Сочетание достаточного света и стабильного микроклимата леса может быть ключом к возобновлению дуба

Дубы черешчатые, типичные для лейпцигского пойменного леса и других немецких дубрав, плохо возобновляются в подлеске из-за недостатка света. Одна из причин — отсутствие паводков в пойменных лесах.

В двухлетнем эксперименте с дубом в лейпцигском пойменном лесу исследователи из Лейпцигского университета и Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) обнаружили, что текущее усыхание деревьев — вызванное засухой и вспышками вредителей — в сочетании с прореживанием определённых видов подлеска, может фактически поддержать возобновление дуба.

Их выводы опубликованы в журнале Forest Ecology and Management.

«Это многообещающий новый подход к лесной динамике, которая была фундаментально изменена изменением климата», — говорит Анналена Ленк из Института биологии Лейпцигского университета, ведущий автор статьи. Она добавляет, что отсутствие возобновления дуба и плохое гидрологическое состояние многих пойм — широко распространённые проблемы по всей Центральной Европе.

В Лейпциге, например, расширение города в пойму и спрямление рек привели к утрате типичной для таких местообитаний паводковой динамики. Это способствовало распространению неустойчивых к подтоплению видов деревьев, таких как клён ясенелистный и клён платановидный. Их густой полог создаёт глубокую тень на лесной подстилке, что значительно затрудняет возобновление светолюбивых видов, таких как дуб черешчатый.

По словам Ленк, этот вид играет ключевую роль в сохранении биоразнообразия, поскольку обеспечивает среду обитания для широкого спектра организмов, включая насекомых, грибы, птиц, летучих мышей и лишайники.

В настоящее время, однако, становится очевидным новый структурный сдвиг в составе леса. Засухи последних лет и распространение вредителей во многих частях Европы — включая Лейпциг — привели к резкому росту гибели деревьев. В результате древостой значительно разрежились. Это, с одной стороны, может способствовать естественному возобновлению светолюбивых видов, таких как дуб черешчатый. С другой стороны, это также может позволить более доминирующим видам, таким как клёны, распространяться дальше.

Исследователи изучили, как эти недавние структурные изменения в пойменном лесу влияют на возобновление дуба черешчатого и как их можно сочетать с лесохозяйственными мероприятиями. Они проанализировали влияние различных лесоводственных вмешательств — и связанной с ними доступности света — на микроклимат древостоя и приживаемость дуба черешчатого.

Для этого они заложили восемь исследовательских площадок на участках лейпцигского пойменного леса с относительно здоровым верхним пологом и ещё восемь — на участках с высоким уровнем гибели или болезней деревьев. На двух субплощадках каждой исследовательской площадки они выборочно удалили из подлеска неустойчивые к подтоплению виды деревьев, такие как клён ясенелистный и клён платановидный, а также бузину. Другие две субплощадки остались без обработки.

Помимо этих площадок, исследователи также включили восемь существующих оконных вырубок из программы управления лесами Лейпцига — участки площадью от 0,13 до 0,72 гектара, которые уже были частично раскрыты и засажены молодыми дубами. В начале 2022 года команда высадила в общей сложности 1200 однолетних дубков, защищённых от потравы ограждениями, а также около 80 примерно пятилетних дубов, и наблюдала за их развитием в течение двух лет.

«В конце 2022 года мы заменили уже погибшие дубы новыми посадками. В оба года мы измеряли диаметр кроны летом, а высоту и диаметр корневой шейки зимой, чтобы рассчитать прирост», — описывает методологию Ленк. Также у дубов проверяли стресс от засухи с помощью образцов листьев.

В своём эксперименте исследователи обнаружили, что «лесные участки с высокой гибелью деревьев в верхнем пологе могут быть эффективно использованы для содействия возобновлению дуба черешчатого — но только если клён удалён из подлеска. Клён широко распространён, потому что он быстрее реагирует на условия роста, обгоняет дубы в высоту и затеняет их», — говорит соавтор Кристиан Вирт.

Без неустойчивых к подтоплению видов дубы смогли воспользоваться повышенным уровнем освещённости и хорошо развиваться, поскольку полог был разрежен из-за гибели деревьев.

«По сравнению с оконными вырубками, посадки на прореженных лесных участках показали меньше признаков стресса от засухи, что в основном было связано с более высокой влажностью воздуха», — обнаружили исследователи. «Хотя дубы получают выгоду от увеличения доступности света, этот положительный эффект ослабляется стрессом от засухи», — объясняет Ленк.

Условия освещённости и микроклиматическая среда на участках с высокой гибелью деревьев в верхнем пологе и выборочным прореживанием определённых видов в подлеске, по-видимому, предлагают сбалансированное сочетание достаточного света и стабильного лесного микроклимата — даже в засушливый год — которое поддерживает возобновление дуба.

Результаты исследований могут быть учтены на практике в рамках климатически адаптированных стратегий управления лесами, направленных на содействие биоразнообразию — в том числе в качестве дополнительной меры наряду с будущими паводковыми событиями. Исследовательские площадки заложены как долгосрочные наблюдательные участки, что позволит продолжать сбор данных в ближайшие годы. Например, в следующем году планируется магистерская диссертация, в которой будут изучены эффекты различных методов управления — и возникающих в результате условий освещённости — на травяной ярус.

Влияние изменения климата на растительные процессы и, в свою очередь, влияние растительности на климат является центральным направлением предлагаемого Лейпцигским университетом кластера передового опыта «Breathing Nature». Лейпцигский пойменный лес является важной исследовательской платформой в этом совместном проекте.