CC BY
43
--------------------------------- © А.Н. Куприянов, Ю.А. Манаков,
2009
УДК 634.034
А.Н. Куприянов, Ю.А. Манаков
ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ГАРЯХ
На юге Алтайского края в 1997-1998 гг. сгорело более 140 тыс га. Отдельные очаги пожара достигали 20 тыс га и более. На месте крупных пожаров было организовано 4 мониторинговые полигонов в степной т лесостепной зонах в ленточных борах, верхнем и среднем Обских борах. В течении 10 лет проводятся исследования по восстановлению лесных экосистем. Основными препятствиями быстрого восстановления экосистем является постоянно увеличивающийся антропогенный фактор и глобальное потепление.
Ключевые слова: сосновые леса, пожары, мониторинг, восстановление экосистем.
'ИУ% атастрофические пожары 1997-1998 гг. в равнинных со--»\ сновых лесах Алтая обусловили необходимость проведения стационарных биологических и экологических исследований на месте крупномасштабных гарей. Наиболее сложными для восстановления лесных экосистем являются боры, находящиеся на границе распространения сосны в степной части. Здесь восстановление биоты происходит более медленно и сложно [1, 2, 3].
В 1998 году были заложены четыре мониторинговых полигона на крупноплощадных гарях для изучения восстановления растительного покрова, состояния почв и животного мира, расположенные в зоне сухой степи, в зоне степи и колочной степи, подзоне засушливой степи, Верхнем и Среднем Обских борах, относящихся к лесостепной зоне.
Полигон состоит из двух частей: гари и негорелого леса. Площадь каждого участка полигона - составляет около 100 га. Внутри полигона размещены пробные площади площадью 0.5 га. Внутри которых закладывались учетные площадки 1 м2 на которых проводились детальные учеты возобновления сосны и количества поселяющихся растений. Учет возобновления проводился на 50-200 учетных площадках в каждой пробной площади, учет количественного флористического состава на 100 учетных площадках (на каждой отмечался видовой состав, проективное покрытие) При количественном подсчете растений за единицу у моноцентрических ви-
дов (мелколепесник канадский, латук татарский) брались генеты, у полицентрических видов (вейник наземнфй, мятлики) раметы - единичные побеги. Изучалось лесовосстановление в различных экологических условиях.
Весовые учеты, а так же исследования, связанные с выкопкой растений, проводились за пределами пробных площадей.
Изучалось влияния лесного пожара на морфологию почв, механический состав, содержание гумуса, азота, фосфора и калия, величину рН, гидролитическую кислотность, емкость поглощения и содержание тяжелых металлов. Проводился мониторнинг гидрологического и теплового режимов. Температура измерялась в те же сроки, что и влажность, по трем элементам рельефа на гари и в контроле. Кроме того, выполнен суточный ход температур с измерениями через час. Проводилось измерение освещенности.
В результате устойчивого верхового пожара уничтожается горизонт А0 - лесная подстилка дерново-подзолистых почв; увеличивается в верхнем десятисантиметровом слое почвы содержание подвижных соединений кальция, магния, калия и фосфора; рН смещается из кислого диапазона (4,2 -5,0) в слабокислый или нейтральный (5,7 - 7,0); валовое содержание элементов питания (фосфора и калия) существенно не изменяется; отмечается повышенное содержание в лесной подстилке и её золе свинца (4 -5 ПДК), что связано с современным антропогенным накоплением; по другим тяжёлым металлам содержание ниже ПДК.
Влажность верхнего слоя почвы на гарях несколько выше, чем на нетронутых пожаром участках, что объясняется отсутствием расхода воды на транспирацию. В зоне степи и колочной степи на третий год после пожара происходит заболачивание гари, которое сохраняется уже 10 лет. Уровень грунтовых вод на выровненных участках находится на уровне 0.9 м, а в понижениях вода выходит на поверхность. Заболачивание приводит к перестройке всей экосистемы, в том числе и экотипа поселяющейся сосны.
Более весомой причиной ужесточения лесорастительных условий, нежели недостаток почвенной влаги, являются экстремально высокие летние температуры поверхности почвы. Максимум нагрева поверхности почвы приходится на 13-15 часов, т.е. продолжительность воздействия экстремально высоких температур в критически жаркие дни составляет 2-3 часа. В сухих и очень сухих ти-
пах лесорастительных условий иссушающее воздействие высоких температур часто обуславливает изначальный дефицит влаги.
