CC BY
42
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК: 630. 431
ЛЕСООБРАЗОВАНИЕ И ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ В МОНОКУЛЬТУРАХ СОСНЫ НА ТЕРРИТОРИИ ЗАСУШЛИВЫХ ОБЛАСТЕЙ
А.С. Манаенков, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Е.В. Егорова, аспирант
Волгоградский государственный университет
Приведены данные о возрастной динамике массы и структуры лесных горючих материалов, условиях и особенностях развития лесных пожаров в искусственных сосняках на территории степной зоны европейской России.
Ключевые слова: засушливая зона, монокультуры сосны, запас и структура фитомассы, лесные пожары.
Недостаточное количество атмосферных осадков и бедность покровных отложений песчаных массивов на территории засушливых областей европейской России обусловило распространение чистых культур сосны обыкновенной при их облесении и повышенный уровень пожарной опасности в хвойных лесах степной зоны [1, 2].
Таблица 1 - Запасы (т/га в воздушно-сухом состоянии) основных компонентов фитомассы _в монокультурах сосны на юге европейской территории России_
ю
Компоненты фитомассы Пробная площадь / возраст насаждения
7/ 4/ 10/ 11 / 14/ 6а/ 8/ 12/ За/ 13/ 9/ 1а/ 15/ 2а/ 5а/
8 11 11 13 18 19 22 24 26 32 34 39 43 50 70
Живая надземная.
в т.ч.: стволы 3=3 6,5 9,5 20,9 47,5 44,0 61,6 50,7 51,0 67,5 121,8 121,0 228,0 91,0 183,0
сучья, в т.ч.: побеги 2.6 4.9 7,5 10,4 12,0 5,7 14,0 15,7 10,3 6,2 9,6 6,0 31,6 7,0 9,1
диаметр (мм) £ 7 0,8 1,7 2,6 6,3 5.2 2,0 7,6 5,8 3,2 3,3 5,3 2,0 10,5 2 2 2,7
7-15 1.6 2.9 4.4 3.2 4.5 2.1 5.5 3.3 2.6 1.8 3.7 1.8 8.1 2.4 3.2
15-30 0.2 0,3 0,5 0,9 2,3 1,6 0,9 6,5 4,5 1 = 1 0,6 1=9 13,0 2,1 2,8
>30 - - - - - - - - - - - 0,3 - 0,3 0,4
хвоя 1.2 2,7 5,0 6,3 6,7 3,8 7,6 5,8 7,0 3,6 5,3 3,9 11 = 1 4,4 6,0
Итого: 7,1 14,1 22,1 37,6 66,2 53,5 83,2 72,2 68,3 77,3 136,7 130,9 270,9 102,4 198,1
Мертвая надземная.
т.ч.: сухостой - - - - 1=0 1=3 0.4 0=7 - 2.5 1=3 6.4 0.5 - 4.0
сучья 0.2 - 1.0 1.9 5.2 11.5 4.4 5.6 3.0 6.1 12.6 8.2 8.2 5.2 1.7
Итого: ОД - 1,0 1=9 6=2 12,8 4,8 6,3 3,0 8,6 13,9 14,6 8,7 5.2 5,7
Мертвая наземная.
в т.ч.: валежник - - - - 1=8 - - - - 1,0 2,0 2.5 3,5 0,6 0,4
сучья диаметром (мм) £ 20 _ _ _ 0,4 0,5 1,0 4,5 0,4 2,7 7=5 1,0 6,0 0,5 0,7
шишки - - - 0,8 2.5 3=4 1,0 4,0 1=9 5,6 2=1 0,2 8,0 0,7 1,0
хвоя + кора 3.7 3.0 1.6 11.5 4.0 5.1 оо 3.5 1.0 4.3 5.7 6.9 7.0 5.2 8.7
травы 1=4 0,3 0,1 - - - - - - - - - 0,2 - -
По лу р аз л о жив шийся - - - - 25,5 23,2 27,0 22,0 4=1 33,3 36,8 26,0 48,0 60,0 40,0
опад
Итого: 5,1 3,3 1,7 12,7 34,3 31,7 37,5 34,0 7:4 46,9 54,1 36,6 72,7 67,0 50,8
Всего: 12,4 17,4 24,8 52 2 106,7 98,0 125,5 112,5 78,7 132,7 204,7 182,1 352,1 174,6 254,6
е
После смыкания монокультуры образуют мертвопокровные фитоценозы. В возрасте 15-40 лет их фитомасса практически нацело состоит из древесных компонентов (табл. 1). И лишь в высоком возрасте после разреживания полога в них проникает степная растительность.
