CC BY
36
№ 8 (50), 2008 г.
Аграрный вестник Урала
77
ВЛИЯНИЕ ЗОНАЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ И ОРОГРАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ПОСЛЕПОЖАРНЫЙ ОТПАД ЛИСТВЕННИЦЫ
А.М. МАТВЕЕВ (фото),
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов лесного хозяйства Сибири и Дальнего Востока, г. Дивногорск Т.А. МАТВЕЕВА (фото),
кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент Е.О. БАКШЕЕВА,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск
Ключевые слова: средне- и южнотаежная подзоны, лиственница, лесные пожары, послепожарный отпад.
Объективный показатель, отражающий основные закономерности и тенденции послепожарного лесообразовательного процесса, - количество уцелевших на пройденной огнем площади деревьев, выполняющих роль продуцентов семенного материала. В этой связи старшее поколение древесных пород обеспечивает главное условие успешного лесовозобновления. С другой стороны, сохранившийся на пожарище материнский древостой, в условиях жесткой корневой конкуренции за ресурсы питания и влагу, оказывает угнетающее ценоти-ческое давление на рост нового поколения, не позволяя ему в полной мере реализовать биологический потенциал.
Цель и методика исследования
Для выявления особенностей послепожарного отпада деревьев в различных зонально-географических и орографических условиях были проведены исследования на участках, пройденных сильными низовыми пожарами. Работы выполняли в Байкитском лесорастительном округе Эвенкийской провинции (среднетаежная подзона), расположенном в юго-восточной части Тунгусского плато, и Манско-Канском лесорастительном округе Восточно-Саянской провинции (южнотаежная подзона).
Как в северной части региона (Бай-китские полигоны), так и в южной (Манско-Канские), преобладают древостои лиственничной формации из Ьапх Б^пса
1_е<^еЬ. Объектами исследований были спелые и приспевающие лиственничники разнотравно-зеленомошные, широко распространенные в лесном фонде обеих подзон. Геоботаническое и лесовод-ственное описание фитоценозов и учетные работы осуществляли в соответствии с общепринятыми методами [1,2]. Живой напочвенный покров описывали по ярусам, определяли его видовой состав, обилие, проективное покрытие. Характеризуя подлесок, указывали породу, густоту и распределение по площади. Силу пожара устанавливали по высоте нагара на стволах деревьев: к сильным относили пожары, при которых высота нагара превышала 2 м.
Для установления роли рельефа в деструктивном воздействии огня на древостой, исследования проведены на склонах крутизной 16-21 о теневых и световых экспозиций. Указанные значения крутизны склонов приняты нами в силу того, что при ее величинах менее 10о пирогенные последствия на склонах и ровных местоположениях отличаются незначительно. При наклоне земной поверхности, превышающем 25о, практически все пожары характеризуются как сильные, исключающие необходимость дифференцированной оценки силы огня при определении последующего отпада [3].
При наблюдении за послепожарным отпадом лиственницы на ровных мес-
Лесное хозяйство
И
тоположениях и склонах разных экспозиций нами отмечена интересная особенность. Как известно [4,5,6], в обычных условиях наибольшие огневые повреждения получают деревья низших ступеней толщины, поскольку они имеют низкоопущенную крону и тонкую корку, предохраняющую камбий и проводящие ткани. С увеличением диаметра ствола деревья меньше страдают от пожаров, однако те экземпляры, диаметр которых значительно превышает его среднее значение в древостое, также характеризуются повышенным отпадом.
Данное явление объясняется концентрацией под крупными деревьями, имеющими, как правило, густую крону, значительной массы опада [3]. Хорошо развитые корневые лапы задерживают опад, представляющий собой прекрасный горючий материал, и таким образом способствуют более продолжительному горению, повреждающему корневые системы этих деревьев. Кроме того, у крупных деревьев отмечаются большие пожарные подсушины, что при повторных пожарах приводит их к гибели.
Результаты наших исследований согласуются с выявленными, вышеуказанными авторами, особенностями послепожарного отпада на равнине. Что касается насаждений лиственницы, произрастающей в горных условиях изучаемого региона, то здесь он имеет свою специфику. Во влажных экотопах, расположенных в межгорных котловинах и на северных склонах, послепожарный отпад на гарях, увеличиваясь по абсолютному значению, сближается у деревьев разных диаметров (таблица 1).
