CC BY
48
ОТПАД ДЕРЕВЬЕВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОЖАРОВ В СОСНЯКАХ НИЖНЕГО ПРИАНГАРЬЯ
Сергей Викторович Жила
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/28, младший научный сотрудник лаборатории лесной пирологии, e-mail: getgain@mail.ru
В статье рассмотрены особенности отпада деревьев под воздействием пожара в сосняках Нижнего Приангарья. Основной отпад деревьев приходится на первые два-три года после пожара.
Ключевые слова: отпад деревьев, сосняки, пожар, интенсивность пожара, фитомасса.
THE TREE MORTALITY UNDER THE INFLUENCE OF FIRE SEVERITY IN SCOTS PINE FORESTS OF LOWER ANGARA REGION
Sergey V. Zhila
V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS, Academgorodok 50/28, Krasnoayrsk 660036, junior research associate of laboratory of forest fires, e-mail: getgain@mail.ru
The article describes the specifics of tree mortality under the influence of fire severity in Scots pine forests of Lower Angara region. It is found that the tree mortality to be the highest during the first two-three years following fire.
Key words: tree mortality, Scots pine forests, fire, fireline intensity, phytomass.
Введение
В настоящее время в России ежегодно возникают десятки тысяч лесных пожаров, площадь которых достигает миллионы гектар. Глобальное изменение климата может привести к увеличению частоты лесных пожаров, расширению области их распространения и, как следствие, к долгосрочной деградации лесорастительных условий (Kasischke et al., 1995; Stocks et al., 2002; Le Goff et al., 2008). Повреждения насаждений пожарами весьма многообразные, они включают образование нагара и подсушин, снижение прироста древесины и продуктивности древостоя и, весьма часто, заселение поврежденных деревьев энтомовредителями с последующим снижением товарного качества древесины. Наиболее существенным признаком повреждения древостоя является отпад деревьев (Исаев, Уткин, 1963). В зависимости от степени повреждения древостоя и его состава процесс распада имеет различную длительность по времени (Войнов, Софронов 1976). Светлохвойные насаждения составляют до 90 % от площади всех хвойных лесов Нижнего Приангарья (Жуков и др., 1969). До 60 % от общего количества лесных пожаров приходится на сосновые леса
(Korovin, 1996).
Целью данного исследования являлась оценка степени отпада деревьев под воздействием пожаров разной интенсивности в сосновых насаждениях Нижнего Приангарья.
Объекты и методика
Исследования проведены в южнотаежных сосняках, репрезентативных для лесов Нижнего Приангарья, сформированных на дерново-глубокоподзолистых почвах. Экспериментальные участки для натурно-модельных выжиганий
г г
площадью 4 га заложены в бассейна р. Ангары (58° 35 с.ш. и 98° 55 в.д.). Лесоводственно-таксационная характеристика участков приведена в таблице 1.
Таблица 1. Лесоводственно-таксационная характеристика сосняков на
экспериментальных участках
Номер участка Тип леса Состав, возраст Д ср, см Н ср, м Полнота Число стволов шт/га Подрост тыс. экз./га
1 Лишайниково- зеленомошный 10С (90) 24,0 18,5 0.9 384 72
2 Лишайниково- зеленомошный 10С (90) 26,1 22,0 0.7 354 41
3 Ольховниково- бруснично- зеленомошный 10С + Л (100) 32,0 21,8 0.6 250 20
4 Разнотравно- зеленомошный 10С + Л ед. Ос (120) 28,0 22,0 0.8 270 27
Сосняки лишайниково-зеленомошные занимают плоскую ровную ступень склона, пройдены пожаром более 80 лет назад (в 1922 году). Поверхность участков с хорошо выраженным рельефом. Локальный рельеф образован старыми вывалами и небольшим количеством валежа разной степени деструкции. Подлесок представлен ивой козьей, шиповником и рябиной. В напочвенном покрове преобладает бруснично-зеленомошно-лишайниковая растительность. Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса зависит от сомкнутости и варьирует от 30 до 80 %, с доминированием брусники, черники и багульника. Моховой покров до 100 %, с преобладанием Р1виго1шт schreberi. Проективное покрытие лишайников - 40 %, с доминированием лишайников разных видов рода С1а^та rangiferina.
