Деградация и массовое усыхание дубрав стала уже глобальным явлением и отмечена практически по всему ареалу многих видов дуба, как в европейских странах, так и в Средней Азии и США. Существует уже просто громадное количество публикаций, посвященных изучению причин, вызывающих усыхание дубрав и разработке мер по борьбе с ними и восстановлению насаждений дуба. В качестве наиболее полных обзоров можно привести следующие публикации: Delatour, 1983; Leontovic и др., 1987; Oleksyn, Przybyl, 1987; Осипов и др., 1989; Siwecki, Liese, 1991; Luisi и др., 1993; Ragazzi и др., 1995; Hartmann, 1996; Recent advances …, 2000 и другие публикации. Причины этого явления разными исследователями объяснялись по-разному, часто односторонне. Не углубляясь в анализ данных усыхания дубрав за рубежом, рассмотрим более подробно данное явление на примере России и региона Среднего Поволжья, в частности.

Первые отдельные факты усыхания дубрав отмечались уже в середине и конце XIX столетия, однако, они не носили такого массового и повсеместного характера. Явления депрессии дубрав повторяются периодически и имеют различную ширину охвата и степень повреждения насаждений. За последние 100 лет на территории нашей страны они повторялись примерно 7 раз, с периодичностью около 10-15 лет, а особенно интенсивные волны усыхания дубрав происходили с периодичностью в 25-30 лет (Воронцов, 1972). Всего в лесоводственной литературе были зарегистрированы 4 волны массового усыхания дубрав. Первая, наиболее интенсивная, волна усыхания дубрав в СССР отмечена в период с 1927 по 1930-е гг. в Воронежской - Шипов лес (Тюрин, 1949; Науменко, 1930, 1950), Тульской областях (Самофал, 1929) и в 1937-1939 гг. в водоохранных дубравах юго-востока и в Среднем Поволжье (Денисов, 1965).

Второе, очень сильное, усыхание дубрав практически во всей лесостепной и степной зонах европейской части России - от Москвы до Урала - произошло в 1940-1942 гг. Оно было вызвано повторяющимися поздневесенними заморозками 1938-1941 гг. и последующими за ними сильными засухами 1939-1940 гг. и экстремально сильными морозами зимы 1941-1942 гг. Тогда частичному или полному усыханию подверглись дуб, ясень, клен, ильмовые породы, а из кустарников - лещина. Сильнее всего пострадали Тульские засеки (Тюрин, 1949; Лосицкий, 1949), водоохранные дубравы юго-востока и Среднего Поволжья (Напалков, 1953).

Третья волна усыхания приходится на 1966-1969 гг. В этот период усыханию в России подверглась большая часть степных и южно-лесостепных дубрав. Оно было обусловлено сильными повторяющимися летними засухами и протекало в течение 5 лет. Отрицательное воздействие засух усиливалось дополнительными факторами: изменением гидрологического режима территорий, инвазиями листогрызущих вредителей, грибными болезнями, нерациональной хозяйственной деятельностью человека. Причем в разных частях зоны поражение дубрав проявлялось различно. В одних местах - это объедание листьев листогрызущими вредителями, в других - поражение грибными заболеваниями, а в поймах больших и средних рек - сокращение продолжительности паводков и снижение уровня грунтовых вод (Лобанов, 1975). Общая площадь усыхающих дубрав в европейской части России к 1973 г. составила более 400 тыс. га (Кулаков, 1978).

Четвертая, наиболее значительная, волна усыхания дубрав в России началась с 1979 г. с перерывами и затуханиями в отдельных районах и продолжается практически до нашего времени. Она охватила всю территорию России, а в некоторых регионах северо-востока европейской части страны усыхание дубрав приняло катастрофические размеры. Особенно сильно пострадали дубравы Татарстана и Чувашской республики, Ульяновской, Самарской и Саратовской областей. Непосредственный фактор, инициировавший усыхание дубрав в этих регионах, - это резкие отклонения климатических факторов от средних многолетних значений (засуха 1972 года), которые способствовали значительному ослаблению деревьев, и экстремально низкие температуры зимы 1978-1979 гг.

