Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Вплив кліматичних змін на санітарний стан соснових лісостанів Полісся

Віра Мороз
Завантажити статтю
Анотація

Дослідження було спрямоване на визначення ключових чинників, які впливають на санітарний стан соснових лісостанів у Поліссі в умовах кліматичних змін, а також розробити рекомендації для їх адаптації до нових екологічних викликів. Для аналізу закладено 30 пробних ділянок по 0,1 гектара, на яких досліджували соснові деревостани різних вікових класів. У ході роботи зафіксовано ключові кліматичні тенденції: середньорічна температура за період 1968-2024 років зросла на 1,2°C, кількість опадів зменшилася на 25 міліметрів, а гідротермічний коефіцієнт зволоження знизився з 1,3 до 0,9, що свідчить про посуху. У регіонах із дефіцитом вологи частка суховерхих дерев зросла з 8 % до 20 %, а ураження кореневою губкою – з 5 % до 12 %. Зниження рівня ґрунтової вологи порушило транспірацію, обмежило фотосинтез і знизило приріст деревини на 18 % порівняно зі здоровими деревами. Виявлено, що чисельність соснового пильщика і короїдів збільшилася на 67 % і 150 % відповідно у посушливих умовах. Аналіз показав, що механічні пошкодження, спричинені сильними вітрами, створюють умови для активного поширення шкідників і хвороб. Отримані результати свідчать, що кліматичні зміни спричинили деградацію лісостанів через посилення фізіологічного стресу дерев. Для адаптації запропоновано селекцію стійких сортів сосни, впровадження зрошувальних систем, моніторинг стану лісів із використанням геоінформаційних технологій та збільшення площі лісорозведення у сприятливих зонах. Застосування цих заходів сприятиме збереженню лісових екосистем у регіоні в умовах змін клімату

Ключові слова

посуха, гідротермічний коефіцієнт, суховерхість, екологічні чинники, коренева губка

ЦИТУВАТИ
Moroz, V. (2025). The impact of climate change on the sanitary condition of pine forests in Polissia. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 21(1),76-89. https://doi.org/10.31548/dopovidi/1.2025.76
Використані джерела

[1] Acarer, A. (2024). Response of black pine (Pinus nigra) in southwestern Anatolia to climate change. BioResources, 19(4), 8594-8607. doi: 10.15376/biores.19.4.8594-8607.

[2] Bose, A.K., et al. (2022). Lessons learned from a long‐term irrigation experiment in a dry Scots pine forest: Impacts on traits and functioning. Ecological Monographs, 92(2), article number e1507. doi: 10.1002/ecm.1507.

[3] Bowman, K., & Chen, X. (2022). Current standing of longleaf pine trees under climate change. Journal of Botanical Research, 4(1), 28-39. doi: 10.30564/jbr.v4i1.4350.

[4] Brichta, J., et al. (2024). Effects of climate change on scots pine (Pinus sylvestris L.) growth across Europe: Decrease of tree-ring fluctuation and amplification of climate stress. Forests, 15(1), article number 91. doi: 10.3390/f15010091.

[5] Buras, A., Rehschuh, R., Fonti, M., Lange, J., Fonti, P., Menzel, A., Gessler, A., Rigling, A., Treydte, K., & von Arx, G. (2023). Quantitative wood anatomy and stable carbon isotopes indicate pronounced drought exposure of Scots pine when growing at the forest edge. Frontiers in Forests and Global Change, 6, article number 1233052. doi: 10.3389/ffgc.2023.1233052.

[6] Dang, H., Han, H., Chen, S., & Li, M. (2021). A fragile soil moisture environment exacerbates the climate change-related impacts on the water use by Mongolian Scots pine (Pinus sylvestris var. mongolica) in northern China: Long-term observations. Agricultural Water Management, 251, article number 106857. doi: 10.1016/j.agwat.2021.106857.

[7] Dimitrijević, T., Ratknic, M., & Hadrović, S. (2023). Climate characteristics and diameter increment of Eastern white pine: Potential use in afforestation in the Belgrade area (Republic of Serbia). Sustainable Forestry: Collection, 87-88, 99-113. doi: 10.5937/sustfor2388099d.

