Оцінювання екологічного впливу змін клімату на лісові екосистеми
DOI:
https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2025.345428Ключові слова:
лісові насадження, деревні види, ареал, абіотичні та біотичні чинники, вразливість, стійкість, біорізноманіттяАнотація
Кліматичні спостереження доводять існування тенденції підвищення глобальної температури повітря на земній кулі, що спричинено викидами парникових газів в атмосферу. У статті проаналізовано основні екологічні впливи змін клімату на лісові екосистеми помірного кліматичного поясу, зосереджуючись на помірному континентальному біокліматичному регіоні Європи. Дослідження виконано шляхом аналізу та синтезу літературних джерел та Інтернет-ресурсів. Основними прямими впливами змін клімату на ліси є підвищення концентрації CO2, зміни температури, кількості та режиму опадів. Непрямі впливи є результатом взаємодії між змінами кліматичних показників, абіотичними та біотичними чинниками. Прогнозоване збільшення концентрації СО2 може стимулювати підвищення росту та продуктивності лісових насаджень. Наслідки підвищення температури в Європі відрізнятимуться залежно від біокліматичного регіону, що характеризуються відповідними лімітуючими чинниками росту і розвитку лісів. Збільшення температури спричинить зміни в ареалах видів рослин, породному складі лісів та конкуренції між деревними видами. У лісах зони помірного біокліматичного регіону потенційна нестача літніх опадів із подальшими посухами може обмежувати підвищення продуктивності лісів. В окремих регіонах екстремальні погодні умови (зокрема, тривалі посухи) будуть посилюватися та матимуть негативні наслідки на лісові екосистеми. В Україні внаслідок змін клімату відбуватиметься значне звуження зони оптимального росту за вологістю клімату для двох основних лісотвірних порід — сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) та дуба звичайного (Quercus robur L.). Зміни клімату можуть збільшити частоту та інтенсивність стихійних природних явищ, спричинених абіотичними чинниками (буреломи, вітровали і сніголоми, пожежі в екосистемах), а також посилити вразливість лісів до них. Загалом вважається, що зміна клімату може підвищити інтенсивність спалахів шкідників та сприяти успішній колонізації грибкових патогенів. Значна частина цих наслідків призведе до збільшення шкоди лісам, однак потрібно враховувати взаємодію між абіотичними чинниками. Зміна клімату є однією з найбільших поточних і майбутніх загроз біорізноманіттю лісів, оскільки вона безпосередньо впливає як на види, так і на їхні середовища існування. Вивчення екологічних впливів змін клімату є необхідним для розроблення стратегій адаптації до них та пом’якшення їхніх негативних наслідків
Посилання
Linder, M., Garcia-Gonzalo, J., Kolström, M., Green, T., & Reguera, R. (2008). Impacts of Climate Change on European Forests and Options for Adaptation. Report to the European Commission Directorate-General for Agriculture and Rural Development. 173 p. URL: https://adaptecca.es/sites/default/files/documentos/impact_of_climate_change_on_european_forest_and_options_for_adaptation.pdf.
Zdeněk, V., Stanislav, V., & Cukor, J. (2023). European forests under global climate change: Review of tree growth processes, crises and management strategies. Journal of Environmental Management, 332, 117353. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.117353.
Hansen, J., Ruedy, R., Sato, M., & Lo, K. (2006). GISS Surface Temperature Analysis. Global Temperature Trends: 2005 Summation. NASA Goddard Institute for Space Studies and Columbia University Earth Institute, New York, NY 10025, USA.
Moore, B., & Allard, G. (2008). Climate change impacts on forest health. Working Paper FBS/34E. FAO. URL: https://www.fao.org/forestry-fao/15905-0dc804ee7d97e656f06507bdcecddc721.pdf.
Lee, H., & Romero, J. (Eds.). (2023). IPCC In: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 35–115). IPCC, Geneva, Switzerland. DOI: https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.
