ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 1, с. 3-12
_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _
СТАТЬИ
УДК 630 * 435
ПИРОГЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
В СОСНЯКАХ ЗАБАЙКАЛЬЯ И ИХ ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
© 2014 г. М. Д. Евдокименко
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок Е-та11: institute_forest@ksc.krasn.ru
Поступила в редакцию 27.11.2012 г.
Сообщаются результаты исследования послепожарной динамики микроклимата и гидротермического режима почв, проведенного в сосновых насаждениях. В первые годы после интенсивного пожара наблюдались контрастные различия в температуре поверхности почвы между пожарищем и контрольным участком, достигающие летом в ясную погоду около 20°С. Повышенный прогрев почвы прослеживался до глубины 120 см. Пирогенные потери влаги зависят от местоположения: умеренные характерны для пологих участков, критическое иссушение - для крутых склонов. Ухудшение лесорастительной среды после пожаров негативно отражается на продуктивности и структуре сосняков. Лесовосстановление на обширных гарях протекает преимущественно со сменой сосняков лиственными породами, а в сухой лесостепи отмечается локальное обезлесение.
Сосновые леса, пожары, микроклимат, гидротермический режим почвы, продуктивность древос-тоев, возобновление, обезлесение.
Сосновые леса Забайкалья произрастают на площади 5.4 млн га, что составляет 11.5% от всего лесного покрова в регионе. По занимаемой территории сосняки почти в 5 раз уступают лиственничникам, но по средообразующей ценности и хозяйственной значимости превосходят их. К настоящему времени наиболее освоены сосновые массивы, тяготеющие к бассейну оз. Байкал.
Высокая пожароопасность сосняков общеизвестна. В Забайкалье они лидируют по возгораемости, повреждениям и потерям от пожаров по сравнению с насаждениями остальных лесооб-разующих пород [2, 3, 5, 6, 14]. К тому же природные условия региона крайне неблагоприятны в лесопирологическом отношении. Засушливый климат предопределен значительной удаленностью территории от морей и океанов. Годовая сумма осадков, выпадающих в светлохвойной тайге, составляет всего 250-300 мм, а в подтайге и лесостепи она ещё меньше. Причем доля зимних осадков исключительно мала, около 3-10% от весьма скудной годовой нормы. Малоснежье сопровождается продолжительной весенне-летней засухой, длящейся с марта - апреля до
середины июня, а в особо горимые сезоны при лесопирогенных аномалиях она продолжается до июля включительно [1, 19].
Особенно бедственные последствия глубокой и длительной засухи наблюдаются ныне на юго-востоке региона, где опустошительными пожарами 2008 и 2012 гг. почти нацело уничтожены уникальные островные массивы сосняков.
Продуктивность преобладающей части сосновых древостоев в регионе соответствует Ш-1У классам бонитета. В Приангарье бонитет однотипных сосняков, сопоставимых по географической широте и абсолютной высоте местоположений, систематически повышен в среднем почти на два класса. При известной засухоустойчивости сосны такую разницу в продуктивности насаждений, наблюдаемую между сопредельными регионами, нельзя объяснить только различиями в условиях увлажнения.
А.В. Побединский [14] обратил внимание на контраст в пирогенной истории сравниваемых объектов. На протяжении Х1Х-ХХ вв. забайкальские сосняки горели примерно вдвое чаще, чем в Приангарье. По мнению Л.Ф. Правдина [17],
после регулярных низовых пожаров почвенное плодородие неизбежно деградирует вследствие выгорания гумуса, что, в конечном счете, снижает продуктивность сосновых насаждений. По данным Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН [4], в результате низового пожара высокой интенсивности в сосновом насаждении Юго-Западного Прибайкалья масса углерода в напочвенном покрове уменьшилась на две трети по сравнению с контрольными территориями.
Пирогенные нарушения лесорастительной среды в сосновых лесах региона исследованы недостаточно. Например, по мнению Н.А. Ногиной [13], практически не изучен температурный режим таежных почв, а тем более после пожаров. Следует отметить также, что при очевидных пи-рогенных флуктуациях напочвенного покрова, от которых зависит гидротермический режим почвы, процесс послепожарного восстановления опада и лесной подстилки остается не изученным.
В предлагаемой статье рассматриваются последствия низовых пожаров в лесорастительном аспекте, исходя из региональной специфики условий возобновления и формирования лесов.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Стационарные исследования пирогенных нарушений лесорастительной среды проведены на подгорном шлейфе северного макросклона хр. Черского. Согласно ландшафтной карте региона В.Б. Сочавы [1, 22], данные объекты следует отнести к Байкало-Джугджурской физико-географической области, фации склоновой таежной с сосной. По классификации высотно-поясных комплексов (ВПК) Южной Сибири, разработанной в Институте леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН СССР [18, 21], стационарные пробные площади отражают светлохвойный таежный ВПК, ближе к переходной полосе от подтаежно-лесостепного ВПК.
