Исследования по изучению пирогенных смен растительности на месте сосновых гарей Баянаульского государственного национального природного парка

Анализ основных источников пожаров и их характеристика

Большой вред сосновым насаждениям причиняют лесные пожары. Пожары в сосняках бывают ни­зовые, беглые и верховые. Наиболее опасны последние. Температура в них достигает 400-900°С [1]. Высокие температуры приводят не только к уничтожению и повреждению растительного покрова, но и к значительному прокаливанию почвенного профиля.

 

По данным мировой статистики, 84,3% пожаров возникает от неосторожного обращения с огнём в лесу, 15,7% — от грозовых разрядов.

В лесопожарном отношении грозы классифицируются на сухие, малонасыщенные и с большим горизонтальным сдвигом. В лесопожарной практике учитывается вся грозовая облачность, до высоты 4-5 км. При определённых погодных условиях загорание леса от молний — явление довольно частое.

По литературным данным [1], в ленточных борах Северного Казахстана и юга Западной Сибири пожары от молний составляют 30 %, а в ленточных борах Прииртышья — 67 %. Пожары от гроз на­блюдаются с мая по сентябрь, а наибольшее их число — в июне-июле.

При попадании молнии в сосну наблюдается следующая типичная картина: на стволе образуют­ся 1-3 раны длиной от 80 см до 15 м и шириной 2-5 см. В верхней части кроны образуются мелкие раны — порезы луба. Раны располагаются по спирали и в этих местах кора как бы вырублена. Корка разбрасывается вокруг на 3-5 м, задевается кора и луб. По центру идёт тёмная жилка, по которой, видимо, проходит разряд молнии.

Материалы и методы

Для изучения пирогенных смен растительности на месте сосновых гарей БГНПП было заложено 5 модельных площадок площадью 15х15 м. При оценке современного состояния растительности определённой территории рассматривались все факторы воздействия, имеющие место в настоящее время, а также остаточные эффекты прошлых воздействий. Такой подход позволяет вычленить по­следствия этих воздействий, процессы и тенденции развития растительности и разработать методы и критерии оценки и мониторинга растительности по отношению к отдельно взятому фактору [2, 3].

Выделялись следующие степени (градации) нарушенности растительности:

0   — фоновая (неизменённая) растительность;

1   — слабая степень нарушенности;

2   — средняя (умеренная) степень нарушенности;

3   — сильная степень нарушенности;

4   — очень сильная степень нарушенности (катастрофические изменения растительности).

Для оценки степени пирогенной нарушенности лесных сообществ описывались условно нена­рушенные (фоновые) или слабонарушенные участки, сохранившие биоразнообразие и структуру со­обществ и их пирогенные модификации.

При описаниях гарей собирались сведения по следующим вопросам:

а)  время пожара (весна, лето, осень);

б)  устанавливался год пожара — для установления характера погодных условий и возраста гари;

в)  характер пожара (верховой или низовой).

С целью определения местоположения на местности, а также для определения высоты над уров­нем моря и расстояния между ключевыми точками, с последующим картированием, использовался переносной приёмник спутниковой навигации GPS (модель GARMIN 72).

Результаты геоботанических обследований гарей

Гарь №1.

Дата описания: 11 июля 2006 г.

Район обследования: 32 квартал БГНПП.

Месторасположение: 10,46 км на 248° от Лесхоза и 6,49 км на 280° от дома отдыха ПГУ «Баян-тау».

N: 50° 46' 17,7".                           Высота над уровнем моря 500 м.

E: 075° 37' 02,2".                         Точность 7,5 м

Примечание. Формат координат HDDD°MM'SS.S; система координат WGS 84; указатель севера истинный.

Характеристика пожара: время пожара — лето 1997 г. Древесно-кустарниковый ярус: Формула древостоя: 10 Betulapendula +Pinus sylvestris. Сомкнутость крон: 0,1.

