CC BY
58
АНАЛИЗ ПОСЛЕПОЖАРНОЙ ДИНАМИКИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ
СОСНЯКОВ
Шарыгин А.М. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
In work is presented analysis of the modern condition postfire forest 2002, track record natural reforestation; ecological evaluation site community on scale of H. Ellenberg.
Лесные пожары являются одним из наиболее мощных факторов воздействия на лесообразовательный процесс, смену пород, динамику типов леса, изменяющих облик фитоценозов и ландшафтов. С лесоводственных позиций выделяют последствия пожаров, связанные с уничтожением и повреждением древостоев, нижних ярусов растительности, фауны, почвы. И.С. Мелехов (1983) указывал на воздействие лесных пожаров непосредственное, связанное с уничтожением или повреждением огнём компонентов лесных биогеоценозов, и косвенное, включающее после-пожарные изменения. По данным А.В. Тюрина (1925), в Брянском лесном массиве на протяжении XVIII ... XIX вв. после пожаров прошло несколько возобновительных волн самосева сосны. Современное лесовозобновление гарей изучено мало. Знание закономерностей нарушения пожарами лесных экосистем позволит восстановить их стабильность, ускорить освоение горельников, разработать методы борьбы с отрицательными последствиями пожаров.
Рекогносцировочное обследование горельников проведено в Ковшовском, Стяжновском лесничествах ФГУ «Брянский лесхоз» и Синезёрском лесничестве ФГУ «Навлинский лесхоз» на площади около 300 га. Согласно классификации И.С. Мелехова (1983), обнаружены валёжные и сухостойные горельники в типе лесорастительных условий (ТЛУ) В4, горельники с незначительным числом (менее 10%) жизнедеятельных деревьев из I яруса и полностью отмершими нижними ярусами растительности в ТЛУ В3, горельники с более значительным (более 10%) числом жизнедеятельных деревьев из I яруса и с отмершими нижними ярусами в ТЛУ Ai-2, В2, В2С2.
При обследовании валёжных и сухостойных горельников установлена приуроченность их к котловинным и западинным формам рельефа. Сплошь сгоревшие подстилка и гумус до минерализованных горизонтов почвы, вывал деревьев свидетельствуют о сильном низовом устойчивом пожаре. Пожары на этих участках возникали в конце лета 2002 г., когда лесной горючий материал после продолжительной засухи достиг минимальной влажности. Успешное возобновление берёзы пушистой и ивы козьей наблюдается в местах умеренно захламлённых, без валежника. В сильно захламлённых местах под валежником расположены окна воды. Растительный покров валёжных горельников ещё находится на ранних стадиях формирования лесного фитоценоза. На горельниках с незначительным (менее 10%) числом жизнедеятельных деревьев в ТЛУ В3 отсутствие валежа связано с относительно глубокой корневой системой сосны. Заболачивания территории не произошло. Отмечено обильное возобновление сосны и менее успешное возобновление берёзы. После пожара в ТЛУ А1-2, В2, В2С2 образовались горельники с
числом жизнедеятельных деревьев из I яруса более 10%, но с отмершими нижними ярусами. Наряду с возобновлением берёзы, наблюдается успешное возобновление сосны. Таким образом, интенсивность лесного пожара и класс горельника во многом зависят от типа лесорастительных условий насаждения.
Детальное обследование проведено на горельниках 2002 г. и нетронутых огнём (контрольных) площадях в одинаковых ТЛУ. Были изучены участки искусственных сосняков двух ТЛУ: А1-2 (допожарный тип леса лишайниково-вересковый) и В2 (бруснично-черничный); естественных сосняков трёх ТЛУ: В2С2 (орляковый), В3 (черничный), В4 (осоково-сфагновый).
Учёт подроста в сосняках, не пройденных пожаром, показал, что лесовозобновление под пологом искусственных сосновых насаждений в 16 раз меньше, чем под пологом сосняков естественного происхождения. В естественных сосняках количество соснового подроста уменьшалось с повышением влажности гигротопа от 2,53 тыс. шт./га в сосняке орляковом (ТЛУ В2С2) до 0,23 тыс. шт./га в сосняке осоково -сфагновом (ТЛУ В4). Независимо от происхождения сосняков, количество берёзового подроста увеличивалось с повышением влажности гигротопа от 0,03 тыс. шт./га в сосняке бруснично -черничном (ТЛУ В2) до 2,0 тыс. шт./га в сосняке осоково -сфагновом (ТЛУ В4). В сосняке лишайниково -вересковом (ТЛУ А1-2) берёзового подроста не обнаружено. Еловый и осиновый подрост присутствовал в сосняках орляковом, черничном и осоково -сфагновом. Количество елового подроста уменьшалось с понижением влажности гигротопа ТЛУ от 0,13 тыс. шт./га в сосняке орляковом (ТЛУ В2С2) до 0,03 тыс. шт./га в сосняке осоково -сфагновом (ТЛУ В4). Наибольшее количество осинового подроста отмечено в сосняке черничном (0,5 тыс. шт./га), наименьшее - в сосняке осоково-сфагновом (0,03 тыс. шт./га). Таким образом, в сосняках, не пройденных пожаром, возобновление неудовлетворительное. В сосняке орляковом требуются дополнительные меры по лесовосстановлению, включая частичное создание культур.
