Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Йизерские горы в Центральной Европе в 2006 г.
Отмирание деревьев из-за непрекращающейся засухи в Саксонском Фогтланде в 2020 году

Усыхание леса (также « Waldsterben », немецкое заимствованное слово ) - это состояние деревьев или древесных растений, при котором периферические части погибают либо патогенами , либо паразитами, либо из-за таких условий, как кислотные дожди и засуха . [1] Две из девяти переломных точек для прогнозов основных изменений климата на следующее столетие напрямую связаны с исчезновением лесов . [2]

Определение [ править ]

Лес отмирание относится к явлению стендом деревьев , теряющих здоровье и умирающих без очевидной причины. Это состояние также известно как упадок леса, повреждение леса, усыхание на уровне полога и усыхание на уровне древостоев (также Waldsterben и Waldschäden, немецкие заимствования). [3] Обычно это влияет на отдельные виды деревьев, но может также влиять на несколько видов. Деревья и древесные растения погибают под воздействием сложной группы факторов, в которую входят паразиты, такие как грибы и жуки, загрязнение, такое как кислотные дожди и органические соединения, и засуха . [1]Болезни и вредители могут очень легко убить большие группы деревьев, но преждевременная и прогрессирующая потеря деревьев без очевидной или конкретной причины известна как усыхание лесов. Отмирание - это эпизодическое событие [3], которое может принимать разные места и формы. Он может быть по периметру, на определенной высоте или рассредоточен по всей лесной экосистеме. [4]

Отмирание леса проявляется по-разному: опадание листьев и хвои, изменение цвета листьев и хвои, истончение крон деревьев, мертвые насаждения деревьев определенного возраста и изменения корней деревьев. Отмирание леса имеет множество динамических форм. Древостой может проявлять легкие симптомы, экстремальные симптомы или даже смерть. Упадок лесов можно рассматривать как результат продолжающегося, широко распространенного и серьезного отмирания нескольких видов в лесу. [3] Текущее сокращение лесов может быть определено по: быстрому развитию отдельных деревьев, появлению в различных типах лесов, возникновению в течение длительного времени (более 10 лет) и распространению во всем естественном ареале пораженных видов. [4]

История [ править ]

Много исследований было проведено в 1980-х годах, когда в Германии и на северо-востоке Соединенных Штатов произошло серьезное отмирание. Предыдущие случаи отмирания были ограничены на региональном уровне, но, начиная с конца 1970-х годов, упадок коснулся лесов Центральной Европы и некоторых частей Северной Америки. Ущерб лесам в Германии был другим, потому что сокращение было серьезным, до 50% деревьев, длительным, более 5 лет и широко распространенным среди древесных пород. Количество пораженных деревьев снизилось с 8% в 1982 г. до 50% в 1984 г. и оставалось на уровне 50% до 1987 г. [4] Было предложено множество гипотез по поводу этого отмирания, см. Ниже.

Засуха и температура ( тепловой стресс ) были причинными факторами многих случаев отмирания. Это состояние часто встречается в полузасушливых регионах, где деревья уже подвержены обезвоживанию . Сообщалось о гибели в 50% случаев гибели нескольких видов в Африке, Азии, Европе, Северной Америке, Южной и Центральной Америке и Австралии. Заметное отмирание, связанное с засухой, происходило во всем мире с 1970-х по 2000-е годы. До этого произошло несколько случаев отмирания, связанного с засухой. Например, в период с 1945 по 1993 год в Сенегале, Африка, уровень смертности составлял 23% . [5] Деревья, подвергшиеся воздействию засухи и температуры, более восприимчивы к паразитам. [3]

В Северной Америке в ХХ веке произошло пять заметных случаев увядания древесины лиственных пород . Это произошло по мере созревания леса, и каждый эпизод длился около одиннадцати лет. Наиболее тяжелая Умеренный лес отмирание был на белой березы и желтой березы деревьев. Остальные - ясень , дуб и клен . Эпизод с белыми и желтыми березками начался между 1934 и 1937 годами и закончился между 1953 и 1954 годами. Это произошло по волновой схеме, которая сначала появилась в южных регионах и переместилась в северные регионы. Вторая волна очевидна между 1957 и 1965 годами в северном Квебеке. Кленовый сахариспытала волну отмирания в некоторых частях Соединенных Штатов в 1960-е годы. Вторая волна произошла в основном в Канаде в 1980-х годах, но также достигла Соединенных Штатов. Эти отмирания были численно проанализированы, чтобы исключить естественную гибель деревьев . Предполагается, что зрелый лес более восприимчив к экстремальным экологическим нагрузкам . [6]

