м).

Самосев дуба под пологом маточника можно наблюдать постоянно, но ряд факторов (недостаток света, динамика влажности воздуха, температура) приводят к его гибели. Трехлетний возраст является критическим для самосева дуба независимо от структуры, размера и возраста маточника [4]. В смешанных березово-дубовых насаждениях после высыхания березы на отдельных участках может встречаться подрост дуба семенного происхождения разной размерной категории в количестве, достаточном для формирования насаждения. В Азнакаевском лесничестве в составе древостоя 8Б2О под пологом после усыхания березы наблюдается подрост дуба в количестве около 5 тыс. экз/га, более половины которого можно отнести к среднему древостою. В Бугульминском лесничестве выявлена ​​зависимость количества и состава подроста от расположения на склоне (рис. 2).

Наилучшие условия для роста подроста дуба наблюдаются на среднем склоне, тогда как верхний склон характеризуется высокой солнечной инсоляцией. На нижнем склоне дуб обычно заменяется осиной из-за влажных условий.

Наилучшие условия для восстановления и роста дуба можно найти в лиственной подстилке липы и вяза или березы и осины. В Мензелинском лесничестве обследованы молодые деревья дуба с примесью вышеперечисленных пород состава 8О2Л+В, А, Е, возраст 15 лет, размер 0,7. Дуб имеет меньший диаметр по сравнению с другими породами и немного уступает по высоте. Наши исследования показывают возможность формирования высокопродуктивных насаждений дуба семенного происхождения.

Искусственная реабилитация дуба часто малоэффективна из-за того, что молодые деревья высаживают на полянах и большинство из них угнетается мягколиственными породами или погибает от морозов.

Береза ​​является ценной породой лесостепной зоны в связи с высоким спросом на древесину. Березняки лесостепной зоны в большинстве случаев являются производными от дубрав. Сукцессия происходила в основном в последние 50…100 лет.

Как и у дуба, в березняках доля подроста составляет менее 4%. Средний возраст березовых лесов в лесостепной зоне около 70 лет, максимальная продолжительность жизни 80 лет [23]. Это вызывает полное загнивание уцелевших после засухи перестойных березняков; смена насаждений с преобладанием клена, липы и осины, вероятно, произойдет в ближайшие 20 лет. Низкая способность березы к восстановлению в условиях лесостепной зоны связана с низкой всхожестью семян, сильным задернованностью почвы, неблагоприятными погодными условиями для самосева. [24] Содействие естественному восстановлению путем минерализации почвы плугом или бульдозерным отвалом имеет решающее значение для самосева березы. В Бавлинском лесничестве подрост различного состава – 10М в количестве 10 тыс. экз./га на просеке без минерализации почвы и 9В1М в количестве 5 тыс. экз./га на участке с пахотными бороздами – на соседних участках. Березовые культуры возделываются на незначительной площади из-за отсутствия посадочного материала, который можно выращивать в лесостепной зоне только в защищенном грунте.

Таблица 1.

Изменение площади преобладающих древесных пород в лесах Республики Татарстан после засухи 2010 г., га ^*

Рис. 1. Изменение доли основных лесообразующих пород с 1938 до 2015

Рис. 2. Распределение подроста по видам и размерным категориям в зависимости от их расположения на склоне.

4 Заключение

Из-за разнообразия факторов, влияющих на сукцессию леса, нам не удалось выявить достоверную связь между динамикой видового состава и изменением климата за последние 80 лет в Республике Татарстан. Подтверждено влияние аномальных для данной территории климатических факторов на сукцессию леса. Так, морозы 1939–1940, 1941–42, 1978–79 гг. сократили площадь дубрав, а засуха 2010 г. вызвала сокращение площади березовых лесов. На смену этим видам пришли клены, липы и осины, что связано с их высокой репродуктивной эффективностью и устойчивостью к неблагоприятным факторам в молодом возрасте. Меняется возрастная структура дубовых и березовых лесов – преобладают спелые и перестойные насаждения, что еще больше сократит их долю в лесном фонде. Восстановление дубово-березовых лесов является приоритетной задачей лесоводов, что возможно только при проведении мероприятий по стимулированию естественного или искусственного лесовосстановления с учетом биологических особенностей древесных пород.

