ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2008, № 4, с. 20-27
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ^^^^^^^^^^^^ СТАТЬИ
УДК 630*435:582.475.4(571.55)
ПИРОГЕННЫЕ ТРАНСФОРМАЦИИ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ
В ЗАБАЙКАЛЬЕ
© 2008 г. М. Д. Евдокименко
Институт леса им. ВН. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок e-mail: institute@forest.akadem.ru Поступила в редакцию 06.08.2007 г.
Отмечается низкий прирост и высокий отпад деревьев в сосняках Забайкалья, связанные с частыми пожарами, вследствие которых к возрасту рубки формируются изреженные древостои. Показана зависимость периодов восстановления исходной полноты древостоев от их возраста и степени изре-живания. Установлена лимитирующая роль атмосферных осадков в росте деревьев, усугубляемая послепожарными трансформациями поверхностного стока. Характерной особенностью сосновых лесов в регионе является также формирование мелкоконтурной чересполосицы группово-разно-возрастных древостоев.
Сосновые леса, пожар, отпад, прирост, изреженность древостоев, мелкоконтурная разновоз-растностъ, поверхностный сток.
В 1970-х годах акад. А.Б. Жуков руководил изучением специфики лесов в бассейне оз. Байкал. Организованный им комплексный байкальский проект включал пирологический раздел, необходимый для совершенствования охраны лесов региона от пожаров, которые существенно трансформируют лесные массивы, нарушая процесс поступления высококачественной пресной воды в уникальное озеро [7]. Настоящие исследования выполнены в сосновых лесах - наиболее пожароопасной формации, доминирующей в подтаежно-лесостепных районах Забайкалья. Широкий диапазон огневых повреждений насаждений разных возрастных групп позволил выявить пирогенные особенности формирования забайкальских сосняков.
Сосновые леса Забайкалья отличаются высокой горимостью и низкой продуктивностью. Первая особенность обусловлена крайней засушливостью климата, связанной с удаленностью территории от морей и океанов [5, 7]. Дефицит атмосферных осадков отрицательно отражается и на продуктивности насаждений, но, учитывая засухоустойчивость сосны, низкий (Ш-1У классы) бонитет преобладающей части древостоев представляется не вполне соразмерным засушливости региона. В Приангарье, сопоставимом по географической широте и абсолютной высоте, бонитет однотипных сосняков на 1-2 класса выше [2, 14]. Поэтому уместно предположить существование иного фактора, трансформирующего продукционный процесс.
По мнению Л.Ф. Правдина [11], продуктивность сосновых древостоев в Забайкалье снижа-
ют часто повторяющиеся пожары, сопровождающиеся выгоранием гумуса и соответственно падением почвенного плодородия. В статье предпринята попытка проанализировать роль пирогенного фактора в динамике продуктивности сосновых лесов региона, основываясь на собственных длительных исследованиях и публикациях, освещающих последствия лесных пожаров в Забайкалье и в сопредельных регионах.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Стационарные исследования проведены в освоенных лесах Забайкалья на территории трех природных округов: Прибайкалья, Селенгинско-го среднегорья и Яблоново-Черского среднего-рья (Центрального Забайкалья). Пробные площади были заложены в сосняках рододендроновых и ксе-рофитно-разнотравных, наиболее репрезентативных для региона. Исследуемые насаждения отражают типичную картину огневых повреждений, причиняемых майскими низовыми пожарами, действующими в начале вегетационного периода. Наряду с естественными пожарищами объектами наблюдений были участки с экспериментальными выжиганиями напочвенного покрова, на которых перед огневыми опытами было зафиксировано "допожарное" состояние насаждений и его сходство с контролем. Экспериментальная часть работы позволила искусственно регулировать интенсивность "пожара" от слабой до высокой.
Средневозрастная группа сосняков исследована в Центральном Забайкалье (горные хребты
Черского и Яблоновый) и частично в Прибайкалье (южный макросклон хр. Хамар-Дабана). В насаждениях этой категории данные о приросте по диаметру собраны периодическими измерениями на постоянных пробных площадях, включающих 200-450 деревьев. Последние были пронумерованы и маркированы Т-образной меткой уровня и направления замеров. Регистрация сведений, включая виды и размеры огневых повреждений, дает возможность проследить динамику жизнеспособности и прироста каждого дерева за период наблюдений. Текущий прирост древесины определен по 18-22 моделям, взятым на каждой пробной площади. Отпад и его структура оценивались периодическими перечетами деревьев через 2, 5 и 10 лет. На стационарных объектах изучен также гидротермический режим почвы, включая поверхностный сток, и проведены наблюдения за микроклиматом. Оценка силы (интенсивности) пожара дана по шкале Н.П. Курбатского [8] через среднюю высоту пламени, определяемую по величине нагара на стволах деревьев.
