Индикаторы агрогенного этапа развития лесной территории

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-74-20171

НазваниеИндикаторы агрогенного этапа развития лесной территории

Руководитель Семенков Иван Николаевич, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов Российской академии наук , г Москва

Конкурс №51 - Конкурс 2021 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-108 - Почвоведение

Ключевые слова 1. Вторичные агрогенные сукцессии, 2. Метагеном почв, 3. ГИС-анализ, 4. Данные дистанционного зондирования Земли, 5. Бореальные экосистемы, 6. Хвойно-широколиственные леса, 7. Подвижные формы, 8. Плодородие почв, 9. Филогенетический анализ, 10. Запасы углерода, 11. Микроэлементы

Код ГРНТИ87.35.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Следы былой распашки прослеживаются во многих даже условно коренных (суб)бореальных сообществах на протяжении длительного времени. Это проявляется в морфологических и химических свойствах почв уровня «почва – память», видовом составе растительности и почвенных микробоценоза и зооценоза, что в конечном итоге определяет отличие некогда нарушенных экосистем от эталонных по структурным, функциональным и иным характеристикам. Однако до сих пор нет понимания глубины и обратимости последствий распашки территории. Убыль сельского населения, наблюдаемая во многих регионах России с 20-х гг. XX века, наиболее остро проявилась в Нечерноземье. Этот процесс сопровождался забрасыванием земель сельскохозяйственного назначения (пашен, сенокосов и пастбищ) и увеличением доли залесенных территорий. При этом зачастую даже за 100 лет не восстановилось исходное сообщество из-за уничтожения экологического каркаса в виде естественной растительности, и на месте некогда освоенных территорий существуют низкопродуктивные мелколиственные леса, которые не могут обеспечить восстановления всего объема экологических функций и услуг, которые выполняют коренные хвойные, хвойно-широколиственные и широколиственные леса на Восточно-Европейской равнине. До сих пор отсутствуют работы, комплексно анализирующие экологическое состояние целой экосистемы с характеристикой всех компонентов – материнских пород, почв, почвенных микробоценоза и зооценоза (макрофауны), фитоценоза – и ключевых функций лесов. Сопряженный анализ агрогенных сукцессий растительности и онтогенеза почв принципиально важен для разработки эффективного управления постагрогенными экосистемами и понимания путей восстановления почвенного и растительного покровов лесных экосистем и требует междисциплинарного подхода, предлагаемого в настоящем Проекте. Модельной территорией для таких исследований может выступать национальный парк «Смоленское Поозерье», расположенный в экотоне между таежными и широколиственными лесами, что вместе с ландшафтной структурой, определяет существующее ценотическое разнообразие. В пределах нацпарка на компактной территории сохранились крупные массивы восточно-европейских лесов и что особенно важно – весь исходный комплекс ценозов (ельники, сосновые боры, хвойно-широколиственные леса, черноольшаники, экосистемы болот, рек и озер), а также представлены все виды сельскохозяйственного использования (пашни, сенокосы, пастбища, залежи). Кроме того, на эту территорию имеются (в т.ч. в распоряжении коллектива авторов) разнообразные и разновозрастные картографические материалы и данные дистанционного зондирования Земли. Всё это дает уникальную возможность исследования агрогенных сукцессий с характерным временным интервалом до 100 лет. С использованием данных дистанционного зондирования и натурных геоботанических, таксационных, зоологических, микробиологических и почвенно-геохимических исследований на модельных объектах, расположенных на территории общей площадью 1,5 тыс. кв. км в пределах национального парка «Смоленское Поозерье», планируется: -охарактеризовать постагрогенную историю за 100 лет ельников, сосновых боров и хвойно-широколиственных с доминированием липы, клена, дуба, ясеня или вяза (далее для краткости – хвойно-широколиственных лесов) лесов, -оценить последствия распашки, выражающиеся в изменении основных экологических функций почв (формирование естественного плодородия, депонирование углерода), -выявить сходства и различия агрогенных сукцессий растительности и почвенных микробоценозов и зооценозов (макрофауны) ельников, сосновых боров и хвойно-широколиственных лесов, -выявить в (суб)бореальных экосистемах наличие и длительность существования «агрогенной метки» в свойствах почв, фито- и почвенных микробо- и зооценозов. Под «агрогенной меткой» мы понимаем совокупность характеристик в составе, функционировании и иных особенностях растительности, животного мира и почвы, которые отражают влияние сельскохозяйственного воздействия на экосистемы. Исходя из современных представлений об истории заселения и хозяйствования (широкое распространение подсечно-огневого и переложного земледелия), можно предполагать наличие «агрогенной метки» у отдельных или даже во всех компонентах условно коренных (суб)бореальных экосистем национального парка «Смоленское Поозерье». В ходе выполнения проекта предполагается комплексный сопряженный анализ всех ключевых компонентов экосистемы: растительности, почвенной макрофауны и микробоценоза, почв, включая ключевые характеристики почвенного плодородия (доступные растениям формы N, P, K, запас углерода, соотношение подвижных форм макро- и микроэлементов). Эти исследования будут базироваться на скрупулезном анализе и интерпретации данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), физико-химических свойств почв, видового и функционального разнообразии фитоценозов и почвенных микробо- и зооценозов, аккумуляции углерода по трем (ельники, сосновые боры и хвойно-широколиственные леса) 100-летним хронорядам в тройной повторности. Будут выявлены индикаторы былого распахивания, определены скорости и основные лимитирующие факторы постагрогенного самовосстановления (суб)бореальных лесных экосистем. Собранные в пределах национального парка «Смоленское Поозерье» фактические данные о свойствах растительности, почвенных миробо- и зооценозов, а также почвах планируется агрегировать в статистическую модель с пространственно-временной структурой, используя классы методов, которые комбинируют конструкцию многомерных Гауссовых процессов с элементами глубоких нейронных сетей для более корректного описания нетривиальных взаимосвязей между всеми изученными показателями. Научная значимость настоящего проекта определяется возможностью идентификации агрогенной метки в разных компонентах экосистем на примере удачно выбранного модельного объекта, сочетающего в себе разные типы леса и виды сельскохозяйственного использования. Проведенные исследования могут быть основой для эффективных технологий восстановления лесов на заброшенных сельскохозяйственных землях. Разработанный подход может быть адаптирован для изучения и реабилитации геокомплексов других природных зон.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шопина О.В., Герасимова М.И., Бавшин И.М., Хохряков В.Р., Семенков И.Н. Первая версия почвенной карты национального парка "Смоленское Поозерье" Лесные почвы и изменение климата: материалы IХ Всероссийской научной конференции с международным участием, с. 219-220 (год публикации - 2021)

