Лесные пожары, как экологическая среда.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 10Следующая ⇒

Пожары оказывают глубокое и всестороннее влияние на лесные экосистемы, в результате которых происходит трансформация лесных ландшафтов, коренные изменения в составе и структуре лесов, прерываются многообразные сложившиеся взаимоотношения и связи между различными их компонентами. При этом нарушаются биогеохимические циклы, формируются новые сообщества. Отсюда следует огромная роль огня как фактора смены пород, то есть вторичных экологических сукцессий.

Последействия пожаров на лесных землях зависят от площади, вида и интенсивности пожара, типа леса и лесорастительных условий, лесоводственно-таксационной характеристики насаждений, метеорологических условий в послепожарный период и ряда других природных и антропогенных факторов.

В связи с тем, что основной причиной лесных пожаров является человек, их можно отнести к категории социальных и экологических факторов. В отличие от других факторов внешней среды, оказывающих постоянное влияние на состояние лесных насаждений, пожар воздействует внезапно, кратковременно и чрезвычайно агрессивно (С. Н. Санников). Воздействием пирогенного фактора пожар вызывает глубокие и длительные преобразования всех взаимосвязанных компонентов лесной экосистемы.

С точки зрения современной экологии лесной пожар рассматривается как экологический, периодически повторяющийся, интенсивно действующий фактор естественного отбора, специфический «экосистемный процесс» (С. Н. Санников).

Пожары оказывают прямое воздействие на лесные экосистемы (сообщество организмов биоценоза и окружающей их неживой природы, образующее устойчивую и динамическую систему), а также косвенное – через изменение экотопа (местообитание организмов, характеризующееся определенным сочетанием экологических факторов: почв, грунтов, микроклимата и др.). Вызывая глубокие изменения в лесных экосистемах, пожары могут иметь как отрицательное, так и положительное экологическое значение.

Влияние пожаров на формирование лесов проявляется в изреживании древостоев, изменении их состава, трансформации живого напочвенного покрова, воздействии на тепловой, водно-воздушный режимы и физико-химические свойства почв, фитоклимат, ход естественного возобновления, то есть на все процессы, протекающие в лесных насаждениях (Курбатский Н. П.).

При лесных пожарах погибает не только флора и фауна, но и наблюдаются значительные потери в почве и лесной подстилке органического вещества, азота и других зольных элементов минерального питания растений. И. В. Гуняженко (1971), В. А. Матвеев (1978) отмечают, что под воздействием пирогенного фактора лесных пожаров ухудшаются лесорастительные условия, снижается микробиологическая активность почвы и ухудшаются ее физико-химические свойства.

С пожарами и волнообразными взрывами возобновления связана ступенчатая или цикличная разновозрастность древостоев в таежных лесах, особенно в заболоченных условиях. Изменяя экологические факторы для возобновления и роста древесных пород, состав, полноту древостоя и т.п…, низовые пожары являются мощным лесообразующим фактором.

Таким образом, современные естественные и искусственные леса, возникающие на гарях, в своих экологические функциях и строении несут печать глубоких знаний, вызываемых хозяйственной деятельностью человека. При этом существенно меняются естественные процессы и характер действия экологических и эволюционных механизмов образования новых насаждений – сложноорганизованных биогеоценотических систем.

Поэтому проблемы их восстановления, хотя и относятся к сфере интересов и приложений масштабам и биогеоценотическими. Специфичности являются проблемы преимущественно экологическими.

Г.Ф. Морозов выделял четыре основных факторов лесообразования: Лесорастительную среду, биологические свойства лесообразующих пород, историю или генезис развития насаждений и последний фактор «биосоциальный» - общественную жизнь растений. На все эти факторы и соответственно, их лесообразующие экологические функции, накладываются хозяйственная деятельность человека, которая значительно изменяет их действие.

Огромное влияние на процессы лесовосстановления оказывает циклические повторяющиеся пожары. Уничтожая мощный моховой покров и воздействуя на почву как фактор тепловой мелиорации, они стимулируют процесс естественного возобновления практически во всех типах лесорастительных условий. С другой стороны, пожары, повреждая формирующиеся молодняки, прерывают процессы лесовосстановления хвойных пород.

