CC BY
95
18 СОЕ А
«»2,0
1,5
1,0
1§ Сравн
•2,5 -2.0 -1.5 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 1.5 2,0 2,5 _
Ч------1-----1-----1-----1-----------1-----1----4------1----1—►
Рис. 4. График для определения констант по уравнению Фрейндлиха
Следует также отметить, что для избежания десорбции ионов цинка и хрома тяжелых металлов необходимо, чтобы время контакта сорбентов не превышало 24 часа. Регенерация сорбентов после их использования нецелесообразна, так как получаемый в результате этого концентрированный раствор, содержащий ионы металлов, также потребует дополнительных затрат на утилизацию.
--------♦'----------
УДК 634.0.431 Л.В. Буряк, А.И. Сухинин, С.А. Москальченко
ВЛИЯНИЕ ПОЖАРОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В УСЛОВИЯХ КРАСНОЯРСКОГО ПРИАНГАРЬЯ_____________________________________
Изучены характеристики напочвенного покрова на территории Красноярского Приангарья в преобладающих лесорастительных условиях. Рассмотрено влияние пожаров различного вида, формы и силы на видовой состав живого напочвенного покрова, запасы напочвенного покрова, приведена оценка их распределения по площади. Анализ данных произведен в зависимости от типа условий местопроизрастания.
Успешность лесообразовательных процессов, возможность возникновения, распространения и характеристики пожаров в немалой степени обусловлены характеристиками напочвенного покрова, в том числе его запасом, мозаичностью, видовым составом и проективным покрытием живым напочвенным покровом.
Определению количественных и качественных характеристик травяно-кустарничкового, мохового ярусов, подстилки и опада, влиянию на них пожаров посвящены работы многих исследователей. Такие работы проводились с различными целями: для оценки послепожарной динамики напочвенного покрова; для определения его влияния на возобновление древесных пород; для определения запасов горючих материалов и др. [3-7,9]. Авторы указывают на высокое варьирование запасов растительных горючих материалов РГМ и их внутреннюю неоднородность [3,5,9]. Отмечается, что определение запасов РГМ осложняется неравномерностью их распределения по площади, обусловленной синузиальностью фитоценозов: пространственной (хоросинузиальность) и временной (хроносинузиальность) [6,7]. Очевидна необходимость проведения региональных исследований характеристик напочвенного покрова, в том числе дополнительные исследования
необходимы в связи с изменением климатических условий и ростом горимости территорий, сокращением длительности межпожарных интервалов.
Исследования по влиянию пожаров на характеристики напочвенного покрова проведены нами на территории Красноярского Приангарья. Регион вызывает первоочередной интерес прежде всего тем, что именно здесь сосредоточена основная часть эксплуатационных лесов Красноярского края. Значительная часть площадей региона приходится на нарушенные лесные экосистемы, что связано как с прямым промышленным освоением лесов, так и с воздействием на них пожаров, биотических факторов. Нарастание нарушенных площадей ведет к повышению класса природной пожарной опасности и, как следствие, росту частоты пожаров и горимости лесов. Большая захламленность данных территорий усугубляет отрицательные последствия огневого воздействия. Повторяемость пожаров на открытых участках может составлять 1-2 года. В связи с этим состояние части природных комплексов региона можно отнести к нестабильному, что обуславливает необходимость постоянного экологического мониторинга.
Для формирования баз данных описаний ключевых участков в 2002-2007 гг. производились наземные исследования. Была собрана подробная лесотаксационная и лесопирологическая информации о ключевых участках, охватывающих всё многообразие типов лесорастительных условий региона. Лесотаксационное и лесопирологическое описание участков производилось согласно общепринятым методикам [1, 2, 8]. Всего было заложено более 110 ключевых участков. Основная часть участков, пройденных пожарами, была заложена на площадях, пройденных огнем в 1996, 2003 и 2006 гг. За последнее десятилетие эти годы характеризовались наибольшей частотой пожаров и наивысшей степенью горимости, что связано с погодными условиями этих лет (рис.). Так, в 2003 г. на территории Богучанского лесхоза период без осадков длился 40 дней, комплексный показатель пожарной опасности по ПВ-1 достигал 14000 единиц, тогда как чрезвычайная пожарная опасность в регионе наступает при комплексном показателе ПВ-1, равном 4450 единиц. Анализ данных произведен в соответствии с типом лесорастительных условий, группой типов леса, степенью нарушен-ности территории, в том числе видом, формой и силой пожаров.