Измерения освещённости в конусе полуденной тени деревьев (с наличием жизнеспособного подроста) и за пределами теневого пятна показали, что освещённость была в первом случае в среднем на 47% ниже, и пропорционально ниже температура поверхности почвы, в результате чего всходы выживают и образуют характерные куртины подроста в конусе полуденной тени старых деревьев. Следовательно, лесорастительные условия существенно улучшаются от умеренного затенения поверхности. На гарях затенение от древесного полога полностью отсутствует, эту функцию частично выполняет травянистая растительность.
Гари довольно быстро, за 2-3 года покрываются травянистой растительностью. Растительный покров свежих гарей формируется из глубоко стержне - и корневищных видов, сохранивших ростовые почки после пожара, а также из видов - анемохоров, налёт семян которых происходит за десятки километров. Травянистая растительность в условиях ленточных боров является конкурентом за влагу (хотя возможно и биохимическое воздействие, так называемая, аллелопатия), она более приспособлена к климатическим условиям сухих степей, и только высота и долговечность деревьев дают им возможность противостоять «агрессии» трав. Затеняя кронами поверхность земли, деревья угнетают травяной покров, лишая его света. Вместе с тем, роль травянистой растительности для лесовосстановления не однозначно отрицательна. Травянистая растительность гораздо быстрее, чем древесная, закрепляет поверхность от дефляции, что особенно важно на крупных гарях.
Экологические условия гари в зоне сухой степи отличаются жесткими экологическими условиями, при которых восстановление леса, как экосистемы, значительно затруднено. В связи с этим, лесовосстановление необходимо производить с учетом особенностей экологических условий, слагающихся на гарях.
Сосновые насаждения обладают высокой позиционной устойчивостью связанной со значительной биологической пожароустой-чивостью сосны и динамичностью лесовозобновительных процессов. Но в настоящее время с увеличением антропогенной нагрузки на лесные экосистемы, а так же глобальным потеплением межпо-жарный период постоянно сокращается. По мере накопления горю-
чего материала на месте крупноплощадных гарей возникают вторичные пожары, которые приводят к затормаживанию пирогенных сукцессий и ставят под угрозу само существование ленточных и приобских боров в недалеком будущем.
------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Куприянов А.Н., Трофимов И.Т., Заблоцкий В.И. и др. Восстановление лесных экосистем после пожара. - Кемерово.2003. - 259 с.
2. Куприянов А.Н., Стрельникова Т.О. Восстановление сосняка разнотравного после пожаров в Верхне-Обском бору // Пожары в лесных экосистемах Сибири: Мат. Всерос. конф., 17-19 сент., 2008 г., Красноярск. 2008. С. 155-157.
3. Куприянов А.Н., Стрельникова Т.О., Заблоцкий В.И. Мониторинговые ис-
следования восстановлениялесных экосистем после пожаров // Седьмое сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу. Мат. росс. конф. 8-10 окт. 2007. Томск. 2007. С.260-262. ЕШ ' '
Kuprijanov AN, Manakov Ju.A
THE ORGANISATION OF MONITORING RESEARCHES
ON BURNT LAND
In the south of Altay region in 1997-1998 has burnt down more than 140 thousand hectare. Separate seats of fire reached 20 thousand hectare and more. On a place of a burnout 4 monitoring ranges in steppe, forest-steppe zones in basic tape pine forests, in the tape, middle and top Obsky pine forests have been organised. In a current of 10 years researches on restoration of wood ecosystems are conducted. The basic obstacles of fast restoration of ecosystems is constantly increasing anthropogenic factor and global warming.
Key words: pine forests, fire, monitoring, restoration of ecosystems.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------
Куприянов Андрей Николаевич - доктор биологических наук, зав отд., E-mail: kupr-42@yandex. ru
Манаков Юрий Александрович - кандидат биологических наук, зав лабораторией фитомелиорафии, E-mail: kupr-42@yandex. ru Учреждение Российской Академии наук Институт экологии человека СО РАН, г. Кемерово.