Соотношение фракций кроны: хвоя, побеги ё < 7 мм, 7 < ё < 15 и сучья 15< ё < 30 мм изменяется с возрастом и в среднем составляет в фазе чаща 1:1,6-1,9, 1:0,9-1,2, 1:9-10, жердняк - постжердняк 1:1,3, 1:1,4-2 , 1: 1-3.
Мертвая надземная фитомасса в насаждениях, не обеспеченных рубками ухода, непрерывно накапливается с 1-2 до 9-15 т/га. Ее максимум приходится на 20-40 лет и затем уменьшается по мере очищения стволов от сучьев. Своевременные лесоводственные уходы приводят к резкому сокращению надземной мортмассы. У опушечных деревьев масса живой кроны в 6-17 раз больше, чем у деревьев внутри насаждения. Доля побегов и сучьев ё > 7 мм в ней возрастает с 40 до 62, хвои - снижается с 40 до 24 % (табл. 2).
Таблица 2 - Запасы (т/га в воздушно-сухом состоянии) фитомассы в опушечной зоне
монокультур сосны на юге европейской территории России
Состав фитомассы Пробные площади / возраст насаждений, лет
6/19 3/26 1/39 2/50 5/70
Живая надземная, в т.ч.:
стволы 63,0 90,0 237,0 183,0 224,0
Сучья: в т.ч. побеги 33,1 35,6 107,0 88,6 55,9
Диаметром (мм) < 7 6,8 10,2 14,0 10,9 6,1
7 -15 5,9 8,0 15,9 17,1 7,5
15 - 30 9,1 11,4 17,1 21,2 11,7
> 30 8,7 6,0 60,0 39,4 30,6
Хвоя 12,0 21,4 29,1 24,3 12,0
Итого: 105,6 147,0 373,1 295,9 291,8
Мертвая надземная: Сухостой
Сучья 4,0 3,0 10,5 3,1 1,5
Итого: 4,0 3,0 10,5 3,1 1,5
Мертвая наземная: Валеж 0, 1
Сучья в т.ч. диаметром - 0,4 1,8 0,3 0,6
5 < м) (м - 0,2 0,9 - -
6 - 10 - 0,1 0,2 0,8 -
> 10 - 0,1 0,7 0,1 0,6
Кора - - 1,8 1,8 -
Шишки 0,8 2,8 0,3 0,7 4,3
Хвоя 3,4 1,9 10,0 3,3 6,8
Травы 0,1 - - - 0,1
Полуразложившаяся подстилка 6,4 4,7 30,0 49,0 26,0
Итого: 10.7 9,8 43,8 55,2 37,8
Всего: 120,3 159,8 427,4 354,2 331,1
В целом для культур характерна горизонтальная неравномерность (гребнева-тость) распределения мертвой наземной фитомассы. От 50 до 75 % её запаса расположено в приствольной зоне, что резко повышает вероятность возникновения верховых пожаров.
Следует отметить также, что в засушливом регионе 15-40-летние культуры сосны отличаются большой неоднородностью таксационных показателей, запаса горючих материалов, площади насаждений, обусловленные повышенной пестротой зонально-эдафических, ландшафтных и хозяйственных условий [3].