Проведенные исследования показали, что последствия огневого воздействия в регионе определяются прежде всего типом условий местопроизрастания (степенью богатства и влажности почв), типом леса, возрастом древостоев и характеристиками пожаров, при этом наблюдается приуроченность типов леса к определенным элементам рельефа и условиям местопроизрастания. Данные факторы определяют структуру и состав фитоценозов и в комплексе влияют на возникновение, развитие пожаров и на их последствия, в том числе на видовой состав и количественные характеристики напочвенного покрова.
Коренными местами обитания сосны в Нижнем Приангарье являются приречные береговые песчаные валы и повышенные элементы рельефа с песчаными почвами. Лиственница приурочена к более пологим элементам рельефа со свежими и влажными суглинистыми почвами, встречается она на переувлажненных почвах в логах, совместно с темнохвойными породами, и на болотах.
Апре
1992
Среднемесячные значения показателя ПВ-1 по годам (данные Богучанской метеостанции)
В боровых экотопах на сухих песчаных почвах (на аллювиальных песках и повышенных элементах рельефа) произрастают сосняки лишайниковых и мертвопокровных групп типов леса. Для данных групп типов леса характерны низовые пожары беглой формы.
Зеленомошные группы типов леса отличаются более широким экологическим ареалом. Насаждения приурочены к более пологим элементам рельефа со свежими и влажными суглинистыми почвами. В регионе исследования в данных лесорастительных условиях у деревьев формируется поверхностная корневая система. Древостои, как правило, смешанные, с преобладанием светлохвойных пород (в основном сосноволиственничные) и характеризуются более высоким классом бонитета. В связи с этим, основные площади вырубок и, как следствие, гарей приходятся на зеленомошные группы типов леса, и в освоенных регионах им характерна наибольшая степень нарушенности. В таких насаждениях пожары возникают чаще летом и имеют устойчивую форму. В случае заглубления огня в подстилку, из-за прогорания поверхностных корневых систем, формирующихся в данных условиях, наблюдаются гибель и вывал деревьев, в связи с этим на гарях отмечается большая степень захламленности.
Разнотравная группа типов леса в регионе, как правило, является производной от моховых типов леса в результате пожаров и вырубок. Наблюдается приуроченность насаждений этой группы типов леса к территориям с наибольшей степенью освоенности. На таких участках наблюдаются высокая частота пожаров и степень горимости. Однако из-за смещения пика пожарной опасности с летнего периода на весенний для данных типов леса наиболее характерны беглая форма низовых пожаров и, следовательно, меньшая степень повреждения древостоев.
Насаждения долгомошных и сфагновых групп типов леса приурочены к почвам с избыточным увлажнением, к понижениям рельефа. Древостои представлены темнохвойными породами и лиственницей. В таких условиях местопроизрастания наблюдается самая низкая частота пожаров и горимость лесов, повторяемость огня составляет около 80 лет. Пожары возникают в летний период при высоких классах пожарной опасности по условиям погоды и, вследствие этого, имеют устойчивую форму. Из-за низко опущенного полога темнохвойных пород возможен переход пожаров в верховые.
Гари на суглинистых почвах с достаточной степенью увлажнения, как правило, валежные, с большим запасом горючих материалов, в том числе древесных (до 250 м3/га). Повторяемость пожаров на таких участках может быть ежегодной.
Для изучения послепожарной динамики напочвенного покрова на пробных участках был описан видовой состав травяно-кустарничкового и мохового покрова, определена мощность слоев опада и подстилки. Кроме того, на каждой пробной площади определены запасы субстрата (опада и подстилки) и живого напочвенного покрова, раздельно по ярусам и различным фракциям (с 10 или более учетных площадок). Запасы напочвенного покрова учтены в абсолютно сухом состоянии. Данные сгруппированы по степени богатства и увлажненности почв, в значительной степени определяющих количественные и качественные характеристики напочвенного покрова, и по характеристикам огневого воздействия и приведены в таблице.
Результаты исследования показали, что наименьшими запасами напочвенных горючих материалов характеризуются лишайниковые и мертвопокровные типы леса, произрастающие на сухих песчаных почвах. С увеличением влажности и богатства почвы запасы напочвенных материалов увеличиваются. Пожары, как правило, снижают количество субстрата, однако, запас живого напочвенного покрова может и увеличиваться за счет разрастания трав.
