Лаборатория лесовосстановления, защиты леса и лесопользования

Кадровый состав

Заведующий лаборатории – д.б.н. Пономарев В.И.

В составе лаборатории 4 доктора наук: 

д.б.н. Пономарев Василий Иванович

д.б.н., проф. Колтунов Евгений Владимирович

д.с.х.н., заслуженный лесовод России Терехов Геннадий Григорьевич
д.с.х.н. Толкач Ольга Владимировна

3 кандидата наук:

к.б.н. Андреева Елена Михайловна

к.б.н. Стеценко Светлана Карленовна

к.б.н. Яковлева Марина Ильдаровна
м.н.с. без степени – Клобуков Георгий Игоревич
м.н.с. без степени – Напалкова Виктория Валерьевна

7 инженеров без научной степени:

ст. инженер Бирюкова Александра Михайловна
ст. инженер Пермякова Людмила Павловна 

инженер Копылова Юлия Юрьевна 

инженер Добротворская Ольга Евгеньевна 

ст. инженер Стрельская Татьяна Михайловна
ст. инженер Шлыкова Наталья Анатольевна 


Старший лаборант - Барарушкина Любовь Адельшановна

Главные направления исследований

Основными направлениями исследований на момент объединения лабораторий были:

Тема

Исследование закономерностей динамики природных и антропогенных лесных экосистем на Урале с целью сохранения их биоразнообразия, устойчивости и продуктивности.

Разделы

2. Устойчивость хвойных и лиственных лесов Зауралья к дефолиации насекомыми-филлофагами в условиях антропогенного воздействия и разработка методов их прогнозирования.

3. Исследование биологических особенностей культурценозов сосны обыкновенной из сеянцев с пестицидным синдромом.

4. Особенности первоначальных этапов формирования структуры и производительности еловых культурценозов на зонально-типологической основе в горных лесах Среднего Урала.

6. Разработка научных принципов многокритериальной оценки лесных ресурсов и многоцелевого использования на основе устойчивого развития лесных экосистем

С 2013 г. по 2018 г. включительно, согласно программе ФНИ государственных академий наук  на 2013-2020 годы (Распоряжение Правительства РФ от 3 декабря 2012 г. №3337-р), лаборатория ЛЗЛиЛ БС УрО РАН году выполняла фундаментальные исследования по направлению 51 – экология организмов и сообществ:

Раздел 4.  Исследование изменения адаптивности лесных насекомых-филлофагов к воздействию биогеоценотических условий и экстремальных факторов среды в зависимости от фазы динамики плотности популяций. Влияние экстремальных факторов различного генезиса на лесные насаждения и их фитопатологическое состояние.

Раздел 5.  Исследование эколого-фитоценотических закономерностей формиро-вания устойчивых продуктивных темнохвойных искусственных насаждений в низкогорных лесах Урала.

Раздел 6.  Установление реакции хвойных пород на воздействие пестицидов и стратегия использования загрязненных ими почв и биоремедиации.

Раздел 8.  Разработка научных принципов многоцелевого использования лесов на основе их устойчивого развития.

С 2018 года лаборатория ЛЗЛиЛ БС УрО РАН году выполняет фундаментальные исследования по тому же направлению 51 – экология организмов и сообществ (Тема: «Изучение эколого-географических закономерностей структуры, функций и динамики лесных ценопопуляций и экосистем и обоснование системы мер по оптимизации их сохранения, воспроизводства и продуктивности»), которое включает в себя следующие разделы:

Раздел 1. Изучение лесоводственно – экологических закономерностей структуры и динамики формирования устойчивых продуктивных искусственных биоценозов, обеспечивающих сохранение биологического разнообразия и средообразующей роли леса на Среднем Урале.

Раздел 2. Исследование влияния экстремальных факторов различного генезиса на лесные насаждения, их фитопатологическое состояние, средообразующие функции и сукцессионные процессы.

Раздел 3. Исследование изменения адаптивности лесных насекомых-филлофагов к воздействию биогеоценотических условий и экстремальных факторов среды в зависимости от фазы динамики плотности популяций.

Основные научные достижения

По разделу 1. Изучение лесоводственно – экологических закономерностей структуры и динамики формирования устойчивых продуктивных искусственных биоценозов, обеспечивающих сохранение биологического разнообразия и средообразующей роли леса на Среднем Урале.

Впервые в условиях уральского региона изучено влияние лесоводственных мероприятий на производительность, горизонтальную структуры древостоя и проведена оценка санитарного состояния в абсолютно одновозрастных культурценозах второго класса возраста елей сибирской и европейской, созданных на вырубках в разнотравной, ягодниковой и травяно – зеленомошной группах типов леса. Под пологом культурценозов второго класса возраста изучена возрастная структура подроста ели. Определены структура, видовой состав, обилие, высота и фитомасса живого напочвенного покрова при разной степени сомкнутости древесного полога, в еловых культурценозах второго класса возраста в травяно-зеленомошной и ягодниковой группах типов леса. Приведены результаты исследования реакции сосны обыкновенной и ели сибирской на пестицидное воздействие в зависимости от мелиоранта природного происхождения, использованного для оздоровления почвы питомника после применения раундапа.

