CC BY
109
Быков Е.В.
СРЕДООБРАЗУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ НИЗОВЫХ ПОЖАРОВ В СОСНЯКАХ
И ГНЕЗДЯЩИЕСЯ ПТИЦЫ
Bykov E. V.
ENVIRONMENTAL EFFECT OF GROUND FIRES IN PINE FORESTS
ON NESTING BIRDS
Ключевые слова: средообразующее воздействие, низовые пожары, гнездящиеся птицы, структура орнитофауны, экологические группы, пирогенная трансформация.
Keywords: environmental effect, ground fires, nesting birds, structure of avifauna, ecological groups, pyrogenic transformation.
Аннотация
Описывается влияние низовых пожаров в сосновых лесах на гнездящихся птиц. Показана зависимость изменения плотности населения гнездящихся птиц от плотности произрастания растений. Выявлено воздействие пожаров в лесах на структуру гнездовой орнитофауны. Выделены группы гнездящихся птиц, наиболее чувствительные к пирогенной трансформации среды обитания. Приведены рекомендации по оптимизации ситуации в подверженных пожарам местах.
Abstract
The article is devoted to the effect of ground fires in pine forests on nesting birds. It also deals with the dependency of changes in degree of crowding of nesting birds on density of plant growth. We revealed the effect offires in forest on the structure of nesting avifauna; sorted out the groups of nesting birds are most sensitive to pyrogenic transformation of environment. We also argued for optimization of the situation in nonfireproof areas.
Введение
В лесостепной зоне низовые пожары представляют собой обычное природноантропогенное явление. Существующая пространственная и видовая структура экосистем сосновых лесов во многом определяется в той или иной степени регулярным воздействием пирогенного фактора. В пригородных лесах пожары случаются особенно часто, и их средообразующее воздействие наиболее заметно.
Целью данного исследования было выяснение реакций гнездовой орнитофауны старых сосновых лесов на средообразующее воздействие локальных низовых пожаров. Исследования проводились в гнездовой период 1989-2008 годов в сосновых лесах Ставропольского лесничества. На трех участках закладывались и проходились маршруты по учету численности гнездящихся птиц по стандартным методикам. Первый участок не подвергался воздействию низовых пожаров по крайней мере в течение последних 30 лет. На втором участке последний пожар произошел недавно (за два года до проведения исследования). На третьем участке последний низовой пожар имел место не менее, чем за 15 лет до проведения учетных работ. Всего было проведено 24 разовых учета. На участках так же проводилось описание состояния растительности. Всего было сделано и 15 описаний. Размер исследованных участков был примерно одинаков и составлял 160 000 -180 000 м2.
Результаты работы
Прямым следствием низовых пожаров в сосновых лесах являются изменения в нижних ярусах. Среди представителей растений нижних ярусов наиболее уязвимыми к воздействию даже локальных низовых возгораний оказываются кустарники и подрост. Кустарники гибнут вследствие пожара сразу и почти полностью, лишь иногда сохраняются единичные угнетенные экземпляры. Пожар, охватывая практически всю крону кустарников, способствует быстрой их гибели и последующему выпадению. Архитектоника строения кроны молодого подроста, незначительная толщина коры так же способствует их хорошей горимости и как следствие - быстрой гибели и выпадению из состава яруса. Средневозрастные деревья лиственных пород погибают не сразу. Их крона от низовых пожаров страдает мало. Однако тонкая кора прогорает, что угнетает растения и приводит, в конечном счете, к их гибели в течение нескольких лет и последующему выпадению из состава древостоя.
На растительных площадках изучалась плотность произрастания растений разных ярусов на каждом из сравниваемых участков. Плотность произрастания растений первого яруса (сосен) была примерно одинакова. Аналогичный показатель по кустарниковому ярусу и подросту сильно различался по участкам (таблица 1)
Таблица 1- Плотность произрастания кустарника и подроста по участкам леса
Растительность Плотность произрастания, экземпляров на 1 га по участкам леса
Не горевшем Недавно горевшем Давно горевшем
Кустарник 2568,8 187,2 4835,2
Подрост 267,8 4,8 139,2
В результате отхода кустарника и подроста лес осветляется. Погибшие лесные виды травянистых растений заменяются опушечными и луговыми видами. Особенно большое развитие получают злаки. Плотность произрастания травянистых растений быстро восстанавливается до исходной, а затем начинает ее превышать. В частности если на не горевшем участке исходная плотность произрастания травянистых растений
составляла в среднем 18,3 побега на 1 м , то на недавно горевшем этот показатель
2 2 достигал 63,2 побега на 1 м , а на давно горевшем - 102,4 побега на 1 м .
