Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1.5.1. Создание картосхемы поврежденных и неповрежденных древостоев района исследований Для создания картосхемы повреждённых и неповреждённых древостоев анализировали пихтовые древостои Центральной Сибири (51°–61° с.ш., 83°–108° в.д., общая площадь трапеции составляет ~1,7 млн. км2). Общая площадь пихтарников составляет ~8 млн. га, что составляет ~90% площади древостоев с преобладанием Abies sibirica в Сибири (рис. 3). Для оценки жизненного состояния древостоев выполнен анализ информативности вегетационных индексов NDVI, EVI, LAI, NDII (=NFDI), величины валовой (GPP) и чистой (NPP) продуктивности растительного покрова. Максимально тесно коррелирован с усыханием индекс NDII (таблица 1), на основе которого и построена картосхема повреждения (рисунок 3). На 2024 г. площадь усыхающих и усохших древостоев составляла ~2,37 млн га, или ~30% от всей площади пихтарников. Большая часть усыхающих и усохших древостоев локализована на западе Восточного Саяна и в приенисейской части Западной Сибири. Минимум усыханий наблюдается в высокогорьях Западного Саяна и Кузнецкого Алатау. 1.5.2. Временная динамика площади усыхающих древостоев Анализ спутниковых данных (Landsat, MODIS) показал, что на ключевых участках «Красноярские Столбы» (S = 47.5 тыс. га) и «Минино» (S = 135 тыс. га) интенсивное усыхание пихтарников наблюдалось в период с 2014 по 2016 годы (рис. 4). Усыхание охватило до 75% материнского полога в Красноярских Столбах, до 85% – на участке «Минино». Для территории в целом (рис. 3) максимальные площади усыхания древостоев наблюдались в 2008 и 2014–2015 гг. (3–5% от общей площади). 1.5.3. Пространственные закономерности распределения повреждённых древостоев по элементам рельефа Пихта произрастает преимущественно на склонах северной экспозиции с относительно высоким увлажнением, на пологих либо равнинных участках (рис. 6–8). Максимум усыхания пихтарников наблюдается на более прогреваемых южных и юго-восточных склонах (рис. 6), на пологих либо равнинных (0–6°) участках (рис. 7, 8) с выпуклыми поверхностями. На наиболее пострадавших территориях Восточного Саяна высотная граница очагового распространения уссурийского полиграфа (95% процентиль) находится на отметке ~720 м над ур. м. (рис. 9), на Кузнецком Алатау очаги поднимаются до высоты ~1100 м над ур. м. 1.5.4. Тенденции изменения климата в районе исследования Положительный тренд температуры воздуха наблюдается с 1970 года как для периода вегетации, так и для среднегодовой температуры (в 2010–2024 гг. относительно 1970–1984 гг. температура возросла на 1,3 и 1,6 °С, соответственно). Значимых трендов количества осадков и влажности почвы не наблюдается, хотя отдельные годы (в т.ч., 2012) характеризуются значимым их снижением (рис. 10, а, б). В 2012 г. наблюдались пики атмосферной и почвенной засухи (рис. 10 в-е). На фоне потепления отмечены длительные тренды возрастания атмосферной засушливости (SPEI) и возрастание дефицита давления водяного пара (VPD) (рис. 10 в, г). Резкое возрастание атмосферной и почвенной (scPDSI) засушливости происходило в период с 2009 по 2024 гг. (рис. 10 в, е). Аномальная засуха 2012 г. зафиксирована и методами спутниковой гравиметрии (рис. 11). В настоящее время (2000–2024 гг.) дефицит увлажнения (Δ) составляет –149 мм в период вегетации при положительных годовых значениях (∆ = +70 мм). В конце столетия (2081–2100 гг.) ожидается возрастание Δ в июле–сентябре (рис. 19) до –212, –283 и –319 мм при сценариях SSP 4.5, SSP 7.0 и SSP 8.5, соответственно. Годовые значения ∆ также снизятся, хотя останутся положительными (рис. 20). Поэтому в будущем следует ожидать циклов усыхания и частичного восстановления пихтовых древостоев. 1.5.5. Тренды радиального прироста деревьев пихты в поврежденных древостоях На фоне потепления климата наблюдалось хроническое снижение индекса прироста пихты, длившееся до середины 1990-х гг. Вслед за кратковременным увеличением радиального прироста (1997–2011 гг.) произошло его резкое падение до минимальных значений в 2013–2017 гг., последовавшее за аномальной засухой 2012 года и атаками P. proximus (рис. 12). Начало массового усыхания пихтарников относится к 2005–2006 гг. (рис. 4), что обусловлено хроническим водным стрессом (рис. 10 в, г, е) и атаками уссурийского полиграфа. Снижение радиального прироста пихты на фоне ухудшения гидрологического режима наблюдается также в высокогорьях, где полиграф присутствует, но не формирует очагов (рис. 15). В смешанных пихтово-осиновых древостоях ход радиального прироста отличается от такового в древостоях с преобладанием пихты (рис. 17). Реакция пихты на атаки P. proximus включала формирование физико-химического барьера в годичных кольцах, состоящего из сомкнутых рядов травматических смоляных ходов. Также возрастают число и толщина прилегающих радиальных лучей и лигнификация ксилемы (рис. 13). На большинстве выживших деревьев сохранились следы атак короедов (например, смолистые натёки на коре; рис. 14а). По окончании вспышки полиграфа индекс прироста деревьев пихты резко возрос (2018–2024 гг., рис. 12) вследствие относительного улучшения влагообеспеченности (рис. 10, 11) и снижения конкуренции. Воздействие атак полиграфа на подрост пихты было значительно слабее по сравнению с деревьями материнского полога. При этом подрост также подвергся атакам P. proximus (рис. 16), но преимущественно (до 90%) выжил. После гибели материнского полога (~2018 г.) индекс его радиального прироста резко возрос из-за снижения конкуренции. 1.5.6. Лимитирующие радиальный прирост пихты факторы внешней среды Радиальный прирост пихты зависит от влагообеспеченности, преимущественно начала периода вегетации (рис. 18). Однако после аномальной засухи 2012 года и атак короедов эта связь ослабевает вследствие резкого ухудшения жизненного состояния деревьев. С начала периода потепления (~1970 г.) индексы радиального прироста живых и погибших деревьев снижались до начала XXI в. (рис. 12). Кратковременное возрастание индексов прироста (1998–2011 гг.) обусловлено локальным периодом улучшения условий увлажнения. В дальнейшем радиальный прирост резко снизился в результате экстремальной засухи 2012 г. и последовавшей вспышки массового размножения P. proximus. 1.5.7. Наиболее информативные предикторы изменения площадей древостоев пихты Лучше всего распределение пихтовых древостоев моделирует алгоритм случайного леса (ROC-AUC ≈ 0,9405, accuracy (точность) ≈ 0,9474) (рисунок 21). Предикторы в порядке убывания вклада в результат работы модели распределились следующим образом: осадки апреля, глубина снежного покрова в апреле, высота над уровнем моря, эвапотранспирация апреля, глубина снежного покрова октября, эвапотранспирация декабря и ноября, содержание влаги в почве в июле, осадки июля, крутизна, ориентация и вогнутость склона (рисунок 22).