Meehl, G., & Tebaldi, C. (2004). More Intense, more frequent, and longer lasting heat waves in the 21st century. Science, 305, 994–997. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1098704.
Lindner, M., Maroschek, M., Netherer, S., Kremer, A., Barbati, A., Garcia-Gonzalo, J., … Marchetti, M. (2010). Climate change impacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems. Forest Ecology and Management, 259(4), 698–709. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2009.09.023.
Nakicenovic, N., Alcamo, J., Davis G., de Vries, B., Fenhann, J., Gaffin, S., … Dadi, Z. (2000). Special Report on Emissions Scenarios: A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.
Pachauri, R. K., & Meyer, L. (Eds.). (2014). IPCC. In: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC, Geneva, Switzerland.
Christensen, J. H., Hewitson, B., Busuioc, A., Chen, A., Gao, X., Held, I., … Whetton, P. (2007). Regional Climate Projections. In: S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor, … H. L. Miller (Eds.). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 847–940). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
The State of the World’s Forests 2022. Forest pathways for green recovery and building inclusive, resilient and sustainable economies. (2022). Rome, FAO. DOI: https://doi.org/10.4060/cb9360en.
Паризька угода. Ратифіковано Законом № 1469-VIII від 14.07.2016. (2016). (Україна). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_l61#Text.
Loehle, C., & LeBlanc, D. (1996). Model-based assessments of climate change effects on forests. A critical review Netherlands: N. p. DOI: https://doi.org/10.1016/0304-3800(96)83709-4.
Ceulemans, R., & Mousseau, M. (1994). Tansley review No. 71. Effects of elevated atmospheric CO2 on woody plants. New Phytologist, 127, 425–446.
Kellomäki, S., & Wang, K.-I. (1996). Photosynthetic responses to needle water potentials in Scots pine after a four-year exposure to elevated CO2 and temperature. Tree Physiology, 16(9), 765–772. DOI: https://doi.org/10.1093/treephys/16.9.765.
Norby, R. J., Wullschleger, S. D., Gunderson, C. A., Johnson, D. W., & Ceulemans, R. (1999). Tree responses to rising CO2 in field experiments: implications for the future forest. Plant, Cell & Environment, 22, 683–714. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.1999.00391.x.
Kirschbaum, M. U. F. (2004). Direct and Indirect Climate Change Effects on Photosynthesis and Transpiration. Plant Biology, 6, 242–253. DOI: https://doi.org/10.1055/s-2004-820883.
Saxe, H., Cannell, M. G. R., Johnsen, Ø., Ryan, M. G., & Vourlitis, G. (2001). Tree and forest functioning in response to global warming. New Phytologist, 149, 369–399. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2001.00057.x.
Palmroth, S., Kim, D., Maier, C. A., Medvigy, D., Walker, A. P., & Oren, R. (2024). Increased leaf area index and efficiency drive enhanced production under elevated atmospheric [CO2] in a pine-dominated stand showing no progressive nitrogen limitation. Global Change Biology, 30, e17190. DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.17190.
Norby, R. J., Loader, N. J., Mayoral, C., Ullah, S., Curioni, G., Smith, A. R., … MacKenzie, A. R. (2024). Enhanced woody biomass production in a mature temperate forest under elevated CO2. Nat. Clim. Chang., 14, 983–988. DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-024-02090-3.
Thuiller, W., Lavorel, S., Sykes, M. T., & Araújo, M. B. (2006). Using niche-based modelling to assess the impact of climate change on tree functional diversity in Europe. Diversity and Distributions, 12, 49–60. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1366-9516.2006.00216.x.
Dyderski, M. K., Paź-Dyderska, S., Jagodziński, A. M., & Puchałka, R. (2025). Shifts in native tree species distributions in Europe under climate change. Journal of Environmental Management, 373, 123504. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.123504.
Morin, X., Fahse, L., Jactel, H., Scherer-Lorenzen, M., García-Valdés, R., & Bugmann, H. (2018). Longterm response of forest productivity to climate change is mostly driven by change in tree species composition. Scientific Reports, 8, 5627. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-23763-y.