Постепенно на горевших участках сосняков вновь развивается кустарниковый ярус и подрост. Кустарники в условиях хорошей освещенности особенно быстро восстанавливают и увеличивают плотность произрастания, которая может на начальных этапах восстановления даже превышать исходную. В светлых сосновых лесах после пожара происходит некоторая трансформация видового состава кустарниковой растительности. Вследствие осветления увеличивается представительство светолюбивых видов и видов, распространяемых птицами. В частности, в горевших лесах появляются в большом количестве вишни (степная и войлочная), бересклет бородавчатый, рябина. Подрост восстанавливается не так быстро и даже на давно горевший участках его плотность произрастания уступает таковой на не горевших.
Пирогенная трансформация сосновых лесов неизбежно сказывается на обитающих здесь животных. В изменившихся условиях меняется численность и плотность населения гнездящихся птиц (рисунок 1).
іштах і єн сіеи ‘яюонюии
давно
НИХ и средних ярусов
Рисунок 1. Плотность населения различных экологических групп гнездящихся птиц
по участкам леса
Как видно из приведенных на рисунке данных наиболее заметно меняется не столько общая плотность населения, сколько плотность населения отдельных экологических групп гнездящихся птиц. По результатам проведенного исследования наименее зависимой от пирогенной трансформации условий обитания оказалась группа птиц, гнездящихся открыто в верхних и средних ярусах сосновых лесов. Плотность по этой группе менялась в зависимости от степени пирогенной трансформированности лесного участка очень незначительно. Напротив, открытогнездящиеся виды нижних ярусов оказались наиболее зависимы от средообразующего воздействия локальных низовых возгораний. Плотность населения по данной экологической группе гнездящихся птиц, на участках в разной измененных низовыми пожарами различалась в два раза.
При анализе изменений структуры населения гнездящихся птиц оказывается, что процентные соотношения групп птиц по плотности населения на участках, в разной степени трансформированных низовыми пожарами, различны (рисунок 2). Наиболее заметное воздействие последствия пожаров оказали на общую плотность гнездящихся птиц нижних ярусов и дуплогнездников. Участие птиц, предпочитающих гнездиться открыто в верхних и средних ярусах леса, в общей плотности населения оказалось примерно одинаковым и стабильно высоким на всех исследуемых участках соснового леса.
При анализе доли участия по плотности населения у открытогнездящихся птиц нижних ярусов сосновых лесов, оказалось, что низовой пожар сначала создает для них негативный средообразующий эффект и доля участия данной группы, как и ее плотность населения, снижаются. Однако затем, при частичном восстановлении растительности, доля участия по плотности по этой группе птиц растет. В давно горевших лесах птицы нижних ярусов, гнездящиеся открыто, преобладают по численности относительно других экологических групп.
их]
12С 1(С 8 Г 6Т 4 Г 2Т
ГІ
Не горёвцтвший'ввдвнжй Участок леса
ытогнездящиеся вер упппгнеядники_______
о
45 -|
40 --
35 --
30 --
25 --
к е; о сс 20 --
15 --
10 --
5 --
0 --
39,7
41,4
42,5
36,7г
І23.6
24,5
34,1
139,3
18,2
Не горевший
Горевший недавно Участок леса
Горевший давно
□ открытогнездящиеся нижних ярусов
□ открытогнездящиеся верхих и средних ярусов
□ дуплогнездники
Рисунок 2. Соотношение различных групп птиц по плотности населения Еще более значительным в давно горевших сосновых лесах оказалось относительное видовое представительство открытогнездящихся птиц нижних ярусов (рис 3). У птиц, предпочитающих гнездиться открыто в верхних и средних ярусах леса, доля участия по числу видов оказалась наиболее стабильной. На участках, в разной степени трансформированных низовыми пожарами, вклад данной группы в видовой состав гнездовой орнитофауны примерно одинаков, хотя и не так высок, как их вклад в общую плотность населения.
50 -|
45 --
40 --
35 --
V? О4 30 --
ОС с о С[ 25 -20 --
15 --
10 --
5 --
0 --
46,8
-42-
-42А-
28,3
29,7
29 28,6
30,5
22,7
Не горевший
Горевший недавно Участок леса
Горевший давно
□ открытогнездящиеся нижних ярусов
□ открытогнездящиеся верхних и средних ярусов
□ дуплогнездники
Рисунок 3. Соотношение различных групп птиц по числу видов Экологическая группа птиц, гнездящихся открыто в нижних ярусах леса, достаточно неоднородна по своим топическим и ценотическим предпочтениям. Здесь есть и виды, гнездящиеся преимущественно на земле, и виды, предпочитающие гнездиться в кустах и подросте невысоко над землей. Доля их участия в составе гнездовой орнитофауны оказалась неодинакова для участков в разной степени измененных воздействием пожаров (рисунок 4). Как видно из приведенных на рисунке 4 данных, в недавно горевших лесах, вследствие угнетения и гибели почти всего кустарника и подроста полностью отсутствуют гнездящиеся в
кустах и подросте представители нижних ярусов, такие как славки, сорокопут жулан, чечевица.