Каталожные номера

• Ю. Одум, Основы экологии (Мир, Москва, 1975). [Google ученый]
• Ф. Э. Клементс, Последовательность растений (Carnegie Inst. Wash. Publ., 1916) [Google ученый]
• Коржинский С.И. Северная граница Черноземья восточной зоны Европейской России в ботанико-географическом и почвенном аспектах в Тр. Казанского общества естествоиспытателей 22(6), 144–145 (1891) [Google ученый]
• Г. Ф. Морозов, Лесоведение Лесной журнал 1, 230–245 (1908). [Google ученый]
• В.Н. Сукачев, Н.В. Дылис, Динамика лесных биогеоценозов в Основах лесной биогеоценологии 458–486 (Наука, Москва, 1964) [Google ученый]
• Т.А. Работнов О типах растительных сукцессий Бюлл. Московского общества природоведов 100(1), 85–86 (1995) [Google ученый]
• Дж. Легатт, редактор, Глобальное потепление: отчет Гринпис (Московский государственный университет, 1993) [Google ученый]
• Дж.Т. Хоутон, Ю. Дин, Д.Дж. Григгс и др., МГЭИК: Изменение климата, 2001 г.: Научная основа. Вклад рабочей группы I в третий оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, 2001 г.) [Google ученый]
• Т. Ф. Стокер и др., ред., Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), Изменение климата, 2013 г. : Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Кембридж, 2013 г.) [Google ученый]
• В.А. Алексеев, М.В. Марков, Лесная статистика и изменение продуктивности лесов в России во второй половине ХХ века (Санкт-Петербургский лесоэкологический центр, 2003). [Google ученый]
• В.П. Иванов, С.И. Марченко, И.Н. Глазун, Д.И. Нартов, Л.М. Соболева, Изменения биогеоценозов центральной части Брянской области после летней жары 2010 г. Вестник Пермского государственного технического университета 1, 25–35 (2013) [Google ученый]
• В.В. Осипов. Экосистемы Теллермановского леса. М.: Наука, 2004. [Google ученый]
• В.В. Рубцов, И.А. Уткина, Адаптационные реакции дуба на дефолиацию (Гриф и Ко, М., 2008). [Google ученый]
• В. Г. Стороженко, В.М. Коткова, П.А. Чеботарев, Динамика трансформации коренных дубрав и дереворазрушающих базидиомицетов Теллермановского леса (Воронежская область) Лесной вестник 4(18), 77–85 (2014) [Google ученый]
• В.В. Чеботарева, П.А. Чеботарев, В.Г. Стороженко, Тенденции естественной смены дубовых насаждений на смешанные лиственные насаждения в лесостепной зоне (на примере насаждений Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН) Ульяновск биомедицинский журнал 2, 172–179 (2017) [Google ученый]
• Н. А. Харченко, Н.Н. Харченко, Е.Е. Мельников, Сукцессионные процессы в дубравах центральной лесостепи в результате их деградации Лесной вестник 5, 192–195 (2009) [Google ученый]
• Я. Яковлев, А.С. Яковлев, Дубовые леса Среднего Поволжья (история, причины деградации и современное состояние) Источник: http://oaks.forest.ru/publications/ [Google ученый]
• Государственный доклад о состоянии окружающей среды за 2010 год (Казань, 2011) [Google ученый]
• СРЕДНИЙ. Веретенников, Физиология растений (Академический проект, Москва, 2006) [Google ученый]
• И.К. Сингатуллин, Влияние засухи 2010 г. на состояние лесов Республики Татарстан Вестник Казанского аграрного университета, 2018. Т. 3. С. 40–45. [Google ученый]
• Букштынов А.Д., Клен (Леспром, Москва, 1982) [Google ученый]
• В. Г. Атрохин, Лесоводство и дендрология (Лесное хозяйство, Москва, 1982). [Google ученый]
• К.В. Краснобаев, И.К. Сингатуллин, С.Ю. Митяшина, И.Ф. Лукин, О динамике плодоношения березы (Betulapendula Roth.) Лесное хозяйство 1, 33–34 (2007) [Google ученый]

Все столы

Таблица 1.