2. Семенков И.Н., Тихонова Е.В., Титовец А.В., Шопина О.В., Кузнецова А.И., Гераськина А.П., Хохряков В.Р., Бавшин И.М., Клинк Г.В. Стадии восстановления почв и растительности Смоленского Поозерья после распашки: первые результаты полевых работ 2021 г. на примере сосновых лесов Лесные почвы и изменение климата: материалы IХ Всероссийской научной конференции с международным участием, с. 181-183 (год публикации - 2021)

3. Гераськина А.П., Кузнецова А.И., Терехова Д.А., Тихонова Е.В., Семенков И.Н. Динамика почвенной фауны и мощности подстилки в постагрогенных почвах сосновых лесов национального парка "Смоленское Поозерье" Лесные почвы и изменение климата: материалы IХ Всероссийской научной конференции с международным участием, с. 45-47 (год публикации - 2021)

4. Гаврилюк Е.А., Кузнецова А.И. Моделирование показателей содержания азота и углерода в лесной подстилке на основе измерений сети наземного мониторинга ICP Forests и геопространственных данных из каталога Google Earth Engine. Лесные почвы и изменение климата: материалы IХ Всероссийской научной конференции с международным участием, с. 37-38 (год публикации - 2021)

5. Смирнова О.В., Гераськина А.П., Коротков В.Н. Natural zonality of the forest belt of northern Eurasia: myth or reality? Part 2 (literature review) Russian Journal of Ecosystem Ecology, Т. 6. № 2. С. 1-12. (год публикации - 2021)
10.21685/2500-0578-2021-2-1

6. Куликова А.И., Чеченков П.Д., Осипова М.С., Шопина О.В., Семенков И.Н. Сравнительный анализ результатов традиционного и цифрового крупномасштабного почвенного картографирования на примере участка в национальном парке «Смоленское Поозерье» Почвоведение / Eurasian soil science (год публикации - 2023)

7. Шопина О.В., Герасимова М.И., Бавшин И.М.,Хохряков В.Р., Семенков И.Н. Инвентаризация и картографирование почв национального парка “Смоленское Поозерье” Лесоведение / Russian Journal of Forest Science, лесоведение. 2022. №5. С.478-493 (год публикации - 2022)