Самым незначительным запасом горючих материалов отличаются сосняки лишайниковые. Общий запас напочвенного покрова не превышает 15 т/га, а на прогоревших участках он снижается до 11 т/га. Основная часть от запаса напочвенного покрова приходится на подстилку и опад. Живой напочвенный покров в длительно негоревших насаждениях представлен лишайниками вида кладония (кладонией альпийской и лесной), по нанопонижениям произрастают зеленые мхи (чаще - мох Шребера), из кустарничков встречаются толокнянка и брусника, травяной покров отсутствует.
На гарях живой напочвенный покров представлен, в основном, дикранумом. Начинает отрастать брусника, появляются злаки, осока большехвостая, иван-чай, кошачья лапка, различные виды полыней. Однако их общее проективное покрытие не превышает 30%. Запасы лишайника в негоревших насаждениях определяются, в какой-то мере, и полнотой. Так, на участке с полнотой древостоя 0,5 запас практически в 2 раза превышает запас лишайника в насаждении, имеющем полноту - 1,1.
Мозаичность напочвенного покрова не выражена. Варьирование запасов по площади после пожаров увеличивается незначительно.
Форма, сила пожара Подстилка Опад Живой напочвенный покров (жнп) Всего жнп Итого
Мох | Лишайник | Кустарнички | Травяной покров
Сухие песчаные почвы
Контроль СЛ 2 N3 1+ 2 00 2,5±0,23 37 0,7±0,23 122 3,0±0,55 71 0,2±0,03 68 0,2±0,08 4,1±0,50 48 11,8±0,94 31
Беглый, средней 5,3±0,87 50 2,3±0,14 18 1,3±0,69 150 - 0,3±0,15 152 0,3±0,08 78 2,2± 10,8±2,20 62
Супесчаные сухие почвы
Контроль 7,6±1,95 3,9±0,48 49 0,35±0,09 103 - - 0,11±0,02 74 0,46±0,07 62 11,9±2,50 84
Беглый, от слабой до средней 4,7±0,35 21 3,2±0,94 72 2,1±0,88 115 - - 0,97±0,24 71 3,07± 10,9±0,40 11
Беглый, сильный 7,05±0,78 35 5,35±0,28 17 - - 0,3±0,1 105 0,31±0,06 65 0,61±0,03 19 12,2±0,46 12
Суглинистые и супесчаные свежие и влажные почвы
Контроль 15,8±4,50 11 4,2±1,08 103 2,6±0,58 91 - - 9 ,3 о~ ^ ±3 ,5 4, 7,1±0,97 55 26,9±0,54 8
Беглый, слабый 18,95±3.34 71 10,8±2,07 77 1,9±0,49 103 - - 1,6±0,23 57 6 ,2 о~ О ±3 ,5 3, 32,8±1,63 20
Беглый, средней 28,0±1,72 26 2,8±0,14 22 0,07±0,022 146 - - 2,1±0,31 64 2.2±0,30 59 32,9±1,63 21
Беглый, сильный 27,5±1,28 20 5,1±0,41 12 0,93±0,32 146 - - 1,33±0,12 38 2, 3 6 3 СЛ 33,5±1,24 16
Устойчивый, слабый 16,4±2,80 70 3 ,2 о~ О ±2 ,4 4, 4,2±2,65 156 - - 0,4±0,000 2 4,6± 25,3±1,75 17
Устойчивый, от средней до сильной 8,3±0,19 9 9 ,6 0~ г^- ±5 ,9 4, 1,2±0,31 103 - 0,5±0,04 103 0,81±0,20 101 2.2±0,14 27 23,4±2,72 47
Устойчивый, сильный 7,2±1,32 78 4. 2 5 5 сл 0,5±0,28 230 - - 1,5±0.33 95 2,0±0,60 128 13.4±0,84 27
Сы рые и мокрые суглинистые почвы
Контроль 20,0±3,72 79 1,45±1,99 137 5,4±0,64 51 - - 0,57±0,01 9 5,97±0,63 45 27,4±4,15 64
Устойчивый, от слабой до средней 20,4±2,89 57 4,8±0,25 21 - - 1,0±0,26 103 1,0±0,10 41 2,0±0,36 72 27,1±2,78 41
Устойчивый, сильный 6,9±0,79 46 8,55±1,8 85 0,15±0,03 103 1,55±0,40 103 - 5,95±0.01 1 7,65±0,43 22 23.1±2.18 38
В сосняках мертвопокровных до 90% от запаса приходится на подстилку и опад. Живой напочвенный покров не развит. Представлен он, как правило, брусникой, кошачьей лапкой, по понижениям рельефа - зелеными мхами. После пожаров запасы напочвенного покрова снижаются с 22 до 11-16 т/га.
