sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556623040039VJTUSWsergeogr-2305Research ArticleЛесные экосистемыForest EcosystemsСценарный подход к адаптации лесных экосистем Российской Федерации в условиях изменений климатаScenario Approach to Adaptation of Forest Ecosystems in the Russian Federation under Climate ChangeКонстантиновА. В.KonstantinovA. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

konstantinov_a82@mail.ruСанкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйстваРоссияSt. Petersburg Forestry Research InstituteRussian Federation202318122023874Специальный выпуск: Роль природных и антропогенных экосистем в реализации стратегии низкоуглеродного развития РФ и декарбонизации экономики страны558–567Copyright © Константинов А.В., 20232023Константинов А.В.Konstantinov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/2305

Установлены корреляционные зависимости между количественными значениями абиотических факторов, связанных с климатическими изменениями и критериями уязвимости лесных экосистем, для 24 модельных субъектов Российской Федерации. Выявлена высокая степень тесноты связи между климатическими параметрами и лесными пожарами для лесных экосистем центра и юга России, а также Восточной Сибири. С использованием матричной модели позиционирования адаптационного потенциала лесных экосистем модельных субъектов выявлены кластеры с их наиболее уязвимыми к климатическим изменениям группами. Применение разработанной методики для анализа лесных экосистем модельных субъектов позволило установить, что происходит смещение показателей их адаптационного потенциала к нижней границе устойчивости (Архангельская, Ленинградская, Воронежская, Тюменская, Иркутская области, Ханты-Мансийский автономный округ, Хабаровский край). На основании изучения и кластеризации модельных субъектов Российской Федерации по уровню адаптационного потенциала выполнена дифференциация управленческих решений и лесохозяйственных мер по укрупненным территориальным объектам, включающим различные субъекты Российской Федерации, с целью поддержания и усиления адаптационного потенциала лесных экосистем. Меры адаптации лесных экосистем к климатическим изменениям могут быть реализованы в разрезе трех сценариев: ведение лесного хозяйства с элементами реактивной адаптации к климатическим изменениям (для стабильных лесных экосистем); реализация стратегии адаптации лесного хозяйства к изменениям климата (для нестабильных лесных экосистем); восстановление и поддержание экосистемных функций лесов (для деградирующих лесных экосистем).

Correlations between the quantitative values of abiotic factors associated with climate change and the criteria for the vulnerability of forest ecosystems for 24 model subjects of the Russian Federation have been established. A high degree of closeness of the relationship between climatic parameters and forest fires was revealed for forest ecosystems in the Center and the South of Russia, as well as Eastern Siberia. Using a matrix model for positioning the adaptive potential of a single regional forest ecosystem, clusters with the most vulnerable to climate change groups of regional forest ecosystems were identified. The application of the developed methodology for the analysis of regional complexes of forest ecosystems made it possible to establish that there is a shift in the indicators of their adaptive potential to the lower limit of their sustainability (Arkhangelsk, Leningrad, Voronezh, Tyumen, Irkutsk oblasts, Khanty-Mansi Autonomous Okrug, Khabarovsk krai). Based on the study and clustering of model federal subjects according to the level of adaptive potential, differentiation of management decisions and forestry measures for enlarged territorial objects, including various federal subjects, was carried out in order to maintain and strengthen the adaptive potential of forest ecosystems. Measures for adapting forest ecosystems to climate change can be implemented in the context of three scenarios: forest management with elements of reactive adaptation to climate change for stable forest ecosystems, implementation of the forestry adaptation strategy to climate change for unstable forest ecosystems and restoration and maintenance of ecosystem functions of forests for degrading forest ecosystems.

