Почему усыхают темнохвойные леса на Кунашире?
В последние годы и жители Кунашира, и туристы начали обращать внимание на появление многочисленных усохших деревьев в темнохвойных лесах острова. О том, почему это происходит, рассказывает Кирилл Корзников, ведущий научный сотрудник Ботанического сада-института Дальневосточного отделения Российской академии наук.
В чем причина столь внезапного усыхания? Уж не виновата ли тут случившаяся несколько лет назад авария на атомной станции «Фукусима»? Нет, радиация тут ни при чём. Цепочка событий, которая ведёт к усыханию деревьев в кунаширских лесах, гораздо сложнее.
Темнохвойными лесами называют древостои из хвойных пород деревьев, с сомкнутым пологом, под который проникает мало солнечного света. Светлохвойными лесами называют такие древостои, в которых под полог деревьев проникает гораздо больше света. Светлохвойные леса – это леса из лиственницы и сосны обыкновенной, которые на Кунашире не произрастают. Различие в освещенности под пологами темно- и светлохвойных лесов настолько сильно, что даже вошло в народные присказки и поговорки: «В бору веселиться, в ельнике – с тоски удавиться!».
Погибшие хвойные деревья по распадку ручья Змеиный. (Фото: Елена Линник)
В нашей стране темнохвойные леса образованы елью, пихтой и кедровыми соснами (так называемыми «кедрами», которые гораздо ближе к сосне обыкновенной, чем к настоящим средиземноморским кедрам). На Южных Курилах (Кунашир, Шикотан, Итуруп) темнохвойные леса сложены следующими видами деревьев: елью аянской (Picea ajanensis), которую называют еще елью иезской (Йезо – древнее название острова Хоккайдо); елью Глена (Picea glehnii) – этот вид по причине малого ареала включен в Красную книгу России; пихтой сахалинской (Abies sachalinensis), её ближайшая родственница – материковая пихта белокорая.
Природно-климатические условия Кунашира определяют формирование не только темнохвойных, но и широколиственно-темнохвойных лесов. Нередкое участие широколиственных пород, таких как дуб, диморфант или бархат, в кунаширских хвойных лесах объясняется пограничным положением острова между природными зонами (биомами) тайги и широколиственных лесов. В биогеографии такие участки земной поверхности называют «экотонами».
Вид на Кунашир с самолета. Видны погибшие участки темнохвойного леса. (Фото: Елена Линник)
Хотя это может быть и не очевидно, но деревья живут в очень разнообразной, часто агрессивной для них среде: бактериальные заболевания и грибные инфекции, гусеницы-листоеды и жуки-лубоеды, не говоря уже о конкуренции с соседями за свет и элементы минерального питания в почве. Молодые и здоровые деревья успешно противостоят атакам бактерий, грибов и насекомых, тогда как сопротивляемость старых и ослабленных особей снижена. Стоит, например, грибу-паразиту проникнуть внутрь дерева через повреждение в коре, как у такого растения уже резко уменьшаются жизненные силы для успешного противостояния жукам. Засуха или переувлажнение, чрезмерно холодная или, наоборот, жаркая погода влияют на способность деревьев противостоять угрозам.
Подчеркнём, что в естественных ненарушенных лесах процессы гибели и возобновления деревьев сбалансированы, а потому случаи усыхания деревьев, например, в ходе вспышек численности насекомых, не приводят к фатальным последствиям для лесной системы в целом.
Жуки-короеды (подсемейство Scolytinae) под корой погибшей ели аянской. (Фото: Кирилл Корзников)
В октябре 2015 года из-за циклонов над Кунаширом в лесных массивах на площади свыше 1 000 га появились ветровалы. Хотя циклоны тропического происхождения в островном регионе нередкое явление, ранее массовых ветровалов на столь значительных территориях не происходило. Возможно, причина тут в том, что глобальное изменение климата приводит к смещению зоны образования тайфунов к северу, способствует их более глубокому проникновению в северные широты. Например, в 2016 году еще один тропический циклон, «Лайонрок», привел к появлению громадных по площади ветровалов в лесах Приморского края.
