Итоговый отчет (2022 г.)
Цель проекта – оценить динамику экосистемных процессов (разложения валежа, изменения свойств валежа и почв, изменения растительности) после единичных и массовых ветровалов в широколиственных лесах на примере заповедника "Калужские засеки", на территории которого присутствуют как единичные ветровалы, так и участки массового ветровала 2006 года. Полевые работы проводили на двух участках массового ветровала – в экотопе флювио-гляциальных песков (вблизи пос. Ягодное) и в экотопе покровных суглинков (вблизи дер. Нагая), а также на участке старовозрастного леса вблизи бывшей дер. Труд, где присутствуют единичные ветровалы. Отобрано 220 образцов древесины из стволов восьми видов деревьев разной степени деструкции, 128 почвенных проб на супесях и суглинках на участках ветровала (под и рядом с валежом 8 видов деревьев) и в фоновых лесных сообществах, более 500 образцов деревообитающих афиллофороидных базидиомицетов на валеже 8 видов деревьев; проведен учет валежа и подроста на пробных площадях, заложенных в 2010 г. Отобранные образцы проанализированы в лабораториях; проведен статистический анализ результатов.
В ходе выполнения проекта впервые показано, что наличие лежащих крупных (диаметром более 40 см) бревен дуба черешчатого статистически значимо влияет на видовое богатство и состав травянистых и древесных видов растений в мезофитном широколиственном лесу. Увеличение общего видового богатства участка старовозрастного леса достигается за счет успешного приживания и роста на валеже, образованном в результате единичных ветровалов, бореальных и лугово-опушечных видов растений, которые считаются нетипичными для широколиственных лесов.
Показано, что на участках массового ветровала, несмотря на преобладание осины обыкновенной в первые годы после нарушения, после 15 лет формируется растительное сообщество, близкое к исходному по составу с участием Acer platanoides, Tilia cordata, Populus tremula, Ulmus glabra, Fraxinus excelsior и A. campestre, за исключением полностью отсутствующих в новом поколении Quercus robur и Picea abies.
Впервые для 8 видов деревьев широколиственных лесов (Quercus robur, Fraxinus excelsior, Tilia cordata, Acer platanoides, Ulmus glabra, Populus tremula, Picea abies и Betula pendula) проанализированы характеристики объемной плотности, содержания C, N и pH в древесине на пяти стадиях разложения; впервые оценены скорости разложения древесины широколиственных видов деревьев в естественных условиях. В целом для всех образцов плотность древесины не коррелировала с диаметром ствола, не различалась между видами деревьев и линейно значимо уменьшалась с увеличением стадии разложения. Виды не различались по содержанию N, отношению C/N, но различались по содержанию C и величине pH. Стадии разложения в большей степени влияли на характеристики древесины по сравнению с видовой принадлежностью. Это наблюдали для всех видов деревьев и для всех признаков, кроме содержания углерода, которое практически не менялось в ходе разложения и в среднем составило 45.8%. Анализ трендов показал, что данные в основном хорошо согласовывались с линейными моделями: с увеличением стадии разложения содержание азота значимо увеличивалось, а отношение C/N значимо уменьшалось. Изменение pH лучше всего объяснялось квадратичной моделью: значения в ходе разложения сначала уменьшались, а потом увеличивались.
Предложен метод рассчета скоростей разложения древесины для данных, собранных на массовом ветровале. Разница в скорости разложения между видами при едином времени падения всех стволов проявляется в разной доле древесины на разных стадиях разложения у разных видов. Мы оценили эту долю по площади древесины на разных стадиях разложения на поперечных спилах По скорости разложения виды деревьев располагались по убыванию от диффузнопорных (Populus tremula, Betula pendula, Tilia cordata, Acer platanoides) до рингопорных (Ulmus glabra, Fraxinus exelsior, Quercus robur) лиственных видов; хвойный вид Picea abies находился в конце ряда диффузнопорных видов.
Выявлены различия в воздействии массового ветровала в многовидовом широколиственном лесу на свойства почв в экотопах флювио-гляциальных песков и покровных суглинков. На суглинках многие показатели активности и богатства почвы максимальны на участке массового ветровала, но не под лежащими стволами, а рядом с ними; в целом на массовом ветровале на суглинках происходит существенное увеличение емкости катионного обмена и снижение кислотности почвы. На песках обогащение почвы на массовом ветровале проявляется в уменьшении отношения C/N и повышении микробиологической активности почв – увеличении содержания микробной биомассы и скорости базального дыхания; также наблюдается более сильная зависимость почвенных характеристик от вида упавшего дерева; свойства почвенных проб, взятых непосредственно под валежом и рядом с валежом, мало различаются.
В экотопе флювио-гляциальных песков по плодовым телам было идентифицировано 100 видов афиллофороидных базидомицетов на восьми стволах и 33 поперечных спилах восьми видов деревьев. Из 100 видов 52 были редкими для Европейской России, 46 видов – новыми для Калужской области. В экотопе покровных суглинков было выявлено 62 вида базидиомицетов, среди них 20 видов отмечены впервые на территории Калужской области, 7 видов грибов не были выявлены на участке ветровала в окрестностях дер. Ягодное. Несовпадение списков грибов, выявленных в разных экотопах, в значительной мере объясняется многолетними и сезонными флуктуациями в развитии базидиом у ксилотрофных грибов, но, в то же время, указывает на различия в видовом составе деревообитающих макромицетов, заселяющих участки ветровала со сходным составом древесных пород, но локализованных в различных эдафических условиях. В окрестостях бывш. дер. Труд были зарегистрированы новые местонахождения редкого вида, приуроченного к крупномерной валежной древесине дуба в ненарушенных широколиственных лесах и занесенного в Красную книгу Калужской области (2015) и Красный список находящихся под угрозой исчезновения видов МСОП. Распределение видов грибов по типам ксилолиза, выявленных на участке ветровала на песках, показало преобладание грибов белой гнили (78%) над грибами бурой гнили (22%); для участка на суглинках это соотношение было 84 и 16%.