Van Houtven, G., Phelan, J., Clark, C., Sabo, R. D., Buckley, J., Thomas, R. Q., … LeDuc, S. D. (2019). Nitrogen deposition and climate change effects on tree species composition and ecosystem services for a forest cohort. Ecological Monographs, 89(2), e01345. DOI: https://doi.org/10.1002/ecm.1345.
Romeiro, J. M. N., Eid, T., Antón-Fernández, C., Kangas, A., & Trømborg, E. (2022). Natural disturbances risks in European Boreal and Temperate forests and their links to climate change — A review of modelling approaches. Forest Ecology and Management, 509, 120071. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120071.
Bässler, C., Hothorn, T., Brandl, R., & Müller, J. (2013). Insects overshoot the expected upslope shift caused by climate warming. Plos One, 8(6), e65842. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0065842.
Jactel, H., Koricheva, J., & Castagneyrol, B. (2019). Responses of forest insect pests to climate change: not so simple. Current Opinion in Insect Science, 35, 103–108. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cois.2019.07.010.
Hole, D. G., Willis, S. G., Pain, D. J., Lincoln, D. F, Butchart, S. H. M., Collingham, Y. C., Rahbek, C., & Huntley, B. (2009). Projected impacts of climate change on a continent-wide protected area network. Ecology Letters, 12(5), 420–431. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01297.x.
Букша, І. Ф., Гожик, П. Ф., & Ємельянова, Ж. Л. (1998). Україна та глобальний парниковий ефект. Кн. 2. Вразливість і адаптація екологічних та економічних систем до зміни клімату: моногр. Київ: вид-во Агентства з раціонального використання енергії та екології.
Букша, І., Пивовар, Т., & Букша, М. (2014). Оцінка вразливості лісів східної України до зміни клімату з використанням ГІС-технологій. Наукові праці Лісівничої академії наук України, (12), 30–37. URL: http://fasu.nltu.edu.ua/index.php/nplanu/article/view/131.
Букша, І. Ф., Швиденко, А. З., Бондарук, М. А., Целіщев, О. Г., Пивовар, Т. С., Букша, М. І., … Краковська, С. В. (2017). Методологія моделювання та оцінювання впливу зміни клімату на лісові фітоценози України. Науковий вісник НУБіП. Сер.: Лісівництво і декоративне садівництво, 266, 26–38.
Букша, І. Ф., Бондарук, М. А., Целіщев, О. Г., Пивовар, Т. С., Букша, М. І., & Пастернак, В. П. (2017). Прогноз життєздатності сосни звичайної і дуба звичайного при зміні клімату в рівнинній частині України. Лісівництво і агролісомеліорація, 130, 146–158.
Стойко, С. (2011). Вплив глобальної зміни клімату на лісові формації Карпат. Наукові праці Лісівничої академії наук України, (9), 21–29. URL: http://fasu.nltu.edu.ua/index.php/nplanu/article/view/360.
Іванюта, С. П. (Ред.), Коломієць, О. О., Малиновська, О. А., & Якушенко, Л. М. (2020). Зміна клімату: наслідки та заходи адаптації: аналіт. доповідь. Київ: НІСД. URL: https://niss.gov.ua/sites/default/files/2020-10/dop-climate-final-5_sait.pdf.
Koch, G. W., & Mooney, H. A. (1996). Response of terrestrial ecosystems to elevated CO2: A synthesis and a summary. In: G. W. Koch & H. A. Mooney (Eds.), Carbon Dioxide and Terrestrial Ecosystems (pp. 415–429). Academic Press, San Diego.
Beedlow, P. A., Tingey, D. T., Phillips, D. L., Hogsett, W. E. & Olszyk, D. M. (2004). Rising atmospheric CO2 and carbon sequestration in forests. Frontiers in Ecology and the Environment, 2, 315–322. DOI: https://doi.org/10.1890/1540-9295(2004)002[0315:RACACS]2.0.CO;2.
