Степан Григорьевич Шиятов

Родился 24.12.1933 г. дер. Владимировка Зилаирского района Башкирской АССР в семье крестьянина. Начальную школу закончил в 1945 г., а среднюю – в 1951 г. Детство и юность прошли в замечательном по красоте и богатом по биологическим ресурсам районе – Зилаирском плато, где проходит граница распространения растений и животных широколиственного, степного и таежного комплексов. Во время частых походов в лес и на речку я с большим интересом наблюдал за жизнью животных и особенностями распространения растений. Поэтому я решил получить биологическое образование и заняться изучением сложных экологических систем.

В 1952 г. я поступил учиться в Уральский лесотехнический институт на лесохозяйственный факультет. В это время здесь преподавали замечательные профессора Н.А. Коновалов, В.Н. Петри, П.Л. Горчаковский, Л.И. Вигоров и др., благодаря которым мы освоили основы лесных наук и поняли, какую важную биосферную роль выполняют леса на планете. Во время моей учебы в Институте проф. П.Л. Горчаковский (впоследствии академик РАН) изучал флору и растительность высокогорных районов Урала. Он ежегодно организовывал экспедиции с участием студентов. Мне представилась возможность принять участие в работе таких экспедиций. В 1954–1955 гг. я участвовал в полевых работах на Приполярном Урале (хребет Сабля, горы Манарага и Народная), а в 1956 г. – на г. Конжаковский Камень (Северный Урал). Во время этих поездок на меня огромное впечатление произвели своеобразные редколесья и криволесья, произрастающие на верхней границе леса в экстремальных почвенно-климатических условиях и выполняющих огромную водоохранную и почвозащитную роль. По предложению П.Л. Горчаковского я взялся за выполнение дипломной работы по изучению состава, структуры и высотному распределению высокогорных лесов на Северном Урале.

После окончания Института я был направлен на работу мастером участка по добыче живицы в Катав-Ивановский химлесхоз (Челябинская обл.), где проработал около года. Весной 1958 г. я прошел по конкурсу на должность младшего научного сотрудника в организованную в г. Свердловске Уральскую лесную опытную станцию. Я был включен в состав исследовательской группы, задачей которой являлось изучение лесовозобновления и оценка пожарной опасности концентрированных рубок. В 1959 г. проф. П.Л. Горчаковский, который к этому времени перешел на работу в Институт биологии УФАН СССР, предложил мне поступить в очную аспирантуру и выполнить квалификационную работу по изучению динамики верхней границы леса на Полярном Урале.

После окончания аспирантуры я был принят на работу в этот же Институт, где прошел путь от младшего научного сотрудника до заведующего лабораторией. Кандидатскую диссертацию защитил в 1964 г., а докторскую в 1981 г. В 1985 г. организовал первую в нашей стране лабораторию дендрохронологии для решения проблем лесной экологии, которой руководил до 2009 г. В 1997 г. был утвержден в ученом звании «профессор». С 1993 г. по настоящее являюсь членом редколлегии журнала “Экология”.

С середины прошлого столетия значительно увеличился интерес к изучению реакции наземных и водных экосистем на начавшееся в ХХ в. потепление климата. Выяснилось, что наиболее существенное потепление климата происходит в северных и высокогорных районах. Поэтому возникла задача оценить реакцию высокогорных и северных экосистем на изменения климата. Первые работы, проведенные нами на Полярном Урале, показали, что начиная с 1920-х годов наблюдается интенсивная экспансия древесной растительности в горные тундры в связи с улучшением климатических условий. Для количественной оценки таких изменений на Урале и в Сибирской Субарктике в Институте была создана лаборатория дендрохронологии, задачей которой являлось ретроспективное изучение условий среды и пространственно-временной динамики древостоев при помощи использования лесоведческих, дендрохронологических, радиоуглеродных, дистанционных, картографических и фотографических методов, а также ГИС-технологий. Основным методом был выбран дендрохронологический, т.е. анализ изменчивости радиального прироста древесных растений под влиянием климатических факторов и календарная датировка времени формирования каждого годичного кольца древесины. Этот метод позволяет определять точное время жизни живых и отмерших деревьев, продлять древесно-кольцевые хронологии далеко вглубь веков, реконструировать климатические условия последних столетий и даже тысячелетий с точностью до года. Кроме того, анализ анатомических аномалий в годичных кольцах древесины позволяет датировать время и интенсивность таких катастрофических явлений, как лесные пожары, массовые вспышки размножения насекомых-вредителей и экстремальных погодных условий (весенние и летние заморозки, снеговалы, ветровалы, высокие и длительные уровни паводка в реках, оползни).

Наиболее важными научными результатами лаборатории являются:

1. Разработаны теоретические и методические основы фитоиндикации условий среды и природных процессов в высокогорьях (снеговой покров, ветровая ситуация, термический режим, изменения климата, пожары, снежные лавины, сели, антропогенная деятельность).

2. Изучена роль климатических, эдафических и антропогенных факторов, которые определяют состав, морфологическую и возрастную структуру древостоев, произрастающих на верхней границе леса на Полярном, Приполярном, Северном и Южном Урале.

3. Произведена реконструкция пространственно-временной динамики лиственничных древостоев на Полярном Урале за последние 1550 лет под влиянием вековых изменений климата. Впервые выявлен длительный теплый период, который продолжался с VIII по XIV вв., когда верхняя граница леса поднималась выше в горы на 60–80 м За ним последовал холодный период с XIV по XIX вв., когда наблюдалось массовое усыхание древостоев и снижение верхней границы леса. В течение последних 110–120 лет во всех высокогорных районах Урала наблюдалась интенсивная экспансия древесной растительности в горные тундры.

4. Показано, что радиальный прирост деревьев, произрастающих на верхней и полярной границах леса, определяется в основном температурным режимом летних месяцев. На этой основе произведена погодичная реконструкция изменчивости летней температуры за последние 200-1350 лет для различных высокогорных провинций Урала и районов Европейской и Азиатской Субарктики. Самая длительная погодичная реконструкция летней температуры (7350 лет) произведена для южных районов Ямала. В радиальном приросте древесных растений и в изменчивости климатических факторов хорошо выявлены циклы различной длительности (внутривековые, вековые и даже сверхвековые).

5. Во всех высокогорных районах Урала создана система дендроэкологического мониторинга с целью слежения за изменениями в составе, структуре и пространственном положении лесотундровых, лесолуговых и лесных экосистем. Она включает в себя постоянные пробные площади и высотные профиля, морфологическую структуру древостоев, радиальный прирост деревьев, семеношение, микроклиматические наблюдения в летний и зимний периоды, картографические и фотографические материалы.

В настоящее время сотрудники лаборатории продолжают изучать пространственно-временную динамику высокогорных лесов на Урале, уделяя особое внимание изучению процессов семеношения и лесовозобновления, использованию исторических ландшафтных и дистанционных фотоснимков, картографических материалов, и ГИС-технологий.