изменения климаталесные экосистемыуязвимостьадаптационный потенциалсценарный подходclimate changeforest ecosystemsvulnerabilityadaptive potentialscenario approachИсследование выполнено в рамках государственного задания Федерального агентства лесного хозяйства от 29.12.2022 г. № 053-00011-23-00 по теме № 2 “Научно-аналитическое и организационно-методическое обеспечение реализации государственной климатической политики в области лесного хозяйства”.The study was carried out within the framework of the state assignment of the Federal Forestry Agency dated De￾cember 29, 2022 no. 053-00011-23-00 on topic no. 2 “Sci￾entific-analytical, organizational and methodological sup￾port for the implementation of the state climate policy in the field of forestry.”ReferencesГригорьева С.О., Константинов А.В., Школьник И.М. Влияние изменений климата на состав древостоев, их устойчивость и ареалы основных лесообразующих пород // Тр. Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2016. № 3. С. 4–21. https://doi.org/10.21178/2079-6080.2016.3.4Bonan G.B. Forests and climate change: Forcings, feedbacks and climate benefits of forests. Science, 2008, vol. 320, no. 5882, pp. 1444–1449. https://doi.org/10.1126/science.1155121Демаков Ю.П. Диагностика устойчивости лесных экосистем: методологические и методические аспекты. Йошкар-Ола, 2000. 416 с.Chebakova N.M, Reifel’dt Dzh., Parfenova E.I. Redistribution of vegetation zones and populations of Siberian Larch and Scots Pine in Central Siberia under climate warming. Sib. Ekol. Zh., 2003, no. 6, pp. 677–686. (In Russ.).Замолодчиков Д., Краев Г. Влияние изменений климата на леса России: зафиксированные воздействия и прогнозные оценки // Устойчивое лесопользование. 2016. № 4 (48). С. 23–31.Demakov Yu.P. Diagnostika ustoichivosti lesnykh ekosistem: metodologicheskie i metodicheskie aspekty [Diagnosis of the Sustainability of Forest Ecosystems: Methodological and Methodical Aspects]. Ioshkar-Ola, 2000. 416 p.Истомин А.В. Некоторые реакции биоты на изменение климата в лесных ландшафтах Каспийско-Балтийского водораздела // Вестн. Рос. гос. ун-та им. И. Канта. 2009. № 7. С. 15–22. https://doi.org/10.5922/2223-2095-2009-7-2Gamache I., Payette S. Latitudinal response of subarctic tree lines to recent climate change in eastern Canada. J. Biogeogr., 2005, vol. 32, pp. 849–862. https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2004.01182.xКашкаров Е.П., Поморцев О.А. Глобальное потепление климата: ритмическая основа прогноза и ее практическое значение в охране лесов Северного полушария // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. 24. № 2–3. С. 207–216.Grigor’eva S.O., Konstantinov A.V., Shkol’nik I.M. The impact of climate change on the composition of forest stands, their stability and areas of the main forest-forming species. Tr. S.-Peterb. Nauch.-Issled. Inst. Lesn. Khoz., 2016, no. 3, pp. 4–21. (In Russ.). https://doi.org/10.21178/2079-6080.2016.3.4Коломыц Э.Г. Региональная модель глобальных изменений природной среды. М.: Наука, 2003. 371 с.IPCC 2021. Summary for Policymakers. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Masson-Delmotte V., Zhai P., Pirani A., Connors S.L., Péan C., Berger S., Caud N., Chen Y., Goldfarb L., Gomis M.I., Huang M., Leitzell K., Lonnoy E., Matthews J.B.R., Maycock T.K., Waterfield T., Yelekçi O., Yu R., Zhou B., Eds. Cambridge: CUP; New York, 2021, pp. 3−32. https://doi.org/10.1017/9781009157896.001Константинов А.В. Методология оценки уязвимого лесного сектора экономики в условиях изменения климата // Тр. Санкт-Петербург. науч.