Всякий естественный лесной биогеоценоз, как сложившаяся и довольно консервативная саморегулирующая система влияния антропогенных факторов (пожар) стремится восстановить нарушенные биоэкологические связи и прежде всего, восстановить состав и структуру древостоя, т.е. вернуться к некоторому общему первоначальному руслу развития и восставить исходный тип материнского древостоя. Продолжительность этого процесса во времени во многом зависит от степени нарушенности связей в экосистеме антропогенным факторами лесорастительных условий местопроизрастания (С.Н. Санников, 1970).

Состав и характер лесовозобновления на гарях зависит от многих факторов, к числу которых относится первоначальный состав материнского древостоя и степень повреждения его огнем, физико-химические (а также биологические) свойства почвы и характер их изменения вследствие пожара, рельеф выгоревшей площади и состояние погода в послепожарный период, обуславливающие ход изменения гидрологического режима на гарях, степенью сгорания и характер восстановления и наконец, при большой площади пожарищ, наличия или отсутствие животных, уничтожающих семена древесных пород или наоборот способствующих их распространению (С.Н. Гашев и др. 1998).

Лесные пожары приносят огромные убытки из-за повреждения, а часто полного уничтожения накопленных древесных ресурсов, снижают урожайность ягодниковых растений, сокращают численность и разнообразие животных. Особенно губительно прогорание молодняков хвойных пород, прерывающие порой на целое поколение восстановление коренных хозяйственно ценных древостоев. С другой стороны, в спелых и перестойных насаждениях сосны и лиственницы пожары являются «пусковым механизмом» естественного омоложения, поскольку убирают главный лимитирующий фактор – накопившуюся лесную подстилку.

По уменьшению чувствительности к огню предложен ряд древесных пород (С.Н. Гашев и др. 1998): ель, пихта, осина, береза, кедр, лиственница, сосна. Сосняк являются типичными пирогенными насаждениями (С.Н. Санников, Н.С. Санникова, 1985).

Возобновление леса

После отмирания, пожара, вырубок и т.п. на площади обычно образуется новое поколения древесных пород. Процесс образования нового поколения называется возобновлением леса.

Возобновление леса может быть естественное, т.е. без вмешательства человека. Ещё возобновление происходит в результате посадки или посева семян древесных пород, то оно искусственное.

Естественное возобновление происходит путем распространения семян от плодоносящих деревьев ветром, водой, птицами, животными. Так как этот процесс в природе протекает медленно, то человек может содействовать его ускоренно правильной организацией технологичного процесса лесозаготовок, сохранением на вырубках специальных деревьев, рыхлые почвы и т.п.

При вегетативном возобновлении молодое поколение образуется из пневой и корневой поросли, иногда от ветвей, соприкасающихся с землей. Естественное возобновление часто растягивается на продолжительное время, что ведет к потере прироста и снижению эффективности хозяйства.

Искусственное возобновление – надежный и быстрый способ восстановления леса на вырубаемых площадях. При этом могут выращиваться высокопроизводственные леса из ценных пород. Искусственное возобновление только семенное.

Естественное возобновление леса – не только стихийное протекающий процесс самовозобновления, но и процесс управляемый. Меры содействия естественному возобновлению заключаются в оставлении на вырубке обсеменителей, сохранении подроста, возникшего под пологом материнского древостоя, упрощенной подготовке почвы, а также в обоснованном выборе способа главной рубки и в проведении хода в молодняках. Если специальные меры не принимаются, такое стихийное лесовозобнавление может быть предварительным (когда под пологом леса есть подрост) или последующим (в случае появления подроста на вырубке или гари). Обычно на площади, где производились посев или посадка, имеются также экземпляры естественного происхождения. В этом случае говорят о комбинированном лесовозобнавлении.

Периодом лесовозобновления называют время, прошедшее после рубки или пожара до образования сомкнутого молодняка (от 5-6 лет в лучших лесорастительных условиях до 20-30 лет – худших). Естественное лесовозобновление имеет ряд преимуществ перед лесными культурами:

1. Сохранение естественного разнообразия генотипов (сохранение генофонда).

2. Сохранение естественных динамических процессов, направленных на повышение устойчивости биогеоценоза, его подвижного равновесия с внешней средой.

3. Обеспечение повышенной устойчивости леса к болезням и повреждениям.