Патогены ответственны за многие случаи отмирания. Трудно изолировать и точно определить, какие патогены ответственны и как они взаимодействуют с деревьями. Например, Phomopsis azadirachtae - это гриб рода Phomopsis , который был идентифицирован как ответственный за отмирание Azadirachta indica (Neem) в регионах Индии. [7]Ним - очень выносливое и засухоустойчивое дерево, обладает противогрибковыми и антибактериальными свойствами, но все же имеет множество болезней. Различные патогены поражают каждую часть дерева: ветки, побеги, листья, корни и кору. Ученые выделили грибок и токсин. Они определили возбудителя болезни в тканях всех пораженных деревьев. Правильное знание химии токсинов и их роли в патогенезе требует дальнейших исследований. [7] Некоторые эксперты рассматривают отмирание как группу болезней с не совсем понятным происхождением, на которые влияют факторы, которые предрасполагают деревья к инвазии в стрессовом состоянии. [3]

Смертельная болезнь - это болезнь Heritiera fomes , доминирующего вида мангровых деревьев, произрастающих в Сундарбане . Это заболевание стало более распространенным примерно с 1970 года и может быть связано с увеличением концентрации тяжелых металлов в донных отложениях в дельте Ганга . [8]

Гипотеза [ править ]

Компоненты лесной экосистемы сложны, и выявить конкретные причинно-следственные связи между отмиранием и окружающей средой сложно. Этиология - это наука об установлении причин смерти. Поскольку не существует единой и ясной причины отмирания, существует множество гипотез о причинах и последствиях отмирания. Следующие гипотезы были согласованы между научными обменами в Германии и США в 1988 г. [4]

Подкисление почвы / токсичность алюминия : по мере того, как почва становится более кислой, происходит выброс алюминия, который повреждает корни дерева. Наблюдаемые эффекты: снижение поглощения и транспорта некоторых катионов, снижение дыхания корней , повреждение мелких питающих корней и морфологии корней, а также снижение эластичности клеточных стенок . Это было предложено профессором Бернхардом Ульрихом в 1979 г. [4]

Комплексное заболевание высокогорья : сочетание высоких уровней озона, кислотных отложений и недостатка питательных веществ на больших высотах приводит к гибели деревьев. Высокие концентрации озона повреждают листья и хвою деревьев. Питательные вещества вымываются из листвы. Цепочка событий со временем увеличивается. Это предлагает группа профессоров: Бернхард Принц, Карл Рехфуэсс, Хайнц Цёттль . [4]

Красно-игольчатая болезнь из ели : Симптомы иглы падения и корона прореживание . Иголки приобретают цвет ржавчины и опадают. Это вызвано листовыми грибами, которые являются вторичными паразитами, поражающими ослабленные деревья. Это предлагает профессор Карл Рефюсс. [4]

Общий стресс : повышенный уровень атмосферных загрязнителей вредит корневой системе и накапливает токсины в новых листьях. Загрязняющие вещества изменяют рост, снижают фотоситетическую активность и уменьшают образование вторичных метаболитов . Считается, что низкие уровни концентрации токсичны. Это предлагает группа профессоров под руководством Петера Шютта. [4]

Избыточное отложение азота : повышенный уровень азота и аммония , удобрения , может иметь следующие возможные эффекты: он может подавлять полезные грибы, задерживать химические реакции, нарушать нормальный баланс между ростом побегов и корней, увеличивать вымывание почвы . Нет никаких экспериментальных доказательств. Это предлагает Карл Олаф Тамм. [4]