-исслед. инта лесного хозяйства. 2014. № 3. С. 73–77.Istomin A.V. Some responses of biota to climate change in forest landscapes of the Caspian-Baltic watershed. Vestn. Balt. Feder. Univ. im. I. Kanta. Ser.: Estestv. i Med. Nauki, 2009, no. 7, pp. 15–22. (In Russ.). https://doi.org/10.5922/2223-2095-2009-7-2Константинов А.В., Бурцев Д.С. Изучение и оценка динамики продуктивности лесов Российской Федерации в период с 1961 по 2011 год // Тр. Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2013. № 4. С. 5–24.Kashkarov E.P., Pomortsev O.A. Global climate warming: the rhythmic basis of the forecast and its practical significance in the protection of forests in the Northern Hemisphere. Khvoinye Boreal’noi Zony, 2007, vol. 24, no. 2–3, pp. 207–216. (In Russ.).Константинов А.В., Матвеев С.М. Методический подход к оценке адаптационного потенциала лесных экосистем Российской Федерации // Тр. СанктПетербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2020. № 2. С. 14–33. https://doi.org/10.21178/2079–6080.2020.2.14Khantemirov R.M., Surkov A.Yu., Gorlanova L.A. Climate change and the formation of larch age generations at the polar forest boundary in Yamal. Ekol., 2008, no. 5, pp. 323–328. (In Russ.).Матвеев С.М. Цикличность прироста сосновых древостоев Центральной лесостепи в 11-летнем цикле солнечной активности // Лесной журн. 2005. № 1– 2. С. 15–22.Kharuk V.I., Dvinskaya M.L., Im S.T., Ranson K.J. Woody vegetation of the Western Sayan forest-tundra ecotone and climate trends. Ekol., 2008, no. 1, pp. 10–15. (In Russ.).МГЭИК, 2021: Резюме для политиков. В: Изменение климата, 2021 год: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата / ред. В. Массон-Дельмотт, М.П. Чжай, А. Пирани, С.Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Кауд, Ю. Чэнь, Л. Гольдфарб, М.И. Гомис, М. Хуан, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж.Б. Мэтьюз, Т.К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Йелекчи, Р. Ю, Б. Чжоу. Cambridge: Cambridge Univ. Press; New York, 2021. 48 с. https://doi.org/10.1017/9781009157896.001Kolomyts E.G. Regional’naya model’ global’nykh izmenenii prirodnoi sredy [Regional Model of Global Environmental Changes]. Moscow: Nauka Publ., 2003. 371 p.Миронов А.Г. Динамика лесных экосистем юга Средней Сибири в условиях изменяющегося климата и активации биотического воздействия: Автореф. дисс. … канд. с.-х. наук. Красноярск: СибГТУ, 2007. 23 с.Konstantinov A.V., Burtsev D.S. Study and assessment of the dynamics of forest productivity in the Russian Federation in the period from 1961 to 2011. Tr. S.-Peterb. Nauch.-Issled. Inst. Lesn. Khoz., 2013, no. 4, pp. 5–24. (In Russ.).Семёнов М.А., Высоцкий А.А., Пащенко В.И. Прогноз адаптивных приспособлений в лесном хозяйстве в связи с возможными климатическими изменениями // Изв. ВУЗов. Лесной журн. 2019. № 5 (371). С. 57–69. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.5.57Konstantinov A.V. Methodology for assessing the vulnerable forest sector of the economy in the context of climate change. Tr. S.-Peterb. Nauch.-Issled. Inst. Lesn. Khoz., 2014, no. 3, pp. 73–77. (In Russ.).Сергиенко В.Г., Константинов А.В. Прогноз влияния изменения климата на разнообразие природных экосистем и видов флористических и фаунистических комплексов биоты России // Тр. Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2016. № 2. С. 29–44. https://doi.org/10.21178/2079-6080.2016.2.27Konstantinov A.V., Matveev S.M. Methodological approach to assessing the adaptive potential of forest ecosystems in the Russian Federation. Tr. S.-Peterb. Nauch.