научная статья по теме ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ПОСЛЕПОЖАРНОГО СОСТОЯНИЯ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА НА МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВАХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ПОСЛЕПОЖАРНОГО СОСТОЯНИЯ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА НА МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВАХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2004, № 2, с. 3-11

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

УДК 630*181 + 630*43

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ПОСЛЕПОЖАРНОГО СОСТОЯНИЯ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА НА МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВАХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ*

© 2004 г. А. П. Абаимов, С. Г. Прокушкин, В. Г. Суховольский, Т. М. Овчинникова

Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок Поступила в редакцию 1.07.2003 г.

На основании многолетних наблюдений выполнена оценка жизненного состояния деревьев лиственницы (Ьапх gmelinii (Яирг.) Яирг.) в разной степени поврежденных пожарами. Для выявления реакции дерева на тепловое повреждение использована модель, в соответствии с которой по динамическим рядам послепожарной репарации деревьев вычислялись параметры уравнения "доза (степень воздействия пожара на дерево) - эффект (изменение жизненного состояния дерева)". Для расчета дозы теплового воздействия использованы такие характеристики, как высота нагара, число поврежденных скелетных корней и их средневзвешенная степень повреждения. В качестве критерия устойчивости дерева к воздействию пожара принят его диаметр. Выявленные связи между дозой воздействия и показателями послепожарных репарационных процессов можно использовать для качественной оценки реакции лиственницы на интенсивность огневого воздействия.

Лиственница, жизненное состояние, пожар, доза повреждения, устойчивость, оценка, прогноз.

В разных природно-климатических условиях бореальной зоны планеты лесные пожары выступают в роли ведущего, а порой и единственного лесообразующего фактора, который в зависимости от характера огневого воздействия предопределяет степень трансформации среды, состава и структуры лесных сообществ, направление и темпы восстановительных сукцессий [7, 8, 11, 13, 22, 23, 29-34, 36].

Особенно велика экологическая роль пожаров в мерзлотной зоне [1-5, 16-18, 25-28, 37]. В связи с природными и пирологическими особенностями лесов и редколесий высоких широт Сибири, слабой хозяйственной освоенностью и низким уровнем организации их охраны в засушливые годы пожары распространяются на огромные площади [10, 17].

Многие исследователи отмечают, что в таежной зоне Сибири практически невозможно встретить сколь-либо значительные участки леса, которые не подвергались бы воздействию огня. По мнению А.И. Уткина, пирогенный фактор в лиственничных биогеоценозах Центральной Якутии "...определяет не только состояние лесов, но и весь ход их развития: от возобновления до распада" [21, с. 33].

*

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (99-04-96004, 01-04-48176); ККФН и РФФИ (99-0496008); ФЦП "Интеграция" (А0023).

Согласно экспертным оценкам, выполненным на основе анализа фондовых материалов и спутниковой информации, за последние десятилетия огневому воздействию в центральной части Эвенкии ежегодно подвергается около 1.1-1.5% площади лесного фонда [35]. По данным дендрохро-нологического анализа повторяемость лесных пожаров в северной подзоне тайги на территории Сибири в разных экологических условиях варьирует от 27 до 200 лет, составляя в среднем 8090 лет [29, 31].

Следовательно, на протяжении жизни одного поколения древостоя лесные экосистемы мерзлотной зоны подвергаются дестабилизирующему воздействию пожаров не менее 3-5 раз. Своеобразные экологические условия предопределяют региональные особенности лесного покрова в зоне сплошного распространения мерзлоты и абсолютное преобладание низовых пожаров [15, 18]. При этом сильные беглые и устойчивые низовые пожары, вызывающие различные по интенсивности и продолжительности воздействия высоких температур на проводящие ткани стволов и поверхностных скелетных корней, даже при условии незначительного повреждения крон деревьев нередко приводят к гибели древостоев [24]. В связи с этим оценка и прогноз послепожарного изменения жизненного состояния поврежденных

Таблица 1. Характеристика древостоев и их жизненного состояния после пожара

Пробная площадь Тип растительной ассоциации Средние* Возраст, лет* Густота, шт. га-1 Запас, 3 -1 м3 га-1 Индекс жизненного состояния, %

ё, см Н, м по числу деревьев по запасу

11-1 Ш-1 Ш-1г Лиственничник бруснично-голубичный зе-леномошно-лишайниковый (после устойчивого низового пожара средней силы 1994 г.) Лиственничник багульниково-брусничный зеленомошно-лишайниковый (после сильного беглого низового пожара 1993 г.) Аналогично пр.пл. 111-1. 9.6 8.0 Узка* лого н древо 8.2 7.1 лент шзовс стоя с 178-260 196 -290 а вдоль гр го пожар м. выше - 1318 1136 4 19 3144 аницы гар 1 1993 г. Та пр.пл. III- 50.0 12.5 27.0 19.0 и (Ш-1) ксацион 1. 17.1 6.5 после силь ную харак 30.4 15.1 >ного бег-теристику

* Средние диаметр, высота и возраст для сохранившихся после пожара деревьев. Примечание. В числителе - растущих; в знаменателе - сухих.

огнем деревьев лиственницы представляется весьма актуальной.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводились в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты на базе Эвенкийского стационара института. Постоянные пробные площади расположены в окрестностях пос. Тура (64°18' с.ш., 100°11' в.д.). В качестве объектов длительных наблюдений были выбраны две гари, представляющие типичные для региона разновозрастные насаждения лиственницы Гмелина (Ьапл gmelinii (Яирг.) Яирг.), сформировавшиеся под воздействием пожаров [5]. Лиственничник бруснично-голубичный зеленомошно-лишайниковый, расположенный на втором профиле (пр. пл. 11-1), был пройден устойчивым низовым пожаром средней силы в 1994 г.