8. Шопина О.В., Гераськина А.П., Кузнецова А.И., Тихонова Е.В., Титовец А.В., Бавшин И.М., Хохряков В.Р., Семенков И.Н. Стадии постагрогенного восстановления компонентов экосистем сосновых лесов национального парка «Смоленское Поозерье» Почвоведение / Eurasian soil science (год публикации - 2023)

9. Ершов Д.В., Гаврилюк Е.А., Королева Н.В., Белова Е.И., Тихонова Е.В., Шопина О.В., Титовец А.В., Тихонов Г.Н. Natural Afforestation on Abandoned Agricultural Lands during Post-Soviet Period: A Comparative Landsat Data Analysis of Bordering Regions in Russia and Belarus Remote Sensing, Remote Sensing. 2022, 14(2), 322 (год публикации - 2022)
10.3390/rs14020322

10. Шопина О.В., Семенков И.Н., Герасимова М.И. Изменение метаболических путей почвенного микробиома при постагрогенном восстановлении сосновых лесов Материалы международной научной школы "Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки", Материалы международной научной школы "Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки". Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2022. С. 279-285 (год публикации - 2022)

11. Шопина О.В., Курмановский В.С., Бавшин И.М., Тихонова Е.В., Хохряков В.Р., Семенков И.Н. Инвентаризация исторических материалов для реконструкции изменений ландшафтов Национального парка «Смоленское Поозерье» Материалы международной научно-практической конференции «Национальный парк "Браславские озера" и другие ООПТ: состояние проблемы, перспективы, развития», Материалы международной научно-практической конференции «Национальный парк "Браславские озера" и другие ООПТ: состояние проблемы, перспективы, развития». Минск: Ковчег, 2022. с. 97-100 (год публикации - 2022)

12. Шопина О.В., Семенков И.Н. Микробиологические индикаторы стадий восстановления почв сосняков в Смоленском Поозерье (первые результаты) Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием “Научные основы устойчивого управления лесами”, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН 25–29 апреля 2022 г., Москва, Россия, место издания ЦЭПЛ РАН Москва, тезисы, с. 144-145, Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием “Научные основы устойчивого управления лесами”, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН 25–29 апреля 2022 г. М.: ЦЭПЛ РАН. С. 144-145 (год публикации - 2022)

13. Шопина О.В., Семенков И.Н. Изменение почвенного микробиома гумусовых горизонтов при постагрогенном восстановлении еловых лесов в Смоленском Поозерье (предварительные результаты) VI Молодежная конференция «Почвоведение: Горизонты будущего» - сборник тезисов, VI Молодежная конференция «Почвоведение: Горизонты будущего» - сборник тезисов. 2022. С. (год публикации - 2022)

14. Ершов Д.В., Гаврилюк Е.А., Королева Н.В., Белова Е.И., Тихонова Е.В., Титовец А.В., Тихонов Г.Н. Восстановление лесов на заброшенных с/х землях в постсоветский период: сравнительный анализ спутниковых данных Landsat двух приграничных районов России и республики Беларусь НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕСАМИ/ Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН. М.: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕСАМИ Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН. М., 2022: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН. С. 153 - 156 (год публикации - 2022)

15. Тихонова Е.В., Титовец А.В. Восстановление сосновых лесов на залежах в НП «Смоленское Поозерье» Материалы конференции «Российская геоботаника: итоги и перспективы» (к 100-летию Отдела геоботаники БИН). 26–30 сентября 2022 г. Санкт-Петербург. С. 182-184, Материалы конференции «Российская геоботаника: итоги и перспективы» (к 100-летию Отдела геоботаники БИН). 26–30 сентября 2022 г. Санкт-Петербург. С. 182-184 (год публикации - 2022)

16. Гаврилюк Е.А. Использование спутниковых данных Landsat и Sentinel-2 для геопространственного моделирования характеристик лесных экосистем на локальном и региональном уровнях Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Электронный сборник материалов конференции., Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Электронный сборник материалов конференции. Институт космических исследований Российской академии наук. Москва, 2022. С.291. (год публикации - 2022)
10.21046/20DZZconf-2022a

