A STUDY OF THE SANITARY CONDITION OF WITHERING SPRUCE STANDS BY TYPE OF GROWING CONDITIONS IN THE TAIGA ZONE OF THE CIS-URAL REGION
A STUDY OF THE SANITARY CONDITION OF WITHERING SPRUCE STANDS BY TYPE OF GROWING CONDITIONS IN THE TAIGA ZONE OF THE CIS-URAL REGION
Abstract
The study examined the causes of withering in spruce stands in the southern taiga zone of the Cis-Ural region on the example of the Republic of Udmurtia. It was established that the poor condition of the spruce stands is linked to an unfavourable phytopathogenic environment, and that bark beetles are the main cause of tree mortality. The least viable trees were found in the mature and overmature age classes, with an average trunk diameter of 20–32 cm. The lowest resilience was observed in the ‘green-moss spruce’ and ‘broad-herb spruce’ forest types, where the proportion of dead trees reaches 50–80%. The research results emphasise the need for regular monitoring and inventorying of stands with a high degree of damage from diseases and pests.
1. Введение
Еловые леса служат средой обитания для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, а также являются ценным ресурсом для лесоперерабатывающей промышленности страны . Между тем в начале XXI столетия фиксируется снижение продуктивности еловых лесов и ухудшение их санитарного состояния на всей территории ареала рода Picea , . Наиболее существенные изменения наблюдаются в районах доминирования еловых лесов, в том числе в Удмуртской Республике. Основной причиной неудовлетворительного состояния еловых лесов является распространение вредителей и болезней, что тоже связано с изменением природно-климатических условий , .
Накопление древесной биомассы в результате массового усыхания ельников повышает пожарную опасность и приводит к деградации среды обитания организмов . Неблагоприятное санитарное состояние снижает продуктивность еловых лесов, и как следствие, вызывает гибель сообщества . Своевременная диагностика и правильная идентификация патогенов позволяет предотвратить негативные последствия в лесных сообществах.
Еловые леса играют ключевую роль в поглощении атмосферного углекислого газа. Тем не менее, ослабленные и погибающие сообщества утрачивают эту способность, а в процессе их разложения могут становиться источником эмиссии CO2 . Мониторинг состояния лесных массивов является необходимым условием для точной оценки углеродного баланса и разработки эффективных стратегий лесовосстановления .
Исследование санитарного состояния ельников — не просто научная задача, а необходимость устойчивого лесопользования, сохранения природной среды и борьбы с климатическими изменениями . Регулярный мониторинг, внедрение современных методов диагностики и своевременные меры защиты помогут сохранить еловые леса для будущих поколений.
Цель исследования — изучение санитарного состояния еловых лесов в таежной зоне Предуралья на примере Удмуртской Республики, выявление основных закономерностей гибели особей в древостое.
2. Методы и принципы исследования
Исследования проводились в 2024–2025 гг. в Европейской части РФ на территории Удмуртской Республики, в южно-таежном лесном районе. Для оценки морфологического и санитарного состояния еловых древостоев закладывались пробные площади в соответствии обще принятых методик . Участки елового леса для исследований подбирались с наличием усыхающих и погибших особей, в различных типах леса.
На пробных площадях оценивался видовой состав древостоя, а также таксационные параметры (возраст, высота, диаметр) древостоя. Санитарное состояние отдельных особей и древостоя в целом определялось по критериям, представленным в Постановлении Правительства РФ от 9 декабря 2020 года № 2047.
Для исследования влияния места и условий произрастания на санитарное состояние древостоев были заложены 2 контрольные пробные площади (ПП7, ПП8), где древостои имели лучшее санитарное состояние, для последующего их сравнения с ПП на которых было обнаружено усыхание. Для сравнения состояния древостоя в различных условиях произрастания контрольные пробные площади закладывались в типах леса подобных тем, где были выявлены усыхающие и усохшие древостои (ЕЧ и ЕШТ).

Рисунок 1 - Пространственное расположение пробных площадей на карте Игринского района Удмуртской Республики
3. Основные результаты
Все исследуемые еловые древостои по видовому составу относились к смешанным, возрастная группа — от приспевающих до спелых, по продуктивности — 1–3 класс бонитета (таблица 1).