Низовые пожары формируются в насаждениях при сомкнутости полога менее 0,6 или при массе опада 5-7 т/га в сомкнутых древостоях. Наиболее сложные условия для распространения огня складываются на участках 1 -2-летних культур, а также в посадках старшего возраста, обеспеченных своевременными агротехническими уходами, где ограничен фронт продвижения огня. Летальное повреждение саженцев почти не отмечается.
В насаждениях с задерневшей почвой сгорает травостой, на 95-10 0% подстилка, мелкие сухие побеги на нижних мутовках сучьев. Распространенная высота подъема пламени по стволам (обугливания коры) 0,3-1,5 м. После пожара отмирают сосенки высотой до 1,5-2 м (иногда выше), отдельностоящие, а чаще плотно сомкнувшиеся кронами деревья высотой 3-6 м, а также сучья в 1-2-х нижних мутовках на поврежденных деревьях. Хвоя в кроне и на живых стелющихся сучьях, как правило, не сгорает. Вскоре после пожара она желтеет и осыпается, образуя новый слой опада.
В рединно-куртинных насаждениях 20-40 лет низовое горение трав и дернины на полянах и в прогалинах периодически сменяется подъемом огня в сомкнувшиеся кроны куртин деревьев, как правило, приуроченных к понижениям местности. Высота подъема пламени и интенсивность горения куртин прямо пропорциональны мощности слоя опада, сомкнутости крон и обратно - степени их охвоенности.
Повреждение огнем несомкнувшихся молодняков и одиночных деревьев зависит от степени развития травостоя.
Верховые пожары характерны для насаждений и куртин деревьев с сомкнутостью полога более 0,6 и массой подстилки - 7-10 т/га. При подходе фронта горения со стороны опушки они возникают внутри насаждения на расстоянии 5-15 м от неё. Стелющиеся живые ветви опушечных деревьев за редким исключением не воспламеняются. При этом внутри насаждения до минерального слоя выгорает подстилка. Недогар (0,5-1,0 т/га) состоит из фрагментов шишек, коротких отрезков сучьев ё > 25 мм и валежника ё > 50 мм. Практически полностью сгорают мертвые пни, сухие сучья на стволах, сухостой ё < 50 мм, хвоя. Толстомерный сухостой остается в виде «остолопов» высотой 1 -4 м и упавших обугленных фрагментов его стволов. Иногда в местах контакта сухостоя с живым пологом вместе с хвоей сгорают и мелкие живые побеги.
Специальные наблюдения показали, что при подходе фронта горения к опушке сомкнутого 20-40-летнего сосняка огонь низом проникает внутрь насаждения и усиливается. Воспламенение хвои с полевой стороны кроны опушечных деревьев не происходит, либо происходит с заметным опозданием. Кроны периферийных деревьев значительно меньше страдают от огня. Метлообразные «лапы» нижних сучьев, под которыми почти нет опада, прилегая к почве, препятствуют низовому горению. Огонь обтекает их контуры и, вопреки распространенному мнению, не переходит в верховой пожар.
Степная растительность на обширных полянах, пустырях, противопожарных разрывах, под пологом деревьев, напротив, ускоряет распространение огня. При этом выгорает мертвый и живой травостой, дернина, воспламеняются кучки сухой тонкомерной древесины и сучьев. Степные разбитые дороги и минерализованные полосы на опушках с открытой стороны легко преодолеваются огнем.
В созданных при закреплении песков кулисах шелюги с возрастом накапливается большая масса сухих побегов. Вблизи опушек сосняков они не только не сдерживают распространение огня, а наоборот усиливают горение и ускоряют переход низовых в верховые пожары.
Древесные колки, накапливая до 70-150 т/га и более мертвой органики, и в годы с низким стоянием грунтовой воды выступают очагами и проводниками устойчивого низового и беглого верхового горения, сами нуждаются в противопожарной защите.
Верховые пожары в сосняках легко преодолевают разрывы шириной 10-15 м. Здесь они имеют значение только как технологические коридоры. Максимальное расстояние разлета «галок» при сильных ветрах (10-15 м/с) достигает 400 м.
