СОСТОЯНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ
LARIX SIBIRICA Ldb. ПОСЛЕ НИЗОВЫХ ПОЖАРОВ В СУХОЙ СТЕПИ
Ковылина О.П., Ковылин Н.В., Сухенко Н.В., Сычев Н.Н., Жихарь А.А.
(СибГТУ, г. Красноярск, РФ)
В статье представлены результаты обследования искусственных фитоценозов лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.), поврежденных низовыми пожарами разной интенсивности и произрастающих в условиях сухой степи.
This article presents the results of examination of the Siberian larch (Larix sibirica Ldb.) artificial plant communities, growing in dry steppes and damaged by ground fires.
Ключевые слова: искусственные фитоценозы, лиственница сибирская (Larix sibirica Ldb.), живой напочвенный покров, низовые пожары
Key words: artificial plant communities, Siberian larch (Larix sibirica Ldb.), living ground cover, ground fires
Одним из важнейших факторов, влияющих на изменение живого напочвенного покрова и его флористического состава в лесных насаждениях, являются пожары, которые приводят к частичной или полной смене одних растительных сообществ другими. Пожары помогают степной растительности конкурировать с лесной в теплых или влажных районах [4]. В первые годы после пожара наблюдается разрастание травянистой растительности, что обусловливает развитие дернового почвообразовательного процесса на гарях. Поэтому изучение особенностей динамики развития травяно-кустарничкового покрова на гарях под воздействием пирогенного фактора в процессе пожаров представляет научный и практический интерес.
Оценка жизненного состояния деревьев по характеристике кроны проводилась с учетом шкалы действующих «Санитарных правил в лесах РФ» [5]. Учет живого напочвенного покрова проводился по общепринятой методике.
Смешанные искусственные фитоценозы созданы в 1987 году. К моменту пожара на перевеянных супесчаных почвах лиственница сибирская в биологическом возрасте 22 лет достигла средней высоты 6,2-6,4 м (таблица 1).
Таблица 1 – Таксационные показатели лиственничного фитоценоза до пожара
|
Показатель |
3-й ряд |
4-й ряд |
||||||
|
|
|
|
±m |
|
|
|
±m |
|
|
Высота, м |
5,5 |
7,4 |
6,4 |
0,09 |
4,7 |
6,7 |
6,2 |
0,08 |
|
Средний диаметр ствола, см |
6,6 |
10,9 |
9,2 |
0,24 |
7,2 |
11,7 |
9,7 |
0,26 |
|
Высота очищения от сучьев, м |
0,10 |
0,65 |
0,27 |
0,04 |
0,10 |
1,20 |
0,21 |
0,04 |
|
Средний диаметр кроны, м |
1,9 |
3,4 |
2,6 |
0,06 |
1,8 |
4,6 |
2,7 |
0,09 |
|
Сохранность кроны, % |
88,4 |
98,7 |
95,5 |
0,57 |
78,6 |
98,5 |
96,6 |
0,63 |
Меньшая пожарная опасность и горимость густых смешанных древостоев связана с затененностью напочвенного покрова, более высокой ее влажностью и поздним просыханием [2]. В связи с недостатком света живой напочвенный покров в таких насаждениях развит слабо и запас рыхлого горючего материала незначителен. Все эти факторы способствуют снижению интенсивности пожара.
Обследованию подлежали участки из лиственницы сибирской с разной степенью повреждения от пожара: низкой средней и высокой интенсивности. Сохранность деревьев в лиственничных полосах составила: на участке со слабой степенью повреждения 88,5-100 %, на участке со средней степенью повреждения 34-72 % и на участке с сильной степенью повреждения 24 %.
Повторное повреждение лесного фитоценоза низовым пожаром привело к снижению сохранности кроны (таблица 2).
Таблица 2 – Высота нагара и сохранность кроны (%) в лиственничном фитоценозе после повреждения низовым пожаром слабой интенсивности
|
Показатель |
3-й ряд |
4-й ряд |
||||||
|
|
|
|
±m |
|
|
|
±m |
|
|
Высота, м |
5,9 |
8,8 |
7,4 |
0,15 |
6,3 |
8,8 |
7,6 |
0,14 |
|
Высота нагара, м |
1,0 |
5,0 |
2,0 |
0,16 |
1,0 |
4,0 |
1,8 |
0,13 |
|
Сохранность кроны, % |
10 |
60 |
37,8 |
2,69 |
10 |
70 |
47,9 |
2,69 |
Через два года происходит восстановление поврежденной части кроны в третьем ряду до 55,8 %, в четвертом ряду – до 56,6 %.
Прослеживается зависимость сохранности деревьев в насаждении от интенсивности пожара, а также изменение категорий жизненного состояния, в сторону увеличения процента ослабленных и погибших деревьев. На участке со средней степенью повреждения ослабленных деревьев 3 %, сильно ослабленных – 30 %, угнетенных – 20 %, погибших 47 %. Средняя высота лиственницы по участку составляет 7,8±0,08 м.
На образование нагара, его высоту и направленность оказывает влияние ряд факторов: сила пожара, ветер, рельеф местности, морфология насаждений, особенности отдельных деревьев (возраст, видовая принадлежность, диаметр ствола), наличие буферных рядов из сопутствующих видов или кустарников. По данным многих исследователей установлен факт повышения огнестойкости деревьев более старшего возраста, в связи с увеличением диаметра ствола, утолщением слоя коры, отмиранием и отпадом нижних ветвей [1].