Таблица 1 - Основные лесоводственно-таксационные показатели исследуемых еловых древостоев
№ ПП | Состав древост. | Порода | Возраст, лет | Средние | Класс бонитета | Тип лесораст. условий | Относительная полнота | Густота, шт/га | Запас, м3/га. | |||
Диаметр, см | Высота, м | общий | без сухостоя | сухостоя | ||||||||
1 |
4Е4Б2П | Е | 70 | 20,9 | 20,2 | 2 | ЕЧ | 0,4 | 508 | 132 | 72 | 61 |
П | 90 | 28,2 | 22,9 | 2 | 0,05 | 120 | 68 | 18 | 49 | |||
Б | 60 | 24,5 | 22,7 | 1а | 0,6 | 436 | 147 | 143 | 4 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,6 | 1064 | 347 | 233 | 114 | ||
2
|
8Е1П1Б | Е | 70 | 20,5 | 20,9 | 2 | ЕЗМ | 0,18 | 468 | 234 | 36 | 198 |
П | 75 | 12,4 | 18,5 | 2 | 0,15 | 324 | 40 | 31 | 8 | |||
Б | 65 | 30,7 | 20,5 | 1 | 0,12 | 52 | 33 | 33 | 0 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,3 | 844 | 307 | 100 | 206 | ||
3
|
5Е3Б2П | Е | 70 | 23,7 | 19,6 | 2 | ЕРТ | 0,47 | 568 | 232 | 106 | 126 |
П | 70 | 20,4 | 18,6 | 2 | 0,08 | 276 | 82 | 20 | 62 | |||
Б | 60 | 23,5 | 19,5 | 1 | 0,53 | 420 | 125 | 122 | 3 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,6 | 1264 | 439 | 248 | 191 | ||
4
|
7Е2Б1Лп+П | Е | 80 | 22,3 | 20,1 | 2 | ЕШТ | 0,21 | 304 | 268 | 10 | 258 |
П | 85 | 29,8 | 19,8 | 2 | 0,03 | 16 | 18 | 10 | 8 | |||
Б | 65 | 35,9 | 20,2 | 2 | 0,17 | 52 | 45 | 45 | 0 | |||
Лп | 70 | 20,3 | 19,7 | 2 | 0,11 | 100 | 28 | 18 | 10 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,4 | 472 | 359 | 83 | 276 | ||
5 |
6Е2Б2Ос+П | Е | 70 | 22,3 | 21,8 | 2 | ЕЧ | 0,33 | 408 | 164 | 75 | 89 |
П | 70 | 18,1 | 19,6 | 3 | 0,03 | 48 | 23 | 8 | 16 | |||
Б | 65 | 22,1 | 20,1 | 2 | 0,2 | 204 | 53 | 45 | 8 | |||
Ос | 65 | 29,6 | 20 | 2 | 0,14 | 88 | 55 | 36 | 20 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,4 | 748 | 295 | 164 | 133 | ||
6 | 7Е3Б | Е | 85 | 18,7 | 21,6 | 3 | ЕШТ | 0,08 | 436 | 164 | 14 | 150 |
Б | 65 | 23,3 | 22,6 | 2 | 0,1 | 84 | 25 | 24 | 1 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,3 | 520 | 189 | 38 | 151 | ||
7 |
7Е2Б1Ос+П (контроль) | Е | 75 | 23 | 20,3 | 3 | ЕШТ | 0,95 | 616 | 213 | 205 | 9 |
П | 80 | 23,5 | 20,1 | 3 | 0,05 | 28 | 13 | 13 | 0 | |||
Б | 70 | 24,9 | 21,2 | 2 | 0,09 | 64 | 25 | 24 | 1 | |||
Ос | 70 | 35,6 | 20,6 | 2 | 0,08 | 20 | 21 | 21 | 0 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,7 | 728 | 272 | 263 | 10 | ||
8
|
6Е3Б1П (контроль) | Е | 75 | 21 | 19,8 | 2 | ЕЧ | 0,67 | 488 | 136 | 133 | 3 |
П | 80 | 20,4 | 19,6 | 2 | 0,04 | 40 | 16 | 11 | 4 | |||
Б | 60 | 27,1 | 20,8 | 1 | 0,25 | 132 | 49 | 49 | 0 | |||
Итого: |
|
|
|
|
| 0,6 | 660 | 201 | 193 | 7 | ||
Исследуемые древостои имеют значительное отличие по полноте от 0,3 до 0,7. Это связано со значительным количеством погибших деревьев на ПП 2,4,5 и 6. В этих древостоях количество погибших особей ели равен или превышает количество живых особей (объем сухостойной древесины равен объему сыро растущей).
В связи с тем, что выявлено значительное количество усыхающих и погибших растений на ПП 2,4,5 и 6 коэффициент санитарного состояние составил более 4,5 (4,52–4,89). Особенно высокий коэффициент санитарного состояния зафиксирован в зеленомошном (ЕЗМ) и широкотравном (ЕШТ) типе леса (таблица 2). Возможно это объясняется тем, что данные типы леса формируются на более влажных почвах. В южно-таежном лесном районе на территории Удмуртской Республики в межсезонье фиксируется подтопление подобных типов леса , что, в свою очередь, приводит к гипоксии корневой системы ели. Из-за морфологических особенной корневой системы ель не в состоянии выдерживать избыточное увлажнение , в связи с чем деревья постепенно ослабевают и теряют способность противостоять неблагоприятным факторам, в виде патогенных вредителей.