 

Название растения ПП, % Разм. h, м Диам., см Фен. Жизн.
Подрост древесных пород
1 Betula pendula (подрост) 8-10 ггр 3-6 3-5 Вег. 1-2
2 Pinus sylvestris (подрост возраст 4-6 лет) 1-2 ггр 0,3 0,5-1 Вег. 1
Кустарники
3 Lonicera microphylla 1-2 ггр 0,4-0,5   Цв 1-2
Травостой: общее проективное покрытие 63%
Название растения Обилие Размещ. h, см Фен. Жизн.
1 Chamaenerion angustifolium Cop1 Ггр 70-90 Цв. Хор.
2 Achillea nobilis Cop1 Ггр 30-40 Цв. Хор.
3 Potentilla humifusa Sp Ггр 30-40 К.ц., пл. Хор.
4 Veronica incana Sp-sol Ггр 20-30 Цв. Хор.
5 Artemisia frigida Sol Ггр 5-10 Вег Хор.
6 Crepis sibirica Sol Гр 40-60 Цв Хор.
7 Berteroa incana Sol Гр 40-60 Цв Хор
8 Silene wolgensis Sol Гр 40-60 Цв Хор.
9 Herniaria glabra Sol Гр 3-5 Бут Хор.
10 Koeleria gracilis Sol Гр 50-60 Пл Хор.
11 Galium verum Sol Гр 40-60 Н. цв Хор.
12 Puccinellia tenuiflora Un Ед 40-50 Пл Хор.
13 Convolvulus arvensis Un Ед - Вег Хор.
                   

Примечание. Отсутствуют наскальные лишайники, между камнями единичные подушки мха, на молодой сосне (5-6 лет) тля Cinara pini. В местах очагов огня пятнами располагаются заросли Ar­temisia frigida с обилием сор 3. В горелых пнях — муравейники.

 

Гарь №2.

Дата описания: 11 июля 2006 г.

Район обследования: 78 квартал БГНПП. Северо-восточный склон с уклоном в 3-5°. Месторасположение: 18 км на 248° от Лесхоза и 13,5 км на 263° от дома отдыха ПГУ «Баян-тау».

N: 50° 44' 46,0".                           Высота над уровнем моря 608 м.

E: 075° 31' 05,3".                          Точность 5 м.

 

Примечание. Формат координат HDDD°MM'SS.S; система координат WGS 84; указатель севера истинный.

Характеристика пожара: время пожара — сентябрь-октябрь 2002 г. Пожар низовой. Древесно-кустарниковый ярус.

Формула древостоя: 10 Pinus sylvestris +Betulapendula + Populus tremula Сомкнутость крон: 0,1-0.2.

 


Название растения ПП, % Разм. h, м Диам см Фен. Жизн.
Древостой
1 Pinus sylvestris 15-17 Диф. 10-15 20-40 Вег 6-3
2 Betula pendula 5 Ггр До 10 5-10 Вег 2-3
Подрост древесных пород
3 Pinus sylvestris 1-2 Ггр 0,4-0,6 0,5-1 Вег 1-2
4 Populus tremula 5-7 Ггр 1,2 2-3 Вег 1-2

Примечание. После пожара древостой сохранён и поражен стволовыми вредителями сосны в 2003 г. На почве 90 % хвойного опада. Лишайники на камнях местами слабо сохранены, изредка встречаются подушки зелёного мха. У подроста осины наблюдается побурение верхних листьев. Ко­личество подроста берёзы и осины увеличивается при спуске к подножию горы. Подножие горы опоясано погибшим осинником.

 

Гарь № 3

Дата описания: 11 июля 2006 г.

Месторасположение: 22,8 км на 256° от Лесхоза и 18,8 км на 268° от дома отдыха ПГУ «Баян-тау».

N: 50° 45' 23.8".                           Высота над уровнем моря 489 м.

E: 075° 26' 28.2".                          Точность 5,7 м.