Насаждение на третьем профиле - лиственничник багульниково-брусничный зеленомошно-лишайниковый - (пр. пл. 111-1) подверглось в июле 1993 г. воздействию сильного беглого низового пожара. Кроме того, по кромке пожарища в этом же типе леса в виде ленточной пробной площади (пр. пл. 111-1г) было взято 107 деревьев, получивших огневые повреждения разной степени тяжести, но сохранивших жизнедеятельность. В результате огневого воздействия многие деревья лиственницы как на пр. пл. 11-1, так и на пр. пл. Ш-1 погибли в год пожара [3, 24]. Часть из них, получив повреждения проводящих тканей стволов, корней и частично крон, сохранила жизнедеятельность после пожара (табл. 1).

На следующий год после пожаров (1994, 1995 гг.), помимо учетных лесоводственно-таксационных работ, все деревья на пробных площадях были пронумерованы. Для каждого из них сделаны замеры высот максимального нагара на стволах с

подветренной стороны и определена степень повреждения луба на высоте 1.3 м. Кроме того, у деревьев, сохранивших способность к жизнедеятельности, учитывалось общее число корневых лап (горизонтальных корней диаметром >10 мм) и число корневых лап, поврежденных огнем. Степень повреждения проводящих тканей устанавливалась по трем группам: 25, 50 и 100% от общей поверхности толстых проводящих корней по периметру (табл. 2).

Оценка жизненного состояния отдельных деревьев и древостоев в целом выполнена по методике В.А. Алексеева [6], модифицированной применительно к нашим задачам. Все учитываемые деревья по состоянию их крон и степени охвоения распределялись на пять групп: 1) здоровые (не имеют внешних признаков повреждения крон); 2) ослабленные; 3) сильно ослабленные; 4) отмирающие; 5) погибшие (сухие).

Здоровые деревья не имеют признаков ослабления кроны. Отмершие ветви находятся только в нижней части кроны и их не более 10%. Хвоя равномерно распределена по всей кроне. У ослабленных (поврежденных) деревьев около 30% отмерших ветвей, а хвоя сосредоточена в основном в верхней части кроны. Сильно ослабленные имеют до 60% усохших ветвей. Отмирающим деревьям свойственно почти полное разрушение кроны, у них более 70% сухих или отмирающих ветвей, с единичной хвоей. Погибшие (сухие) полностью прекратили свою жизнедеятельность. Обычно они заселены стволовыми вредителями. У деревьев, погибших до пожара, как правило, полностью утрачиваются крона и кора. По этим признакам они отличаются от погибших от огня деревьев. Следует отметить, что в условиях высоких широт сухие деревья могут находиться в древостое до 50 и более лет. Это обстоятельство важно учитывать при оценке нетто-продукции

Таблица 2. Степень повреждения луба стволов и корневых лап у лиственниц, сохранивших жизнедеятельность на следующий год после пожара

Жизненное состояние деревьев

Показатель здоровые ослабленные сильно ослабленные отмирающие

Число деревьев, экз., % от общего числа 1/0.8* 37/25.6 39/26.7 68/46.9

14/20.9** 31/46.3 - 22/32.8

68/63.6*** 33/30.8 - 6/5.6

Средний диаметр, см 8.0* 10.9 9.6 7.5

9.0** 8.1 - 7.0

8.2*** 7.0 - 7.8

Пределы колебаний диаметров, см 0* 6-17 5-16 3-12

5-17** 3-12 - 2-10

5—24*** 3-20 - 6-13

Средняя высота нагара, м 1.62* 2.06 ± 0.06 1.92 ± 0.06 2.01 ± 0.06

0.66 ± 0.18** 1.50 ± 0.14 - 1.67 ± 0.13

0.57 ± 0.06*** 0.83 ± 0.13 - 0.70 ± 0.17

Средняя площадь повреждения луба ствола на —* - - -

Н = 1.3 м, % 0** 52.42 ± 2.92 - 90.90 ± 3.51

28.0 ± 3.42** 42.91 ± 6.20 - 41.67 ± 1.96

Среднее число корневых лап у одного дерева, экз. 6.0* 5.94 ± 0.30 6.21 ± 0.32 5.97 ± 0.26

4.21 ± 0.21** 4.93 ± 0.31 - 8.09 ± 0.91

10.28 ± 0.48*** 8.39 ± 0.36 - 6.01 ± 0.58

Количество поврежденных лап у одного дерева, % 50.0* 73.9 80.0 84.9

от их среднего числа 9.8** 59.6 - 71.3

54.5*** 47.8 - 74.8

Из них повреждено, % от их среднего числа:

на 25% 0* 0 0 0

0** 13.8 - 2.3

4.9*** 3.3 - 2.8

на 50% 0* 10.8 14.0 6.2

3.1** 12.4 - 26.4

14.6*** 15.7 - 27.6

на 100% 50.0* 63.1 66.0 78.7

6.7** 33.4 - 42.6

35.0*** 28.8 - 44.4

* Пр. пл. 11-1 (устойчивый низовой пожар средней силы 1994 г.). ** Пр. пл. Ш-1 (сильный беглый низовой пожар 1993 г.). *** По границе гари (сильный беглый низовой пожар 1993 г.).

Примечание. Прочерк - данная категория деревьев или повреждение не рассматривались.

углерода в лесных экосистемах Севера, ее временной и пространственной динамики.

Исходя из совокупности внешних признаков и очевидных следов повреждения нижних частей крон, оснований стволов и корневых лап, каждому дереву присваивался интегральный индекс жизненного состояния в соответствии с приведен-

ной выше классификацией. Деревья, погибшие до и после пожара, учитыв

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком