Полезащитные лесополосы в условиях сухой степи Алтайского края: оценка современного состояния

Цель. Оценка состояния полезащитных лесных полос сухостепной подзоны (в пределах Алтайского края) и выявление ключевых факторов, способствующих их деградации и сокращению площади.
Процедура и методы. В исследовании использовались методы дендрохронологии, позволяющие анализировать годичные кольца деревьев для оценки их возраста, скорости роста и реакции на климатические изменения. В рамках дендроклиматологии изучалась связь между динамикой роста древесных насаждений и климатическими параметрами (температурой и осадками). Таксация насаждений включала полевые измерения, направленные на определение состава пород, высоты, диаметра стволов, сомкнутости крон и жизнеспособности деревьев. Дополнительно применялся анализ данных дистанционного зондирования, который позволил оценить пространственное распределение, плотность и изменения состояния лесных полос за последние годы на основе спутниковых снимков. Комплексное использование этих методов обеспечило всестороннюю оценку современного состояния полезащитных лесных полос в условиях сухой степи Алтайского края и выявило ключевые факторы, влияющие на их устойчивость.
Результаты. Радиальный рост деревьев лесополос и их реакция на климатические факторы определяется их породным составом и географическим положением в пределах сухой степи. Дефицит осадков и повышение температуры воздуха чаще всего вызывают снижение величины прироста древесины. Возраст, морфометрические показатели деревьев и их санитарное состояние коррелятивно взаимосвязаны, что позволяет на их основе осуществлять прогноз состояния лесополос. Результаты обработки данных дистанционного зондирования (мультиспектральные снимки Landsat 5 и Landsat 8) свидетельствуют о значительном сокращении площади полезащитных лесных полос с 1990 по 2022 г. Анализ динамики NDVI с 2017 по 2022 гг., выполненный с использованием данных Sentinel-2, выявил снижение значений индекса, что, вероятно, связано со старением насаждений. Деградация полезащитных лесных полос в условиях сухой степи Алтайского края обусловлена комплексным воздействием природных и антропогенных факторов. Климатические изменения, проявляющиеся в увеличении аридности и учащении экстремальных засух, приводят к угнетению фитоценозов, снижению фотосинтетической активности и нарастанию водного дефицита. естественные процессы старения древостоев снижают их резистентность к стрессовым воздействиям, что способствует фрагментации и снижению плотности насаждений. Антропогенная нагрузка, включая нарушение целостности лесополос, усугубляет процессы деградации. Совокупное действие этих факторов приводит к снижению биопродуктивности, уменьшению площади лесополос и утрате их защитных функций.
Теоретическая и/или практическая значимость. Результаты исследования позволяют прогнозировать ухудшение состояния лесных полос через 5–7 лет и их частичное разрушение через 15 лет. Сформулированы предложения по обновлению лесополос с учётом их ориентации для повышения эффективности защиты от ветра и увеличения снегонакопления. Рекомендуется провести плановое лесовосстановление с использованием засухоустойчивых пород деревьев, адаптированных к местным условиям. Для поддержания устойчивости и продуктивности насаждений необходимо внедрить систему регулярных санитарных рубок, включая удаление сухостоя. Но самое важное – это разработка и внедрение региональной программы поддержки, направленной на восстановление и поддержание насаждений.

1. Абакумов Б. А., Бабенко Д. К., Бертнев И. М. Защитное лесоразведение в СССР. М.: Агропромиздат, 1986. 263 с.

2. Алтайский край: атлас. Т. 1. М., Барнаул, 1978. 203 с.

3. Ваганов Е. А., Шиятов С. Г., Мазепа В. С.. Дендроклиматические исследования в Урало Сибирской Субарктике. Новосибирск: Сибирская издательская фирма РАН, 1996. 246 с.

4. Грибачева О. В., Сотников Д. В., Черская Н. А. Влияние полезащитных лесополос и сорной растительности на урожайность озимой пшеницы в ГУП ЛНР «Агрофонд» // Вестник аграрной науки. 2022. № 2. С. 12–19. DOI 10.17238/issn2587-666X.2022.2.12

5. Ишутин, Я. Н. Лесополосы в Кулундинской степи. Барнаул: Алт. Ун-т, 2005. 160 с.

6. Кукис С. И., Горин В. И. История защитного лесоразведения в Алтайском крае // Опыт полезащитного лесоразведения на Алтае: сб. ст. / сост. А. Д. Нехаев, Н. В. Яшутин. Барнаул: Алтайское кн. изд-во, 1973. С. 13–71.

7. Методы дендрохронологии. Ч. I / С. Г. Шиятов, Е. А. Ваганов, А. В. Кирдянов, В. Б. Круглов, В. С. Мазепа, М. М. Наурзбаев, Р. М. Хантемиров. Красноярск: КрасГУ, 2000. 80 с.

8. Парамонов Е. Г. Итоги инвентаризации защитных лесных насаждений в Алтайском крае // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2012. № 8. С. 58–62.

9. Парамонов Е. Г., Ишутин Я. Н. Лесополосы как фактор улучшения экологической обстановки в степной Кулунде // Сибирский экологический журнал. 2009. № 5. С. 687–691.

10. Румянцев Д. Е. Лес, засуха, урожай зерновых и дендрохронология // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 3. С. 82–85.

11. Cook E. R., Krusic P. J. Program ARSTAN: A tree-ring standardization program based on detrending and autoregressive time series modeling, with interactive graphics. Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University. Palisades. N.Y., 2005. 14 p.

12. Holmes R. L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement // Tree-Ring Bull. 1983. Vol. 43. № 3. P. 69–78.

13. Multilingual Glossary of Dendrochronology. Terms and Definitions in English, German, French, Spanish, Italian, Portuguese, and Russian / eds.: M. Kaennel, F. H. Schweingruber. Berne, Stuttgart, Vienna, Haupt, 1995. 467 p.

14. Kharlamova N. F. Climatic Variability of the Kulunda Steppe // KULUNDA: Climate Smart Agriculture. Innovations in Landscape Research / eds.: M. Frühauf et al. Lentz. Springer, Cham, 2020. P. 19–32. DOI:10.1007/978-3-030-15927-6_3

15. Rinn F. TSAP V3.5. Computer program for tree-ring analysis and presentation. Heidelberg: Frank Rinn Distribution, 1996. 264 p

16. Wigley T. M. L., Briffa K.R, Jones P. D. On the Average Value of Correlated T ime Series, with Applications in Dendroclimatology and Htdrometeorology // Journal of Climate and Applied Meteorology. 1984. Vol. 23. P. 201–213.