Лесохозяйственные мероприятия часто предполагают проведение рубок ухода, когда из насаждений удаляются деревья, отрицательно влияющие на рост основных пород.
– При рубках ухода повышение прироста древесины происходит за счет оптимизации густоты древостоя. Регулируя породный состав при проведении рубок ухода, можно формировать высокопродуктивные насаждения, состоящие из целевых древесных пород, наиболее востребованных в лесной промышленности региона, – пояснил Алексей Пеккоев, руководитель лаборатории динамики и продуктивности таежных лесов ИЛ КарНЦ РАН.
Ученые проводят рубку осветления
Рубки ухода приводят не только к устранению конкуренции со стороны «нежелательной» древесной растительности, но и смене освещенности и, в конечном итоге, изменяют микроклиматические параметры условий внешней среды. В рамках эксперимента ученые провели рубки осветления: на шести опытных площадках осину и березу удалили полностью, а на шести контрольных – оставили. Два года исследователи будут наблюдать за микроклиматом участков, ростом ели, напочвенным покровом и почвой. Особое внимание уделят изучению адаптационных механизмов дерева на физиологическом и биохимическом уровнях.
– Когда ель произрастала под пологом осины, у нее сформировалась теневая хвоя, и весь водный режим и другие физиологические процессы были настроены именно на такие условия. При резкой смене условий освещения у растений возникает стресс. С лесоводственной точки зрения эти вещи уже изучены: теневая хвоя меняется на световую, сначала идет угнетение роста, потом, напротив, его ускорение. Но механизмы – физиологические, биохимические, молекулярно-генетические – этого процесса еще в полной мере не изучены. И для нас, физиологов, это очень интересный объект, – рассказала Наталия Галибина, руководитель исследования, главный научный сотрудник лаборатории физиологии и цитологии древесных растений ИЛ КарНЦ РАН.
В частности, физиологам предстоит оценить перестройки фотосинтетического аппарата при адаптации ели к изменению условий произрастания, а также влияние этих перестроек на качество формирующейся древесины. Будет изучена активность генов, отвечающих за закладку устьиц, – жизненно важных для растения образований в покровных тканях листа, через которые происходит газообмен и процесс движения и испарения воды. Количество устьиц зависит от условий освещенности, содержания углекислого газа в воздухе и влажности. По окончании сезона ученые оценят их густоту в каждом варианте и выявят вклад генов, отвечающих за закладку устьиц, в их количество в зависимости от условий освещенности. По словам Наталии Галибиной, подобных работ на ели еще не проводилось.
Ель под пологом осины
– По окончании двухлетнего эксперимента мы будем иметь срез данных наблюдений за разными показателями – связанными с транспортом веществ, водным режимом, фотосинтезом, усвоением сахаров растением. Также мы получим анатомический ряд показателей: количество рядов клеток древесины (ранних и поздних трахеид), изменение толщины их клеточных стенок, химический состав древесины. У нас будет интересный материал по первым этапам адаптации растений ели к резкой смене условий освещения, – отметила руководитель работ.
Она также подчеркнула комплексный подход к проведению исследования.
– Наш общий объект изучения – это лес и лесные древесные растения. Закладывая эксперимент в природе, где все взаимосвязано, необходимо подходить к работе комплексно. Поэтому мы формируем команды, в которых специалисты разных направлений ставят свои задачи: помимо физиологов, лесоводы рассматривают проблемы, связанные с антропогенным влиянием на лес, геоботаники изучают, как реагирует на смену условий напочвенный покров, почвоведы – как будет меняться почва.
Полученные в ходе исследования данные позволят строить более точные модели того, как влияет на ель интенсивное освещение, и найти наиболее успешный вариант проведения лесохозяйственных мероприятий, при котором деревья будут не так подвержены стрессу. В перспективе эти данные могут стать основой рекомендаций для лесоводственных работ.
Фото: Алексей Пеккоев, Наталия Галибина