Густой самосев сосны высотой 2,5-4 м в противопожарных разрывах и вдоль теневых опушек насаждений не является проводником верховых пожаров. Сплошное горение материнского древостоя (высотой 10-12 м) в разрывах шире 25 м переходит в низовой беглый пожар. Отсутствие перехода огня вверх объясняется как небольшим запасом мортмассы, так и низкой интенсивностью её горения вследствие затрудненного подтока воздуха под полог густых куртин.
Надежными преградами, ограничивающими распространение лесных пожаров в сосняках степной зоны, выступают водоемы, пашня, открытые (подвижные) и слабоза-росшие пески, обширные степные участки и гари предшествующих лет.
Выводы:
1. В монокультурах сосны степной зоны формирование лесной среды в основном заканчивается к 12-17 годам. До этого времени их лесоводственное состояние и пожароустойчивость определяются степенью задернелости почвы в междурядьях.
2. Наиболее пожароустойчивы несомкнувшиеся культуры, обеспеченные агротехническими уходами, а также насаждения в стадии образования сомкнутого полога (10-14 лет), не прошедшие этап массового хвоеопада и формирования двухслойной подстилки. Наименее пожароустойчивы сомкнувшиеся молодняки и полнотные древо-стои в возрасте примерно до 40 лет. Насаждения старшего возраста, благодаря повышенной товарности древесины, в той или иной мере пройдены рубками ухода. В них меньше относительный запас мертвой фитомассы, стволы очищены от мертвых сучьев до высоты 5-14 м, высоко расположена живая крона. Верховые пожары в таких насаждениях возникают только при бугристом рельефе. Однако, на территории засушливых областей и приспевающие, и старовозрастные культуры сосны также почти неизбежно погибают и вследствие интенсивного горения подстилки.
3. Беглые низовые пожары преобладают в рединах и несомкнувшихся культурах сосны с развитым травостоем, а также в полнотных молодняках с запасом сухой подстилки до 5-7 т/га. Интенсивное низовое горение характерно для насаждений с большой массой опада при сомкнутости полога менее 0,6. Повальные пожары неизбежно возникают в полнотных насаждениях 15-40 лет, не обеспеченных уходами.
4. Живые, низко опущенные, кроны сосны, куртины её самосева на теневых опушках насаждений не стимулируют развития верховых пожаров, но выполняют важную экологическую функцию - служат барьером на пути распространения степной рас-
5
тительности, способствуют сохранению лесной среды. Противопожарные мероприятия не должны приводить к нарушению их строения.
5. Противопожарные разрывы в полнотных культурах малоэффективны в предотвращении распространения огня. При рабочей ширине более 15 м они способствуют переходу сплошного в низовое горение и могут использоваться только как технологические коридоры и опорные рубежи при тушении пожаров.
Минерализованные полосы шириной 3-4 м препятствуют распространению низовых пожаров внутри лесных массивов. Напаханные со стороны обширных открытых участков при сильном ветре они легко преодолеваются огнем.
6. На песках засушливой зоны опушки из лиственных кустарников, древесные колки по понижениям могут выступать проводниками лесных пожаров и также нуждаются в охране.
Библиографический список
1. Арцыбашев, Е.С. Охрана от пожаров лесных культур степной зоны [Текст]/ Е.С. Ар-цыбашев, В.Г. Гусев, А.С. Манаенков // Практические рекомендации.- СПб, 2003.- 55 с.
2. Манаенков, А.С. Особенности пирогенеза в культурах сосны степной зоны [Текст] / А.С. Манаенков // Тезисы докладов участников совещания-семинара по решению лесопожар-ных проблем. - СПБ: НИИЛХ, 2002.- С. 39-42.
3. Юрченко, В.В. Дифференцированная оценка уровня пожарной опасности в сосняках засушливой зоны [Текст] / В.В. Юрченко, А.С. Манаенков// Лесное хозяйство, 2009. - №3. -С. 35-37.
E-mail: manaenkov1@yandex.ru