Изучение послепожарного естественного возобновления сосновых лесов показало, что начало возобновления наступает в первые 2 ... 3 года после пожара. В среднем, количество соснового подроста на горельниках в 53 раза выше, чем под пологом леса. В первоначальной динамике послепожарных сукцессионных процессов лесовосстановления преобладает берёза, так как в почве только её семена длительное время могут сохранять всхожесть. Меньшее количество особей осины после летне-осеннего пожара объясняется повреждением её отпрысков осенними заморозками. Отпрысков осины тем больше, чем меньше нарушенность подстилки и почвы. Отсутствие подроста ели на изучаемых горельниках связано со следующими причинами: источники обсеменения находятся на значительном удалении; сохранившиеся семена в первый год не проросли из -за высокой зольности верхних слоёв почвы, оказывающей ингибирующее действие. К началу второго вегетационного периода в почве жизнеспособных семян фактически не остаётся, так как они быстро теряют всхожесть. Кроме того, на минерализованной почве всходы страдают от заморозков и опала корневой шейки солнцем (Нестеров, 1954).
В разных ТЛУ интенсивность послепожарного естественного лесовозобновления значительно варьирует. На горельниках с числом жизнедеятельных деревьев из I яруса более 10% и с отмершим нижним ярусом (ТЛУ А1-2, В2, В2С2) сформи-
руются разновозрастные древостой. В первый послепожарный год лучшее возобновление произошло в ТЛУ В3 (9,8 тыс. шт./га). Здесь возобновление в 27 раз превышает площади, не тронутые огнём. В сухих и свежих условиях произрастания (ТЛУ А1-2, В2, В2С2) подавляющая часть самосева сосны (49 ... 62%) отмечена на второй год после пожара. В сырых условиях (ТЛУ В4), начиная со второго после-пожарного года, возобновление продолжается непрерывно, подрост приурочен к повышенным элементам рельефа и достигает 9,6 тыс. шт./га. Наиболее слабая жизнеспособность послепожарного возобновления сосны (средняя высота 20 см) наблюдается в сосняке орляковом из -за отрицательного влияния вейникового покрова. Наилучшее развитие самосев сосны получает в сосняке осоково -сфагновом (Н=30 см). Для объяснения данного явления требуются дальнейшие исследования.
Состояние и динамика живого напочвенного покрова играют индикаторную роль в оценке воздействия пирогенного фактора на природные экосистемы. В полевых условиях сделаны геоботанические описания фитоценозов и с помощью шкал Г. Элленберга, уточнённых А.Д. Булоховым (2004), проведена экологическая оценка лесорастительных условий изучаемых сосняков. Из шкал Г. Элленберга в данной работе использованы такие показатели, как отношение видов к влажности - В, реакции почвы - К, обеспеченности минеральным азотом - N и светочувствительность - С.
После пожара происходит свободное проникновение прямого солнечного света к поверхности почвы, поэтому в насаждениях, пройденных пожаром, доминируют растения со светочувствительностью на 0,6 балла выше. Тёмный цвет сгоревших участков способствует наибольшим перепадам температуры для оголённой поверхности почвы. Снижение транспирации напочвенным покровом и уплотнение почвы приводит к увеличению влажности её верхних горизонтов на 0,28 балла. На гарях в ТЛУ В4 ветровал деревьев способствует избыточному накоплению влаги в нанопонижениях. В первые послепожарные годы пиролиз лесных горючих материалов наземной группы изменяет реакцию почвенной среды, приближая её к щелочной на 0,78 балла по шкале Г. Элленберга. Это свидетельствует о глубоких изменениях в почвенном поглощающем комплексе. При сгорании лесных горючих материалов в почву поступает значительное количество зольных элементов, доступных для растений (Бобровский, 2004). На изученных пожарищах обеспеченность почвы минеральным азотом увеличилась на 1,0 балл.
Лесные пожары формируют особые «пироэкологические режимы», определяющие послепожарное формирование лесов и их динамику (Фуряев, 1977). Происходит активация биогеохимических циклов, повышение биологической активности, минерализационной способности и гидротермических условий почв, что создаёт благоприятные предпосылки для интенсивного лесовозобновления (Богородская, 2004).
Проведённые исследования показали: интенсивность лесного пожара и класс горельника во многом зависят от типа лесорастительных условий насаждения; лесные пожары создают благоприятные предпосылки для интенсивного лесовозобновления; начало лесовозобновления наступает в первые 2 ... 3 года после пожара; в первоначальной послепожарной динамике лесовосстановления преоблада-
ет берёза; в разных ТЛУ интенсивность послепожарного естественного лесовозобновления неодинакова.
Литература
1. Бобровский, М.В. Роль антропогенных факторов в формировании почв лесного пояса / М.В. Бобровский // Восточноевропейские ласа: История в голоцене и современность. - М.: Наука, 2004. - С. 403 - 417
2. Богородская, А.В. Развитие микробоценозов почв сосняков лишайниково-зеленомошных после пожаров разной интенсивности / А.В. Богородская // Человек и почва в XXI в. - Санкт-Петербург: Изд-во СпбГУ, 2004. - С. 156 - 157.
3. Булохов, А.Д. Фитоиндикация и её практическое применение / А.Д. Булохов. - Брянск: Изд. БГУ, 2004. - 245 с.
4. Мелехов, И.С. Лесная пирология / И.С. Мелехов, С.И. Душа-Гудым. - М.: МЛТИ, 1983. -
60 с.
5. Нестеров, В.Г. Общее лесоводство / В.Г. Нестеров. - Москва, Ленинград, 1954. - 654 с.
6. Тюрин, А.В. Основы хозяйства в лесах. Опыт построения хозяйства по районам на основании исследований в Брянских лесах / А.В. Тюрин. - М.: Новая деревня, 1925. - 111 с.
7. Фуряев, В.В. Лесные пожары как экологический фактор формирования тайги / В.В. Фу-ряев // Проблема лесоведения Сибири. - М.: Наука, 1977. - С. 136 - 146.
