12 февраля 2024
Ученые Института проблем освоения Севера Тюменского научного центра СО РАН, кафедры зоологии и эволюционной экологии животных Института биологии Тюменского государственного университета, Арктического научного центра Ямало-Ненецкого автономного округа (Салехард) представили результаты исследований индексного лесного биологического сообщества подтаежной зоны Западной Сибири за последние 10 лет.
Биологи Тюменской области исследовали изменения биоты региона / © Getty images
Индексы биологического разнообразия сообществ традиционно считаются одними из основных показателей экологического мониторинга, поскольку они тесно связаны с экосистемой. В 2001 году на испытательном полигоне в подтаежной зоне Тюменской области биологи создали постоянный пробный участок в лесном сообществе. Этот участок считался ключевым для мониторингового изучения биоты подтаежных лесов (включая растения, грибы и позвоночных животных).
Статья «Динамика биологического разнообразия лесных биологических сообществ подтаежного экологического мониторинга Западной Сибири» биологов Марии Казанцевой, Станислава Арефьева, Сергея Гашева, Натальи Сорокиной и других авторов вышла в журнале «Сеть конференций E3S» (E3S Web of Conferences).
Исследование проводилось с 2001 по 2021 год. По данным ближайшей метеостанции (Тюмень, Россия), среднегодовая температура воздуха повысилась на 0,6 градуса, а количество осадков уменьшилось на 94 миллиметра. Изменения биоты происходило под воздействием этих климатических тенденций.
Постоянный пробный участок площадью 0,25 гектаров был создан в травяно-кустарниковом сосновом лесу. Этот тип леса широко распространен в подтаежной зоне Западной Сибири. В 2001 году средний возраст сосны на участке составлял 68 лет. Древостой характеризовался высокой плотностью. Более 90 процентов деревьев были в хорошем состоянии. За 20 лет ученые провели шесть переписей состава и численности грибов, разлагающих древесину. Используя традиционные геоботанические методы, выполнено четыре полных описания травянистой растительности.
Сообщества наземных позвоночных изучались трижды. Проведя исследование, ученые пришли к заключению, что за период мониторинга состояние древостоя значительно ухудшилось. Количество здоровых деревьев сократилось на 23 процента. В 2021 году сухостои и древесный мусор составляли более четверти от первоначального количества деревьев в древостое. Вероятная причина деградации — аридизация (уменьшения разницы между осадками и испарением) климата. В то же время, благодаря росту здоровых деревьев, плотность древостоя оставалась высокой.
В Красную книгу Тюменской области занесено 20 видов грибов, 14 из которых – древесно-гнилостные. Всего было обнаружено 207 особей, принадлежащих к 47 видам афиллофороидных макрофунгов (древесных грибов). Хотя древостой представляет собой почти чистый сосновый бор с примесью лиственных деревьев, было обнаружено всего шесть видов грибов, с 2014 года зарегистрированы три вида.
Видовое разнообразие и численность грибов существенно менялись из года в год; увеличение общей численности грибов привело к росту числа их видов. За засушливый период появились грибы, характерные для усыхающих и нарушенных древостоев. Доля засухоустойчивых грибов выросло до максимума в 72 процента. Таким образом, при достаточно высокой плотности крон состояние древостоя в 2021 году было аналогично состоянию лесостепи.
Травянисто-кустарниковый покров на участке хорошо развит, его лиственный покров высок (около 90 процентов) и практически не меняется из года в год. Средняя видовая насыщенность составляет 22 вида на квадрат. Видовое богатство было самым высоким в 2012 году, а затем постепенно снижалось.
Три периода мониторинга (2001, 2010 и 2021 годы) показали наличие четырех классов позвоночных в наземных сообществах позвоночных. За три периода общее число видов в сообществах птиц и млекопитающих составило от 27 до 12. За период исследований количество зарегистрированных видов постепенно уменьшалось вместе со снижением относительной численности видов птиц и млекопитающих. Это, на взгляд ученых, может быть вызвано уменьшением плотности тени из-за дефолиации кроны и частичной гибели деревьев. В результате биологи зарегистрировали увеличение видового разнообразия насекомых.
Таким образом, результаты позволяют сделать вывод, что состав, состояние и динамика биологического разнообразия различных групп организмов в подтаежных травяно-кустарниковых сосновых лесах в основном определяются погодными и климатическими условиями определенного вегетационного периода, а также многолетними климатическими тенденциями, обусловленными глобальными процессами. В целом, за период мониторинга биологическое сообщество подтаежных лесов показало растущее сходство с лесостепными лесными сообществами.