При этом высота нагара с заветренной стороны дерева больше, чем с наветренной. Средняя высота нагара по участку 2,4±0,12 м, высота нагара на стволах лиственницы сибирской составила в третьем ряду – 2,2±0,12 м, в четвертом ряду 2,8±0,25 м. Сохранность кроны выше в среднем ряду насаждения на 62,9 %, чем в крайнем, высота нагара, выше в крайнем ряду насаждения на 27,3 % (таблица 3). Крайние ряды из караганы Бунге и ивы остролистной также сильно обгорели. В наибольшей степени отпад деревьев в лиственничных полосах в возрасте 27 лет наблюдается в среднем ряду.
Таблица 3 – Высота нагара и сохранность кроны (%) в лиственничном фитоценозе после низового пожара средней интенсивности
|
Показатель |
3-й ряд |
4-й ряд |
||||||
|
|
|
|
±m |
|
|
|
±m |
|
|
Высота, м |
6,0 |
8,5 |
7,9 |
0,10 |
6,8 |
8,2 |
7,7 |
0,12 |
|
Высота нагара, м |
1,2 |
4,0 |
2,2 |
0,12 |
1,0 |
4,0 |
2,8 |
0,25 |
|
Сохранность кроны, % |
20 |
80 |
48,9 |
2,42 |
10 |
60 |
30,0 |
3,32 |
В искусственных лесных фитоценозах, характеризующихся четко выраженной мозаичностью нижних ярусов растительности, после пожаров наблюдается деградация живого напочвенного покрова, уменьшается разнообразие растительных микрогруппировок, изменяется соотношение доминирующих видов и их ценотическая роль.
Заселение прогоревших участков происходит в основном двумя путями: от сохранившихся допожарных фитоценозов, но изменивших структуру своих популяций, и от зачатков, находившихся в почве до пожара в состоянии покоя в виде семян или отдельных вегетативных органов. Вместе с тем не исключен занос диаспор с соседних негоревших участков или степного фитоценоза. В структуре послепожарного формирования живого напочвенного покрова важное место принадлежит почвенному запасу жизнеспособных семян. Семена, покоящиеся в почве, представляют собой резерв, который активизируется в случае нарушения почвенного и растительного покровов [3].
После пожара создаются благоприятные условия для прорастания семян, а также приживаемости и дальнейшего развития, возникающих из них всходов в результате улучшения условий освещения, обеспечения элементами минерального питания (интенсивная аммонификация и нитрификация) и резкого снижения конкуренции с взрослыми растениями.
В ходе сукцессии травянистых растительных группировок в фитоценозах уменьшается общее количество семейств – на 25-31 %, а видов – на 27-35 %. Несмотря на уменьшение общего числа семейств и видов, биологические спектры допожарной и послепожарной травянистых растительных группировок фитоценозов сходны (таблица 4).
Таблица 4 – Систематическое разнообразие живого напочвенного покрова и его послепожарная динамика в искусственных фитоценозах
|
Семейства |
Количество видов травянистых растений |
|||
|
до пожара |
после пожара |
|||
|
участок 1 |
участок 2 |
участок 1 |
участок 2 |
|
|
Asteraceae Dum. |
5 |
8 |
7 |
5 |
|
Fabaceae Lindl. |
4 |
1 |
3 |
1 |
|
Poaceae Barnhart |
4 |
3 |
1 |
1 |
|
Chenopodiaceae Vent. |
3 |
1 |
– |
– |
|
Rosaceae Juss. |
1 |
1 |
2 |
2 |
|
Rubiaceae Juss. |
2 |
1 |
– |
– |
|
Apiaceae Lindl. |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Caryophyllaceae Juss. |
1 |
– |
– |
– |
|
Dipsacaceae Juss. |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Convolvulaceae Juss. |
1 |
1 |
– |
– |
|
Scrophulariaceae Juss. |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Campanulaceae Juss. |
1 |
1 |
– |
– |
|
Primulaceae Vent. |
– |
– |
1 |
1 |
|
Cyperaceae Juss. |
– |
– |
1 |
1 |
|
Brassicaceae Burnet. |
– |
1 |
– |
– |
|
Geraniaceae Juss. |
– |
1 |
– |
– |
|
Общее количество семейств |
12 |
13 |
9 |
9 |
|
Общее количество видов |
26 |
23 |
19 |
15 |
На следующий год после пожара в лесных фитоценозах увеличивается количество травянистых многолетников (с 56,5-57,7 % до 68,4-73,3 %) и уменьшается число малолетников (с 30,8-34,8 % до 20-26,3 %), а кустарнички полностью исчезают или присутствуют в небольших количествах на втором участке (6,7 % от общего числа видов).
В результате низового пожара разной интенсивности происходит повреждение деревьев лиственницы сибирской в искусственном фитоценозе, а также происходит уменьшение жизненного состояния кроны при повторном низовом пожаре, в том числе и на участках со слабой интенсивностью пожара. Через пять лет после первого пожара крона деревьев лиственницы сибирской частично восстанавливается.
Список использованных источников
1. Абаимов, А.П. Мерзлотное лесоведение /А.П. Абаимов, П.М. Матвеев. – Красноярск, 1999. – 249 с.
2. Волокитина, А.В. Прогнозирование поведения низовых пожаров на основе карт растительных горючих материалов / А.В. Волокитина, М.А. Софронов. – Красноярск, 2005. – 42 с.
3. Иванова, Г.А. и др. Трансформацию нижних ярусов лесной растительности после низовых пожаров/Иванова Г. А., Перевозникова В. Д., Иванов В. А. // Лесоведение. – 2002. – № 2. – С. 30-35.
4. Одум Ю. Экология/ Ю.Одум. – в 2-х т. Т.2. пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 376 с.
5. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. – М.: ВНИИЦ лесресурс, 2006. – 25 с.