Запасы лесных горючих материалов в горных лесах южной Сибири

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 630.0.431 Т.А. Матвеева

ЗАПАСЫ ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ГОРНЫХ ЛЕСАХ ЮЖНОЙ СИБИРИ

Введение

Определяя роль пожаров в продуктивности лесных экосистем, невозможно однозначно оценить последствия огневого воздействия на природные комплексы. Это связано с тем фактом, что пожары действуют в различных местообитаниях и, в зависимости от интенсивности горения, неодинаково изменяют возрастную структуру, видовой состав древостоя и нижних ярусов растительного сообщества.

Объективным показателем, в значительной мере предопределяющим после-пожарный ход лесовосстановительного процесса, а зачастую и судьбу лесных экосистем, выступает количество уцелевших деревьев в гаревых экотопах. Прогнозируя элиминацию древесного сообщества в качестве главного фактора, обусловливающего уровень трансформации коренной среды, принимается сила пожара, которая в значительной мере определяется запасами лесных горючих материалов (ЛГМ) и соотношением их типов в растительных ассоциациях.

Объекты и методы

Работы выполняли в лесах Манско-Канского лесорастительного округа Вос-точно-Саянской провинции. Преобладающие в лесном фонде подтаежного пояса низко- и среднеполнотные древостой создают благоприятную среду для роста и развития травянистой растительности. Полигоны, на которых осуществляли работы, расположены в северо-западной части провинции на ровных местоположениях.

Объектами исследования были листвен-нично-сосновые насаждения разнотравной группы типов леса, широко представленные в лесном фонде подтаежного высот-но-поясного комплекса.

Основываясь на результатах собственных наблюдений], а также материалах литературных источников, можно утверждать, что запасы горючего в лесу в большой степени зависят от продолжительности беспожарного периода [1-5]. Даже спустя 30 лет после сильных пожаров мы отмечали различие мощности слоев подстилки на гарях и незатронутых огнем участках. Поэтому, чтобы уменьшить влияние предшествующих пожаров, изучение запасов напочвенной органики проводили на площадях, не подвергавшихся огневому воздействию минимум 50 лет.

Закладку и описание пробных площадей осуществляли в соответствии с общепринятыми методами [6]. Запасы напочвенных ЛГМ определяли на учетных площадках размером 0,20x0,25 м для опада и подстилки, 0,5x0,5 м — для живого напочвенного покрова [2]. Количество площадок обеспечивало 10%-ную точность наблюдения. Массу горючих материалов по типам устанавливали термовесовым способом. Учетные площадки распределяли с соблюдением принципа систематической выборки, то есть равномерно в пределах опытного участка.

Характеристика древостоев на опытных участках приведена в таблице 1.

Естественное возобновление лиственницы и сосны слабое. В подлеске доминирующая роль принадлежит спирее средней (Spiraea media Franz Schmidt) и акации желтой (Caragana arborescens Lam.). На первом участке, где древостой низкой полноты, значительное участие в сложении кустарникового яруса принимает кизильник черноплодный (Cotoneaster melanocarpa Lodd.). Сомкнутость кустарникового яруса низкая — 0,2-0,3.

Таблица 1

Характеристика древостоев

Номер Состав Высота, Диаметр, Возраст, Полнота Класс Запас,

участка древостоя м см лет бонитета м3/га

1 6Л 4С 27.6 26.7 35,4 34,8 160 145 0,36 II 156

П 6С 23,2 32,3 125 0,63 III 226

А 4Л 21,5 30,1 135 III

6С 22,4 35,7 130 0,58 214

э 4Л+Б 24,2 36,3 140 III

5Л 28,0 36,2 135 0,78 343

4 5С 27,2 36,0 140 II

Среди трав наиболее представленными растениями являются: в верхнем ярусе — вейник тростниковидный (Calamagrostis arundinacea (L.) Roth), борец высокий (Aconitum excelsum Rchb.), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), купальница азиатская (Trollius asiaticus L.), прострел желтеющий (Pulsatilla flavescens (Zucc.) Juz.) и др. Нижний ярус высотой до 20-30 см создают осока большехвостая (Carex macroura Meinsh), ирис русский (Iris ruthenica Ker-Gawl.), фиалка одноцветковая (Viola uniflora L.), костяника каменистая (Rubus saxatiiis L.). Низкорослые и стелющиеся травы — кошачья лапка (Antennaría dioica (L.) Gaertn.), майник двулистный (Majanthemum bifolium L.), грушанка средняя (Pyrola media Sw.) — сплошного яруса не формируют, Из кустарничков в напочвенном покрове присутствуют черника (Vaccinium myrtillus L.) и брусника (V. vitis - ïdaea L.), но их присутствие выражено в тех ассоциациях, где травы не образуют сомкнутого покрова.