Терехов Г.Г. Лесоводственно-экологическое и техническое совершенствование искусственного лесовосстановления в темнохвойных лесах урала с целью повышения их продуктивности // дисс. … докт. с/х. наук. Екатеринбург: УГЛТУ, 2012. 40 с.

Фрейберг И.А., Стеценко С.К. Биологические параметры очистки почв от пестицидной токсичности // Экология и промышленность России. – 2013. – № 2. – С. 40–42.

Андреева Е.М., Стеценко С.К., Хуршкайнен Т.В., Терехов Г.Г., Кучин А.В. Влияние биопрепаратов вэрва и вэрва-ель на всхожесть и рост однолетних сеянцев сосны обыкновенной // Агрохимия. – 2018. - № 7. – С. 57-64.

По разделу 2. Исследование влияния экстремальных факторов различного генезиса на лесные насаждения, их фитопатологическое состояние, средообразующие функции и сукцессионные процессы

Методом ВЭЖХ (жидкостная хромотография) установлено, что в годы засухи содержание фенолгликозидов в контрольных насаждениях, и ранее дефолиированных снижается, в годы с повышенным ГТК – возрастает. Но абсолютное содержание фенолгликозидов в дефолиированных насаждениях, в основном, достоверно ниже, чем в контрольных, а уровень ингибирования, вызванный абиотическим стрессом (засухой) – выше. Как известно, стволовые гнили наносят заметный эколого-экономический ущерб лесам. Пораженные древостои подвержены буреломам и ветровалам, заметно снижается ценность древесины и устойчивость древостоев. ВЭЖХ выявила 64 фенольных соединения. Из них идентифицировано 24. Преобладали флавоноиды (63,64%).

Рассмотрены особенности создания и роста лесных культур на лесопригодных солонцах с двумя вариантами подготовки почвы: 1 – почву обрабатывали по системе черного пара, в варианте 2 – по системе черного пара с заключительной безотвальной вспашкой.

Установлено, что создание лесных культур на солонцах Зауралья может быть успешно, если оно проводится с учетом особенностей их солонцеватости и засоления. Накопление влаги в почве под влиянием глубокой безотвальной вспашки оказывает положительное влияние на снижение засоления почвы легкорастворимыми солями. Однако, это не сказывается на приживаемости и приросте по высоте растений. Следовательно, для удешевления лесокультурных работ от мелиоративной обработки почвы можно отказаться.

Колтунов Е.В. Влияние дефолиации березы повислой (Betula pendula R.) непарным шелкопрядом (Lymantria dispar L.) на состав и содержание химических соединений в листьях // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2018, Т. 160, кн. 1. С. 67–77 (WOS)

Колтунов Е.В., Яковлева М.И. Влияние фактора дефолиации и климатических условий на динамику содержания фенолгликозидов в листьях березы повислой (Betula pendula Roth.) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018, № 10. стр. 101-105.

По разделу 3. Исследование изменения адаптивности лесных насекомых-филлофагов к воздействию биогеоценотических условий и экстремальных факторов среды в зависимости от фазы динамики плотности популяций.

1. Проведен анализ последствий дефолиации непарным шелкопрядом насаждений в период вспышки массового размножения на северной границе ареала. Установлено, что в этой части ареала непарного шелкопряда при значительной дефолиации ухудшается санитарное состояние даже тех насаждений, которые произрастают в наиболее устойчивых к этому фактору в других частях ареала лесорастительных условиях. Эти данные указывают на необходимость дифференцированного подхода к прогнозу последствий дефолиации и, соответственно, назначения мер и площади борьбы при возникновении вспышки массового размножения этого вида, в зависимости от широтного расположения очагов.

2. Проведен анализ влияния выбора экспериментальной единицы (гусеница или контейнер) и объема, приходящегося на одну гусеницу, на проявление эффекта группы у непарного шелкопряда. Установлено, что эффект группы в значительной степени связан с агрегацией гусениц. Влияние изменения количества особей в группе на проявление эффекта группы в значительной степени связанно с изменением объема, приходящегося на особь. Выбор экспериментальной единицы без предварительного анализа его влияния на результаты эксперимента может привести к появлению дополнительных (не учитываемых при анализе) проблем внутри экспериментальной единицы. Получены количественные оценки исследованных эффектов.

Пономарев В.И., Клобуков Г.И., Напалкова В.В., Кшнясев И.А. Влияние условий эксперимента на проявление эффекта группы у непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.)// Экология. 2017. № 4. С. 304-311.

3. В северной части ареала непарного шелкопряда суммы эффективных температур развития до имагинальной стадии значительно ниже, чем в других его (более южных) частях, что может быть обусловлено как прессом отбора, элиминирующего особей с длительным развитием, так и адаптационными характеристиками популяций. Прогнозирование инвазийных процессов, связанных как с изменением климата, так и освоением новых территорий, основанное на построении моделей, не учитывающих адаптационные свойства потенциальной инвазивной популяции, будет иметь значительную погрешность в таком прогнозе.