4. Снижение трудозатрат не менее, чем в 2-3 раза.

5. Улучшение качества древесины (повышается плотность, снижается сучковатость ствола).

6. Сокращение периода восстановления леса в случае сохранения подроста.

7. Отсутствие эрозии почвы, вызываемой ее обработкой, корчевкой пней, уплотнением машинами.

8. Оптимальное размещение деревьев по площади.

9. Отсутствие поранения корней саженцев при посадке, заражения их гнилями, пересадочного «шока» у саженцев, вызывающего падение прироста.

Но и искусственное лесовосстановление в некоторых случаях имеет определенное преимущества:

1. Уменьшения периода восстановления леса по сравнению с последующим естественным возобновлениям.

2. Возможность и интродукции.

3. Возможность восстановления леса трудных условиях, где естественное лесовозобновление затруднено или невозможно.

Семенное возобновление леса зависит от биологических и экологических свойств древесных пород и от условий среду, т.е. является многофакторным процессом. Показателями семенной продуктивности древесной породы являются: возраст возмужалости, урожайность, периодичностью обильного плодоношения, сроки созревания и опадения семян, их всхожесть, способ распространения и дальность разлета.

Эти показатели существенно варьируют в зависимости от географического положения территории (точнее, положение относительно границ ареала вида), почвенно-грунтовых условий, положения дерева в древостое. Практически весь урожай дают деревья верхнего полга с наиболее развитыми кронами. Возраст возмужалости значительно раньше наступает у отдельно стоящих деревьев, у порослевых экземпляров и возле южной границы ареала. У сосны шишки могут образоваться в 5-8 летнем возрасте и даже ранее. Средний возраст возмужалости деревьев, в древостое следующий: у березы, осины и лиственницы примерно 20 лет, у, если и сосны – 30, у дуба – 40, кедр, пихты – 50 лет.

Урожайность изменяется с возрастом древостоя. Она возрастает до какого-то предела, а затем падает. Средний урожай с 1 га в год у березы – 1 кг, у сосны – 2-3, у ели -5-10, у лиственницы 10-20, у кедра -300.

Периодичность обильного плодоношения (семенные годы) колеблется от 2-3 лет у березы, осины, ель и сосна обильно плодоносят через 4-6 лет. Иногда наблюдается значительные отклонения от этих сроков. В семенной год урожай семян превышает его средние значение. У сосны может достигать 20-30кг с 1 га и более. Причинами периодичности семенных лет считают: постепенное накопление запасных питательных веществ, которые в годы повышенного урожая сильного расходуются; нарушение в соотношении фотосинтеза и почвенного питания (с ним связанно накопление запасных питательных веществ); благоприятные условия в период заложения генеративных почек; колебания погоды (в след за сухими годами, благоприятными для фотосинтеза, обычно следует обильное плодоношение, тогда как заморозки и дожди во время цветения ослабляет его). Плодоношение можно стимулировать разреживанием древостоя, внесением удобрений, селекционным отбором и даже механическим воздействием (кольцеванием, обрубкой корней) что способствует накоплению ассимиляторов. Для получения большого количества и качественных семян нужны специализированные семенные хозяйства. Сроки созревания и опадения семян.

Семена созревают весной у сосны, летом – у березы, осень, – у большинства древесных пород (у сосны осенью следующего за цветением года). Семена опадают осенью у кедра и пихты, в феврале – у ели, в марте – у сосны и лиственницы. Ускоряют созревание и опадение семян теплая сухая погода.

Всхожесть семян при их хорошем хранении и нормальных грунтовых условиях достигает, в среднем, у сосны 95%, у если 85%, у лиственницы сибирской – 70%, у березы повислой – 55%, у пихты сибирской – 50%, у кедра – 50-60%, у осины всхожесть высокая, но семена быстро ее теряют.

По способу распространения семян древесные породы делятся на анемохоры (имеющие парусные приспособления и распространяемые ветром – сосна, ель, лиственница), гидрохоры и зоохоры (распространяемые птицами и млекопитающими – кедр).

Дальность разлета семян у березы, осины достигает несколько сотен метров, у сосны, ели, лиственницы – 50-100 м. В лесу это расстояние значительно меньше.

