179 Приложение 10 Наименование программы: «Мониторинг и

Приложение 10
Наименование программы:
«Мониторинг и прогнозирование природной и антропогенной динамики лесов
Сибири в меняющемся климате»
Обоснование необходимости проведения исследований.
Возрастающее воздействие изменений климата становится ведущим фактором,
определяющим состояние и динамику лесов Сибири. Ряды метеонаблюдений
свидетельствуют об устойчивом возрастании приземной температуры в Сибири;
прогнозируется дальнейший рост температуры воздуха в 21 столетии: климат может
быть на 1.1-6.4°С теплее современного и температура в бореальной зоне превысит
глобальную среднюю на 40% (IPCC, 2007). Палеоклиматические данные показывают, что
скорость современных изменений климата беспрецедентна для всего голоцена.
Потепление вызовет изменение структуры растительного покрова, перестройку
иерархических уровней лесной растительности - от зональных лесов и лесных экосистем
до лесообразующих пород и их популяций (Zwiers, 2002; Tchebakova et al, 2006; Kullman,
2007; Rehfeldt et al., 2012). К изменениям климата наиболее чувствительны экотоны
лесотундры и лесостепи (Zwiers, 2002; Shiyatov, 2003; Lenoir et al., 2008). Происходящие
изменения климата воздействуют на структуру лесного покрова, на фенологию и циклы
семеношения, влияют на частоту пожаров и вспышек массового размножения насекомых
в лесах (Sturm et.al., 2001; Houghton et al., 2001; Kullman, 2005; Тимошок и др, 2007;
Kharuk et al., 2009-12). Наблюдается увеличение экстремальных пожароопасных сезонов,
частоты и площади пожаров, сокращение межпожарных интервалов (Soja et al., 2007,
Sukhinin, 2008; Flannigan, 2009; Kharuk et al, 2012), что может повлечь трансформацию
сибирских лесов из стока в источник углерода. В связи с этим актуально оперативное
обнаружение пожаров и прогноз послепожарного состояния лесов, оценка эмиссий и
баланса углерода (Иванова и др., 2007; Henry et al., 2005; McRae et. al., 2007). Изменения
климата и возрастающая частота пожаров создают неблагоприятные условия для
сохранения лесов на их южной границе в Сибири.
Усыхание лесов повлечет возрастание запасов горючих материалов и,
следовательно, повышение риска возникновения крупных пожаров высокой
интенсивности и возрастания эмиссии парниковых газов, усиливающих эффект
потепления климата. На части лесных территорий Сибири лесовозобновление после
пожаров будет затруднено вследствие увеличения температуры и эвапотранспирации, а
также уменьшения осадков (Tchebakova et al., 2009; Буряк и др., 2011). Возрастающее
антропогенное воздействие и меняющийся климат, усиливающий масштабы и динамизм
явлений, происходящих на лесных территориях, требуют разработки
и
совершенствования методов мониторинга и картографирования лесов на основе
дистанционного зондирования и ГИС-технологий (Харук и др., 2007; Bartalev et al., 2007;
Potapov et al., 2008). Для определения продуктивности, жизненного состояния и
лесоинвентаризации древостоев перспективно лидарное зондирование в сочетании со
спектрорадиометрической съемкой (Lefsky, 2002; Ranson et al., 2009). Климатические
изменения в сочетании с антропогеннымии воздействиями могут вызвать развитие
вспышек массового размножения отдельных видов лесных насекомых как в пределах их
текущих ареалов, так и на территориях, где ранее эти виды не наблюдалсь или не давали
вспышек массового размножения. Антропогенная транформация лесных экосистем и рост
объема меж- и внутриконтинентальных перевозок интенсифицируют инвазии организмов
- потенциальных вредителей леса (Roques, 2010). Наблюдаемое изменение климата
способствует обоснованию видов-пришельцев в новых местообитаниях, где они
становятся порой основным фактором изменения
биоразнообразия аборигенных
179
180
экосистем (Kenis et al., 2009; Vila et al., 2009). Кроме источника хозяйственных проблем,
инвазии лесных насекомых и патогенов могут служить перспективным полигоном для
эколого-эволюционных исследований (Баранчиков, 2012).
Предполагаемые результаты исследований
 Будут установлены зависимости, определяющие климатогенную динамику экотона
альпийской лесотундры и высокогорных лесов.
 Будут выявлены зоны наибольшего воздействия изменений климата на жизненное
состояние и продуктивность лесов Средней Сибири. Определено
воздействие
климатических стрессов на соотношение основных лесообразующих пород древесных
растений, на жизненное состояние и продуктивность лесов Средней Сибири. Представлен
прогноз состояния и продуктивности лесов Средней Сибири в 21-м столетии.
 Будут выполнены реконструкция и прогноз растительности, климата и пожарных
режимов в период голоцена в Средней Сибири.
 Будут разработаны методы лесоинвентаризации и оценки продуктивности
древостоев на основе лидарного зондирования.
 Будут выполнена реконструкция периодичности пожаров, определено воздействие
пожаров на эмиссию и баланс углерода в лесах Средней Сибири при наблюдаемых и
прогнозируемых уровнях горимости.
 Будут разработаны технологии картирования степени поражения древостоев
пожарами, сделаны оценки и прогноз послепожарного состояния пройденных огнем
древостоев.
 Будут разработаны модели развития очагов вспышек массового размножения
лесных насекомых, разработаны инструментальные методы экспресс-оценки состояния
особей в популяциях лесных насекомых и энтомоустойчивости древесных растений,
развиты методы принятия решений в задачах лесозащиты.
 Будут созданы сводки по составу основных экологических групп скрытоживущих
дендрофильных насекомых Сибири (минеров и галлообразователей), оценена их роль в
возможных инвазиях.
Основные блоки проекта и сроки их реализации
Блок 1. Оценка и прогноз воздействий изменения климата на жизненное состояние
древостоев Средней Сибири
Блок 2: Реконструкции и прогнозы растительности и климата период голоцена в
Средней Сибири
Блок 3. Мониторинг высокогорных лесов Алтае - Саянского экорегиона и Кузнецкого
Алтая: эволюция альпийской границы леса и соотношения основных лесообразующих
видов древесных растений в прошлом и при наблюдаемых и прогнозируемых изменениях
климата
Блок 4. Мониторинг пожаров в лесах Сибири: динамика горимости таежных
территорий, прогноз пожарной опасности, воздействия пожаров на эмиссию и баланс
углерода
Блок 5. Мониторинг пожаров в лесах Сибири: динамика горимости таежных
территорий, прогноз пожарной опасности, частоты и площади пожаров в 21 веке
Блок 6. Пожары в светлохвойных лесах Средней Сибири: периодичность, воздействие
на фитомассу, эмиссию и баланс углерода
Блок 7. Географические тренды изменений эколого-генетической структуры и
динамики популяций лесных насекомых при антропогенных и климатических
180