Сосняки разнотравно-зеленомошные занимают пологий склон, пройдены пожаром более 60 лет назад (в 1948 году). Поверхность участков ровная, микрорельеф не выражен, локальный рельеф образован в основном старыми вывалами и древесным валежом. Подлесок густой с полнотой 0.8-0.9, образует ярус высотой в среднем до 3.5 м, доминирует ольховник, единично рябина, ива козья, жимолость, шиповник, спирея. В травяно-кустарничковом ярусе доминирует мелкотравье. Моховой покров хорошо развит, высота 5-7 см, общее проективное покрытие до 100 %, доминирует Р1еию2тт schreberi. Проективное покрытие лишайников - менее 1 % с преобладанием С1а^та rangiferinа.
Оценка отпада деревьев проводилась по методике, основанной на методе квадратов исходящих из одной центральной точки (Cottam, Curtis, 1956; Conard et al., 2004). На каждом экспериментальном участке была заложена сеть базовых точек 25 х 25 м. На каждой точке брали по четыре дерева расположенных вблизи точки. У каждого выбранного дерева замеряли высоту, диаметр на высоте 1.3 м, высоту до живой кроны, а также высоту нагара, степень пожелтения крон и их жизнеспособность, а также степень заселения насекомыми.
В 2002-2003 гг. в рамках российско-американского проекта на сосновых участках были проведены эксперименты по натурному моделированию поведения пожара. Эксперимент представлял собой контролируемое выжигание, при которым кромка горения распространялась по ветру. Во время эксперимента использовали стандартные методики измерения скорости распространения пожара и его тепловых характеристик (McRae et al., 1979; В1апк, Simard, 1983). Интенсивность пожара определялась исходя из теплотворной способности горючего материала, сгоревшего запаса и скорости распространения кромки огня (Byram, 1959). На экспериментальных участках развились низовые пожары разной интенсивности, которые характерны для светлохвойных насаждений Средней Сибири. На участке № 2 наблюдался высокоинтенсивный низовой пожар с переходом в верховой (табл. 2).
Ежегодно после экспериментов проводился перечет деревьев. Отпад деревьев определялся в % от их общего числа на участке.
Результаты исследования
Анализ отпада деревьев до пожара показал, что в сосняках естественный отпад деревьев не превышает 10 % от их общего количества (табл. 2). После воздействия пожара низкой и средней интенсивности отпад деревьев варьировал от 5 до 9 % в первый год, тогда как после высокоинтенсивного он достигал 55 %. В последующие годы отпад деревьев увеличился и спустя три года был равен 17-22 % при пожаре низкой и средней интенсивности, при высокоинтенсивном пожаре этот показатель составил 62 %. На первые два-три года после пожаров приходится основной отпад деревьев.
Таблица 2. Отпад деревьев в сосняках, % от общего числа деревьев
Номер участка Интенсивность пожара, (кВт/м)* До пожара Время после пожара, лет
1 2 3 4 5
1 Средняя (3195) 5 9 20 22 22 22
2 Высокая (4876) 10 55 62 62 62 62
3 Низкая (868) 3 8 12 15 16 17
4 Низкая (924) 2 5 11 11 11 11
по M
cRae et al., 2006
*
Распределение отпада деревьев по ступеням толщины на третий год после пожара приведены на рисунке 1. Основной отпад деревьев в сосняках приходился на 12 и 20 см ступени толщины.