Таблица 2 - Санитарное состояние исследуемых еловых древостоев
№ ПП | Тип леса | Порода | Ед. изм. | Распределение количества деревьев по категориям санитарного состояния | Коэффициен санитарного состояния | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||||
1
|
ЕЧ
| Е | шт. | 20 | 76 | 64 | 112 | 236 | 3,99 |
% | 5,2 | 67,9 | 100 | 87,5 | 286,5 | ||||
П | шт. | 8 | 4 | - | 8 | 100 | 4,67 | ||
% | 2,1 | 3,6 | - | 6,3 | 83,1 | ||||
Б | шт. | 360 | 32 | - | 8 | 36 | 1,24 | ||
% | 92,8 | 28,6 | - | 6,3 | 30,5 | ||||
Итого: | шт. | 388 | 112 | 64 | 128 | 372 | - | ||
% | 36,5 | 10,5 | 6 | 12 | 35 | ||||
5
|
ЕЧ
| Е | шт. | - | 128 | 8 | 76 | 196 | 4,31 |
% | - | 47,1 | 100 | 43,2 | 215,5 | ||||
П | шт. | - | - | - | 32 | 16 | 4,67 | ||
% | - | - | - | 18,2 | 6,9 | ||||
Б | шт. | - | 112 | - | 48 | 44 | 3,29 | ||
% | - | 41,2 | - | 27,3 | 62,1 | ||||
Ос | шт. | - | 32 | - | 20 | 36 | 3,92 | ||
% | - | 11,8 | - | 11,4 | 15,5 | ||||
Итого: | шт. | - | 272 | 8 | 176 | 292 | - | ||
% | - | 36,4 | 1,1 | 23,5 | 39 | ||||
8 (Контр.)
|
ЕЧ
| Е | шт. | 408 | 72 | 4 | - | 4 | 1,21 |
% | 75,6 | 78,3 | 25 | - | 50 | ||||
П | шт. | 8 | 12 | 12 | - | 8 | 2,69 | ||
% | 1,5 | 13 | 75 | - | 150 | ||||
Б | шт. | 124 | 8 | - | - | - | 1,05 | ||
% | 23 | 8,7 | - | - | - | ||||
Итого: | шт. | 540 | 92 | 16 | - | 12 | - | ||
% | 81,8 | 13,9 | 2,4 | - | 1,8 | ||||
2
|
ЕЗМ
| Е | шт. | 24 | 84 | 20 | 8 | 332 | 4,52 |
% | 16,7 | 28,8 | 45,5 | 66,7 | 374,6 | ||||
П | шт. | 72 | 208 | 20 | 4 | 20 | 2,64 | ||
% | 50 | 71,2 | 45,5 | 33,3 | 25,4 | ||||
Б | шт. | 48 | - | 4 | - | - | 1,27 | ||
% | 33,3 | - | 9,1 | - | - | ||||
Итого: | шт. | 144 | 292 | 44 | 12 | 352 | - | ||
% | 17,1 | 34,6 | 5,2 | 1,4 | 41,8 | ||||
3
|
ЕРТ
| Е | шт. | 60 | 120 | 32 | 56 | 300 | 3,46 |
% | 13,9 | 73,2 | 72,7 | 70 | 143,8 | ||||
П | шт. | - | 24 | 12 | 24 | 216 | 4,56 | ||
% | - | 14,6 | 27,3 | 30 | 224,2 | ||||
Б | шт. | 372 | 20 | - | - | 28 | 1,15 | ||
% | 86,1 | 12,2 | - | - | 132,1 | ||||
Итого: | шт. | 432 | 164 | 44 | 80 | 544 | - | ||
% | 34,2 | 13 | 3,5 | 6,3 | 43 | ||||
4
|
ЕШТ
| Е | шт. | 16 | - | 12 | 4 | 272 | 4,89 |
% | 12,5 | - | 60 | 12,5 | 181,1 | ||||
П | шт. | 4 | - | 4 | 4 | 4 | 3,97 | ||
% | 3,1 | - | 20 | 12,5 | 14,3 | ||||
Б | шт. | 28 | 4 | 4 | 16 | - | 1,75 | ||
% | 21,9 | 100 | 20 | 50 | - | ||||
Лп | шт. | 80 | - | - | 8 | 12 | 2,47 | ||
% | 62,5 | - | - | 25 | 4,6 | ||||
Итого: | шт. | 128 | 4 | 20 | 32 | 288 | - | ||
% | 27,1 | 0,8 | 4,2 | 6,8 | 61 | ||||
6
|
ЕШТ
| Е | шт. | 104 | 12 | 8 | - | 312 | 4,71 |
% | 65 | 50 | 66,7 | - | 300 | ||||
Б | шт. | 56 | 12 | 4 | - | 12 | 1,46 | ||
% | 35 | 50 | 33,3 | - | 100 | ||||
Итого: | шт. | 160 | 24 | 12 | - | 324 | - | ||
% | 30,8 | 4,6 | 2,3 | - | 62,3 | ||||
7 (Контр.)