Последующая инвазия непарного шелкопряда на ослабленные деревья и интенсивное распространение мучнистой росы на отрастающих листьях привели к интенсивному очаговому и единичному отмиранию деревьев дуба в насаждениях. В 1979-1983 гг. полностью усохли насаждения с участием дуба на площади около 20 тыс. га, было убрано около 2 млн. м³ древесины дуба (Ведерников, Зарипов, 1984). Больше других усыханию подверглись дубравы Приволжской возвышенности. Площади усохших насаждений на 31 декабря 1980 г. составили: в Татарии - 5 483 га, Чувашии - 4 045 га, Мордовии - 1 100 га, в Ульяновской области - 36 600 га (Мурзов и др., 1986).

В 1991-1993 гг. в дубравах возникли очаги зеленой дубовой листовертки, зимней пяденицы и др., что привело к очередному массовому усыханию дубрав всех возрастов в 1994 г. Началось интенсивное разрушение дубовых насаждений. Отмирание происходило как одиночными деревьями, так и целыми выделами. Санитарные рубки не обеспечивали улучшения состояния насаждений. Удаление сухостойных деревьев приводило к значительному изреживанию насаждений, снижению доли участия дуба в составе, дальнейшему снижению их устойчивости, превращению насаждений в редины. Только в Чувашии к 1994 г. площадь лесов, в которых произошло усыхание дуба, составила 38406 га, запас усохших деревьев - 1 млн. 100 тыс. м³, из них необходима сплошная рубка на площади 1844 га (Тихонов, 1995). В Республике Татарстан с 1979 по 1994 гг. произошла полная потеря дуба на площади около 20 тыс. га, проведена уборка сухостойного дуба объемом более 8 млн. м³. На площади более 20 тыс. га образовались редины и низкополнотные мягколиственные насаждения, которые сменили дуб (Газизуллин и др., 1996).

Комплексное лесопатологическое обследование насаждений дуба Чувашской республики в 1997 г. подтвердило неблагоприятное санитарное состояние дубрав (рис. 6). Неудовлетворительное состояние дубрав выявлено на 61% обследованных площадей (Отчет по лесопатол. обслед., Брянск, 1997-1998). Несмотря на относительную стабилизацию состояния дубрав, их устойчивость значительно снижена, даже у молодняков.

Таким образом, без принятия эффективных мер по сохранению и восстановлению дубрав существует реальная возможность полной потери дубовых лесов региона как природной формации.

Все авторы многочисленных работ по деградации и усыханию дубрав сходятся во мнении, что деградация дубрав обусловлена не одним каким-либо фактором, а комплексом взаимосвязанных факторов, которые сложно и по-разному сочетаются в различных природно-климатических зонах и часто проявляются в течение длительного периода времени. Деградация дубрав является сложным феноменом. Шютт (Schutt, 1993) назвал ее "комплексом комплексных болезней". Отмечена достаточно четкая региональная зависимость воздействия инициирующих факторов, интенсивности, и периодичности усыхания дубрав. В южной лесостепи, и особенно в степи, основной причиной, вызывающей усыхание и деградацию дубрав, являются засухи с малоснежными зимами; в поймах рек юго-востока - нарушение гидрологического режима, а в северной и восточной лесостепи - экстремально сильные зимние морозы с последующими инвазиями листогрызущих вредителей и болезней (табл. 26).

Некоторые исследователи рассматривают деградацию дубрав как опасный новый феномен, который может привести к исчезновению дубовых лесов, другие рассматривают ее как регулярный циклично повторяющийся феномен, присущий всем растениям и лесным экосистемам. Существуют две модели, объясняющие процессы деградации дубрав. Первая - "цепная" модель заболевания приведена Хустоном (Houston, 1981). Он рассматривал деградацию дубрав как прямонаправленный линейный процесс, при котором здоровые деревья все более интенсивно ослабляются случайной комбинацией стрессовых факторов, вследствие чего они, вероятно, становятся более уязвимыми для вторичных патогенов, которые обычно не могут инфицировать здоровые деревья.

Другая - "спиральная" модель была предложена Манионом (Manion, 1991). В рамках данной модели выделены три группы факторов, вызывающих деградацию дубрав, которые действуют параллельно-последовательно (т.е., возможно и значительное перекрывание их действия). Первоначально на насаждение дуба влияют предрасполагающие факторы, действующие в течение длительного времени, постепенно ослабляя деревья; симптомы деградации при этом не проявляются. После этого начинает действовать вторая группа стрессовых факторов. Они действуют эпизодически, но являются настоящими инициализирующими факторами, так как деревья уже ослаблены предрасполагающими факторами и не способны более защищать себя с той же эффективностью против данных стрессовых факторов.

