Особенности послепожарного восстановления лесного сообщества в подтайге Западной Сибири

ОСОБЕННОСТИ ПОСЛЕПОЖАРНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСНОГО СООБЩЕСТВА В ПОДТАЙГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Чернобай Е.С., Казанцева М.Н.

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.

Погиб. п Н/уд.

Уд.

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).

6,2

3,7

1,9

3,2

1,6

3,2

Контроль

Пробные площади

1,6

Высота

Диаметр

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

1

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,

Порода Контроль ПП№1 ПП№2 ПП№3

X ±т СУ X ± т СУ X ± т СУ Х± т СУ

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: Х±т - 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 СУ Х±х СУ Х±х СУ Х±х СУ

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, 3,7±0,2 19,5 1,2±0,1** 31,1 2,1±0,2** 34,8 3,0±0,2* 27,4

Вид/уч.пл., м2

Кол-во видов 17 2 7 12

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

На всех участках кроме 1111 №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 (ЯиЪш захаИШ), 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.