Абсолютные высоты объектов исследования 700-850 м. Годовая сумма осадков 330-380 мм, из которых 65-70% выпадает в июле - августе, а за всю зиму лишь около 5-10%. По данным метеостанции Чита, среднегодовая температура составляет минус 2.9°С, января - минус 26.8°С, июля - 18.5°С. Абсолютный минимум минус 50°С, абсолютный максимум 38°С. Безморозный период длится всего 99 дней. Сумма температур выше 10°, по данным многолетних наблюдений, составляет 1691° [23].
Маршрутные исследования проводились в разных районах Забайкалья, в насаждениях под-
таежно-лесостепного и светлохвойного таежного ВПК, где сумма атмосферных осадков составляет 250-400 мм, а сумма температур выше 10° изменяется в пределах 1200-1600°.
Пробные площади (пр. пл.) в сосняке рододендроновом и сосняке сухоразнотравном заложены в сосновых насаждениях, которые были повреждены в разной степени одним и тем же обширным весенним пожаром, то есть во время характерного для региона пожарного максимума. Тот и другой относятся к числу наиболее репрезентативных в светлохвойной тайге региона. В рододендроновом типе леса объекты представляют два варианта по степени огневого воздействия. На пр. пл. 1 насаждение пострадало от низового пожара высокой интенсивности, а на пр. пл. 2, наоборот, огонь был слабым. Пробная площадь 3 в сухораз-нотравном типе леса отражает типичную картину последствий низового пожара преимущественно средней интенсивности, но встречались единичные отметины от локальных вспышек сильного огня. Общая характеристика всех упомянутых объектов, включая контрольные участки (за пределами пожарища), приведена в табл. 1.
Наиболее тщательное и полное изучение лесо-водственно-экологических последствий пожара проведено на пр. пл. 1. В частности там в течение 5 лет наблюдали за послепожарным опадом с древесных крон, а также за восстановлением напочвенного покрова, для чего на пожарище и контрольном участке установили по 30 опадомеров размером 1 х 1 м. Перед их установкой с таких же по размеру площадок собрали и оценили свежий лесной опад, накопившийся непосредственно после пожара и хорошо заметный на черной поверхности почвы. Как на пожарище, так и на контрольной площади провели исследование микроклимата и гидротермического режима почвы в течение двух вегетационных сезонов после пожара. Одновременно с этим наблюдали за по-слепожарным возобновлением сосны.
Оценка пирогенных изменений продуктивности древостоев на постоянных объектах проведена через 2, 5 и 10 лет после пожара. Методом сплошного перечета определяли прирост деревьев в толщину, для чего предварительно выполнили подготовительные операции для проведения биометрии. Все деревья были пронумерованы и маркированы Т-образной меткой, обозначавшей постоянные для каждого периода наблюдений высоту и направление измерений диаметра древесного ствола. Было зафиксировано состояние деревьев непосредственно после пожара, в том числе огневые повреждения (высота нагара на
стволах, термические поражения кроны). Запас и текущий прирост древесины определяли за 10-летний период по 18-22 моделям, срубленным за пределами пробных площадей, но в таких же насаждениях.
Для изучения вариаций постпирогенной продуктивности сосняков на покатых и крутых склонах, где вероятно обострение лимитирующей роли увлажнения из-за повышенного поверхностного стока осадков, были заложены временные пробные площади. Так, на Хамар-Дабане (западный склон крутизной 15-20°) в 73-летнем сосняке рододендроновом наблюдали за последствиями низового пожара средней и высокой интенсивности спустя 2 года после огневого воздействия. Годом ранее там же исследовали поверхностный сток, для чего проводили специальные опыты по искусственному дождеванию. В таком же типе леса, расположенном на крутом юго-восточном ме-зосклоне Яблонового хребта, был подобран участок средневозрастного древостоя, пострадавшего от низового высокоинтенсивного пожара 14-летней давности. На этом объекте были проведены наблюдения за послепожарной динамикой радиального прироста деревьев. Для этого у каждой особи на пробной площади 0.40 га брали керны древесины из периферийной зоны ствола.
Информацию, необходимую для изучения пи-рогенных нарушений лесорастительной среды в разных районах, а также особенностей послепо-жарного возобновления и формирования сосновых насаждений, в том числе их продуктивности в полном возрастном диапазоне, собирали на временных пробных площадях, которые закладывали в ходе маршрутных исследований. Запас и отпад древесины определяли по данным сплошного перечета живых и отмерших деревьев. Измерения
текущего прироста (годичных колец) проводили по радиальным кернам, взятым из 25-30 учетных деревьев на каждой пробной площади.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Впечатляющая картина пирогенных последствий наблюдалась на пр. пл. 1. После низового пожара высокой интенсивности подпологовое пространство в сосняке рододендроновом резко контрастировало с контрольным участком, по крайней мере в течение мая - июня, пока не прошли обильные дожди. Нижние ярусы фитоценоза были нацело уничтожены огнем. Лишь в ко
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.