17. Гаврилюк Е.А., Бавшин И.М. , Гераськина А.П., Енчилик П.Р., Кузнецова А.И., Титовец А.В., Тихонова Е.В., Хохряков В.Р. , Шопина О.В., Семенков И.Н. Индикаторы агрогенного этапа развития лесной территории: первые результаты комплексных исследований на территории Нацпарка «Смоленское Поозерье» Экологический мониторинг на особо охраняемых природных территориях - VII Международная научно-практическая конференция «Чтения памяти Н.М. Пржевальского». Смоленск, 2022. С. 92-98., Экологический мониторинг на особо охраняемых природных территориях - VII Международная научно-практическая конференция «Чтения памяти Н.М. Пржевальского». Смоленск, 2022. С. 92-98. (год публикации - 2022)

18. Гераськина А.П. Пространственное распределение дождевых червей в элементах лесной мозаики Биота, генезис и продуктивность почв: Материалы XIX Всероссийского совещания по почвенной зоологии / Под редакцией А.В. Тиунова, К.Б. Гонгальского, А.В. Уварова. – Улан-Удэ: Бурятский научный центр Сибирского отделения РАН, 2022. – С. 45-46., Биота, генезис и продуктивность почв: Материалы XIX Всероссийского совещания по почвенной зоологии / Под редакцией А.В. Тиунова, К.Б. Гонгальского, А.В. Уварова. – Улан-Удэ: Бурятский научный центр Сибирского отделения РАН, 2022. – С. 45-46. (год публикации - 2022)

19. Клинк Г.В., Прилипова Е.А., Соболев Н.С., Семенков И.Н. Perceptual variance of natural soil aggregates with the Munsell soil colour charts by unexperienced observers: case study for diverse soils Geoderma, Volume 438, October 2023, 116645 (год публикации - 2023)

20. Терехова Д.А., Смирнова М.А., Гераськина А.П., Шопина О.В., Кузнецова А.И., Бавшин И.М., Клинк Г.В., Енчилик П.Р., Хохряков В.Р., Герасимова М.И., Семенков И.Н. Макрофауна и органическое вещество в постагрогенных песчаных и супесчаных почвах северо-запада Смоленской области (Россия) Почвоведение, ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2023, № 8, с. 981–996 (год публикации - 2023)
10.1134/S1064229323600902

21. Гераськина А.П., Шопина О.В., Кузнецова А.И., Терехова Д.А., Тихонова Е.В., Бавшин И.М., Семенков И.Н. Динамика почвенной фауны и свойств подстилки в постагрогенных почвах еловых лесов Национального парка «Смоленское Поозерье» Материалы X Всероссийской научной конференции по лесному почвоведению с международным участием «Актуальные вопросы теории и практики Лесного почвоведения» 18–22 сентября 2023 г.,, Материалы X Всероссийской научной конференции по лесному почвоведению с международным участием «Актуальные вопросы теории и практики Лесного почвоведения» 18–22 сентября 2023 г. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2023. С. 102-103. (год публикации - 2023)

22. Титовец А.В., Решетникова Н.М. Данные о динамике флоры национального парка "Смоленское Поозерье" Вестник Тверского государственного университета. Серия "Биология и экология", Вестник Тверского государственного университета. Серия "Биология и экология". 2022. (1). С. 164-179. (год публикации - 2022)
10.26456/vtbio244

23. Тихонова Е.В., Титовец А.В., Тихонов Д.Н., Гаврилюк Е.А. Динамика структурного и видового разнообразия растительности в ходе постагрогенной сукцессии сосновых лесов НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕСАМИ/ Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН. М.: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕСАМИ/ Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН. М.: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН. С.121-124 (год публикации - 2022)

24. Гаврилюк Е.А. Оценка структурных и функциональных характеристик лесных экосистем по спутниковым данным высокого пространственного разрешения: общая методология и примеры реализации на локальном и региональном уровнях Научные основы устойчивого управления лесами. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН. Москва, 2022. С. 151-153., Научные основы устойчивого управления лесами. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН. Москва, 2022. С. 151-153. (год публикации - 2022)

25. Енчилик П.Р., Клинк Г.В., Пеунова А.А., Прилипова Е.С., Сергеева Е.А., Соболев Н.С., Семенков И.Н. Вариабельность кислотности, электропроводности и окислительно-восстановительного потенциала в двух альфегумусовых почвах национального парка «Смоленское Поозерье» Вестник Томского государственного университета. Биология, Вестник Томского государственного университета. Биология. 2024. № 65. С. 6–26. doi: 10.17223/19988591/65/1 (год публикации - 2024)
10.17223/19988591/65/1

26. Енчилик П.Р., Клинк Г.В., Пеунова А.А., Прилипова Е.С., Сергеева Е.А., Соболев Н.С., Семенков И.Н. Постагрогенная динамика рН, электропроводности и окислительно-восстановительного потенциала в почвах различного гранулометрического состава национального парка «Смоленское Поозерье» (Россия) Вестник Томского государственного университета. Биология (год публикации - 2023)
10.17223/19988591/64/1

27. Гераськина А.П., Шопина О.В., Бавшин И.М., Семенков И.Н. Восстановление почвенной фауны и свойств подстилки в постагрогенных почвах еловых лесов национального парка «Смоленское Поозерье» Biology Bulletin (год публикации - 2024)

28. Корнилова А.И., Смирнова М.А., Семенков И.Н. Традиционное и цифровое картографирование почв центральной части национального парка “Смоленское Поозерье” Почвоведение (год публикации - 2025)
10.1134/S1064229324603494

29. Семенков И.Н. Загадочное почвоведение в Смоленском Поозерье Москва, без издательства, Семенков И.Н. Загадочное почвоведение в Смоленском Поозерье. 2025. Без издательства (год публикации - 2025)
10.13140/RG.2.2.31867.94242

30. Шопина О.В., Бондарь А.И., Тихонова Е.В., Титовец А.И., Семенков И.Н. The soil bacterial communities show resilience in composition and function for 30 years of pine self-reforestation on agricultural lands in Western Russia Applied Soil Ecology (год публикации - 2024)
10.1016/j.apsoil.2024.105570

31. Семенков И.Н. Реградационные изменения химических свойств постагрогенных почв (обзор) Почвоведение (год публикации - 2025)
10.1134/S106422932460297X

32. Гераськина А.П. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2024625728 "Почвенная макрофауна Национального парка «Смоленское Поозерье» Свидетельство о регистрации базы данных RU 2024625728, 04.12.2024. Заявка от 25.11.2024. , Свидетельство о регистрации базы данных RU 2024625728, 04.12.2024. Заявка от 25.11.2024. (год публикации - 2024)

33. Мучник Е.Э. , Пауков А.Г. , Тихонова Е.В. , Титовец А.В. Дополнения к лихенофлоре Смоленской области II Ботанический журнал (год публикации - 2025)