[8] Ellis, E.X., Guy, R.D., & Wei, X.A. (2024). Seasonal shifts in depth-to-water uptake by young thinned and overstocked lodgepole pine (Pinus contorta) forests under drought conditions in the Okanagan Valley, British Columbia, Canada. Hydrology and Earth System Sciences, 28, 4667-4684. doi: 10.5194/hess-28-4667-2024.

[9] Enríquez‐de‐Salamanca, Á. (2024). Influence of climate change on carbon sequestration in pine forests of central Spain. Atmosphere, 15(10), article number 1178. doi: 10.3390/atmos15101178.

[10] Ghosh, S.K., Slot, J.C., Visser, E.A., Naidoo, S., Sovic, M.G., Conrad, A.O., Kyre, B., Vijayakumar, V., & Bonello, P. (2022). Mechanisms of pine disease susceptibility under experimental climate change. Frontiers in Forests and Global Change, 5, article number 872584. doi: 10.3389/ffgc.2022.872584.

[11] Giambelluca, A.L., Hermosilla, T., Álvarez-Mozos, J., & González-Audícana, M. (2024). Identifying forest harvesting practices: Clear-cutting and thinning in diverse tree species using dense Landsat time series. Forest Ecology and Management, 578, article number 122442. doi: 10.1016/j.foreco.2024.122442.

[12] Hartmann, M., Herzog, C., Brunner, I., Stierli, B., Meyer, F., Buchmann, N., & Frey, B. (2023). Long-term mitigation of drought changes the functional potential and life-strategies of the forest soil microbiome involved in organic matter decomposition. Frontiers in Microbiology, 14, article number 1267270. doi: 10.3389/fmicb.2023.1267270.

[13] Karnosky, D., Percy, K., Chappelka, A., & Krupa, S. (2003). Air pollution and global change impacts on forest ecosystems: Monitoring and research needs. In D.F. Karnosky, K.E. Percy, A.H. Chappelka, C. Simpson & J. Pikkarainen (Eds.), Air pollution, global change and forests in the new millennium (pp. 447-459). Oxford: Elsevier. doi: 10.1016/s1474-8177(03)03025-0.

[14] Levchenko, V., & Gumeniuk, V. (2024). Regarding the issue of growing Scots Pine forests in Polissya. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 15(4), 25-39. doi: 10.31548/forest/4.2024.25.

[15] Li, J., Xie, Y., Wulan, T., Liu, H., Wang, X., Zheng, Y., Qi, Q., Gao, Z., Gao, S., & Shen, Z. (2023). Drought resilience of Mongolian Scotch pine (Pinus sylvestris var. mongolica) at the southernmost edge of its natural distribution: A comparison of natural forests and plantations. Forest Ecology and Management, 542, article number 121104. doi: 10.1016/j.foreco.2023.121104.

[16] Loewe-Muñoz, V., Cachinero-Vivar, A.M., Camarero, J.J., del Río, R., Delard, C., & Navarro-Cerrillo, R.M. (2024). Dendrochronological analysis of Pinus Pinea in Central Chile and South Spain for sustainable forest management. Biology, 13(8), article number 628. doi: 10.3390/biology13080628.

[17] Markos, N., Preisler, Y., Radoglou, K., Rotenberg, E., & Yakir, D. (2023). Physiological and phenological adjustments in water and carbon fluxes of Aleppo pine forests under contrasting climates in the Eastern Mediterranean. Tree Physiology, 44(1), article number tpad125. doi: 10.1093/treephys/tpad125.

[18] Matallana-Ramirez, L., Whetten, R., Sanchez, G., & Payn, K. (2021). Breeding for climate change resilience: A case study of loblolly Pine (Pinus taeda L.) in North America. Frontiers in Plant Science, 12, article number 606908. doi: 10.3389/fpls.2021.606908.