Прорастанию семян, укоренению и росту всходов впервые года мешают повреждение насекомых и грибами, уплотнение пересыхание почвы или ее переувлажнение и нехватка кислорода, выжимание корней, заморозки, опал шейки корня. Кроме того, часть семян уничтожается грызунами и птицами. В благоприятные условия попадает лишь незначительная часть всходов. На их выживаемость существенное влияние оказывают растения живого напочвенного покрова: положительное или отрицательное.

На этапе возобновления для хвойных может оказаться полезным неплотный ярус из березы, осины, который защищает от колебаний температуры и препятствует разрастанию злаков.

Семенное естественное возобновление подразделяют на следующие категории:

1. Предварительное стихийное, когда под пологом леса образуется самосев независимо от деятельности человека.

2. Предварительное преднамеренное, когда за 2-3 года рубки спелого леса прореживают верхний полог, вызывая тем самым обильное плодоношение, или проводят рыхление почвы под пологом леса пред семенным годом.

3. Последующие стихийное, когда вырубаемые площади заселяют стихийное без участия человека, в этом случае вырубку могут быть заселены нежелательные древесными породами.

4. Последующее преднамеренное. Когда освобожденные из под леса площади заселяются главными целевыми древесными породами в результате ранее продуманных мероприятий (осветления семенников, семенных куртин, стен старого леса, использования почвенного запаса семян и т.д.)

Многие древесные и кустарниковые породы имеют свойство возобновляться вегетативным путем – из спящих и придаточных почек. Лесоводственное значение имеют следующие виды вегетативного возобновления:

1. Порослевое.

2. Корневыми отпрысками.

3. Отводками.

Пневую поросль дает большинство лиственных пород. Это поросль получается обычно из спящих почек, лишь отдельные лиственные порода дают поросль из придаточных почек. Хвойные породы, порослью не возобновляются (возобновляется лишь пихта).

Поросль, образуемая на стволе растущего дерева из спящих почек, называется водяным побегом. Спящими считаются почки, которые закладываются одновременно с формированием годичного кольца, способные долгое время существовать, не давая нормальных побегов.

Придаточными называют почки, возникшие в разных частях растений между лубом и корой в результате повреждения побега или корня. Порослевая способность древесных пород зависит от их биологических особенностей, возраста, условий среды и других причин. Например, береза дает достаточное возобновление до 30-40, осины до 20 лет.

Имеются указания о том, что порослевая способность сохраняется дольше при более трудных условиях произрастания одной и той же породы. Так, например, в одновозрастном насаждении деревья, отстающие в росте, дольше, сохраняют порослевую способность, чем деревья лучшего роста. При одновременной рубке деревьев одинакового возраста в одних тех же почвенных условиях, но с различным текущим приростом поросль начинает раньше развиваться у деревьев с меньшим приростом.

Порослевую способность пород нередко используют при возобновлении березовых насаждений. Для этого при рубке леса оставляют невысокие пни. Более обильная поросль образуется при зимней рубке леса. Многие древесные и кустарниковые порода обладают способностью давать побеги от корней из придаточных почек. Эти побеги, называемые корневыми отпрысками, появляются преимущественно после руки дерева. Иногда они образуются и при жизни дерева, особенно если у него ослаблен рост или были поранение корней.

Корневые отпрыски после рубки древостоя могут появляться на протяжении ряда лет. Растут корневые отпрыски в первые годы жизни очень быстро. Имеется пример, когда осиновые отпрыски в центрально-черноземном районе на темно-серых суглинках в первый же год роста достигли высоты 2м. Для предотвращения появления корневых отпрысков на лесосеке рекомендуется окольцовывать деревья (снимать кольцо коры до древесины), но оно имеет смысл, если проводится на всех деревьях в густом древостое за несколько лет до рубки.

Преимущества естественного возобновления с точки зрения биологии и экономики подчеркивали Г.Ф. Морозов (1971), Л.И. Яшнов (1931), В.П. Тимофеев (1968), И.С. Мелехов (1966) и др. При естественном возобновлении сохраняются более благоприятные водно-физические свойства почв, что имеет весьма важное значение для формирования высокопродуктивных будущих древостоев, исключается необходимость применения лесовосстановительной техники в труднопроходимых условиях, а также раскорчевки пней на вырубках.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