Леса с многочисленными поваленными деревьями – идеальные места для размножения жуков-ксилофагов, т. е. питающихся древесиной, к которым относятся, например, усачи и короеды. Из таких локальных очагов очень много жуков – гораздо больше, чем бывает обычно в лесу – перемещается на прилегающие к ветровалам участки.
Ветровальные участки на Кунашире стали очагами развития жуков-ксилофагов. Сильнее от насекомых пострадали именно те леса, в которых больше ветровалов – это лесные массивы в окрестностях вулкана Менделеева, озер Песчаное и Лагунное. Интересно, что деревья ели аянской повреждены жуками больше, чем деревья ели Глена, а пихта сахалинская оказалась гораздо устойчивее елей.
Самка усача (Megasemum quadricostulatum) в момент откладывания яиц. (Фото: Кирилл Корзников)
Наши обследования усохших деревьев показали, что абсолютно все из них имеют следы поражения жуками-ксилофагами. К таким признакам относится наличие лётных отверстий в коре деревьев (их прогрызают молодые жуки, после выхода из куколок), а под корой – «узоров», то есть ходов личинок. Самих жуков, повреждающих деревья, в необычайно большом количестве можно обнаружить и сейчас, вспышка численности еще не завершилась.
Однако усачи и короеды не могут нанести значительный вред полностью здоровым древостоям, они относятся к группе так называемых вторичных вредителей леса, потому что нападают, в основном, на уже ослабленные деревья. Таким образом, хотя гибель деревьев и объясняется вспышкой численности жуков-ксилофагов, ее первопричина иная. Что могло столь сильно ослабить деревья?
Большинство исследователей сходится во мнении, что повсеместное усыхание темнохвойных лесов на планете – следствие изменения климата, а сам процесс усыхания – элемент глобальной перестройки экосистем в условиях меняющегося климата. Сценарии могут быть разными: где-то таежные леса гибнут от засухи, где-то – от необычно теплых зим, где-то массово развиваются грибные инфекции, а где-то – вторичные вредители леса. Нередко перечисленные факторы гибели древостоев действуют совместно. Примечательно, что среди трех видов деревьев, из которых сложены темнохвойные леса Кунашира, сильнее подвержена гибели ель аянская – вид более холодолюбивый, чем пихта сахалинская или ель Глена. Не будет лишним привести факт из истории метеонаблюдений: за последние 20 лет среднегодовая температура воздуха в Южно-Курильске увеличилась на 1 градус Цельсия, с +5 до +6.
Что будет с лесами Кунашира в будущем? Хотя облик древостоев с многочисленными усохшими деревьями настраивает на печальный лад, наблюдаемая гибель хвойных деревьев не вызовет исчезновение лесов, как таковых. Уже сейчас на поврежденных участках леса отлично возобновляется пихта сахалинская, а вот подроста ели аянской почти нет. Скорее всего, в недалеком будущем сегодняшние елово-пихтовые леса трансформируются в пихтовые с незначительным участием ели. Не исключено, что существенно увеличат свое присутствие широколиственные виды деревьев, среди которых будут преобладать дуб монгольский (Quercus mongolica, также иногда именуемый дубом курчавеньким – Quercus crispula), вяз японский (Ulmus japonica), бархат сахалинский (Phellodendron sachalinense), диморфант (Kalopanax septemlobus).
Погибшие деревья ели Глена на юге острова Кунашир, охранная зона заповедника «Курильский». (Фото: Александр Тихонов)
Последний максимум потепления в районе Курильских островов, так называемый «голоценовый максимум», пришелся на время около 6,5–5 тыс. лет назад. Тогда средняя температура воздуха в регионе была на 2–3 градуса Цельсия выше, чем сейчас. Анализ пыльцевых спектров в торфяных отложениях Южных Курил показал, что доля пыльцы ели и пихты была ниже по сравнению с современностью, а доля пыльцы широколиственных деревьев – выше. Это означает, что в то время в островных лесах было значительно больше широколиственных деревьев, а хвойных – меньше.
Наблюдаемая гибель хвойных деревьев на Кунашире – один из многочисленных эпизодов естественной динамики растительного покрова нашей планеты, что случалось не один раз вслед за изменением климата в течение её долгой истории.
Кирилл Корзников, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Ботанического сада-института ДВО РАН (г. Владивосток)