-Issled. Inst. Lesn. Khoz., 2020, no. 2, pp. 14–33. (In Russ.). https://doi.org/10.21178/2079-6080.2020.2.14Хантемиров Р.М., Сурков А.Ю., Горланова Л.А. Изменения климата и формирование возрастных поколений лиственницы на полярной границе леса на Ямале // Экология. 2008. № 5. С. 323–328.Matveev S.M. Cyclic growth of pine stands in the Central forest-steppe in the 11-year cycle of solar activity. Iz. Vyssh. Ucheb. Zaved. Lesnoi Zh., 2005, no. 1–2, pp. 15–22. (In Russ.).Харук В.И., Двинская М.Л., Им С.Т., Рэнсон К.Дж. Древесная растительность экотона лесотундры Западного Саяна и климатические тренды // Экология. 2008. № 1. С. 10–15.Mironov A.G. Dinamika lesnykh ekosistem yuga Srednei Sibiri v usloviyakh izmenyayushchegosya klimata i aktivatsii bioticheskogo vozdeistviya [Dynamics of Forest Ecosystems in the South of Central Siberia under Changing Climate and Activation of Biotic Impact]. Extended Abstract of Cand. Sci. (Agric.) Dissertation. Krasnoyarsk: Sib. St. Tech. Univ., 2007. 23 p.Чебакова Н.М., Рейфельдт Дж., Парфенова Е.И. Перераспределение растительных зон и популяций лиственницы сибирской и сосны обыкновенной в Средней Сибири при потеплении климата // Сибирский экол. журн. 2003. № 6. С. 677–686.Semenov M.A., Vysotskii A.A., Pashchenko V.I. Forecast of adaptive adaptations in forestry due to possible climate change. Iz. Vyssh. Ucheb. Zaved. Lesnoi Zh., 2019, no. 5 (371), pp. 57–69. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.5.57Шиятов С.Г. Динамика древесной и кустарниковой растительности в горах Приполярного Урала под влиянием современных изменений климата. Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 215 с.Sergienko V.G., Konstantinov A.V. Forecast of the impact of climate change on the diversity of natural ecosystems and species of floristic and faunistic complexes of the biota of Russia. Tr. S.-Peterb. Nauch.-Issled. Inst. Lesn. Khoz., 2016, no. 2, pp. 29–44. (In Russ.). https://doi.org/10.21178/2079-6080.2016.2.27Bonan G.B. Forests and climate change: Forcings, feedbacks and climate benefits of forests // Science. 2008. Vol. 320: 5882. P. 1444–1449. https://doi.org/10.1126/science.1155121Shiyatov S.G. Dinamika drevesnoi i kustarnikovoi rastitel’nosti v gorakh Pripolyarnogo Urala pod vliyaniem sovremennykh izmenenii klimata [Dynamics of Tree and Shrub Vegetation in the Mountains of the Subpolar Urals under the Influence of Modern Climate Change]. Ekaterinburg: UrO RAN Publ., 2009. 215 p.Gamache I., Payette S. Latitudinal response of subarctic tree lines to recent climate change in eastern Canada // J. Biogeography. 2005. Vol. 32. P. 849–862. https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2004.01182.xSoja A.J., Tchebakova N.M., French N.H.F., Flannigan M.D., Shugart H.H., Stocks B.J., Sukhinin A.I., Parfenova E.I., Chapin III F.S., Stackhouse Jr. P.W. Climate induced boreal forest change: Predictions versus current observations. Glob. Planet. Change, 2007, vol. 56, no. 3–4, pp. 274–296. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2006.07.028Soja A.J., Tchebakova N.M., French N.H.F., Flannigan M.D., Shugart H.H., Stocks B.J., Sukhinin A.I., Parfenova E.I., Chapin III F.S., Stackhouse Jr. P.W. Climate induced boreal forest change: Predictions versus current observations // Glob. and Planetary Change. 2007. Vol. 56. № 3–4. P. 274–296. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2006.07.028Zamolodchikov D., Kraev G. Impact of climate change on Russian forests: recorded impacts and forecasts. Ustoichivoe Lesopol’zovanie, 2016, no. 4 (48), pp. 23–31. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.