Таблица 26

Действующие факторы и патогены деградации дубрав в России

И, наконец, деревья подвергаются воздействию третьей, усиливающей, группы факторов, обычно биотических по происхождению, окончательно ослабляющих деревья и вызывающих их отмирание. На рис. 14 дана авторская интерпретация данной модели деградации дубрав.

Рис. 14. Факторы деградации и усыхания дубрав

Основное различие между указанными моделями в том, что, по Маниону, основное значение имеет история популяции до деградации, а фактор или факторы, которые непосредственно вызвали деградацию и отмирание дубрав, могут изменяться в зависимости от конкретных условий произрастания и вид фактора не имеет особого значения, в то время как, по Хоустону, деградация и отмирание популяции будут происходить в любом случае, если воздействия неблагоприятных факторов на популяцию станут слишком многочисленными и (или) интенсивными. Патогенные организмы, которые вызывают отмирание деревьев, имеют такое же важное значение, как и другие факторы.

Во многих работах подчеркивается мысль о том, что в результате ошибок в ведении лесного хозяйства дубравы утрачивают гомеостатические свойства и подвергаются нападению вредителей и болезней (Положенцев, Саввин, 1974, 1976; Лобанов, 1975 и др.). Многообразные нарушения структуры дубрав и биогеоценотических связей в насаждениях ведут к их ослаблению и повреждению насекомыми и грибными болезнями.

Ослабление деревьев приводит к снижению плодоношения в насаждениях, увеличению интервала между семенными годами, что значительно снижает возможность естественного восстановления дубрав. Изреживание древостоев в результате отмирания деревьев дуба, нарушение породного состава разных ярусов насаждений усложняет нормальное развитие самосева и подроста дуба и выход его в верхний ярус за счет интенсивного разрастания подлесочных пород, прежде всего лещины и порослевой липы, задернения почвы. Процесс становится цикличным, завершаясь полной гибелью насаждения.

Усыхание дуба в насаждениях, по данным визуальных наблюдений, может иметь различный характер: резкий (спонтанный), когда дерево погибает в течение одного-двух вегетационных сезонов, и хронический. В этом случае ослабленное дерево может существовать в течение значительного времени, переходя из стадии ослабления в стадию восстановления за счет формирования вторичной кроны и обратно. Тип отмирания зависит от места расположения гнили или повреждения (рис. 15). Для деградированных дубрав наиболее типичны вершинный и стволовой тип отмирания. На большинстве стволов дуба отмечены очаги местного отмирания.

Рис. 15. Схема основных типов отмирания деревьев дуба в насаждениях (Молчанов, 1975); 1 - вершинный; 2 - стволовой; 3 - разные случаи местного отмирания; 4 - корневой.

Важной особенностью отмирания дубрав практически по всей территории России является быстрое изменение структуры фитоценоза. При отсутствии интенсивного антропогенного воздействия происходит быстрое заполнение в пологе освободившегося пространства в 1-м ярусе спутниками дуба, в том числе и ранее отставшими в росте, интенсивное разрастание подлесочного и кустарникового ярусов. Дубравный фитоценоз перестраивается из монодоминантного неустойчивого (возникшего в результате нерациональной хозяйственной деятельности человека) в полидоминантную и разновозрастную, более устойчивую биологическую систему. При этом происходит уменьшение участия дуба в составе насаждений или его полное выпадение, уменьшение его ценности с хозяйственной и экологической точки зрения.

В случае интенсивной антропогенной нагрузки (пастьба скота, сенокошение и пр.) развитие насаждений происходит по иной схеме. Освободившееся пространство ничем не заполняется, на месте дубового насаждения формируется редина с интенсивным задернением (остепнением) почвенного покрова или вся площадь интенсивно зарастает лещиной и формируется кустарниковая заросль с единичными оставшимися деревьями дуба. В этом случае уже можно определенно говорить о полной деградации дубового насаждения. Такие насаждения постепенно теряют экологическую или хозяйственную ценность и требуют проведения своевременных реконструктивных мероприятий. Рассмотрим влияние отдельных факторов на процессы усыхания дубрав в Среднем Поволжье.