Влияние южного соснового жука на лесные экосистемы
Исследование учёных из Южной исследовательской станции Лесной службы Министерства сельского хозяйства США (USDA Forest Service Southern Research Station, SRS) показывает, что последние вспышки численности южного соснового жука дополнительно деградировали экосистемы лесов из сосны короткохвойной и лиственных пород в южном Аппалачском регионе. Авторы предполагают, что рубка и выжигание на этих участках снижают высокую пожарную нагрузку, улучшают статус питательных веществ в почве и открывают полог для восстановления этих сообществ сосны короткохвойной.
В статье, опубликованной в июньском номере журнала Forest Ecology and Management, исследователь-эколог Кэтрин Эллиотт и её коллеги из лаборатории гидрологии Ковита (SRS Coweeta Hydrologic Laboratory) изучают эффекты трёх методов восстановления лесов из сосны короткохвойной и лиственных пород на территориях, где атаки южного соснового жука убили большую часть деревьев верхнего яруса.
Исторически частые пожары поддерживали сосново-лиственные экосистемы южных Аппалачей в виде открытых травянистых саванн с редко растущими дубами и соснами короткохвойными, травянистым подлеском и относительно чистым средним ярусом. Взаимодействие прошлого землепользования, исключения пожаров, засухи и вспышек южного соснового жука серьёзно повлияло на эти экосистемы.
«За последнее столетие эти экосистемы двигались по траектории увеличения потери сосен в верхнем ярусе, отсутствия возобновления как сосен, так и дубов, потери растений напочвенного покрова и экспансии вечнозелёного кустарника кальмии широколистной в среднем ярусе», — говорит Эллиотт. «Последняя вспышка численности южного соснового жука, местного насекомого, убила ещё больше сосен верхнего яруса, нанеся дополнительный ущерб экосистеме и добавив топлива для пожара».
Для исследования учёные выбрали восемь участков по 5–6 гектаров в сосново-лиственных экосистемах, где большое количество сосен было убито южным сосновым жуком. Они протестировали эффекты только выжигания, рубки и выжигания на участках с засушливыми почвами, а также рубки и выжигания на участках со средней влажностью почвы. Через два года после обработок они сообщили о возросшей доступности почвенных питательных веществ, большем покрытии и разнообразии травянистых растений и увеличении количества местных злаков рода Andropogon.
К сожалению, они обнаружили лишь несколько всходов сосны в подлеске после обработок. «В нашем исследовании слабое возобновление сосны могло быть вызвано засухой, плохим семенным производством и конкуренцией лиственных пород в подлеске», — говорит Эллиотт. «Плохое семенное производство не было неожиданным, поскольку южный сосновый жук убил почти все сосны верхнего яруса до обработок».
Исследователи обнаружили, что хотя возобновление дуба увеличилось на всех выжженных участках, другие лиственные виды также увеличились. Исследователи предполагают, что без дальнейшего вмешательства дубы не смогут выйти в верхний ярус из-за конкуренции с быстрее растущими лиственными породами.
Это исследование показало, что рубка с последующим контролируемым выжиганием может снизить пожарную нагрузку, увеличить доступность почвенных питательных веществ, открыть полог за счёт сокращения деревьев в верхнем ярусе и стимулировать вегетативный рост. Эти обработки «рубка-и-выжигание» поставили эти деградировавшие экосистемы на траекторию восстановления.
«Для полного восстановления этих участков до сообществ сосны короткохвойной/злаков Andropogon необходимы дальнейшие лесоводственные обработки», — говорит Эллиотт. «Дополнительные последующие обработки могут включать посадку сеянцев сосны, использование прореживания или гербицидов для снижения конкуренции со стороны быстрорастущих побегов красного клёна и сассафраса и кустарников, а также повторные выжигания для поддержания открытого редколесья для местных злаков и другого растительного покрова».
«Управляющим земельными ресурсами нужна информация о вариантах обработок, которые уменьшат высокую пожарную нагрузку от мёртвых и гибнущих деревьев, и им нужна информация о том, как наиболее эффективно восстановить эти леса», — говорит Эллиотт. «Мы продолжим работать с управляющими земельными ресурсами над применением и совершенствованием этих обработок в их усилиях по полному восстановлению экосистем сосны короткохвойной/местных злаков Andropogon».
«Без партнёрства и поддержки со стороны национальных лесов Северной Каролины, Теннесси и Джорджии это исследование не было бы возможным или столь же актуальным», — добавляет она. «В этом исследовании район Окои, национальный лес Чероки, отвечал за реализацию обработок, и они тесно сотрудничали с исследователями, чтобы всё это осуществить». Взамен исследователи предоставляют информацию партнёрам из национальных лесов и другим заинтересованным сторонам через полевые экскурсии и семинары.
Это исследование частично финансировалось Программой совместных исследований в области пожарной науки (Joint Fire Science Program), которая поддерживает научные исследования лесных пожаров и распространяет результаты, чтобы помочь политикам, руководителям тушения пожаров и практикам принимать обоснованные решения.