В.И. Пономарев, Г.И. Клобуков, В.В. Напалкова Возможное влияние летне-осенних сумм эффективных температур на динамику плотности популяции непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.) на северной границе ареала// Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2017.№220. С. 46-62.

4. Изучено влияние сумм летне-осенних эффективных температур (СЭТ), получаемых на эмбриональной стадии, на морфофизиологические показатели особей непарного шелкопряда из двух популяций разного широтного происхождения в постэмбриональный период. Установлено ранее неизвестное значительное влияние минимальной СЭТ, необходимой для формирования эмбрионов, на снижение длительности развития гусениц и динамику плотности северной популяции, в отличие от южной. Актуальность обусловлена необходимостью, в связи с глобальным изменением климата, уточнения адаптационных механизмов выживания насекомых на северных границах ареалов и прогноза и минимизации ущерба от вспышек массового размножения.

Пономарев В.И., Клобуков Г.И., Напалкова В.В. Зависимость морфофизиологических показателей постэмбриональных стадий непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.) (Lepidoptera: Lymantridae) от температурных условий в период эмбрионального развития // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2016. №3 (35). С. 107-127.

5. Проведен анализ абиотических факторов и динамики площадей очагов, дефолиации, изменения плотности кладок в зауральской популяции непарного шелкопряда в течение длительной (2005-2012 гг.) вспышки. Установлено, в отличие от классических представлений, что засуха не является достаточным условием для провоцирования дефолиации; массовая гибель эмбрионов в зимний период, неоднократные периоды похолодания во время питания гусениц и лета имаго, сдерживающие плотность популяции, не являются достаточным условием для затухания вспышки. Полученные результаты позволяют уточнить механизм вспышек, значительно увеличить эффективность прогноза и величины ущерба от вспышек.

Пономарев В.И., Соколов Г.И., Клобуков Г.И. Динамика плотности зауральской популяции непарного шелкопряда в 2003-2013 гг.//Лесоведение. 2016. № 3. С. 76 – 88.

6. Математический анализ данных многолетнего мониторинга (более 60 лет) плотности популяции непарного шелкопряда на Южном Урале показал, что закономерности популяционной динамики и развития вспышек массового размножения этого вида хорошо объясняются, исходя из представлений о ведущей роли плотностно-зависимых факторов в регуляции динамики. Воздействие погодных факторов существенно меньше воздействий плотностно-зависимых факторов и лесорастительных условий. В зависимости от общего гидротермического фона отдельные вспышки могут происходить по разным сценариям. Полученные результаты позволяют значительно увеличить точность прогноза вспышек массового размножения этого вида.

Суховольский В.Г., Пономарев В.И., Соколов Г.И., Тарасова О.В., Красноперова П.А. Непарный шелкопряд Lymantria dispar L. на Южном Урале: особенности популяционной динамики и моделирование // Журнал общей биологии. 2015. Т. 76. № 3. С. 179-194

Монографии и публикации лаборатории ЛЗЛиЛ

История создания лаборатории

Лаборатория создана в 2008 г на базе трех лабораторий: Лесовосстановления; Защиты леса и Эколого-экономических проблем и лесопользования из которых наиболее длительное время работала созданная в 1981 г., как структурная единица Уральской лесной опытной станции ВНИИЛМа, лаборатория лесных культур (лесовосстановления). Она продолжала работать и в Институте леса УрО РАН, созданным на базе ЛОС (1988  г.), и затем при переименовании Института леса в 1998 г. в Ботанический сад УрО РАН.

Своими исследованиями лаборатория охватывала лесную и лесостепную зоны Урала и Зауралья. Основным направлением было эколого-биологическое обоснование искусственного лесовосстановления  и лесоразведения хозяйственно ценных пород, имеющих высокое сырьевое и средообразующее значение с учетом экономического потенциала уральского региона, являющимся фундаментальным научным обоснованием лесовосстановления и лесоразведения.

В процессе исследований в лесостепи Зауралья были заложены принципы классификации лесорастительных условий необходимых для создания успешных насаждений леса на степных территориях межколочных пространств, разработаны позиции вовлечения в хозяйственную деятельность солонцов, оценены возможности восстановления колочных лесов и необходимость этого при периодическом затоплении и подтоплении их в результате внутривековых колебаний климата, выполнены опытные работы по созданию искусственных насаждений в привязке  к лесорастительным условиям. В лесной зоне на типологической основе исследованы пути восстановления леса (ельники, сосняки). Обращено большое внимание на особенности породного состава и агротехники выращивания насаждений в разных лесохозяйственных районах Урала, основанных на лесорастительном районировании Урала Б.И. Колесниковым, создана сеть опытных участков и решились вопросы аэросева; разработано районирование лесовосстановительных мероприятий.

Лабораторией лесовосстановления заведовали с 1981 г. по 1993 г. И.А. Фрейберг, с 1993 г. по 2008 г. -  Г.Г. Терехов. Лабораторией защиты растений, созданной в 1988 г, руководил д.б.н., проф.Е.В. Колтунов. Лабораторией эколого-экономических проблем и лесопользования – д.т.н. Ю.В. Лебедев

Материалы лаборатории ЛЗЛиЛ

  • 1