Примечание. Формат координат HDDD°MM'SS.S; система координат WGS 84; указатель севера истинный.

Берёзовая гарь в периодически заболачиваемом понижении. Характеристика пожара: время пожара 1997 г. Древесно-кустарниковый ярус. Формула древостоя: 10 Betula pendula Сомкнутость крон: 0,1

 


Название растения ПП, % Разм. h, м Диам. см Фен. Жизн.
Древостой
1 Betula pendula   11 Диф До 12 20-40 В 6-3
Подрост древесных пород
1 Populus tremula 8 Ггр До 1,2 2-3 В 1-2
2 Betula pendula 1,2 Ггр До 2,5 1-2 НВ 1-2
Кустарники
1 Salix cinerea 17 Ггр До 2,1 - В 1-2
2 Crataegus altaica 0.5 Ед 0,4 0,8 НВ 1
3 Rosa pisiformis 2 Гр 0,6-0,7 - В Хор.
                 

Примечания. Очень много старого сухостоя и поваленных стволов берёз. На стволах берёз обильно развились трутовики и стволовые вредители.

 

Гарь № 4

Дата описания: 25 июля 2006 г.

Месторасположение: 1,6 км на 270° от Лесхоза и 4,85 км на 22° от дома отдыха ПГУ «Баянтау».
N: 50° 48' 16.3".                           Высота над уровнем моря 494 м.

E: 075° 43' 58.1".                          Точность 6 м.

Примечание. Формат координат HDDD°MM'SS.S; система координат WGS 84; указатель севера истинный.

Квартал № 17

Характеристика пожара: время пожара начало июня 2006 г. Локальный низовой пожар без площади. Деревья огнём повреждены слабо.

Древесно-кустарниковый ярус:

Формула древостоя: 8 Populus tremula 2 Betula pendula Сомкнутость крон: 0.3.


Гарь № 5

Дата описания: 25 июля 2006 г.

Месторасположение: 3,83 км на 264° от Лесхоза и 4 км на 357° от дома отдыха ПГУ «Баянтау»

Квартал №24. Экспозиция ЮЮВ уклон 10-15°.

N: 50° 48' 04.0".                           Высота над уровнем моря 547 м.

E: 075° 42' 05.1".                          Точность 6,6 м.

Примечание. Формат координат HDDD°MM'SS.S; система координат WGS 84; указатель севера истинный.

Характеристика пожара: время пожара — 2006 г. Антропогенный низовой пожар площадью 100 м2. Направление пожара сверху вниз по склону.

Древесно-кустарниковый ярус. Формула древостоя: 10 Pinus sylvestris. Сомкнутость крон: 0.3.

 

Примечания. На поверхности очень много скальных выступов и валунов. Травостой не выражен. На почве хвойный опад и ветошь. Лишайники местами повреждены. Сосны поражены усачами и ко­роедами.

Влияние пожаров на экосистемы БГНПП

Беглый низовой пожар слабо влияет на почвенный покров: уничтожается только слой подстил­ки, образованный хвойно-веточным сосновым опадом. Более сильные пожары, и особенно верховые, приводят к прокаливанию всего почвенного профиля. В механическом составе почв начинают преоб­ладать фракции песка и дресвы. Освободившиеся в результате пожара минеральные элементы быстро выносятся дождевыми водами со склонов гор к их подошве, что приводит к некоторому снижению их плодородия.

Сосна имеет толстую кору, поэтому отличается высокой устойчивостью к низовым пожарам [4-6]. Однако в условиях нагорных сосняков БГНПП низовые пожары повреждают корневую систему, в результате чего ещё живые деревья гибнут от ветровальности.

Низовой пожар не оказывает особого влияния на энтомоустойчивость насаждений. Иногда при слабых пожарах энтомоустойчивость даже несколько повышается по сравнению с контролем.