Field, C. B., Jackson, R. B., & Mooney, H. A. (1995). Stomatal responses to increased CO2: implications from the plants to the global scale. Plant, Cell and Environment 18, 1214–1225.
Granier, A., Reichstein, M., Bréda, N., Janssens, I. A., Falge, E., Ciais, P., …Wang, Q. (2007). Evidence for soil water control on carbon and water dynamics in European forests during the extremely dry year: 2003. Agricultural and Forest Meteorology, 143 (1–2), 123–145. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2006.12.004.
Forzieri, G., Pecchi, M., Girardello, M., Mauri, A., Klaus, M., Nikolov, М., … Beck, P. S. A. (2020). A spatially explicit database of wind disturbances in European forests over the period 2000–2018. Earth System Scientific Data, 12, 257–276. DOI: https://doi.org/10.5194/essd-12-257-2020.
Romagnoli, F., Cadei, A., Costa, M., Marangon, D., Pellegrini, G., Nardi, D., … Rafaelle, C. (2023). Windstorm impacts on European forest-related systems: An interdisciplinary perspective. Forest Ecology and Management, 541, 121048. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2023.121048.
Glenz, C., Schlaepfer, R., Iorgulescu, I., & Kienast, F. (2006). Flooding tolerance of Central European tree and shrub species. Forest Ecology and Management, 235(1–3), 1–13. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2006.05.065.
Fernandez-Conradi, P., Jactel, H., Robin, C., Tack, A. J. M., & Castagneyrol, B. (2018). Fungi reduce preference and performance of insect herbivores on challenged plants. Ecology, 99(2), 300–311. DOI: https://doi.org/10.1002/ecy.2044.
Gange, A. C., Koricheva, J., Currie, A. F., Jaber, L. R., & Vidal, S. (2019). Meta-analysis of the role of entomopathogenic and unspecialized fungal endophytes as plant bodyguards. New Phytologist, 223, 2002–2010. DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15859.
Pötzelsberger, E., Bauhus, J., Muys, B., Wunder, S., Bozzano, M., Farsakoglou, A.-M.,... Lapin, K. (2021). Forest biodiversity in the spotlight. European Forest Institute. URL: https://efi.int/forestbiodiversity/factors.
Parmesan, C. (2006). Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annual review of ecology, evolution, and systematics, 37, 637–669. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.37.091305.110100.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право і ліцензування
Умови ліцензії: автори зберігають авторські права і надають журналу право першої публікації з роботою, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи і початкової публікації в цьому журналі.
Якщо стаття прийнята до публікації в «Агроекологічний журнал», автор повинен підписати угоду про передачу авторських прав. Угода відправляється на поштову (оригінал) або адресу електронної пошти (відсканована копія) редакції журналу.
Цією угодою автор підтверджує, що представлені матеріали:
- не порушують авторських прав інших осіб або організацій;
- раніше не публікувались в інших видавництвах і не були представлені для публікації в інших виданнях.
Автор передає редакції «Агроекологічного журналу» права на:
- публікації статті українською (англійською) мовою і поширення її друкованої копії;
- поширення електронної копії статті, а також електронної копії перекладу статті на англійську мову (для статей українською мовою), будь-якими електронними засобами (розміщення на офіційному сайті журналу, електронних баз даних, сховищ тощо) друкована копія перекладу.
Автор залишає за собою право без згоди редакції та засновників:
- Використовувати матеріали статті повністю або частково в ознайомлювальних цілях.
- Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
- Використовувати матеріали статті для підготовки тез доповідей, доповідей конференцій, а також усних доповідей.
- Додати електронні копії статті (включаючи остаточну електронну копію, завантажену з офіційного сайту журналу) за адресою:
- персональні веб-ресурси всіх авторів (веб-сайти, веб-сторінки, блоги тощо);
- веб-ресурси установ, в яких працюють автори;
- некомерційні веб-ресурси відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
У всіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов'язковим.
