CC BY
20
УДК 630.0.431
ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ СВЕТЛОХВОЙНЫХ ЦЕНОЗОВ В УСЛОВИЯХ НИЗКОГОРНОГО РЕЛЬЕФА
Т.А. Матвеева, Е.О. Бакшеева
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» 660049 Красноярск, пр. Мира, 82; e-mail: [email protected]
Анализируется специфика пожарной опасности светлохвойных сообществ подтаежного высотно-поясного комплекса Восточного Саяна. Установлен уровень пожарной опасности весеннего, летнего и осеннего периодов пожароопасного сезона. Наряду с погодными условиями и фенологическим состоянием травяного покрова, определена трансформация загораемости насаждений орографическими факторами и полнотой древостоя.
Ключевые слова: подтаежный пояс, светлохвойные ценозы, травяной покров, рельеф, пожарная опасность
Specificity of fire danger light coniferous communities of a sub taiga the altitude-world complex of the Eastern Sayan is analyzed. Set the level of fire danger spring, summer and autumn period's fire season. Along with the weather conditions and pheno-logical state of the grassy cover, determined the transformation of forest fires stands by orographic factors and completeness of the stand.
Key words: a sub taiga belt, light coniferous coenoses, grassy cover, a relief, fire danger
ВВЕДЕНИЕ
Среди лесов предгорий Восточного Саяна можно выделить растительные ценозы, имеющие различный облик, видовой состав, структуру и экологию. Важную роль в этом разнообразии играет рельеф - крутизна и экспозиция склонов. Орографические факторы имеют большое значение в трансформации климата. Радиационный режим склонов южной экспозиции резко отличается от радиационного режима наклонных поверхностей противоположной географической ориентации. Следствием этого является формирование различных мезоклиматов на локальных участках в пределах однородного по общим природным условиям региона. Естественно, что на световых и теневых склонах пожарная опасность насаждений существенно различается.
В разнотравной серии типов леса пожарная опасность и горимость участков лесного фонда изменяются не только под влиянием метеорологических факторов, но и фенологического состояния растительности. На связь пожарного созревания лесных участков с периодом вегетации напочвенного покрова указывали в своих работах многие исследователи (Белов, 1976; Курбатский, Иванова, 1987; Фуряев, 1996 и др.).
В соответствии со сказанным, целью наших исследований явилось изучение особенностей пожарной опасности светлохвойных ценозов разнотравной серии типов леса, репрезентирующей лесной фонд района работ.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Экспериментальные полигоны расположены в Манско-Канском лесорастительном округе Восточно-Саянской провинции, на территории Дивногорского лесничества. Это подтаежный высотно-поясной комплекс (ВПК). Предварительно выполнен анализ гори-мости лесов района исследований и затем проведены огневые работы. Объектами наблюдений были спелые
сосново-лиственничные древостой разной полноты, III класса бонитета. Возобновление главных пород слабое. Подлесок редкий (сомкнутость 0,2-0,3), доминирующая роль принадлежит Spiraea media Franz Schmidt., Rosa acicularis Lindl., Sorbus sibirica Hedl. В хорошо развитом напочвенном покрове обилие видов лесного и лугового разнотравья. Подробное описание насаждений представлено нами ранее (Матвеева, Матвеев, 2008).
Пробные площади располагали как на ровных местоположениях, так и склонах разных экспозиций крутизной около 200. На таких склонах проявляется существенное различие радиационного и водного режимов, являющихся главными факторами, определяющими специфику пожарного созревания горючих материалов (Бакшеева и др., 2003).
Закладку и описание пробных площадей, таксацию древостоев осуществляли с учетом общепринятых методических указаний (Анучин, 1972; Сукачев, Зонн, 1961). Перед началом огневых работ брали образцы всех типов лесных горючих материалов (ЛГМ) для определения их влагосодержания. Непосредственно на участках вели наблюдения за погодой при помощи крыльчатого анемометра АСО-3, аспираци-онного психрометра Ассмана и осадкомеров. Одновременно осуществляли пробные зажигания горючих материалов на небольших площадках размером 2*1 м, окаймленных минерализованными полосами. Напочвенный покров зажигали с наветренной стороны, что позволяло воспроизводить элементарный участок фронтальной кромки низового пожара. Чтобы установить возможность распространения огня на лесном участке, работы выполняли в трех точках каждой пробной площади.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
Пожарное созревание горючих материалов в травяных типах леса во многом обусловлено развитием живого напочвенного покрова, образующего специ-
Т. А. Матвеева, Е.О. Бакшеева: Пожарная опасность светлохвойных ценозов в условиях низкогорного рельефа
фическую среду в приземном слое. Проведенный анализ публикаций по данному вопросу (Матвеева, 2007), свидетельствует о том, что сезонное развитие травостоя вносит ощутимые изменения в динамику пожарного созревания участков, и в какие-то периоды полностью устраняет возможность воспламенения фитомассы. В соответствии со сказанным, мы проследили влияние фенологического состояния нижнего яруса насаждения на загораемость напочвенных горючих материалов в течение четырех пожароопасных сезонов. Полученные материалы подтверждают ранее высказанное мнение (Главацкий, Матвеева, 2006) о
значительном влиянии на устранение пожарной опасности в сосново-лиственничных формациях подтаежного пояса, как сезонных изменений ценотических воздействий, так и погодных условий. Отмеченные факторы определяют состояние напочвенных горючих материалов, специфику пожарного созревания, а значит, лесоводственные и экологические последствия пожаров в лесных экосистемах.
Для детального исследования специфики пожарной опасности сезона в подтаежном ВПК, приведем некоторые ее показатели, полученные в результате экспериментальных работ (табл. 1).
Таблица 1 - Некоторые характеристики пожарной опасности светлохвойных лесов подтаежного ВПК
Место-положение, полнота древостоя
Весна
Лето
Осень
число доля по- число доля по- число дней доля по-
дней с жарно- дней с жарно- с пожар- жарно-
пожарной зрелых пожарной зрелых ной зрело- зрелых
зрелостью дней, % зрелостью дней, % стью дней, %
Число дней с пожарной зрелостью за сезон
Доля пожар-
но-зрелых дней в сезо-не,%
Ровное, низкая Ровное, высокая Южный склон Северный склон
23 21 27
15
45 41 53
29
12 8 20
18 12
30
6 4 10
19 13 32
41 33 57
23
28 23 40
16
6
9
2
6
Установлено, что общее число дней с пожарной зрелостью в отдельные периоды и сезон в целом больше на инсолируемых склонах, что согласуется с экспозиционной теплообеспеченностью местоположений (Поликарпов, Чебакова, Назимова, 1986). Следует отметить особенность, характерную для весеннего периода - количество дней с пожарной зрелостью на ровных участках и южных склонах не имеет существенных различий. Об этом свидетельствует и доля пожарнозрелых дней в общей продолжительности периода - 41-45 % в первом случае и 53 % - во втором.
Такое положение объясняется тем фактом, что высыхание горючих материалов, в отсутствие экранирующего и увлажняющего действия травяного
покрова, на начальном этапе роста растений, происходит достаточно равномерно. И, несмотря на более интенсивное протекание процесса десорбции влаги на световых склонах, по сравнению с ровными местообитаниями, различие в сроках пожарного созревания ЛГМ невелико. Диссонансом выступают лишь теневые склоны, где число пожароопасных дней, даже в самые напряженные месяцы, не превышает 15.
В летнее и осеннее время ситуация меняется, и продолжительность периода загораемости напочвенной органики на южных склонах возрастает относительно площадей с невыраженным рельефом. Данный факт мы связываем не только с различным температурным режимом местоположений, но и менее развитым напочвенным покровом из ксерофитного разнотравья, который в условиях поступления повышен-
ной дозы солнечной радиации под полог низкопол-нотных древостоев, не образует густого яруса. Естественно, скорость высыхания гигроскопических материалов на инсолируемой поверхности повышается. Таким образом, особенности флористического состава и видовая насыщенность растений нижнего яруса фитоценоза играют немаловажную роль в формировании специфики пирологического режима территории.
В качестве дополнительного параметра, характеризующего лесопожарную обстановку нижнего вы-сотно-поясного комплекса, был использован коэффициент пожарной опасности участков, рассчитанный по предлагаемой методике (Телицын, 1988), и включаемый в шкалы природной пожарной опасности по лесорастительным условиям (Матвеева, Матвеев, 2008). Коэффициент определяется как отношение числа дней в пожарнозрелом состоянии серии участков разных категорий (типов леса) к этому же показателю самого пожароопасного участка. Для подтаежного ВПК это южные склоны, коэффициент их пожарной опасности принят за единицу. Коэффициент иллюстрирует относительную оценку вероятности загорания травяных типов леса (табл. 2).
Анализ горимости лесов района исследований за последние 20 лет немного корректирует сроки прекращения пожаров в светлохвойных насаждениях разнотравной серии типов леса. Это является дополнительным аргументом, подтверждающим высказанное мнение о существенном влиянии на устранение пожарной опасности в сосново-лиственничных формациях подтаежного ВПК, как фенологического со-
стояния травяного покрова, так и погодных условий.
Таблица 2 - Коэффициенты пожарной опасности лесных участков
Местоположение
Период ровное (низкая полнота) ровное (высокая полнота) южный склон северный склон
Весна 0,85 0,78 1 0,56
Лето 0,60 0,40 1 0,30
Осень 0,60 0,40 1 0,20
Среднее за сезон 0,72 0,58 1 0,40
В июле под пологом зеленого травостоя прошлогодняя трава уже не представляет собой рыхлое образование, она слеживается, уплотняется и в теплой влажной среде начинается процесс разложения органики - опад постепенно превращается в подстилку. Как мы установили (Матвеева, 2007), масса травяной ветоши к этому времени существенно уменьшается, и изменяются ее пирологические свойства, снижающие вероятность загорания.
За 4 года наблюдений горение напочвенного покрова в июле отмечалось только в один сезон, но этому предшествовал длительный засушливый период, к концу которого показатель влажности достиг 3730 ед. В данном случае сгорела не только ветошь, но частично и подстилка. Однако состояние пожарной зрелости наступало лишь на склонах южной экспозиции и в меньшей степени в низкополнотных древостоях, произрастающих на ровных местоположениях.
Пожары, случившиеся в летний период, характеризуются, как правило, слабой интенсивностью горения и при своевременном принятии соответствующих мер быстро ликвидируются, не причиняя ощутимого вреда лесным насаждениям.
В августе влагосодержание травостоя снижается и начинается постепенное отмирание летнезеленых видов, усиливающееся в сентябре. Вместе с тем, достаточно обильные осадки в августе-сентябре (свыше 70-80 мм/месяц) и самая большая относительная влажность воздуха в эти месяцы - около 80 %, поддерживают вла-госодержание напочвенной органики на высоком уровне.
Полное отмирание травянистой растительности происходит поздней осенью и зачастую часть травостоя уходит под снег с еще зелеными листьями. Поэтому, на основании анализа горимости лесов и материалов опытных зажиганий можно констатировать, что осенний период пожароопасного сезона характеризуется низкой пожарной опасностью. В соответствии с этим, видимо не следует говорить о наличии осенней вспышки лесных пожаров в подтаежном ВПК светлохвойных лесов в районе исследований.
Но было бы неправильно утверждать, что загорания леса в конце сезона - явление весьма редкое. Статистические данные и наши наблюдения свидетельствуют о наличии осеннего пожароопасного периода.
ВЫВОДЫ
Изложенные материалы показывают, что самый напряженный пожарный период - весенний, его окон-
чание связано с фенологическим состоянием травяного покрова. Летний и осенний периоды характеризуются низкой пожарной опасностью, пожары, которые случаются в это время, не наносят ощутимого вреда растительному сообществу. Рельеф, даже в условиях низкогорья, создает большое разнообразие лесопо-жарной обстановки. Существенно корректирует специфику пожарной опасности лесных участков полнота растительного ценоза, связанная с плотностью древесного полога.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Анучин, Н.П. Лесная таксация / Н.П. Анучин. - М.: Лесн.
пром-ть, 1971. - 512 с. Бакшеева, Е.О. Влияние низовых пожаров на возобновление в среднетаежных лиственничниках Красноярского края / Е.О. Бакшеева, А.М. Матвеев, П.М. Матвеев [и др.]. -Красноярск: СибГТУ, 2003. - 194 с. Белов, С.В. Лесная пирология / С.В. Белов. - Л.: ЛТА, 1976.
- 65 с.
Главацкий, Г. Д. Пожарное созревание участков в травяных типах леса / Г. Д. Главацкий, Т. А. Матвеева // Охрана лесов от пожаров, лесовосстановление и лесопользование: сб. ст. - Красноярск: ФГУ «ВНИИПОМлесхоз», 2006. - С. 51-56. Курбатский, Н.П. Пожароопасность сосняков лесостепи и пути ее снижения / Н.П. Курбатский, Г.А. Иванова. -Красноярск: ИЛиД СО АН СССР им. В.Н. Сукачева, 1987. - 113 с.
Матвеева, Т. А. Роль пожаров в возобновлении светлохвой-ных лесов северо-западной части Восточного Саяна: ав-тореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.03.03 / Т.А. Матвеева.
- Красноярск: СибГТУ, 2007. - 20 с.
Матвеева, Т.А. Пожары в горных лесах средней и южной тайги / Т. А. Матвеева, А. М. Матвеев. - Красноярск: ДарМа, 2008. - 213 с. Мелехов, И. С. Лесная пирология / И. С. Мелехов, С. И. Ду-
ша-Гудым. - М.: МЛТИ, 1979. - Вып. II. - 80 с. Поликарпов, Н.П. Климат и горные леса Южной Сибири / Н.П. Поликарпов, Н.М. Чебакова, Д.И. Назимова. - Новосибирск: Наука, 1986. - 226 с. Сукачев, В. Н. Методические указания к изучению типов леса / В.Н. Сукачев, С.В. Зонн. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 144 с.
Телицын, Г.П. Лесные пожары, их предупреждение и тушение в Хабаровском крае / Г.П. Телицын. - Хабаровск: ДальНИИЛХ, 1988. - 93 с. Фуряев, В.В. Роль пожаров в процессе лесообразования / В.В. Фуряев. - Новосибирск: Наука, 1996. - 253 с.
Поступила в редакцию 12 марта 2012 г. Принята к печати 16 мая 2013 г.