См. Также: Загрязнение питательными веществами

Органические загрязнители воздуха : это похоже на общую гипотезу стресса, но основное внимание уделяется органическим соединениям. Серьезно обсуждаются три соединения: этилен , анилин и динитрофенол . Даже при низких уровнях эти органические химические соединения вызывают: аномальное опадание листвы, скручивание листвы и гибель всходов. Это предлагает Фриц Фюр. [4]

Глобальное изменение климата [ править ]

Изменения среднегодовой температуры и засуха являются основными факторами, способствующими усыханию лесов. По мере того как больше углерода выделяется из мертвых деревьев, особенно в лесах Амазонки и бореальных лесов, в атмосферу выбрасывается больше парниковых газов . Повышенный уровень парниковых газов увеличивает температуру атмосферы. Петля обратной связи усиливается, и биологическая адаптация вида определяет его выживание. Прогнозы отмирания различаются, но угроза глобального изменения климата только увеличивает скорость отмирания. [9]

Ученые не знают точных переломных моментов изменения климата и могут только оценить временные рамки. Когда достигается переломный момент - критический порог - небольшое изменение в деятельности человека может иметь долгосрочные последствия для окружающей среды . Две из девяти переломных точек для прогнозов основных изменений климата на следующее столетие напрямую связаны с исчезновением лесов. Ученые обеспокоены тем, что исчезновение лесов в тропических лесах Амазонки [10] и Бореальных вечнозеленых лесах [11] станет переломным моментом в следующие 50 лет. [2]

См. Также [ править ]

  • Короед
  • Береза ​​отмирающая
  • Лесная патология
  • Тепловая волна
  • Hymenoscyphus fraxineus - причина отмирания ясеня
  • Каури умирают
  • Постоянная точка увядания

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "Вымирание лесов, вызванное изменением климата: глобальное явление, которое обостряется?" . Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО). 2009 . Проверено 16 марта 2010 года .
  2. ^ Б « „ Чаевые точек“может прийти в этом столетии» . Университет Восточной Англии. 5 февраля 2008 . Проверено 16 марта 2010 года .
  3. ^ a b c d e Ciesla, Уильям М., Донаубауэр, Эдвин. (1994) Упадок и отмирание деревьев и лесов: глобальный обзор. Рим, Италия: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций.
  4. ^ a b c d e f g h i j Krahl-Urban, B., Papke, HE, Peters, K. (1988) Лесная убыль: исследование причинно-следственных связей в Соединенных Штатах Северной Америки и Федеративной Республике Германии. Германия: Группа оценки биологии, экологии и энергетики Центра ядерных исследований Юлиха.
  5. ^ Аллен, CD, и др. (2009) Глобальный обзор смертности деревьев, вызванной засухой и жарой, показывает новые риски изменения климата для лесов. Экология и управление лесами, 259, 660–684. DOI : 10.1016 / j.foreco.2009.09.001
  6. ^ Auclair, AND, Eglinton, PD, Minnemeyer, SL (1997) Основные эпизоды вымирания лесов в северных лиственных лесах: разработка числовых индексов аэральной степени и серьезности. Нидерланды: Kluwer Academic Publishers.
  7. ^ a b Гирш, К., Шанкара Бхат, С. (2008) Phomopsis azadirachtae - Умирание патогена нима. Электронный журнал биологии, 4 (3), 112-119.
  8. ^ Аваль, Массачусетс; Хейл, WHG; Стерн, Б. (2009). «Концентрации микроэлементов в отложениях мангровых зарослей в Сундарбане, Бангладеш». Бюллетень загрязнения морской среды . 58 (12): 1944–1948. arXiv : 1506.05421 . DOI : 10.1016 / j.marpolbul.2009.08.016 .
  9. ^ Аллен, CD (2009) Вымирание лесов, вызванное климатом: растущее глобальное явление? Унасыльва 231/232, 60, 43-48.
  10. ^ Blaustein, RJ (2011). Amazon Dieback и 21 век. Биология, 61 (3), 176-182. DOI : 10,1525 / bio.2011.61.3.3
  11. ^ Кранкина, О.Н., и др. (1997) Адаптация к глобальному изменению климата: примеры российских бореальных лесов. Изменение климата, 36, 197–216.