|
ЕШТ
| Е | шт. | 468 | 80 | 12 | 12 | 44 | 1,38 |
% | 87,3 | 80 | 75 | 42,9 | 283,3 | ||||
П | шт. | 4 | 12 | 4 | 8 | - | 2,49 | ||
% | 0,7 | 12 | 25 | 28,6 | - | ||||
Б | шт. | 44 | 8 | - | 8 | 4 | 2,18 | ||
% | 8,2 | 8 | - | 28,6 | 16,7 | ||||
Ос | шт. | 20 | - | - | - | - | 1 | ||
% | 3,7 | - | - | - | - | ||||
Итого: | шт. | 536 | 100 | 16 | 28 | 48 | - | ||
% | 73,6 | 13,7 | 2,2 | 3,8 | 6,5 | ||||
Характер повреждений усыхающих и погибших особей ели выявил поражение ксилофагами. Особенности маточных ходов под корой позволил идентифицировать вредителя как Ips typographus Linnaeus. Помимо типографа выявлен вершинный короед (Ips acuminatus Gyllenhal) (не более 5% поврежденных особей ели), а на пихте — уссурийский полиграф (Polygraphus proximus Blandford) (100% повреждение особей).
При нарушении условий произрастания типограф может резко увеличивать свою численность, приводя к гибели еловых лесов на значительных площадях. Гибель деревьев происходит вследствие повреждения насекомым транспортных путей у растения, что приводит к ослаблению и усыханию дерева. Типограф предпочитает атаковать деревья с ослабленным иммунитетом, а значит в зоне риска оказываются древостои и особи перестойной группы возраста , .
Результаты исследования подтвердили, что растения 4–5 категории состояния обладают более крупными размерами, а значит и более высоким возрастом, чем деревья 1–3 категории состояния (рисунок 2).

Рисунок 2 - Распределение деревьев 5 категории санитарного состояния на ПП по ступеням толщины

Распределение погибших особей ели на исследуемых пробных площадях по ступеням толщины
4. Обсуждение
Текущая ситуация с усыханием еловых лесов в Удмуртской Республике указывает на закономерности гибели ельников, выявленные в ходе длительных наблюдений . Эти закономерности обусловлены состоянием древостоев и их устойчивостью к абиотическим и биотическим воздействиям. Наши исследования показывают, что наиболее уязвимыми являются ельники зеленомошные и широкотравные, где доля погибших деревьев достигает 50–80%.
В целом неблагоприятная ситуация с гибелью еловых лесов наблюдается по всей южно-таежной зоне Предуралья , . Основным фактором усыхания ельников является короед-типограф и уссурийский полиграф. Данные виды короедов способны повреждать различные возрастные группы от молодняков до перестойных , . Однако наиболее весомые потери наблюдаются в возрастной группе спелых и перестойных, таким образом приводя к значительной потере деловой древесины хвойной хозсекции.
Для сокращения площадей усыхания ельников в первую очередь необходимо провести инвентаризацию еловых древостоев с высокой долей усыхающих деревьев и разработать планы по проведению выборочных или сплошных санитарных рубок. Важно не допускать накопления спелых и перестойных ельников, поскольку именно в этой возрастной группе формируются очаги размножения короеда, способные вызывать массовые вспышки.
5. Заключение
Проведённые исследования еловых насаждений позволяют утверждать, что в условиях смешанных лесов породный состав не является определяющим фактором их жизнеспособности. Ключевое влияние на снижение устойчивости оказывают диаметр и санитарное состояние древостоев, а также лесорастительные условия. Наиболее неблагополучная ситуация наблюдается в ельниках зеленомошного и широкотравного типов леса, где фиксируется высокий процент гибели деревьев. Это, вероятно, связано с избыточным увлажнением почв, приводящим к ослаблению жизнеспособности ели. Установлено, что наибольшей уязвимостью обладают спелые и перестойные древостои, которые становятся очагами массового размножения короеда-типографа. В связи с этим для своевременного выявления участков высокого риска и предотвращения масштабных повреждений фитофагами необходимо организовать регулярный мониторинг наиболее уязвимых типов леса и вести их учёт.