Особо сильные повреждения наносят пожары молоднякам. Повреждения пожаром ведут за со­бой гибель деревьев или их ослабление. В последнем случае деревья быстро заселяются грибами и насекомыми, в результате чего они болеют или погибают. Усыхание древостоев наблюдается в тече­ние 5 лет: на третий год после пожара погибает 8 % сосен в насаждениях, на четвёртый год — 5,1 %, на пятый — 4 %. Выделение смолы из ран у сосен значительно замедляет заражение её вредителями и возбудителями болезней.

 

При устойчивом низовом пожаре в средневозрастных и спелых сосняках происходит ожог кор­невых лап и корневой шейки деревьев, подсушка луба и просмоление водопроводящих сосудов, что приводит к нарушению водоснабжения кроны. Интенсивность смоловыделения из ствола резко сни­жается, в результате чего деревья заселяются стволовыми вредителями. В жердняках стволовые вре­дители заселяют небольшой процент деревьев, остальные быстро восстанавливаются. При сильном обгорании стволов и крон вредители совсем не заселяют деревья [7, 8].

На обследованных горельниках 1997 г. (верховой пожар) древесный ярус был практически пол­ностью уничтожен. На горельнике 2002 г. (низовой пожар в период сентября-окрября) взрослые со­сны оказались сильно угнетены. Гарь ушла под зиму незаражённой, и была поражена насекомыми-вредителями лишь весной 2003 г.

В первые годы в травостое зарастающих гарей доминируют иван-чай розовый и тысячелистник благородный. Под влиянием повышенной минерализации делювиальных стоков с выгоревших гор­ных склонов и их обогащённости освободившимися доступными формами калия и фосфора у подно­жия гор в травостое заметно повышается обилие растений из семейства бобовых (клевер люпиновый, люцерна серповидная, чина луговая и др.), которые в естественных условиях не выдерживали конку­ренции со злаковыми растениями за эти элементы питания.

Возобновление древесных пород наиболее интенсивно идёт у лиственный растений. Берёза и осина значительно опережают в своём развитии медленно растущую сосну. На всех модельных пло­щадках, заложенных нами в горельниках Баянаульского парка, мы обнаруживали благонадёжный разновозрастный подрост сосны обыкновенной. При достаточном освещении и слабой сомкнутости травяного яруса молодые семенные всходы сосны оказываются в весьма благоприятных условиях и впоследствии вытесняют лиственные породы из древостоя [9].

Однако доля участия лиственных подов в сложении древесного яруса восстановившихся лесов ещё долгие годы остаётся высокой [10]. 

 

Список литературы

1         Побединский А.В. Сосна. — М.: Лесная промышленность, 1979.

2         Горчаковский П.Л. Лесные оазисы Казахского мелкосопочника. — М.: Наука, 1987.

3         Дроздова Н.Б. Береза. — М.: Лесная промышленность, 1979.

4      Иллюстрированный определитель растений Казахстана / Под ред. В.П.Голоскова. — Алма-Ата: Наука, 1969-1972. — Т. 1-2.

5         Огарь Н.П. Растительность долин рек семиаридных и аридных регионов континентальной Азии. — Алматы, 1999.

6         Полевая геоботаника. — Т. 1-1. / Под ред. Е.М.Лавренко и А.А.Корчагина. — М.-Л.: Наука, 1959-1972.

7         Прозорова Т.А., Черных И.Б. Биоразнообразие растительности Баянаульского национального парка. — Павлодар:ТОО НПФ «ЭКО», 2001.

8         Раменский Л.Г. Избранные работы. Проблемы и методы изучения растительного покрова. — Л.: Наука, 1971.

9         Флора Казахстана. — Алма-Ата, 1958-1966. — Т. 1-9.

10     Черепанов С.К. Сосудистые растения СССР. — Л.: Наука, 1981.

Фамилия автора: Е. Т. Ержанов
Год: 2011
Город: Караганда
Категория: Биология
Яндекс.Метрика