ОСОБЕННОСТИ ПОСЛЕПОЖАРНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСНОГО СООБЩЕСТВА В ПОДТАЙГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

 

Чернобай Е.С., Казанцева М.Н. (ТюмГУ, г.Тюмень, РФ)

 

The article cites results of investigation of burns of birch-aspen undertaiga woods of West Siberian plain. Changes in a condition of the wood stand, young growth and living covering of soil on sites of various terms of burning out are analysed.

 

Лес – один из основных типов растительного покрова Земли, имеющий важное биосферное и хозяйственное значение. На протяжении всей истории человечества площадь лесов неизменно сокращалась. Одной из причин такого сокращения являются лесные пожары, подавляющее число которых происходит по вине человека. Лесные пожары приводят к существенным изменениям параметров среды в результате снижения климаторегулирующих, водоохранно-защитных и санитарно-гигиенических свойств леса. Воздействуя на все компоненты леса, пожары вносят коренные изменения в лесные биогеоценозы.

Наше исследование посвящено анализу послепожарного восстановления лесного сообщества в подзоне мелколиственных осиново-березовых лесов Западно-Сибирской  равнины. Работы проводились летом 2008 года, в Аббатском лесничестве одноименного района Тюменской области. Материалом послужили данные четырех пробных площадей (ПП), трех опытных и одной контрольной: ПП №1 – свежий горельник, пожар 2008 года        

             ПП №2 – старый горельник, пожар 2004 года

             ПП №3 – очень старый горельник,  пожар 2000 года

             ПП №4 – контроль, негоревший участок.

Древесная растительность на пробных площадях представлена спелыми насаждениями березы повислой (Betula pendula) и осины (Populus tremula) с участием в составе древесного яруса единичных экземпляров сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Все насаждения принадлежат разнотравной группе типов леса,  характеризуются близким исходным составом, возрастом деревьев, полнотой и условиями произрастания. По данным «Книги пожаров» лесничества на всех опытных участках имели место низовые пожары средней иентенсивности прогорания.                          

При низовых пожарах в подтаежных лиственных лесах полная гибель древостоев происходит редко.  Тем не менее, огневое воздействие оказывает негативное влияние на последующий рост и развитие деревьев. Особенно опасны ожоги камбия в области корневой шейки дерева, которые часто отмечаются при пожарах средней и сильной интенсивности.

Анализ санитарного состояния древостоев выявил возрастание доли деревьев в неудовлетворительном состоянии на всех опытных участках по сравнению с контролем, а также наличие погибших сухостойных экземпляров на старых горельниках (рис.1.). Погибшие деревья частично вываливаются с интенсивностью прямопропорциональной давности прогорания. 

Рисунок 1 – Соотношение разных групп деревьев по их санитарному состоянию в контроле и на опытных участках. %

 

Сравнение современного состояния сырорастущей части древостоев на пробных площадях с данными лесоустройства 10-летней давности выявило отставание в росте деревьев на всех прогоревших участках по сравнению с контролем (рис.2).

      

Рисунок 2 – Средний прирост деревьев за 10 лет по высоте (м) и диаметру (см) ствола в контроле и опыте

 

Абсолютные значения приростов на разных участках имеют очевидную связь с  давностью огневого воздействия. Особенно значительное отставание, как по высоте, так и по диаметру ствола отмечается у деревьев на горельнике восьмилетней давности, что свидетельствует о существенном временном лаге послепожарных дигрессионных изменений древостоев.

Таким образом, со временем негативные изменения в прогоревших березово-осиновых древостоях накапливаются. Восстановление таксационных параметров леса до исходного уровня на таких участках обеспечивается, вероятно, за счет новых поколений  деревьев и занимает продолжительное время, сравнимое со временем достижения старшими поколениями подроста возраста спелости.

На всех пробных площадях было отмечено возобновление двух основных лесообразующих пород: березы и осины. Причем общее количество благонадежного подроста на горельниках разной давности вполне сопоставимо с контролем и достаточно обильно (табл.1).

