ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 1, с. 21-33
_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _
СТАТЬИ
УДК 574.24(470.62)
ИЗМЕНЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКАЦИИ БЕЛОЙ И КЛЕНА ЯСЕНЕЛИСТНОГО В ДОЛИНЕ реки БЕЛАЯ (ЗАПАДНЫЙ КАВКАЗ)
© 2014 г. В. В. Акатов1, Т. В. Акатова2, Е. А. Грабенко 1
Майкопский государственный технологический университет 385000 Майкоп, ул. Первомайская, 191 2Кавказский государственный природный биосферный заповедник 385000 Майкоп, ул. Советская, 187
E-mail: akatovmgti@mail.ru Поступила в редакцию 27.04.2012 г.
Путем изучения состояния популяций двух адвентивных видов деревьев (Robinia pseudoacacia L. и Acer negundo L.) на разных участках высотного градиента (70-700 м над ур. моря) оценены тенденции изменения верхних пределов их распространения в долине р. Белая (Западный Кавказ). В качестве анализируемых параметров использованы жизненность и возраст деревьев, диаметр стволов и радиальный годовой прирост. Результаты показали, что верхние границы этих видов в долине р. Белая не являются климатически обусловленными и остаются стабильными в течение последних десятилетий (возраст некоторых деревьев обоих видов на этих пределах достигает более 70 лет); около 85% изученных особей Robinia pseudoacacia и 95% особей Acer negundo имеет возраст менее 20 лет. Сделано предположение, что резкий рост численности популяций этих видов в долине р. Белая с конца XX в. может быть связан, в том числе, с изменением климата в регионе.
Возрастная структура, диаметр ствола, жизненность, годовой радиальный прирост, популяция, верхняя граница, адвентивные виды, Robinia pseudoacacia, Acer negundo, изменение климата, Западный Кавказ.
Имеется много фактов, свидетельствующих об ускорении процесса распространения чужеродных видов организмов, в том числе и деревьев, по территории России в последние десятилетия [5, 6, 36, 52, 57, 58]. Это может быть связано с разными причинами. Так, значительная часть таких видов относительно недавно проникла в новые для них районы, адаптировалась к их условиям и поэтому расширяет "вторичные" ареалы, приближаясь к климатически обусловленным рубежам [10, 57]. Во многом этому способствует все более значительное нарушение природных ландшафтов и водных экосистем [10, 44, 46, 54, 55], а также изменения в системе земле- и лесопользования [6, 58]. В последние годы быстрое распространение чужеродных растений и животных все чаще связывают с потеплением климата [5, 10, 30, 45, 51]. В частности, учитывая повышенную способность чужеродных видов растений распространяться по фрагментированным ландшафтам [57], можно ожидать, что скорость климатогенных изменений
их ареалов будет более высокой, чем у аборигенных видов.
Направление и скорость изменения границ ареалов чужеродных организмов в основном оцениваются прямыми методами, то есть путем непосредственных долговременных наблюдений за распространением видов, анализа публикаций за разные годы и коллекционных образцов [10, 52]. К сожалению, из-за отсутствия исторических материалов этот подход не всегда реализуем [52]. В таких ситуациях при изучении динамики границ распространения чужеродных видов деревьев можно использовать косвенные методы, предполагающие анализ состояния их популяций на разных участках ареала. В настоящее время этот подход широко применяется для оценки реакции древесных растений на глобальное потепление климата, однако в подавляющем большинстве случаев объектом изучения становились аборигенные виды [14, 39-41, 47, 48, 50, 51, 53, 60].
Таблица 1. Отклонения средней годовой температуры воздуха и суммы атмосферных осадков от средних многолетних значений по пятилетиям
Период Температура, °С Осадки, мм Период Температура, °С Осадки, мм
1935-1940 0.25 -21.71 1976-1980 -0.27 5.97
1941-1945 -0.64 -76.67 1981-1985 -0.05 -0.67
1946-1950 -0.35 -63.19 1986-1990 -0.01 12.73
1951-1955 0.03 72.97 1991-1995 -0.36 104.47
1956-1960 -0.06 -20.51 1996-2000 0.41 59.37
1961-1965 0.09 -62.23 2001-2005 0.34 27.49
1966-1970 0.49 18.01 2006-2009 0.20 24.50
1971-1975 -0.05 22.49
Признаки потепления климата выявлены и на Западном Кавказе. Так, по данным метеостанций, по крайней мере в последние два десятилетия (с начала 90-х годов прошлого века) на разных высотах обоих макросклонов Западного Кавказа наблюдалось повышение средней годовой температуры [20, 22, 26, 29, 31, 42], рост количества осадков, преимущественно в высокогорной зоне, и увеличение высоты снежного покрова [22, 28, 29, 34, 42]. Климатические изменения вызвали небольшой (на 5-7 м по склону за последние 30 лет) подъем верхней границы леса и более существенное (на некоторых горных массивах) повышение верхнего рубежа ряда аборигенных видов деревьев (Acerplatanoides L., А. pseudoplata-nus L., Ulmus glabra Hudson) [1, 2]. При этом характер динамики верхнего предела распространения адвентивных деревьев остается неизвестным.
