1. Введение

Еловые леса служат средой обитания для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, а также являются ценным ресурсом для лесоперерабатывающей промышленности страны [1]. Между тем в начале XXI столетия фиксируется снижение продуктивности еловых лесов и ухудшение их санитарного состояния на всей территории ареала рода Picea [2], [3]. 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 [2], [3].

Накопление древесной биомассы в результате массового усыхания ельников повышает пожарную опасность и приводит к деградации среды обитания организмов [4]. Неблагоприятное санитарное состояние снижает продуктивность еловых лесов, и как следствие, вызывает гибель сообщества [5]. 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 [5]. Мониторинг состояния лесных массивов является необходимым условием для точной оценки углеродного баланса и разработки эффективных стратегий лесовосстановления [6].

Исследование санитарного состояния ельников — не просто научная задача, а необходимость устойчивого лесопользования, сохранения природной среды и борьбы с климатическими изменениями [7]. 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 [8]. 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).

Пространственное расположение пробных площадей представлено на рисунке 1.

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).

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 [6], что, в свою очередь, приводит к гипоксии корневой системы ели. Из-за морфологических особенной корневой системы ель не в состоянии выдерживать избыточное увлажнение [9], в связи с чем деревья постепенно ослабевают и теряют способность противостоять неблагоприятным факторам, в виде патогенных вредителей.

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 [10], [11].

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).

Согласно результатам исследования, критические параметры по диаметру ствола растений, где наблюдается максимальная гибель, находятся между 20 и 32 см. Именно на этот интервал приходится подавляющее большинство погибших растений — 62,3% от общего числа (рисунок 3).

Отмечается низкий уровень гибели среди особей с диаметром ствола от 36 см. Это связано с незначительной представленностью таких растений в исследуемых древостоях, где их доля не превышает 1% от общего количества.

4. Обсуждение

Текущая ситуация с усыханием еловых лесов в Удмуртской Республике указывает на закономерности гибели ельников, выявленные в ходе длительных наблюдений [12]. 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 [4], [13]. Основным фактором усыхания ельников является короед-типограф и уссурийский полиграф. Данные виды короедов способны повреждать различные возрастные группы от молодняков до перестойных [14], [15]. 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.

The additional file for this article can be found as follows: