CC BY
30
УДК 630*187:582.475:630*439(470.13-924.82)
САНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ СОСНЯКОВ ПОСЛЕ ПОЖАРА В СРЕДНЕЙ ПОДЗОНЕ ТАЙГИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
© 2015 М.Н. Ковалев
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, г. Сыктывкар
Поступила в редакцию 28.04.2015
В данной статье проведен анализ санитарного состояния чистых сосновых насаждений, на следующий после пожара год в средней подзоне тайги Республики Коми.
Ключевые слова: санитарное состояние, сосновые леса, лесные пожары, средняя подзона тайги.
Санитарное состояние насаждений - это ключевой показатель, определяющий выбор системы лесопользования в древостоях, поврежденных пожарами. В связи с этим для практической деятельности важной задачей является получение информации о последующих изменениях жизненного состояния древостоев в ближайшее время после пожара [1]. В Республике Коми, санитарное состояние насаждений после пожаров практически не изучено. Имеющиеся публикации связаны с изложением общих вопросов лесной пирологии и исследованием процессов лесовозобновления [2, 3]. Пройденные пожарами леса средней подзоны тайги Республики Коми характеризуются преобладанием сосновых насаждений. Около 38 % площади таких насаждений представлено чистыми сосняками [4]. В данной работе выполнен комплексный анализ санитарного состояния чистых сосняков на следующий после пожара год.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевые работы проводились в июле 2014 г. в Усть-Куломском районе Республики Коми. В 2013 г. пожаром был пройден лесной массив, преимущественно представленный сосняками лишайниковыми. Общая площадь насаждений, пройденных пожаром, около 400 га. При натурном обследовании гарей закладывалась прямоугольная пробная площадь размером 0.25 га, заложено 5 пробных площадей. Все сухие и живые деревья на пробных площадях нумеровали. У каждого дерева измеряли с точностью до 1 см диаметр ствола на высоте 1.3 м. У деревьев с крайними и средними значениями диаметров измеряли высоту и брали керны на высоте корневой шейки. Для каждого дерева устанавливали категорию санитарного состояния: 1 - без признаков ослабления, 2 - ослабленные, 3 сильно ослабленные, 4 - усыхающие, 5 - свежий сухостой, 6 - старый сухостой [5]. Ветровальные и бурелом-
Ковалев Максим Николаевич, аспирант отдела лесобио-логических проблем Севера. E-mail: [email protected]
ные деревья учитывали отдельно и относили к следующим категориям: 7 - свежий ветровал, 8 -старый ветровал, 9 - свежий бурелом, 10 - старый бурелом. Для каждого дерева выполняли описание признаков ослабления и повреждения, такие как: усыхание ветвей различной степени, ожоги (корневых лап, корневой шейки, ствола, кроны), наличие плодовых тел грибов, заселенность насекомыми-вредителями, сухобочины и подсуши-ны, морозобойные трещины и другие признаки ослабления. Общее количество деревьев сосны обыкновенной на 5 пробных площадях - 1207 штук. Высоту нагара по стволу определяли с использованием вешки и делили на 3 группы до 0.5 м, от 0.5 до 1.5 м, более 1.5 м. Средневзвешенная категория состояния насаждений на опытных участках рассчитывалась по формуле:
Кср. = (Р1хК1+ Р2хК2+ Р3хК3+ Р4хК4+ +Р5хК5)/100, где Кср. - средневзвешенная величина состояния породы, Р1-5 - доля каждой категории состояния в процентах, К1-5 - индекс категории состояния дерева (1 - здоровое, 2 - ослабленное, 3 - сильно ослабленное, 4 - усыхающее, 5 - свежий и старый сухостой, ветровал, бурелом).
Для получения характеристики вариативности распределения деревьев по категориям состояния на опытных участках рассчитывался коэффициент изменчивости согласно формуле:
С = —100; М
где С - коэффициент изменчивости, — - среднее квадратичное отклонение, М - среднее значение категории состояния.
К послепожарному отпаду относили деревья категорий состояния усыхающее, свежий сухостой, свежий ветровал, свежий бурелом.