На контрольных участках, в насаждениях, пройденных огнем, и на гарях в зеленомошной, долгомош-ной и сфагновых группах типов леса запасы напочвенного покрова, как правило, выше, чем на пожарищах сухих условий местопроизрастания. В более значительной степени выражена и мозаичность напочвенного покрова, за счет большей выраженности нанорельефа (кочки, гряды) и, как следствие, из-за неравномерности прогорания. В результате этих факторов, после пожаров коэффициент варьирования по площади запасов субстрата увеличивается. Запасы напочвенного покрова в длительно негоревших насаждениях составляют от 24,8 до 59,4 т/га. На участках, пройденных низовыми пожарами беглой формы, запасы напочвенного покрова составляют от 24,1 до 40,9 т/га, что в два и более раза превышают такие запасы на гарях, пройденных устойчивыми пожарами (от 7,3 до 25,3 т/га). Уменьшение запасов напочвенного покрова после воздействия устойчивых пожаров происходит, в основном, за счет прогорания подстилки. На некоторых пробных площадках подстилка прогорела полностью. Запасы опада после воздействия пожаров зачастую увеличиваются до 8-16 т/га. Такое увеличение происходит за счет опадения усохшей хвои, мелкодревесного опада, а также разрастания травяного покрова и появления травяной ветоши.
После пожаров из состава живого напочвенного покрова практически полностью, за исключением понижений нанорельефа и валежа, исчезают зеленые мхи (мох Шребера, перистый, этажный), кукушкин лен и сфагновые мхи, доминирующие ранее. Состав живого напочвенного покрова на участках, пройденных огнем, зависит от лесорастительных условий, типа самого участка, характеристик состояния древостоя, степени прогорания и давности пожара. При сохранении древостоем жизнеспособности в составе напочвенного покрова преобладают различные виды разнотравья и мелкотравья, осока большехвостая, злаки, хвощи. Из кустарничков встречаются брусника и голубика. Общее проективное покрытие живым напочвенным покровом составляет 80-100%. Типы леса на пожарищах - разнотравный, осочково-разнотравный, разнотравно-осочковый, иногда - голубичный. На гарях с полностью погибшим древостоем и на участках прогоревших вырубок разрастаются хаменерион узколистный (иван-чай), вейники (наземный и пурпурный), хвощи. Проективное покрытие живым напочвенным покровом на таких участках, как правило составляет 100%. Высота вейников может достигать 2 м, а запас - 6 т/га, при запасе его ветоши - 16 т/га. Запас хвоща на отдельных участках также составляет 6т/га. Типы гарей, характерные для таких участков - кипрейный, вейниковый, хвощовый и разнотравный.
При анализе видового состава живого напочвенного покрова и его изменений в пределах пробной площади отмечается синузиальность (мозаичность), приуроченность отдельных видов к определенным условиям местопроизрастания (элементам нанорельефа, степени освещенности и т.д.), а также степени прогорания напочвенного покрова. Так, злаки разрастаются в основном на наиболее освещенных участках, а мхи - в пониженных элементах нанорельефа, а дикранум и маршанция - на участках с полностью прогоревшей подстилкой.
Вырубки в регионе, как правило, приурочены к свежим и влажным супесчаным и суглинистым почвам, чаще захламленные, в основном вейникового, кипрейного или разнотравного типа, как правило, неоднократно пройденные огнем. После пожаров степень захламленности снижается в результате прогорания порубочных остатков, что сказывается на дешифровочных признаках при мониторинге из космоса.
В целом при оценке влияния пожаров на характеристики напочвенного покрова следует отметить следующие моменты.
После пожаров в насаждениях наблюдается снижение запасов напочвенного покрова, в том числе живого напочвенного покрова, опада и подстилки.
На сухих песчаных почвах, в сосняках мертвопокровных и лишайниковых запасы напочвенного покрова минимальные, особенно на участках, пройденных огнем. Тип гарей - мертвопокровный.