Изменение площади доминирующих древесных пород в лесах Республики Татарстан после засухи 2010 г., га ^*

В тексте

Все фигурки

	Рис. 1. Изменение доли основных лесообразующих пород с 1938 по 2015 г.
В тексте

	Рис. 2. Распределение подроста по видам и размерным категориям в зависимости от их расположения на склоне.
В тексте

Трансформация лесостепи в низовьях Дунайской равнины юго-восточной Европы: 6000 лет динамики растительности и землепользования

Трансформация лесостепи в низовьях Дунайской равнины на юго-востоке Европы: 6000 лет растительности и динамики землепользования

Автор

• Анжелика Фёрдин
• Роксана Гриндин
• Габриэла Флореску
• Йоан Танту
• Ева М. Нидермейер
• Андрей Космин Дьякону
• Саймон М. Хатчинсон
• Энн Бриджит Нильсен
• Тибериу Сава
• Андрей Панайт
• Михай Браун
• Томас Хиклер

Показать все

Резюме, на английском языке

Лесостепи представляют собой динамичные экосистемы, сильно подверженные изменениям климата, нарушениям и землепользованию. Здесь мы исследуем голоценовую историю экотона европейской лесостепи на низовьях Дуная, чтобы лучше понять его чувствительность к колебаниям климата, пожарам и антропогенному воздействию, а также время его перехода в культурную лесостепь. Мы использовали мультипрокси-анализ (пыльца, н-алканы, копрофильные грибы, древесный уголь и геохимия) 6000-летней последовательности из озера Олтина (юго-восток Румынии) в сочетании с моделью REVEALS (региональные оценки обилия растительности на крупных участках) количественного анализа. растительный покров. Мы обнаружили больший древесный покров, состоящий из ксеротермических (Carpinus orientalis и Quercus) и умеренных (Carpinus betulus, Tilia, Ulmus и Fraxinus) таксонов деревьев, между 6000 и 2500 кал. лет назад. Максимальный древесный покров (~50 %) с преобладанием C. orientalis приходится на период между 4200 и 2500 кал. л.н. в период более влажных климатических условий и умеренной пожарной активности. По сравнению с другими европейскими лесостепями доминирование C. orientalis представляет собой наиболее отчетливую черту состава лесов в это время. Потеря деревьев происходила к 2500 г. до н.э. (железный век), при этом модель REVEALS указывала на падение древесного покрова примерно на 20% по сравнению с позднеголоценовым максимумом лесов, что было связано с вырубкой для сельского хозяйства, в то время как климатические условия оставались влажными. Сжигание биомассы заметно увеличилось при 2500 кал. лет назад, что позволяет предположить, что огонь регулярно использовался в качестве инструмента управления до 1000 кал. лет назад, когда древесная растительность стала дефицитной. Затем редкий древесный покров со слабыми признаками восстановления леса стал постоянной характеристикой нижней Дунайской равнины, что свидетельствует о более или менее постоянном антропогенном давлении. Время антропогенной трансформации экосистемы здесь (2500 кал. л.н.) находится между центрально-восточной (между 3700 и 3000 кал. л.н.) и восточной (после 2000 кал. л.н.) Европой. Наше исследование является первой количественной оценкой земного покрова в экотоне лесостепи на юго-востоке Европы за 6000 лет. Это дает важные эмпирические данные о том, что в широком пространственном масштабе современные лесостепи и редколесья отражают потенциальную естественную растительность в этом регионе в современных климатических условиях. Однако степень древесного покрова и его состав не были стабильными во времени и не определялись исключительно климатом. Следовательно, изменение растительности следует рассматривать как динамическое явление, отражающее более широкие изменения условий окружающей среды, включая естественные нарушения и воздействие человека.