Таксационная характеристика древосто-ев, средневзвешенная категория состояния древостоев и доля деревьев с максимальным нагаром на пробных площадях представлены в табл.1.
Таблица 1. Характеристика насаждений на опытных участках
№ Характеристика древостоев элементов леса Характеристика ярусов Характеристика насаждения Средневзвешенная категория состояния Коэф -фици-ент изменчивости КС , % Доля деревь-
проб -ной площади Элемент леса Б, см Н, м А, лет Густота, шт/га Абсо лют-ная полнота, м2/га Запас, м3/га Состав Высота, м Абсолютная полнота, м2/га Полнота относительная Запас м3/га Кл. возраста Кл. бо-ни-те-та Тип леса ев с нага -ром более 1.5 м, %
9 С 15.1 15.3 100 816 17.56 136 10С 15.3 17.56 0.6 136 5 5 Слиш 4.99 1.9 100
10 С 16.8 16.3 100 1116 28.32 246 10С 16.3 28.32 0.9 246 5 4 Сбр 2.15 54.3 91.3
11 С 20.2 18.7 90 752 26.32 234 10С 18.7 26.32 0.7 234 5 3 Сбр 2.63 69.1 70.5
12 С 18.6 13.9 90 460 16.16 119 10С 13.9 16.16 0.6 119 5 5 Слиш 4.18 16.8 100
13 С 14.7 14.0 100 1416 27.48 197 10С 14.0 27.48 0.9 197 5 5 Сдм 1.45 93.5 0
Примечание: на всех пробных площадях преобладающая порода - сосна, насаждения чистые по составу, простые (одноярусные) по форме.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На обследованных опытных участках преобладали деревья с высотой нагара более 1.5 м, напочвенный покров выгорел полностью, за исключением пробной площади № 13, где интенсивность повреждения огнем характеризовалось преобладанием деревьев с высотой нагара до 0.5 м, а напочвенный покров сохранился частично и был представлен мозаично багульником и единично брусникой, черникой. Согласно А. В. Тюрину (цит. по Гусеву И.И. [6]) изменчивость категорий санитарного состояния на пробах характеризуется как малая на пробной площади № 9, средняя на пробной площади № 12 и большая на пробных площадях № 10, 11, 13.
Одним из факторов регулирующих величину послепожарного отмирания деревьев является диаметр [7]. Зависимость доли отпада от толщины деревьев показана на рис. 1.
В нашем исследовании уменьшение доли отпада деревьев сосны с увеличением диаметра достоверно и подтверждается коэффициентом корреляции R = -0.93 = 0,87) при расчете данных до 28 см (Рис. 1).
Степень повреждения древостоя, зависит также и от силы пожара, надежным диагностическим признаком которого является высота нагара по стволу [8]. Взаимосвязь между долей отпада и видом повреждения показана на рис. 2.
Увеличение высоты нагара приводит к большей доле не выживших деревьев (рис. 2). Однако, в случаях не полной поврежденности огнем ствола по окружности, даже при высоте нагара более 1.5 м не выживших деревьев значительно меньше, чем при повреждении ствола огнем по всей окружности. Так, при высоте нагара 0.5-1.5 м доля отпада составляет 3.4% при повреждении огнем менее половины окружности ствола и 11.6% при повреждении огнем более половины окружности ствола. При высоте нагара более 1.5 м доля отпада составляет 6.3% при ожоге менее половины окружности ствола и 41.8% при ожоге более половины окружности ствола. Подробные данные о распределении отпада по ступеням толщины в зависимости от вида повреждения огнем представлены в табл. 2.
При всех видах повреждения сохраняется тенденция к большей доле не выживших деревьев при меньших ступенях толщины.