Целью настоящего исследования явилась оценка современного состояния популяций двух чужеродных видов деревьев - Robinia pseudoacacia и Acer negundo - в прирусловых лесах р. Белая (Западный Кавказ) и на этой основе определение климатической обусловленности и тенденций изменения верхних пределов их распространения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Сбор фактического материала осуществляли в прирусловых (расположенных на отмелях, террасах и прирусловых склонах) лесах р. Белая от аула Бжедугхабль до поселка Гузерипль (70-700 м над ур. моря, длина профиля по прямой - 102 км). В пределах этого района годовая сумма осадков на высоте 70 м над ур. моря составляет 650 мм, на 700 м над ур. моря - 1150 мм; средняя температура июля на этих высотах - 22 и 18 °С, января - -1 и -2 °С, соответственно [7, 23]. В средней части района исследований по данным метеостанции "Шунтук" (320 м над ур. моря) средняя годовая сумма осадков (за период 1935-2009 гг.) состави-
ла 830 мм, средняя годовая температура - 10.5 °С, средняя температура января -1.1 °С, июля 21.6 °С. В табл. 1 показаны отклонения средней годовой температуры воздуха и суммы атмосферных осадков от средних многолетних по пятилетиям. Из нее следует, что наиболее теплыми с 1935 г. и по настоящее время были 1935-1940, 1966-1970, 1996-2009 гг. Осадков выше среднего выпадало в 1951-1955, 1971-1980 и 1986-2009 гг.
В интервале высот от 70 до 400 м над ур. моря древесный ярус прирусловых лесов р. Белой сформирован преимущественно Populus nigra L., P alba L., Salix alba L., Alnus incana (L.) Moench, Fraxinus excelsior L., Acer campestre L.; затем до высоты 600-660 м участие в древостоях Salix alba существенно снижается, участие Populus nigra и P alba постепенно падает до нуля, при этом возрастает роль Alnus glutinosa (L.) Gaertner, Fagus orientalis Lipsky, Carpinus betulus L., Quercus petraea L., Ulmus glabra Hudson. Выше 660 м прирусловые леса р. Белой представлены преимущественно буково-пихтовыми сообществами (доминирующие виды - Abies nordmanniana (Steven) Spach и Fagus orientalis) с участием в древесном ярусе Carpinus betulus, Acer platanoides L., A. campestre, Alnus glutinosa и др. Информация о составе и структуре лесных сообществ района исследований имеется в работах А.Я. Орлова [32, 33], И.А. Грудзинской [16], К.Ю. Голгофской [11, 12], А.А. Французова [38].
Всего в прирусловых лесах р. Белой выявлено шесть адвентивных видов деревьев (Robinia pseudoacacia, Gleditsia triacanthos L., Acer negundo, Morus alba L., Ailanthus altissima (Miller) Swingle, Juglans regia L, J. nigra L.), из которых только Robinia pseudoacacia и Acer negundo распространены широко и на некоторых участках достигают высокой плотности особей.
Robinia pseudoacacia предпочитает влажный климат с жарким летом и теплой зимой (биокли-
матические зоны умеренного и теплоумеренного типов) [35]. Вид требователен к свету, но в первые 6-8 лет способен выдерживать затенение [43]. Наибольшее число семян производит в возрасте от 15 до 40 лет. Обильно дает корневые отпрыски, посредством которых быстро расширяет занимаемую территорию [37, 49]. Этот вид избегает густых древостоев, если только сам не доминирует. Робиния способна оказывать значительное влияние на среду обитания, снижая влажность почв, но обогащая их азотом и кальцием [10, 43].
Природный ареал Robinia pseudoacacia охватывает восточную часть Северной Америки, в центре которой расположены Аппалачи: от Пенсильвании на севере до севера штатов Алабама и Джоржия на юге, а также часть штатов Миссури, Арканзас, Оклахома, Иллинойс и Индиана. Северная граница соответствует 41° с.ш., она характеризуется средней температурой января 1.7 °С, июля - 21 °С, среднегодовым количеством осадков 1000-1500 мм. Внутри природного ареала в горах Аппалачи робиния поднимается до высоты 1000-1100 м над ур. моря, а по некоторым данным - до 1500 м. Вид натурализуется до широты г. Квебека (46° с.ш., средняя температура января - -16 °С, июля 16 °С, количество осадков -1000-2000 мм) [10, 43].
В Европу (во Францию) робиния попала в 1601 г., благодаря искусственному разведению и саморасселению очень широко распространилась и в долинах рек часто образует пионерные леса [10, 43, 54, 56]. Произрастает в различных местообитаниях, однако преимущественно на небольшой высоте. В европейской части России инвазионные популяции этого вида были обнаружены вплоть до Санкт-Петербурга (60° с.ш.), но в основном робиния распространена южнее линии Гомель-Курск-Воронеж-Саратов (примерно 52° с.ш.) [18]. В Предкавказье робиния попала, скорее всего, в середине XIX в. в связи с проведением мероприятий по созданию защитных лесополос и декоративных насаждений [17], однако вплоть до 60-х годов прошлого века в природные и полуприродные леса, по-видимому, не проникала [15, 25]. В настоящее время, по нашим данным, Robinia pseudoacacia произрастает в большинстве районов Западного Кавказа и активно внедряется в лесные фитоценозы, преимущественно прирусловые. В лесах долины р. Белая этот вид достигает высокой численности и нередко доминирует.
Acer negundo предпочитает влажный климат, но выдерживает засушливые периоды; требователен к мощным, свежим хорошо дренированным почвам; устойчив к холоду и морозам. Умеренно
светол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.