От чего погибает лес
Комплексные исследования показали, что продукты жизнедеятельности этих птиц негативно влияют на сосны на берегу реки Меши.
Группа ученых Казанского федерального университета в сотрудничестве с коллегами из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета установила причины, по которым гибнут деревья вблизи деревни Паново Лаишевского района Республики Татарстан.
В комплексном исследовании влияния колонии большой серой цапли (Ardea cinerea L.) на биогеохимию почвы и растительность в сосновом лесу принимали участие представители сразу нескольких подразделений КФУ – Института экологии и природопользования, Института фундаментальной медицины и биологии, Института геологии и нефтегазовых технологий, Федерального центра коллективного пользования физико-химических исследований веществ и материалов.
Результаты масштабной работы представлены в статье, опубликованной в журнале «Frontiers in Environmental Sciences – Biogeochemical Dynamics».
«Мы изучаем колониальные поселения серой цапли. Этих птиц немало в Татарстане, так как здесь много водоемов, вблизи которых они любят селиться, – рассказывает доцент кафедры общей экологии Института экологии и природопользования, кандидат биологических наук Денис Тишин. – Мы исследовали прогал, возникший на участке леса недалеко от реки Меши вблизи деревни Паново, на котором было обнаружено порядка 300 гнезд серой цапли. Прогал довольно большой, более ста метров в диаметре, и виден даже на спутниковых снимках».
С помощью дендрохронологического анализа экологи выяснили, что колония серых цапель появилась в этом сосновом лесу, посаженном в 1983 году для укрепления берегов Меши, примерно в 2006–2007 годах.
«На спутниковом снимке 2009 года уже видно, что лес в этом месте испытывает какое-то негативное воздействие. С того времени как серые цапли заселили лес, в нем погибла почти тысяча деревьев, – сообщил Денис Владимирович. – Сейчас процесс гибели деревьев продолжается. Возможно, лет через 20 от этого леса ничего не останется. Сосны, на которых серые цапли вьют гнезда, испытывают не только механическое воздействие, но и химическое, так как они полностью покрыты пометом. Продукты жизнедеятельности цапель содержатся в большом количестве и в почве около деревьев».
После того как сосна, на которой птицы свили гнезда, погибает, цапли переселяются на здоровое дерево.
«Деревья в этом лесу относительно молодые , возможно, поэтому они оказались неустойчивы к воздействию птиц. Более старые деревья, скорее всего, выдержали бы такое химическое воздействие, – предположил доцент КФУ. – Наше исследование показало, что хвойный лес погибает из-за продуктов жизнедеятельности серых цапель, и, самое главное, мы выяснили, как именно птицы трансформируют данную экосистему».
В частности, было установлено, что под действием помета и перьев птиц изменяется микробный и химический состав почвы. Так, например, почва на прогале содержит более высокие концентрации фосфора и азота. Концентрация фосфора примерно в десять раз выше, чем на контрольной лесной зоне, расположенной в 500 метрах от прогала. Кроме того, уровень рН почвы прогала более низкий.
«На прогале из-за большой концентрации химических биогенных элементов в почве растительность совершенно другая, не такая, как на контрольном участке леса. Из-за высокого содержания в почве азота здесь интенсивно растет крапива, достигая двух метров в высоту», – сказал Тишин.
Также в почве на прогале учеными было отмечено пониженное содержание таких элементов, как марганец и кобальт. Недостаток этих микроэлементов может негативно сказываться на растениях и особенно на бактериях, обитающих в почве.
Исследованием микробного состава почвы, которая подверглась воздействию продуктов жизнедеятельности серых цапель, занимались заведующий кафедрой генетики ИФМиБ Айрат Каюмов и его коллеги.
«Микробиота почвы – важнейший параметр экосистемы, который, с одной стороны, сильно влияет на флору и фауну биотопа, а с другой стороны, чувствителен к внешним воздействиям, поэтому это маркер устойчивости биологической системы, – отметил ученый. – Нами было выяснено, что относительное содержание некоторых важнейших групп бактерий, устойчивых к кислоте, значительно различается на участке почвы под деревьями, где жили птицы, и на контрольном участке. Это свидетельствует о том, что свойства почвы на данных участках разные, поэтому неудивительно, что растения там произрастают тоже разные», – сообщил Айрат Рашитович.
Более того, в почве под гнездами биоразнообразие микробиоты почвы значительно снижено, то есть наблюдается дисбиоз, что свидетельствует о негативном влиянии колонии птиц на почву.
Исследователями Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета на основании полученных данных была построена комплексная математическая модель в виде направленного графа, отражающего предполагаемые причинно-следственные связи между изменениями различных биологических, геохимических и гидрометеорологических факторов и показателями благополучия экосистемы, представленными индексами вегетативной активности, определенными с использованием данных мультиспектрального дистанционного зондирования, и динамикой годичного прироста деревьев.
Подобные модели часто называют прогностическими, поскольку на их основе можно смоделировать сценарии различных изменений в аналогичных экосистемах, которые могут происходить как вследствие природных факторов, включая климатические изменения, так и в результате хозяйственной деятельности, например при интенсификации сельскохозяйственной деятельности, связанной с активным использованием органических удобрений. Ключевым преимуществом такого подхода является возможность прогнозирования различных сценариев без какого-либо экспериментального вмешательства в существующие экосистемы с обучением моделей на основе данных, сформированных по результатам подобных природных экспериментов.
В следующем году группа исследователей КФУ запланировала изучить три колонии большой серой цапли, которые облюбовали себе леса в Мамадышском и Агрызском районах Республики Татарстан.
Ранее мы сообщали, что ученые КФУ предложили перспективный подход к диагностике нарушений походки животных.
356
Источник
Том 2
Под феноменом «гибель лесов» в международных кругах в последнее время понимают в узком смысле заболевание и последующее отмирание древесной растительности в результате загрязнения окружающей среды.
Заболевания лесов, связанные с развитием крупной промышленности, отмечались в Европе с середины ХХ в. Основными причинами этого явления считаются кислотные осадки (из-за выбросов оксидов серы и азота), воздействие озона. Этот процесс может приостановить только сокращение вредных для растений и почвы выбросов загрязняющих веществ.
Однако причин, приводящих к гибели лесных насаждений, достаточно много. Российская статистика учитывает следующие:
– повреждения вредными насекомыми;
– повреждения дикими животными;
– воздействие неблагоприятных погодных условий;
– антропогенные факторы, в том числе воздействие промышленных выбросов.
По указанным причинам в России погибает (усыхает) сотни тысяч гектаров леса.
Главной причиной гибели лесных насаждений являются лесные пожары. Влияние этого фактора особенно заметно в лесах Сибири и Дальнего Востока. В 2000 г. этот фактор стал причиной гибели 709,7 тыс. га леса, или 91,3% всех погибших насаждений (при среднем вкладе этого фактора — 78%).
Значительный ущерб причиняют лесам насекомые-вредители, из которых наиболее распространены хвое- и листогрызущие. Самый опасный вид хвоегрызущих насекомых — сибирский шелкопряд; листогрызущих — непарный шелкопряд. Их массовое размножение приводит к гибели древостоя на огромных площадях. В 1996 г. от насекомых-вредителей погибло 194,9 тыс. га леса, или 37,1% всех погибших насаждений (при среднем вкладе этого фактора — 12%).
Другими причинами гибели лесов являются неблагоприятные погодные условия: штормовые и ураганные ветры, смерчи, град, засуха и др.
Заметный вред лесам наносят дикие животные (главным образом, лоси) и мышевидные грызуны (водяная крыса, обыкновенная полевка и др.). Этот фактор максимально проявляется в лесных культурах и молодняках естественного происхождения.
К усыханию и гибели древостоя приводят также широко распространенные болезни, среди которых наиболее опасными являются корневая губка, смоляной рак, стволовые и комлевые гнили, вилт.
Накапливающееся воздействие промышленных выбросов является как непосредственной причиной гибели лесов, учитываемой официальной статистикой (в среднем всего лишь 0,07 % площади погибших лесов), так и гораздо более существенной косвенной причиной, поскольку приводит к ослаблению древостоя и способствует развитию болезней леса и распространению насекомых-вредителей.
Содежание раздела
- Растительность
- Зоны и типы поясности растительности
- Потенциальная первичная продуктивность экосистем суши
- Годичная продукция и запасы фитомассы
- Запасы мортмассы
- Интенсивность биологического круговорота
- Биоразнообразие сосудистых растений
- Биоразнообразие древесных и древовидных растений
- Леса
- Основные типы лесов (справочные сведения)
- Лесистость
- Продуктивность основных лесообразующих пород
- Лесные ресурсы
- Использование лесных ресурсов
- Лесовосстановление
- Гибель лесов от неблагоприятных факторов
- Лесные пожары
- Состояние природных кормовых угодий
- Запасы лесных ягод
- Запасы грибов
- Дикорастущие орехоплодные растения
- Редкие виды растений и грибов
- Обеднение растительного мира
Источник