[19] Mechergui, K., Altamimi, A., Jaouadi, W., & Naghmouchi, S. (2021). Climate change impacts on spatial distribution, tree-ring growth, and water use of stone pine (Pinus pinea L.) forests in the Mediterranean region and silvicultural practices to limit those impacts. Iforest – Biogeosciences and Forestry, 14(2), 104-112. doi: 10.3832/IFOR3385-013.

[20] Mikalajūnas, M., Pretzsch, H., Mozgeris, G., Linkevičius, E., Augustaitienė, I., & Augustaitis, A. (2021). Scots pine’s capacity to adapt to climate change in hemi-boreal forests in relation to dominating tree increment and site condition. Iforest – Biogeosciences and Forestry, 14(5), 473-482. doi: 10.3832/ifor3703-014.

[21] Moroz, V., & Nykytiuk, Y. (2021). Current state of pineries in Zhytomyr Polissia under the influence of environmental factors. Scientific Horizons, 24(8), 37-46. doi: 10.48077/scihor.24(8).2021.37-46.

[22] Nadal-Sala, D., Grote, R., Birami, B., Lintunen, A., Mammarella, I., Preisler, Y., Rotenberg, E., Salmon, Y., Tatarinov, F., Yakir, D., & Ruehr, N.K. (2021). Assessing model performance via the most limiting environmental driver in two differently stressed pine stands. Ecological applications: A Publication of the Ecological Society of America, 31(4), article number e2312. doi: 10.1002/eap.2312.

[23] Nadal-Sala, D., Keenan, T.F., Sabaté, S., & Gracia, C. (2017). Forest eco-physiological models: Water use and carbon sequestration. In F. Bravo, V. LeMay & R. Jandl (Eds.), Managing forest ecosystems: The challenge of climate change (pp. 81-102). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-319-28250-3_5.

[24] Navarro-Cerrillo, R.M., Ruiz-Gómez, F.J., Camarero, J.J., Castillo, V., Barberá, G.G., Palacios-Rodríguez, G., Navarro, F.B., Blanco, J.A., Imbert, J.B., Cachinero-Vivar, A.M., Molina, A.J., & del Campo, A.D. (2022). Long-term carbon sequestration in pine forests under different silvicultural and climatic regimes in Spain. Forests, 13(3), article number 450. doi: 10.3390/f13030450.

[25] Ouyang, X., Chen, A., Li, Y., Han, X., & Lin, H. (2022). Predicting the potential distribution of pine wilt disease in China under climate change. Insects, 13(12), article number 1147. doi: 10.3390/insects13121147.

[26] Pacaldo, R.S., Aydın, M., & Amarille, R.K. (2024). Soil respiration and controls in warmer winter: A snow manipulation study in postfire and undisturbed black pine forests. Ecology and Evolution, 14(3), article number e11075. doi: 10.1002/ece3.11075.

[27] Sensuła, B., & Wilczyński, S. (2022). Dynamics changes in basal area increment, carbon isotopes composition and water use efficiency in Pine as response to water and heat stress in Silesia, Poland. Plants, 11(24), article number 3569. doi: 10.3390/plants11243569.

[28] Stolz, J., van der Maaten, E., Kalanke, H., Martin, J., Wilmking, M., & van der Maaten-Theunissen, M. (2021). Increasing climate sensitivity of beech and pine is not mediated by adaptation and soil characteristics along a precipitation gradient in northeastern Germany. Dendrochronologia, 67, article number 125834. doi: 10.1016/j.dendro.2021.125834.

[29] Tang, X., Yuan, Y., Li, X., & Zhang, J. (2021). Maximum entropy modeling to predict the impact of climate change on pine wilt disease in China. Frontiers in Plant Science, 12, article number 652500. doi: 10.3389/fpls.2021.652500.

[30] Tsaktsira, M., Tsoulpha, P., Economou, A., & Scaltsoyiannes, A. (2023). Mitigation of global climate change through genetic improvement of resin production from resinous pines: The case of Pinus halepensis in Greece. Sustainability, 15(10), article number 8052. doi: 10.3390/su15108052.

[31] Turko, V., & Moroz, V. (2023). The impact of weather conditions on natural regeneration of Pinus sylvestris in the central Polissya region. German International Journal of Modern Science, 58, article number 5.