Результаты и их обсуждение Установление запасов горючих материалов в травяных типах леса весьма осложняется неравномерностью размещения напочвенного покрова на лесопокрытой площади. В районе исследований лиственничные и сосновые древостой редко носят сомкнутый характер, чаще же они являются разреженными, что в сочетании

с ажурностью крон обеспечивает большое количество света под пологом леса. С этим связано разрастание обильного и разнообразного по составу травостоя. Развитию травяной растительности способствует и слабо выраженный подлесок.

Однако вблизи стволов деревьев световой режим меняется и, как следствие, уменьшается доля участия трав в напочвенном покрове; представленность кустарничков, наоборот, повышается [7, 8].

Уменьшить влияние синузиальности напочвенного покрова на точность определения запасов лесного горючего можно, размещая учетные площадки равномерно в пределах пробной площади. Данная методика позволяет учитывать как типичные, так и не характерные для конкретных местообитаний участки, и в конечном итоге более объективно оценить живую и мертвую напочвенную фитомассу.

При изучении запасов лесных горючих материалов выделяли травяно-кустар-ничковый ярус, моховой покров, опад, подстилку. Такой выбор сделан в связи с тем, что возможность возникновения пожара на участке определяется не только влагосодержанием горючих материалов, но и соотношением массы опада, мха, подстилки (основных типов проводников горения) и вегетирующей напочвенной фитомассы [9]. Результаты исследований на момент максимального развития травяного покрова представлены в таблице 2.

Таблица 2

Запасы горючих материалов (абсолютно сухое состояние), т/га

Номер участка Травы Кустарнички Мхи Опад Подстилка Всего

1 2,1 ±0,20 0,2± 0,01 - 5,0± 0,39 3,5=0,19 10,8

2 1,6± 0,1 3 0,7 ±0,08 0,3±0,02 6,8± 0,54 6,4± 0,48 15,8

3 1,5± 0,14 0,5± 0,05 0,2± 0,04 6,0± 0,52 5,7 ±0,33 13,9

4 1,0± 0,08 1,1 ± 0,10 0,6± 0,05 6,7 ±0,61 7,1 ±0,56 16,5

Полученные материалы наглядно иллюстрируют влияние полноты древостоя на величину и соотношение запасов разных групп лесных горючих материалов. В низ-кополнотном древостое (первый участок) травы образуют сомкнутый покров, их запас превышает таковой на других участках на 31-110%. Своей обильной массой травы подавляют развитие кустарничков и мхов. Абсолютно доминируя в напочвенном покрове, травостой проявляет настолько мощную средоформирующую роль, что кустарничковый ярус носит крайне фрагментированный характер, а мхи и вовсе отсутствуют.

С увеличением полноты древостоя и изменением светового режима, уменьшаются запасы трав, а кустарничков — возрастают. На четвертом участке (полнота древостоя 0,78) кустарнички имели наибольшую массу среди других представителей живого напочвенного покрова. Также усиливает свои позиции моховой покров, в котором доминантом выступает мох Шребера (Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt.), ему сопутствуют мхи блестящий (Hylocomium splendens (Hedw.) Schimp.) и гребенчатый (Ptilium crista-castrensis (Hedw.) de Not.). При этом следует отметить, что и брусника, и зеленые мхи, несмотря на оставшуюся хорологическую обособленность, более равномерно распределены на площади.

Природные условия опытных участков одинаковые, и некоторые отличия видового состава и морфоструктуры древесных ценозов в данных обстоятельствах детерминированы той экологической и фитоце-нотической ситуацией, при которой появлялись и формировались молодые леса. Существующие различия связаны, главным образом, с важнейшим таксационным показателем древостоя — полнотой, и обусловленными ею особенностями вертикальной и горизонтальной структуры подпологовой древесной растительности и напочвенного покрова. Поскольку общий запас травяно-кустарничкового яруса на опытных участках варьировался в малом диапазоне (2-2,3 т/га), то нарастание массы опада при повышении полноты древостоя мы связываем с большим количеством опадающих на почву фрагментов древесного полога в высокополнотных сообществах.

Лесопирологи, определяя комплекс напочвенных горючих материалов, относят к нему и подстилку, отмечая некоторую

условность использования названия «напочвенные» [2].

Запасы фитодетрита в насаждениях зависят от количества поступающего на почву опада и быстроты разложения органики. В исследуемых местообитаниях минимальная масса подстилки также на первом участке, при этом она существенно меньше величины ежегодно опадающей органики. Это свидетельствует о высоких темпах гумификации растительных остатков, что характерно для низкополнотных сообществ. На почвах легкого гранулометрического состава, хорошо прогреваемых и дренированных, активизируется микробиологическая деятельность, и скорость разложения растительных остатков повышается [10].