 

Таблица 1 – Количество подроста на пробных площадях, (шт./уч.пл., м²)

Порода	Контроль		ПП№1		ПП№2		ПП№3
	X ±m	CV	X ± m	CV	X ± m	CV	X±  m	CV
Береза	1,8±0,37	38.4	1,5±0,20	35,3	1,7±0,16	33,3	1,5±0,12	30,2
Осина	1,3±0,16	35,0	1,0±0,33	40,8	1,1±0,21	29,8	1,0±0,22	35,0
Всего	3,1±0,53	73,5	2,5±0,53	76,1	2,8±0,38	63,1	2,5±0,34	65,2

Примечание: X±m – среднее арифметическое с ошибкой; СV – коэффициент вариации, %

Со сроками прогорания связаны отличия в соотношении подроста разных возрастных и высотных групп. На свежем горельнике подрост представлен преимущественно крупными экземплярами старших поколений, высотой более метра. Более мелкий подрост погиб во время пожара. На остальных участках древесный подрост разновысотный, что свидетельствует о регулярном пополнении его за счет появляющихся новых генераций. О более раннем начале восстановительного процесса на старом горельнике свидетельствуют показатели средней  высоты подроста, который составляет здесь 79,7 см, в то время как на горельнике давностью 4 года  всего – 46, 6 см. В контроле этот показатель равен 96,8 см.

Состояние живого напочвенного покрова на пробных площадях показано в таблице 2.

 

Таблица 2 – Характеристика живого напочвенного покрова

Показатель	Контроль		ПП№1		ПП№2		ПП№3
	Х±х	CV	Х±х	CV	Х±х	CV	Х±х	CV
ОПП, %	24,4±1,7	55,3	3,4±0,2**	23,7	42,6±3,4**	50,6	32,5±6,0	85,1
Насыщенность, Вид/уч.пл., м²	3,7±0,2	19,5	1,2±0,1**	31,1	2,1±0,2**	34,8	3,0±0,2*	27,4
Кол-во видов	17		2		7		12

Примечание: различия с контролем достоверны: *  - при Р<0,05; **  - при Р<0,01

 

На всех участках кроме ПП №1 покров хорошо развит. На старых горельниках его общее проективное покрытие (ОПП) даже выше, чем в контроле. Показатели видового богатства и видовой насыщенности на пробной площади №3 имеют близкие к контрольным значения, на  остальных – наблюдается их заметное снижение. Это связано со сравнительно небольшими сроками, прошедшими после пожаров, в течение которых многие виды еще не успели восстановиться.

Изменяется и роль в сообществе отдельных видов растений. Из травостоя исчезают многие лесные виды. Вместо типичных лесных растений внедряются луговые, т.е. виды не характерные для лесных фитоценозов, но способные переносить повышенную инсоляцию и более устойчивые к пирогенному воздействию. Эти виды, реализуя свое преимущество, начинают играть доминирующую роль в сообществе. Индекс доминирования Симпсона в контроле (0,13) численно меньше чем на опытных площадях (ПП №1 – 0,72; ПП №2 – 0,18; ПП №3 – 0,19;). На свежем горельнике этот показатель значительно выше, чем на всех остальных участках. Это связано с наличием явного вида-доминанта, роль которого играет здесь костяника (Rubus saxatilis), разрастающаяся по периферии участка.

Изменения, происходящие в видовом составе нарушенных огнем фитоценозов хорошо иллюстрируют коэффициенты флористического сходства между пробными площадями и контролем (табл 3).

 

Таблица 3 – Коэффициенты флористического сходства (по Жаккару), %

	Контроль	ПП №1	ПП №2	ПП №3
Контроль	-	11	32	45
ПП №1	-	-	28	20
ПП №2	-	-	-	58

 

Сходство частных флор прогоревших участков с контролем со временем возрастает, что свидетельствует о постепенном восстановлении исходного флористического состава фитоценоза. На это же указывают и показатели сходства между участками с разной давностью прогорания. Тем не менее, даже через 8 лет после пожара  флористическое сходство в живом напочвенном покрове горельника и контрольного участка не достигает и 50% .

В целом можно заключить, что низовые пожары средней интенсивности в березово-осиновых лесах подтайги, существенно ослабляют жизненное состояние древостоев, приводят к снижению роста и гибели наиболее ослабленных деревьев. От огня погибают молодые поколения подроста древесных пород.  Тем не менее, послепожарное лесовозобновление и выравнивание показателей численности подроста до контрольного уровня происходит достаточно быстро. Перестройки живого напочвенного покрова более длительны, они выражающихся в снижении общих показателей его обилия, изменении видовой структуры, перераспределению роли в сообществе различных экологических групп растений.