Необходимая информация для других возрастных групп насаждений собиралась на временных пробных площадях в процессе маршрутных исследований, которые были предприняты для выявления возрастных различий в реакции древо-стоев на огневые воздействия разной силы. Измерения прироста на этих объектах проводились по радиальным кернам древесины, взятым из 2530 учетных деревьев на каждой пробной площади. Отпад устанавливали сплошным перечетом всех деревьев, как и на стационарных объектах. Текущий прирост древесины определяли упрощенным способом через процент прироста по диаметру [15]. Маршрутные исследования, широко охватывающие Забайкалье, выявили характерные тенденции в динамике строения и продуктивности древостоев, присущие сосновым массивам региона.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Деструктивные последствия крупного низового пожара двухлетней давности в сосняке брус-нично-рододендроновом наблюдались на южном макросклоне Хамар-Дабана. Насаждение подверглось огневому воздействию в середине мая, т.е. в начале фенофазы роста побегов.
Состав насаждения 8С2Л, возраст 73 года, средний диаметр 16.6 см, средняя высота 15.4 м, что соответствует IV классу бонитета. Все перечисленные показатели установлены на контрольном участке древостоя, располагавшемся за противопожарным барьером, устроенным для остановки и локализации пожара. Относительная полнота древостоя была практически одинаковой -0.7 на контроле и на участке с пожаром средней интенсивности, запасы древесины 166 и 165 м3 га-1
соответственно. На участке с пожаром высокой интенсивности исходный (допожарный) запас составил 186 м3 га-1, что соответствует относительной полноте 0.8.
Огневые повреждения древостоя адекватно отражают интенсивность горения на том или ином участке. Огонь средней интенсивности вызывает заметное обгорание поверхности стволов. Средняя высота нагара составила 2.8 ± 0.3 м. Подлесок из рододендрона даурского погиб, хотя его стволики и ветви первого порядка не сгорели. За два года после пожара усохла большая часть отставших в росте деревьев толщиной до 12 см. На участке с высокой интенсивностью горения средняя высота нагара составила 4.1 ± 0.4 м, а у подлеска из рододендрона даурского полностью сгорели все ветви. Послепожарный отпад деревьев был массовым, в результате чего древостой изре-жен до полноты 0.3, а жизнеспособность сохранили преимущественно крупные деревья диаметром более 16 см.
Ослабление жизнеспособности деревьев, их отпад, а также снижение прироста после пожара связаны главным образом с нарушениями ассимиляционного аппарата. Повреждения корневых систем в нашей работе не исследованы. Поэтому не были учтены пирогенные флуктуации фактора корневой конкуренции, которая также существенно влияет на рост и жизнеспособность древостоев [13].
При высокой интенсивности горения, особенно в местах мощных вспышек огня, над пламенем возникают восходящие потоки сильно нагретого воздуха с продуктами горения, которые губительно воздействуют на хвою и луб тонких ветвей. Растущие побеги, не успевшие к моменту пожара сформировать достаточные защитные покровы, особенно чувствительны к перегреву. Термические повреждения крон в период весеннего пожарного максимума причиняют серьезный ущерб сосновым массивам региона. Иллюстрация последствий пожара средней и высокой интенсивности приведена в табл. 1.
Обращает на себя внимание значительное (40%) снижение текущего прироста древостоя на участке с пожаром средней интенсивности, где отпад деревьев был невелик. Особенно заметны изменения прироста у тонких и средних деревьев. Очевидна отрицательная реакция этих категорий деревьев на термическое воздействие и резко нарушенную среду обитания. Уместно заметить об иссушении почвы, связанном с усиленным стоком атмосферных осадков по склону, на котором сгоревший напочвенный покров еще не восстановился. Послепожарные трансформации стока приводятся ниже.
На участке с пожаром высокой интенсивности потери прироста примерно пропорциональны
Таблица 1. Последствия низового пожара в сосновом насаждении на южном макросклоне Хамар-Дабана (в течение двух лет после огневого воздействия)
Диаметр деревьев, см Текущий Пожар средней интенсивности, м3 га 1 Пожар высокой интенсивности, м3 га 1
прирост на контроле, 3 -1 м3 га-1 отпад древесины текущий прирост древесины потери прироста отпад древесины текущий прирост древесины потери прироста
4 0.03 0.27 - 0.03 0.40 - 0.03
8 0.16 2.68 0.02 0.14 6.77 - 0.16
12 0.70 2.82 0.11 0.59 18.56 0.02 0.68
16 0.91 0.94 0.46 0.45 20.77 0.30 0.61
20 0.95 - 0.63 0.32 22.78 0.41 0.54
24 0.82 - 0.58 0.24 20.50 0.40 0.42
28 0.57 - 0.55 0.02 7.37 0.33 0.24
32 0.40 - 0.25 0.15 14.94 0.15 0.25
36 0.28 - 0.20 0.06 - - 0.26
40 0.18 - 0.20 - 8.11 0.20 -
Итого 5.00 6.71 3.00 2.00 120.20 1.81 3.19
снижению полноты древостоя. Уцелевшие при пожаре деревья, в основном крупные, не испытывая после отпада многих конкурентов ощутимого дефицита влаги, сохранили относительно стабильный уровень прироста. Но потери древесины за счет отпада оказались совершенно несоизмеримы с суммарным приростом оставшихся деревьев, сниженным по сравнению с контролем на 64%. В отличие от предыдущего участка, где отпад может быть компенсирован приростом всего за 3 года, в данном случае исходный запас древесины может восстановиться лишь через несколько
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.