Как видно из представленных в таблице данных, на склонах теневых экспозиций процент отпада деревьев разного возраста, а соответственно, и толщины, после сильных низовых пожаров, отличается незначительно. Иная ситуация отмечается на южных склонах, где гибель лиственницы меньшего диаметра существенно выше.
Причиной такого явления, как мы уже отмечали, - более близкое залегание к
Middle and south taiga sub zones, a larch, forest fires, a pyric attrition.
Таблица 1
Отпад лиственницы после сильных низовых пожаров (Байкитский округ)
Экспозиция и крутизна склона Состав древостоя Полнота класс бонитета Высота, м диаметр, см Возраст, лет запас до пожара, м3/га Процент отпада от допожар-ного запаса
Северная, 190 8Л1С1Е 0,63 IV 20,4 22,6 120 204 80,1±5,30
Северная, 210 8Л1С1Е 0,66 IV 14,9 15,4 70 148 85,4±4,92
Южная, 180 9Л1Сед.Б 0,67 III 17,3 18,1 70 172 71,8±3,32
Южная, 180 8Л2Сед.Б 0,64 III 22,7 24,9 140 239 50,9±2,28
78
Аграрный вестник Урала
№ 8 (50), 2008 г.
Лесное хозяйство
Таблица 2
Послепожарный отпад лиственницы (Манско-Канский округ)
Местопо- ложение Состав древостоя Полнота класс бонитета Высота, м диаметр, см Возраст, лет запас до пожара, м3/га Процент отпада от допо-жарного запаса
Ровное 10Л+Б 0,52 III 22,4 24,1 115 232 37,7±2,97
Южный склон 18о 9Л1С 0,50 III 20.7 21.8 105 172 43,0±3,17
Южный склон 20о 8Л2С 0,53 III 17,4 18,1 70 138 60,4±2,97
Северный склон 16о 9Л1Сед.Б 0,61 III 23,4 26,0 110 217 59,3±3,78
Северный склон 16о 10Л 0,64 III 16,2 16,4 65 156 74,5±3,08
дневной поверхности слоя многолетней мерзлоты на северных склонах и формирование, в связи с этим, поверхностной корневой системы у древесных растений. Проявляя положительный термотропизм, скелетные корни лиственницы на некотором удалении от ствола поднимаются вверх и залегают в перегнойно-гумусовом горизонте на глубине 5-10 см [7,8]. Следствие концентрации корней в верхнем органогенном горизонте почвы - высокая повреждаемость их низовыми устойчивыми пожарами. Обследование корневых систем показало: основная причина гибели деревьев при пожаре - повреждение их подземной части, а не ожог камбия ствола и хвои в кроне. Поэтому корреляция между значением диаметра ствола и процентом отпада деревьев во влажных местообитаниях ослабляется [3].
Это, казалось бы, противоречит классическому и ставшему сейчас традиционным положению о большей огнестойкости деревьев крупных размеров. Результаты наших исследований позволяют утверждать, что концепция, согласно которой с уменьшением морфометрических показателей растений снижается их сопротивляемость термическому фактору, нарушается во влажной почвенной среде, где главной причиной отпада выступает огневое травмирование корневой системы. Практически одинаковый уровень залегания ризосферы, при котором значительная часть корней располагается в органогенном горизонте почвы, и тонкая корка, даже на скелетных корнях, не предохраняющая растительный организм от
высоких температур, нивелируют огнестойкость лиственницы в разном возрасте. По нашим наблюдениям, в насаждениях с моховым напочвенным покровом скелетные корни, в зависимости от их диаметра, имеют корку толщиной от 0,21 до 0,53 см. Естественно, что такое покрытие не способно защитить живые ткани от термического воздействия при устойчивом низовом пожаре.
Наблюдения на гарях, находящихся в южной части региона работ (Манско-Канский лесорастительный округ), показали, что величина послепожарного отпада деревьев в пределах однородных географических условий зависит от экспозиции склона и возраста древостоя (таблица 2).
Полученные материалы свидетельствуют об увеличении процента отпада деревьев на склонах возвышенностей, что объясняется, прежде всего, широко известным явлением возрастания интенсивности пожаров в горах по сравнению с равниной. Ранее [9] мы отмечали этот факт для условий среднетаежной подзоны. Больший отпад деревьев на склонах определяется и тем обстоятельством, что здесь, вследствие формирования менее мощного, чем на ровных местоположениях, почвенного слоя, ризосфера залегает неглубоко и потому подземная часть растений травмируется устойчивыми низовыми пожарами.
Сохраняется зависимость гибели деревьев от экспозиции склонов. При одинаковой силе пожара отпад деревьев в лиственничниках одной лесотипологической группы на равнине и южных склонах отличается незначительно, но
на северных склонах он существенно выше. Немаловажное значение здесь имеет тот факт, что теневые склоны реже подвергаются пожарам, вследствие чего масса фитодетрита превышает таковую на склонах световых экспозиций. Кроме того, специфической особенностью северных склонов является слабая степень протекания биологических процессов из-за меньшего притока солнечной энергии к земной поверхности. В условиях общей холодности климата активность микроорганизмов в почвенном блоке экосистемы снижается, что также способствует накоплению запасов фитодетрита [10], в значительной мере определяющего последствия огневого воздействия при устойчивой форме низового пожара.
В южнотаежной подзоне отмечено снижение огнестойкости лиственницы в более молодом возрасте. Процент погибших деревьев, имеющих меньший диаметр, статистически достоверно возрастает. Данный факт зафиксирован как для ровных участков, так и для наклонных поверхностей разной географической ориентации.
Выводы
Нарушенность древостоев пожарами в лиственничниках разнотравно-зе-леномошных изменяется в широких пределах. В основе различий местообитаний, по отпаду деревьев, лежат их экологические режимы: большое влияние оказывают как зонально-географические, так и, на локальном уровне, орографические условия, определяющие силу огневого воздействия на лесной фитоценоз.
В средне- и южнотаежной подзонах послепожарный отпад лиственницы зависит от экспозиции склона. В обоих случаях на теневых поверхностях количество отмерших деревьев после пожаров одинаковой силы возрастает на склонах теневых экспозиций. При этом в среднетаежной подзоне (в отличие от южнотаежной) процент отпада деревьев разного возраста, а соответственно, и толщины, после сильных низовых пожаров, отличается незначительно.
Результаты исследований помогут предвидеть последствия пирогенного воздействия на природные комплексы, а также послепожарное формирование и динамику лиственничных ценозов.
Литература
1. Сукачев В. Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. - М.: Издательство АН СССР, 1961. - 144с.
2. Анучин Н. П. Лесная таксация. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 512с.
3. Бакшеева Е.О. и др. Влияние низовых пожаров на возобновление в среднетаежных лиственничниках Красноярского края. - Красноярск: СибГТУ, 2003. - 194с.
4. Мелехов И. С. Влияние пожаров на лес. - М.-Л.: Гослестехиздат, 1948. - 126с.
5. Залесов С. В. Лесная пирология. - Екатеринбург: УГЛА, 1998. - 245с.
6. Матвеева Т. А. Послепожарный отпад в сосново-лиственничных древостоях //Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. Том 1. - Красноярск: СибГТУ, 2006. - 54-58.
7. Прокушкин С. Г. Роль корней в адаптации лиственницы Гмелина к гипотермии // Структурно-функциональная организация и динамика лесов. - Красноярск, 2004. - С. 192-194.
8. Matveev A. M. Fire injure of Larch root systems on permafrost soils of the Middle taiga // Forest and steppe fires: initiation, spread, suppressing and ecological conseguences. - Tomsk, 2005. - P. 132-133.
9. Матвеев А. М. Послепожарное возобновление лиственницы в среднетаежных лиственничниках Красноярского края // Вестник СибГТУ. -2002. - № 1. - С. 15-18.
10. Ершов Ю. И. Лесорастительная характеристика мерзлотно-таежных почв лесотундры и северной тайги // Лесные экосистемы Енисейского меридиана. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2002. - С. 64-68.