40
35
30
£ 25
£ 20 О
с[ 15 10 5
25,3
11,4
24,6
0
36,8
5,7
Не горевший
Горевший недавно
Участок леса
Горевший
давно
□ наземногнездящиеся
□ кустарниковогнездящиеся
0
Рисунок 4. Доля участия открытогнездящихся птиц нижних ярусов по плотности населения Доля участия по плотности населения у птиц, гнездящихся на земле, после пожара не изменяется. Убыль данного показателя по группе птиц, гнездящихся открыто в нижних ярусах леса, идет исключительно за счет исчезновения из недавно горевших лесов кустарниковых птиц. В дальнейшем по мере восстановления кустарникового яруса и подроста доля участия птиц нижних ярусов по плотности населения растет, но все равно в большей степени за счет наземногнездящихся видов.
Изменяющиеся в процессе восстановления кустарниковой растительности и частично подроста условия, тем не менее, благоприятствуют видам нижних ярусов, гнездящимся в кустах и подросте. Видов птиц, предпочитающих гнездиться открыто, невысоко над землей в сосновых лесах через 15 лет после пожара становится больше (рисунок 5). Восстановление их доли участия по плотности населения в давно горевших лесах просто не успевает за ростом их относительного видового представительства.
40
35
30
^ 25
£ 20 О
^ 15 10 5 0
34
""3ТГ8"
29
10,2
0
Т28-
Не горевший
Горевший
недавно
Участок леса
Горевший давно
□ наземногнездящиеся
□ кустарниковогнездящиеся
Рисунок 5. Доля участия открытогнездящихся птиц нижних ярусов по числу видов
Наиболее заметным результатом пирогенного воздействия на лесные экосистемы является увеличение их открытости. Подобное антропогенное увеличение открытости может быть и результатом рекреационного воздействия, воздействия выпаса, последствиями выбросов. Это неизбежно сказывается на соотношении в составе гнездовой орнитофауны видов сомкнутых древостоев и видов, предпочитающих осветленные, разреженные леса, то есть на соотношении лесных и опушечно-редколесных видов. Воздействие пожаров, как и другие виды антропогенного воздействия на леса, изменяет условия обитания в них в сторону, благоприятную для синантропных видов. Многие из этих видов являются по своим топическим предпочтениям видами опушечноредколесной группы, которым благоприятно осветление и разреживание лесов. В сосновых лесах после пожаров растет доля участия по плотности населения как по группе синантропов, так и по опушечно-редколесной группе гнездящихся птиц (рисунок 6).
60
50
о 40
е; 30
к
с;
о
а
20
10
0
48,3
44,2
25
7,9
3,2 1
Не горевший Горевший Горевший давно
недавно
Участок леса
□ Опушечно-редколесные виды
□ Синантропные виды
Рисунок 6. Доля участия по плотности населения опушечно-редколесных
и синантропных видов При этом растет относительное видовое представительство и синантропов, и птиц, предпочитающих разреженные леса (рисунок 7).
70 1
60 -
50 -
чО
40 -
к с о сі 30 -
20 -
10 -
0 -
“43ТТ
-54-
-545-
9,4
65,9
11,1
Не горевший Горевший Горевший давно
недавно
Участок леса
□ Опушечно-редколесные виды
□ Синантропные виды
Рисунок 7. Доля участия по числу видов по опушечно-редколесной и синантропной группам
Заключение
Таким образом, средообразующее воздействие низовых пожаров, затрагивая прежде всего нижние ярусы сосновых экосистем, сказывается на самых разнообразных экологических группах гнездящихся птиц. При этом меняющиеся условия (увеличение разреженности на уровне кустарникового яруса и подроста, увеличение освещенности, увеличение густоты травяного покрова) оказываются наиболее привлекательными с одной стороны для представителей группы птиц, гнездящихся открыто в нижних ярусах, с другой стороны - для видов, предпочитающих разреженные и осветленные древостои. Сосновые леса через 15 лет после пожара, даже после частичного восстановления подроста и более интенсивного, чем в не горелых сосновых лесах развития кустарника оказываются более удобными для гнездования птиц опушечно-редколесной группы, чем не подверженные пожарам леса или леса, в которых низовые возгорания были недавно.