90 80 ^ 70 60 50 40 30 20 10 0
я
«
я а н о
к
ч
о
■V
у = -33,361Пх) + 129,67
R= -0.93
0 4 8 12 16 20 24 28 32 Ступень толщины, см
Рис. 1. Зависимость доли отпада от диаметра
Рис. 2. Изменение доли отпада деревьев сосны в зависимости от вида повреждения: а - при ожоге менее половины окружности ствола, б - при ожоге более половины окружности ствола
о4
я
«
Л
а н о
к
ч
о
70 60 50 40 30 20 10 0
а
от запаса, м3 от количества, шт
-т-
-Т-
"Т"
ожог высота высота высота шейки нагара до нагара 0.5 - нагара
0.5 м 1.5 м более 1.5 м Вид повреждения
от запаса, м3
от количества, шт
ожог шеики высота высота высота нагара до нагара 0.5 - нагара 0.5 м 1.5 м более 1.5 м
Вид повреждения
Исследованные участки характеризовались преобладанием деревьев с высотой нагара более 1.5 м (около 66 %), данные о динамике жизненного состояния деревьев с высотой нагара ствола более 1.5 м. представлены в табл. 3.
Ослабленность деревьев приводит к потере ими устойчивости и созданию наиболее благоприятных условий для развития насекомых, питающихся тканями такого растения. При определенных условиях в послепожарных насаждениях могут возникать вспышки массового размножения стволовых вредителей [9]. Зависимость доли деревьев с признаками повреждения стволовыми вредителями от вида повреждения огнем приведена на рис. 3.
Наиболее выраженная поврежденность деревьев стволовыми вредителями наблюдается при высоте нагара более 1.5 м по всей окружности ствола. В целом признаки повреждения стволо-
выми вредителями имели 11.1% деревьев от их общего количества и 14.1% от запаса. Поврежденность деревьев вредителями на опытных участках не равномерна и изменяется от 3.3 до 48.6%.
Часть деревьев (134 дерева) имели признаки антропогенного воздействия в виде - карр, длина карры преимущественно (95% от общего количества подсоченных деревьев) 1.2 м. Учитывая отсутствие коры на этих участках, можно предположить, что вероятность сильного повреждения камбия и как следствие резкого отмирания выше. Однако даже при полном повреждении огнем карры большинство подсоченных деревьев (около 70 %) сохранили жизнеспособность.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При высоте нагара более 1.5 м в чистых древостоях сосны коэффициент изменчивости
Таблица 2. Доля отпада по ступеням толщины в зависимости от вида повреждения огнем
Ожог шейки Высота нагара до 0.5 м <1/2* Высота нагара до 0.5 м Высота нагара 0.5-1.5 м <1/2 Высота нагара 0.5-1.5 м Высота нагара более 1.5 м <1/2 Высота нагара более 1.5 м
D, от M, от N, от M, от N, от M, от N, от M, от N, от M, от N, от M, от N, от M, от N,
см м3 шт. м3 шт. м3 шт. м3 шт. м3 шт. м3 шт. м3 шт.
4 0 0 0 0 69.68 57.14 100 100 100 100 0 0 100 100
8 0 0 7.69 7.69 4.36 4.44 0 0 55.86 54.55 0 0 95.03 95.26
12 0 0 5 5 6.29 5.71 0 0 35.08 33.33 40 40 77.17 78.57
16 0 0 5.63 5 9.68 9.09 15.92 15.38 6.09 5.88 0 0 61.97 64.23
20 0 0 0 0 5.64 5.88 0 0 19.11 18.18 10 10 38.64 40.29
24 0 0 25 25 0 0 0 0 0 0 0 0 29.91 31.51
28 0 0 0 0 26.52 25 0 0 0 0 0 0 28.19 31.25
32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 58.11 61.90
36 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 25.53 27.27
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18.21 20
44 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
*Здесь и далее «<1/2» - означает ожог менее половины окружности ствола, в остальных случаях ожог более половины окружности ствола
Таблица 3. Распределение запаса по категориям состояния при высоте нагара более 1.5 м, %
Категории санитарного состояния
D, см 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Итого %
4 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 100
8 0 0 0.7 0.87 94.17 4.27 0 0 0 0 100
12 0.95 7.61 11.42 6.66 70.51 2.85 0 0 0 0 100
16 6.05 22.47 6.05 4.32 57.65 2.591 0 0.86 0 0 100
20 17.05 25.78 17.79 9.26 29.38 0.74 0 0 0 0 100
24 22.51 33.51 7.04 2.81 27.09 2.81 0 4.22 0 0 100
28 32.94 23.06 12.53 5.29 22.89 3.29 0 0 0 0 100
32 5.36 20.45 16.08 8.74 49.37 0 0 0 0 0 100
36 10.64 29.79 25.53 8.51 17.02 0 0 0 0 8.51 100
40 22.68 0 59.11 18.21 0 0 0 0 0 0 100
44 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0 100
48 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 100
деревьев по категориям санитарного состояния варьирует от 1.9 до 69.1% и возрастает с увеличением среднего диаметра. Между долей отпада деревьев и их диаметром установлена тесная достоверная отрицательная связь ^ = -0.93; R001 = 0,87). Выраженное увеличение доли отпада деревьев сосны с увеличением высоты нагара наблюдается только в случае повреждения огнем по всей окружности ствола и изменяется от 7.39 до 41.77%. Доля деревьев с признаками повреждения стволовыми вредителями составляет 14.1% от общего количества деревьев, из них 80% - это деревья группы отпада.