а)
б)
14
12
10
8
6
4
2
0
8 12 16 20 24 28 32 40
Ступень толщины, см
^ 14
в , 12
CQ
3 10
П П п
8 12 16 20 24 28 32 40
Ступень толщины, см
Рис. 1. Отпад деревьев по ступеням толщины, (%) после пожаров высокой (а) и
средней (б) интенсивности
8
ц. 6
4
4
Заключение
В сосняках Нижнего Приангарья естественный отпад деревьев варьирует от 2 до 10 %. После пирогенного воздействия отпад деревьев составил от 11 до 17 % при низкоинтенсивном, до 22 % при среднеинтенсивном и до 62 % при высокоинтенсивном пожарах. Основной отпад деревьев приходится на первые два-три года после пожара.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Войнов Г.С., Софронов М. А. Прогнозирование отпада в древостое после низовых пожаров // Современные исследования типологии и пирологиилеса. - Архангельск: изд-во Архангельского института леса и лесохимии, 1976. - С. 115 - 121.
2. Жуков А.Б., Коротков И.А., Кутафьев В.П., Назимова Д.И., Савин С.П.,
Черебникова Ю.С. Леса Красноярского Края // Леса СССР. - М.: Наука, 1969. - С. 248 - 320.
3. Иванова Г.А. Зонально-экологические особенности лесных пожаров в сосняках Средней Сибири // Автореферат на соискание ученой степени доктора биологических наук, Красноярск, Институт леса СО РАН, 2005. - 40 с.
4. Исаев А.С., Уткин А.И. Низовые пожары в лиственничных лесах Восточной Сибири и значение стволовых вредителей в послепожарном состоянии древостоя // Защита лесов Сибири от насекомых вредителей. - М.: Изд-во АН СССР. - 1963. - С. 34 - 58.
5. Blank R.W., Simard A.J. An Electronic Timer for Measuring Spread Rates of Wildland Fires. USDA FS, North Central For. Exp. Sta., St. Pauls, MN, Res. Note NC-304. - 1983.
6. Byram, G.M. Forest fire control and use // New York, Toronto, London, McGrow-Hill Book Co. - 1959. - Р. 61 - 89.
7. ^nard S.G., Tsvetkov P.A., Ivanova G.A., McRae D.J. Impacts of Fire Severity and Fire Behavior on Mortality of Pinus sylvestris in Pine Forests of Central Siberia // Climate Disturbance Interactions in Boreal Forest Ecosystems, IBFRA 12-th Annual Scientific Conference 3-6 May 2004, Alaska, USA. - 2004. - 54 p.
8. Cottam G., Curtis J.T. The use of distance measures in phytosociological sampling // Ecol. - 1956. - № 37. - P 451 - 460.
9. Kasischke E.S., Christensen N.L., Stocks B.J. Fire, global warming, and the carbon balance of boreal forests. Ecol. Appl. - 1995. - Vol. 5. - P. 437 - 451.
10. Korovin G.N. Analysis of the Distribution of Forest Fires in Russia // Fire in Ecosystems of Boreal Eurasia. Dordrecht / Boston / London: Kluwer Academic Publishers. - 1996. - P. 112 -128.
11. Le Goff H., Girardin M.P., Flannigan M.D., Bergeron Y. Dendroclimatic inference of wildfire activity in Quebec over the 20th century and implications for natural disturbance-based
forest management at the northern limit of the commercial forest // International Journal of Wildland Fire. - 2008. - № 17. - P. 348 - 362.
12. McRae D.J., Alexander M.E, Stocks B.J. Measurement and description of fuels and fire behavior on prescribed burns: a hand-book // Rep. O-X-287. - Sault Ste. Marie, Ontario: Environ. Can., Can. For. Serv., Great Lakes For. Res. Cent., - 1979. - 44 p.
13. McRae D.J. Variability of Fire Behavior Fire Effects and Emissions in Scotch Pine Forests of Central Siberia // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Cnange, 2006 - Vol. 11 №1. - Р. 45 - 74.
14. Stocks B.J., Mason J.A., Todd J.B., Bosch E.M., Wotton B.M. Future Area Burned in Canada // Climatic Change. - 2002. - № 72. - P. 1 - 16.
© C.B. Mma, 2012