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Охарактеризована динамика населения Смоленщины за последние 350 лет. Современная численность населения Демидовского и Духовщинского района (в пределах которых расположен нацпарк “Смоленское Поозерье”) в несколько раз ниже наблюдавшейся в 18-19 веке и на порядок ниже относительно пика первой половины 20 века. С учетом уровня урбанизации численность и воздействие сельского населения на экосистемы в границах нацпарка существенно меньше, чем в предшествующие как минимум 400 лет. Составлен итоговый вариант почвенной карты нацпарка масштаба 1:150 тыс. методами цифровой почвенной картографии с использованием данных с 1600 точек. Созданные комплексные модели постагрогенной сукцессии экосистем ельников, сосновых боров и хвойно-широколиственных лесов Смоленского Поозерья легли в основу первой в своем роде карты постагрогенных технобиогеом - групп ландшафтов с однотипной реакцией на прекращение ведения агромелиоративных мероприятий, близких по интенсивности и набору. Модели и карта базируются на следующей информации, показывающей на какой стадии восстанавливаются свойства изученных компонентов экосистемы, имеющие наибольшую индикационную роль: -стадия 1: появился сплошной гор. OL, а-разнообразие макрофауны низкое, «луговая» макрофауна, микробиом Д-серии стал агро-лесным -стадия 2 (до 30 лет произрастания леса): появился гор. OF, восстановились величина рН в С- и Е-серии и содержание Собщ и Nобщ в гор. OL С- и Е-серии, а-разнообразие макрофауны, «лесная» макрофауна -стадия 3 (60-70 лет): появился гор.OH, восстановились содержание Собщ и Nобщ в гор. OL Д-серии, лесные травянистые виды начинают вытеснять луговые, восстанавливается разнообразие подстилочной макрофауны, микробиом стал лесным за 45-50 в С- и Е-серии -стадия 4 (70-80 лет): восстановился по массе гор. OH, гор. P сильно деградировал (но еще не AYpa), восстанавливается разнообразие подстилочной макрофауны -стадия 5 (80-110 лет): гор.P превратился в AYpa, восстановление комплекса макросапрофагов, восстановилось соотношение ранне- и позднесукцессионных древесных видов, исчезают виды сорной ценотической группы -стадия 6 (>110 лет): восстановление спектра жизненных форм растений травяно-кустарничкового яруса, полное восстановление микробиома Д-серии; появляются почвенные ветровальные комплексы и крупноразмерный валеж разных стадий разложения в т.ч. позднесукцессионных видов деревьев; сохраняется ровная нижняя граница и четкий переход между старопахотным горизонтом и подпахатной толщей в С- и Е-серии (в Д-серии >350 лет). -С- и Е-серии объединены в одну технобиогеому в связи с близостью ответных реакций на прекращение осуществления агромелиоративных мероприятий и времени исчезновения “агрогенных меток”, несмотря на то, что на средних стадиях лесовосстановление идет через сосну и березу и имеются отличия в количественных характеристиках растительности, почв, почвенной макрофауны и почвенного микробоценоза. Характеристики почвенной макрофауны имеют наибольшую индикационную значимость, отражая изменения морфологических и химических свойств почв и особенностей растительности, которые коррелируют с выделенными нами стадиями естественного постагрогенного восстановления хвойных и хвойно-широколиственных лесов Смоленского Поозерья. Изменение состава почвенного микробиома тесно связано с объемом вносимых удобрений (прежде всего, извести) через амплитуду изменения кислотности относительно почв условно коренных лесов и соотношением луговых и лесных травянистых видов. Для трех серий стадия 3 (средневозрастные леса) - стадия максимальной реализации функциональной представленности растительности. На этом этапе сукцессии в сообществах участвует максимальное число функциональных групп: эколого-ценотических, жизненных форм, ценотических, максимальны видовое разнообразие и флористическая насыщенность. Стадиями максимальной реализации функциональной и таксономической представленности почвенной макрофауны являются сосновые, еловые и хвойно-широколиственные леса с возрастом древостоя >70 лет на постарогенных и естественных почвах, где максимально разнообразие беспозвоночных, высока доля сапрофагов – важного звена в деструкции опада и формировании почвенного плодородия. Хорошо дифференцированная на три подгоризонта подстилка поздних лесных стадий способствует восстановлению «лесных» групп сапрофагов и хищников: подстилочных и почвенно-подстилочных дождевых червей, двупарноногифлористическах многоножек, моллюсков, жужелиц, пауков, жуков-стафилинид. Стадиями максимальной реализации функциональной представленности почвенного микробиома по составу на уровне семейств и метаболическим возможностям можно назвать агроценозы и условно коренные леса. Главные факторы, контролирующие изменение состава и разнообразия растительного и микробного сообществ, а также почвенной макрофауны постагрогенных экосистем выровненных поверхностей междуречья с нормальными условиями дренажа в пределах национального парка “Смоленское Поозерье”, - это гранулометрический состав почв (определяющий естественный уровень плодородия, степень увлажнения, обеспеченность элементами питания и длительность удержания поступивших с удобрениями компонентов), переход в ходе сукцессии от луговых сообществ к лесным и от средневозрастных лесов к старовозрастным. Трехступенчатое выделение наиболее весомых и независимых факторов дифференциации (и использование только их для расположения наземных пробных площадей в пространстве главных компонент - РСА) по итогам корреляционного и кластерного анализа снизило шумность данных и увеличило долю объясненной дисперсии в 4-6 раз относительно исходного (всего) массива данных до 60-70%. Скорость восстановления экосистем оценена с помощью кластерного анализа и регрессии, основанной на ординации (ordination regression based approach, ORBA) совокупности геоботанических, почвенно-биологических, почвенно-геохимических и почвенно-микробиологических характеристик. Согласно результатам кластерного анализа, быстрее всего восстанавливаются экосистемы сосняков (к стадии 3: за 30 лет), дольше - ельников (к стадии 4: за 70 лет) и хвойно-широколиственных лесов (к стадии 5: за 80 лет). Согласно ORBA по тем же признакам, скорости восстановления сообществ нелинейны и снижаются со временем для всех серий. Экосистемы сосновой и еловой серий восстанавливаются с близкими скоростями (за 75 - 105 лет), быстрее хвойно-широколиственной серии (требуется 117 - 127 лет). Различия результатов PCA и ORBA связаны с тем, что РСА максимизирует дисперсию, объясненную каждой осью, а ORBA максимизирует соответствие между положением видов и площадок в пространстве координат.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Информация о возможностях, особенностях и скоростях восстановления постагрогенных экосистем востребована у национального парка "Смоленское Поозерье" для планирования мероприятий по лесовосстановлению (местам лесопосадок) и поддержанию существования многолетних залежных лугов.