На остальных участках не зафиксировано достоверного различия запасов подстилки и опада.

Выводы

Оценивая в целом запасы горючих материалов в районе проведения работ и сравнивая их с запасами в аналогичных сериях типов леса в северной и средней подзонах тайги, можно сказать, что они невелики [4, 5, 11]. Отличия связаны с меньшими объемами депонированной мортмассы: в южнотаежной подзоне разложение лесного опада происходит более интенсивно.

Фитомасса и соотношение запасов разных групп лесных горючих материалов в лиственнично-сосновых ценозах подтаежного пояса определяются полнотой насаждения. В пределах однородных климатических условий интенсивность деструк-ционных процессов под пологом светлохвойного леса выше в разреженных древо-стоях.

Библиографический список

1. Матвеева Т.А. Пожары в горных лесах средней и южной тайги / Т.А. Матвеева, А.М. Матвеев. Красноярск, 2008.

213 с.

2. Курбатский Н.П. Исследование ко-

личества и свойств лесных горючих материалов / Н.П. Курбатский // Вопросы лесной пирологии: сб. ст. Красноярск,

1970. С. 5-58.

3. Арцыбашев Е.С. Лесные пожары и борьба с ними / Е.С. Арцыбашев. М.: Лесная промышленность, 1974. 152 с.

4. Цветков П.А. Запасы горючих материалов в лесах северо-востока Эвенкии

/ П.А. Цветков // Лесное хозяйство. 2001. № 4. С. 33-35.

5. Матвеев А.М. Запасы горючих материалов в среднетаежных лесах Центральной Эвенкии / А.М. Матвеев, П.М. Матвеев // Вестник СибГТУ. 2002. № 2. С. 20-22.

6. Сукачев В.Н. Методические указания к изучению типов леса / В.Н. Сукачев, С.В. Зонн. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 144 с.

7. Шумилова Л.В. Ботаническая география Сибири / Л.В. Шумилова. Томск: ТГУ, 1962. 439 с.

8. Софронов М.А. Пирологическое районирование в таежной зоне / М.А. Софронов, A.B. Волокитина. Новосибирск: Наука, 1990. 204 с.

9. Матвеева Т.А. Послепожарный от-

пад в сосново-лиственничных древостоях // Лесной и химический комплексы — проблемы и решения: матер. Всерос.

науч.-практ. конф. Красноярск, 2006. Т. 1. С. 54-58.

10. Богородская A.B. Экологическое состояние микробоценозов почв сосняков средней тайги Средней Сибири после контролируемых выжиганий / A.B. Богородская, Н.Д. Сорокин / / Вестник КГУ. 2005. № 5. С. 187-194.

11. Влияние низовых пожаров на возобновление в среднетаежных лиственничниках Красноярского края / Е.О. Бак-шеева и др. Красноярск: СибГТУ, 2003. 194 с.

УДК 551.588.6:581.132 (470.22) B.À. Усольцев,

Е.В. Бараковских, A.A. Маленко

ИЗМЕНЕНИЕ ЗАПАСА УГЛЕРОДА ЗА ПОСЛЕДНИЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ В ЛЕСНОМ ПОКРОВЕ ТАЕЖНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН1

Известно, что продуктивность лесов европейских стран и России в течение последних десятилетий неуклонно растет [1, 2]. Основную причину видят в потеплении климата, однако единого мнения по этому вопросу нет. Лесное хозяйство предоставляет наиболее экономически выгодную возможность для депонирования углерода по Протоколу Киото, однако определения углеродного пула и его годичного депонирования лесным покровом по регионам России у разных авторов сильно различаются [3].

Объекты и методы Исследованы изменения углерододепонирующей способности лесного покрова в двух регионах (природных зонах) — в южной тайге (Пермский край) и степи (Оренбургская область). В основу расчетов положена сформированная нами база дан-

1 Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 07-07-96010 и программы Президиума РАН «Биоразнообразие и генетика генофондов».

ных о запасах фитомассы в насаждениях основных лесообразующих древесных пород Урала и прилегающих к нему регионов, включающая в себя 1400 определений, а также данные Государственного учета лесного фонда (ГУЛФ) Пермского края по состоянию на 1988 и 2007 гг. и Оренбургской области по состоянию на 1983, 1993 и 2007 гг. [4].

Экспериментальная часть

В результате реализации описанной процедуры совмещения экспериментальных данных о фитомассе насаждений, полученных на пробных площадях, с данными ГУЛФ мы получили показатели фитомассы, взвешенные по классам возраста, запасам стволовой древесины и долевому участию каждой древесной породы [4]. Подобная процедура по совокупности лесообразующих древесных пород осуществлена по всем 35 лесхозам Пермского края и по 27 лесхозам Оренбургской области, соответственно, за два и три периода лесоинвентаризации.