На гарях в зеленомошных, долгомошных и сфагновых группах типов леса запасы напочвенного покрова, как правило, выше, чем на пожарищах сухих условий местопроизрастания. В более значительной степени выражена и мозаичность напочвенного покрова, за счет большей выраженности нанорельефа и неравномерности прогорания. На участках, пройденных низовыми пожарами беглой формы, запас субстрата превышает его запас на гарях, пройденных устойчивыми пожарами.
Тип леса на пожарищах с сохранившимся древостоем - разнотравный, осочково-разнотравный, раз-нотравно-осочковый, иногда - голубичный. На участках территории с погибшим древостоем и на участках прогоревших вырубок тип гарей - кипрейный, вейниковый, хвощовый и разнотравный.
В результате проведенных исследований можно утверждать, что травяные группы типов леса в регионе являются производными от моховых, в том числе и вследствие огневого воздействия. В связи с ростом горимости и нарушенности территории, доля травяных групп типов леса и не покрытых лесом участков на территории Нижнего Приангарья возрастает, что постепенно приводит к смещению пика горимости на весенний период. Пожары, возникающие в весенний период, наносят меньший ущерб насаждениям, и можно предположить, что это послужит природным механизмом сохранения лесов в складывающихся на современном этапе условиях.
Работа выполнена при финансовой поддержке Национальным управлением космических исследований (NASA NRA-99-OES-06 FIRE BEAR Project), Программой исследования земных покровов и землепользования (GOFC-GOLD), Американским фондом гражданских исследований и развития (CRDF грант REC 002), Российским фондом фундаментальных исследований (грант 00-05-72048).
Литература
1. Анучин, Н.П. Лесная таксация. - 5-е изд. / Н.П. Анучин. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 552 с.
2. Бузыкин, А.И. К вопросу учета подроста и самосева / А.И Бузыкин, А.В. Побединский // Тр. ИЛиД СО АН
СССР. - 1963. - Т.57. - С. 185-191.
3. Влияние низовых пожаров на формирование светлохвойных насаждений юга Средней Сибири / Л.В. Буряк [и др.]. - Красноярск, 2003. - 195с.
4. Курбатский, Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов / Н.П. Курбатский // Вопросы лесной пирологии. - Красноярск, 1970. - С.5-59.
5. Курбатский, Н.П. Пожароопасность сосняков лесостепи и пути ее снижения / Н.П. Курбатский,
Г.А. Иванова. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1987. - 111 с.
6. Софронов, М.А. Пирологическое районирование в таежной зоне / М.А. Софронов, А.В. Волокитина. -Новосибирск: Наука, 1990. - 204с.
7. Сукачев, В.Н. Избранные труды / В.Н. Сукачев. - Л.: Наука, 1972. - Т.1. Основы лесной типологии и био-геоценологии. - 420 с.
8. Сукачев, В.Н. Методические указания по изучению типов леса / В.Н. Сукачев, С.В. Зонн. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 144 с.
9. Фуряев, В.В. Роль пожаров в процессе лесообразования / В.В. Фуряев. - Новосибирск: Наука, 1996. - 252 с.
---------♦'----------
УДК 657.524 Л.П. Майорова, З.Г. Мирзеханова
РЕСУРСНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ХАБАРОВСКОГО КРАЯ
Рассмотрены ресурсно-экологические проблемы лесопромышленного комплекса Хабаровского края. Предложены структурная схема формирования ресурсно-экологических проблем в местах локализации древостоев и SWOT-анализ подсистемы «древесные ресурсы» в структуре функционирования ЛПК. Показано, что одной из основных проблем является накопление огромного количества древесных отходов, использование которых позволит обеспечить переход к комплексному использованию древесного сырья.
Основу природно-ресурсного потенциала большей части территории Сибири и Дальнего Востока составляют лесные ресурсы. Их использование - важнейшая часть структуры природопользования этих регионов. От того, каким образом формируется политика лесопользования, зависит стратегия регионального эколого-экономического развития и определяются доминирующие направления функционирования лесопромышленного комплекса.
Для Хабаровского края лесопромышленный комплекс (ЛПК) традиционно является одним из ключевых в экономическом развитии, обеспечивая своей продукцией и услугами многие отрасли хозяйства. На него приходится значительная доля экспортных поставок.
