Введение к работе
Актуальность темы
Наблюдаемые и прогнозируемые изменения климата в высоких широтах обуславливают актуальность исследования их воздействия на лесные экосистемы (Gordon et al. 2000; IPCC ... 2007; Houghton et al. 2001; Jones et.al, 2001; Shiyatov et al., 2007). Реакция древесных растений на изменения климата наиболее вероятна в зонах, где именно температура является основным лимитирующим фактором; такой зоной является экотоны полярной и альпийской лесотундры (Hughes et al., 1999; Sturm et.al., 2001; Holtmeier, 2003; Shiyatov, 2003; Kharuk et.al., 2002). Ответная реакция древесной растительности на изменения климата может проявляться в возрастании численности и изменении видового состава возобновления, продвижении возобновления по градиенту высоты, возрастании радиального и апикального приростов древесных растений, увеличении сомкнутости древостоев и продвижении сравнительно теплолюбивых видов в зону обитания холодостойких видов древесных растений (Grabherr & Pauli, 1994; Beniston, 2003; Walther, 2003). В настоящее время возрастает число публикаций по проблеме воздействия изменений климата на древесные растения, в которых отчасти подтверждаются указанные выше возможные последствия изменений климата (Theurillat & Guisan, 2001; Grace et al., 2002; Lloyd & Fastie, 2002; Smith et al., 2003; Gamache & Payette, 2004; Lloyd, 2005; Baker & Moseley, 2007; Харук и др., 2005-2010). Например, Кульман (2005), обобщая результаты исследований, выполненных различными авторами, полагает, что существенное увеличение сомкнутости в древостоях на северных и высотных территориях встречается чаще, чем продвижение линии древостоев. Исследования на Полярном Урале и горах Саяно-Алтайского региона подтверждают это наблюдение (Shiyatov, 2003; Kharuk et al, 2008-2010).
Территория Сибири находится в зоне наиболее значительных наблюдаемых и прогнозируемых изменений климата; однако исследования по воздействию изменений климата на таежные леса весьма немногочисленны (Shiyatov, 2003; Shiyatov et al., 2007; Devi et al. 2007; Kharuk etal, 2005-2010). Цель работы
Оценка воздействия изменений климата на численность и возрастную структуру возобновления сосны кедровой сибирской {Pinus sibirica Du Tour) и лиственницы (Larix sibirica Ledeb., Larix gmelinii Rupr.) в зоне контакта указанных видов (на северной и высотной границах ареала сосны кедровой сибирской). Задачи исследования
1. Сравнительный анализ численности и возрастной структуры
возобновления сосны кедровой сибирской и лиственницы на северной
и высотной границах ареала
) (S
-
Оценка влияния изменений климата на расселение возобновления сосны кедровой сибирской в зоне доминирования лиственницы
-
Оценка влияния изменений климата на расселение возобновления сосны кедровой сибирской на его высотной границе
-
Оценка влияния пирогенного фактора на расселение возобновления сосны кедровой сибирской в зону доминирования лиственницы
Научная новизна работы
Впервые показано, что в экотоне горной лесотундры Западного Саяна и хр. Танну-Ола наблюдаются продвижение возобновления сосны кедровой сибирской по градиенту высоты, возрастание апикального и радиального приростов и трансформация стелющихся форм сосны кедровой сибирской в стволовые. Получены данные, указывающие на связь этих явлений с изменением климата в последние десятилетия XX века - начале XXI века.
Получены экспериментальные данные, указывающие на продвижение сосны кедровой сибирской в зону доминирования лиственницы.
Установлено уменьшение величины межпожарного интервала в лиственничниках Эвенкии в XX столетии по сравнению с XIX столетием.
Практическая значимость
Данные по величинам межпожарных интервалов в средней тайге, по расселению сосны кедровой сибирской в зону доминирования лиственницы и по ее продвижению по градиенту высоты в горной лесотундре, а также по сравнительной динамике радиального прироста сосны кедровой сибирской и лиственницы представляют (исходный) экспериментальный материал для верификации моделей изменений климата.
Изучение видового состава возобновления на высотных пределах произрастания древесной растительности дает возможность предсказать дальнейшее изменение положения древостоя в связи с изменениями климата. Личное участие автора
Все исследования по теме диссертации от сбора экспериментального материала до его анализа осуществлены автором или при его непосредственном участии в период с 2002 по 2005 год. Положения, выносимые на защиту
-
Наблюдается продвижение возобновления сосны кедровой сибирской в зону доминирования лиственницы. Установлено, что значения коэффициента расселения (Ki) сосны кедровой сибирской превосходят таковые для лиственницы в зоне с низкой (<1%) представленностью кедра в верхнем пологе.
-
Установлено, что в последние десятилетия XX - начале XXI века в экотоне горной лесотундры Западного Саяна наблюдаются продвижение возобновления сосны кедровой сибирской по градиенту высоты. Повышение летней температуры воздуха на 1С0 способствует продвижению возобновления до ~ 150 м по высоте.
-
В экотоне горной лесотундры наблюдаются возрастание радиального прироста сосны кедровой сибирской и трансформация ее стелющихся
форм в стволовые. Начало указанных изменений относится к середине
80-х годов XX столетия и коррелирует с повышением летней
температуры воздуха. 4. В лиственничниках средней Сибири в XX столетии произошло
значительное (по сравнению с XIX столетием) снижение величины
межпожарного интервала: со 100±12 до 65±6 лет. Апробация работы
Основные положения и результаты исследований доложены на конференциях молодых ученых Института леса им. В.Н. Сукачева «Исследования компонентов лесных экосистем Сибири», (Красноярск, 2003, 2004, 2005, 2007), всероссийской конференции «Структурно-функциональная организация и динамика лесов» (Красноярск, 2004), международной конференции «Лесные экосистемы северо-восточной Азии и их динамика» (Владивосток, 2006), конференциях IBFRA (2004, 2006). Публикации
По материалам диссертации опубликовано 24 работы, из них 7 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, 6 - в прочих журналах и 10 - материалы конференций.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 5 глав и списка литературы. Основной текст изложен на 120 страницах, иллюстрирован 38 рисунками и содержит 6 таблиц. Список литературы включает 143 наименования, в том числе 83 иностранных. Благодарности
Автор выражает благодарности за помощь в работе над диссертацией, советы и рекомендации: руководителю д.б.н. Харуку В.И. и д.б.н., профессору Кузьмичеву В.В.