1. Шубин Д. А., Залесов С.В. Послепожарный отпад деревьев в сосновых насаждениях приобского водоохранного сосново-березового лесохозяйствен-ного района Алтайского края // Аграрный вестник Урала № 5 (111), 2013. С. 39-41.
2. Пахучий В.В., Дробахин В.А. Лесная пирология [Текст] : учебное пособие для студентов направления бакалавриата 250100 «Лесное дело» и специальности 250201 «Лесное хозяйство» всех форм обучения. М-во образования и науки Рос. Федерации, Сыкт. Лесн. Ин-т (фил.) ФГБОУ ВПО С.- Петерб. Гос. лесотехн. ун-т им. С. М. Кирова, Каф. Лесного
25,00
20,00
£ 15,00
к
ч
о
ч:
10,00 5,00 0,00
19,65
4,11 4,08 3,13
0,00 ■ ■ ■ 1,36 1
ожог высота высота высота высота высота высота
шейки нагара до нагара до нагара 0.5 нагара 0.5 нагара нагара 0.5 м < 1/2 0.5 м -1.5 м -1.5 м более 1.5 более 1.5
<1/2 м <1/2 м
Вид повреждения огнем
Рис. 3. Доля деревьев с признаками повреждения стволовыми вредителями
3.
4.
5.
хозяйства. - Сыктывкар : СЛИ, 2013. - 60 с. Пахучий В.В., Пахучая Л.М., Поселянинов В.С. 6. Оценка естественного возобновления на гарях в Республике Коми // Безопасность жизнедеятельности № 811. С. 21-24. 7. Ковалев М.Н. Санитарное состояние сосновых дре-востоев после пожаров: методы исследования и результаты // Материалы докладов XXI Всероссийская молодежная научная конференция «Актуальные 8. проблемы биологии и экологии» (посвященная 70-летию А.И. Таскаева). Сыктывкар, 2014. С. 40-45. Руководство по проектированию, организации и ведению лесопатологического мониторинга: При- 9. каз Федерального Агентства Лесного Хозяйства от 29.12.2007 № 523 «Об утверждении методических
документов»
Гусев И.И. Моделирование экосистем: Учебное пособие. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2002. - 112 с.
Фуряев В.В., Фуряева Е.А. Пироэкологические свойства сосны обыкновенной в средней Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. XXV. № 1-2. С. 103-109.
Войнов Г.С., Софронов М.А. Прогнозирование отпада в древостое после низовых пожаров // Современные исследования типологии и пирологии леса. Архангельск: АИЛиЛХ, 1976.- С. 115-121. Мозолевская Е.Г., Семенкова И.Г., Беднова О.В. «Лесозащита»: учебник. М.: Издательский дом «Лесная промышленность», 2006, 368 стр., цв. вклейка.
SANITATION STATE OF PINE FORESTS AFTER WILDFIRE IN THE MIDDLE TAIGA SUBZONE OF KOMI REPUBLIC
© 2015 M.N. Kovalev
Institute of Biology of the Komi Science Centre of the Ural Division RAS
In this article we analyzed sanitation state of pure pine stands affected wildfire, which occurred one year ago. Keywords: sanitation state, pine forest, forest fire, middle taiga subzone
Maksim Kovalev, Graduate Student at the Northern Forest Biology Problems Department. E-mail: [email protected]
