Лекция 9 Последствия лесных пожаров 1 Агонь

Лекция № 9. Последствия лесных пожаров. 1. Агонь как экологический фактор. 2. Влияние лесных пожаров на надпочвенный покров, подлесок и подрост, физико-химические свойства почвы. 3. Пожароустойчивость и повреждение деревьев и древостоев. Шкалы. 4. Классификация горельников. Возобновление леса и смена пород на горельниках. 5. Ликвидация отрицательных результатов лесных пожаров.

Лесные пожары - мощный природный фактор, воздействующий на компоненты фитоценозов (древостой, подрост, подлесок, напочвенный покров, корневые системы, почву, микро- и макрофауну). Но реакция различных компонентов на прямое и косвенное воздействие лесных пожаров различная и зависит от стадии развития видов, метеорологических условий, интенсивности тепловыделения и других факторов

Косвенное влияние проявляется после пожара в виде: -изменения видового состава растительности, - появления ветровала и бурелома, -снижения плодородия почвы, -активизации эрозионных процессов, -изменения видового состава фауны, энтомо- и фитовредителей и т. д.

Напочвенный покров. На напочвенный покров лесные пожары оказывают более значительное влияние, чем на древостой. Лишайники, мхи, некоторые травянистые растения и кустарнички (вейник наземный, вереск обыкновенный, багульник болотный и др. ), лесной опад и подстилка являются прекрасными проводниками горения и при возникновении лесных пожаров гибнут частично или полностью. В результате происходят значительные потери органического вещества и азота, снижение емкости и интенсивности биологического круговорота веществ.

При увеличении интенсивности лесных пожаров происходит глубокий пиролиз опада, подстилки и других горючих материалов. Опад сгорает полностью при всех видах пожаров. Слой лесной подстилки при слабой интенсивности низового пожара уменьшается на 10 -15 %, средней - до 70 %, при сильных устойчивых низовых и верховых пожарах подстилка выгорает почти полностью.

Послепожарное формирование живого напочвенного покрова и лесной подстилки зависит от типа леса и лесорастительных условий, вида и интенсивности пожара, времени возникновения его и других факторов. Наиболее быстро восстанавливаются иван-чай, вейник наземный, брусника, грушанки, можжевеловый мох и другие, наиболее медленно кустистые лишайники.

Подрост и подлесок. В прямой зависимости от характеристики древостоя, живого и мертвого напочвенного покрова и интенсивности лесного пожара находится выживание и послепожарное формирование подроста и подлеска. При низовых пожарах средней и сильной интенсивности подрост и подлесок хвойных пород погибают практически полностью, но при этом создаются благоприятные условия для прорастания семян, формирования самосева, подроста и подлеска нового поколения

Пожароустойчивость подроста и подлеска зависит - от времени возникновения пожара, -их высоты и возраста, -типа леса -степени выгорания напочвенного покрова

Подрост сосны и ели и подлесок из можжевельника отличаются высокой чувствительностью к огню и гибнут даже при пожарах слабой интенсивности. При выгорании площади на 50 -60 % на местах, не затронутых пожаром, сохраняется 20 -40 % подроста, при выгорании площади на 61 -75 % - 5 -9 %, а при 76 -90 % - до 5 %.

Наиболее сильно повреждается мелкий подрост, высота которого близка к высоте травяно-кустарничкового яруса. Гибель подроста происходит как под действием теплового излучения, так и обгорания крон. После устойчивых низовых пожаров преобладание ели в составе подроста сменяется преобладанием сосны. Изреживание древостоя после пожаров приводит к повышению освещенности под пологом и выживанию подроста.

Подлесок хвойных пород способствует повышению интенсивности и переходу низовых пожаров в верховые. Подлесок лиственных пород -замедлению распространения пожара и препятствует переходу его в верховой. Восстанавливается после пожара подлесок из лиственных пород.

Почва. Уничтожение при пожаре напочвенного покрова, подроста, подлеска, других компонентов и изменение микроклимата оказывает существенное влияние на физико-химические свойства почвы. Степень и продолжительность воздействия определяются видом и интенсивностью пожара, типом леса и лесорастительных условий, особенностями насаждений и другими факторами.

После низовых пожаров в сосняках Беларуси по данным И. В. Гуняженко происходит снижение валовых запасов азота и органического вещества, активизация процессов аммонификации и снижение процессов нитрификации в верхних горизонтах почвы. Общее количество микроорганизмов в 5 сантиметровом слое почвы в сосняке вересковом в год низового пожара слабой интенсивности снижалось на 20 %, средней - 36 %, сильной - на 49 %.

Продолжительность воздействия пожаров на микрофлору почв превышало два года. Через девять лет после низовых пожаров в условиях сосняков лишайниковых, вересковых, брусничных, черничных, долгомошниковых и осоково-сфагновых было более низким, чем в неповрежденных насаждениях, плодородие почвы и содержание в хвое азота, фосфора, калия и хлорофилла.

Значительные изменения в азотном режиме лесных почв, содержании в них калия, кальция, других элементов и кислотности непосредственно после пожара наблюдали З. Н. Арефьев и Б. П. Колесников. Отмечено увеличение объемной плотности и ухудшение аэрации легкосуглинистой почвы после пожара (И. П. Щербаков и др. ).

Несмотря на многочисленные результаты исследований по выявлению влияния лесных пожаров на свойства почвы, вопрос изучен в первом приближении. Практически отсутствуют результаты продолжительных исследований на постоянных пробных площадях.

Лесная фауна. Влияние лесных пожаров на лесную фауну неоднозначно. При лесных пожарах гибнут микрофауна, кладки и птенцы птиц, новорожденные животные, ухудшается кормовая база и санитарное состояние лесов. Мезофауна гибнет при пожарах сильной интенсивности, когда сгорает лесная подстилка и температура верхних горизонтов почвы превышает 55°С. Птицы и крупные животные, как правило, успевают покинуть места распространения лесных пожаров

Пожароустойчивость и повреждаемость деревьев и древостоев. Пожароустойчивость различных древесных пород при воздействии на них лесных пожаров связана с их морфологическими и физиологическими особенностями, неодинаковой устойчивостью как при непосредственном воздействии огня, так и в послепожарный период. Степень огнестойкости и адаптации к воздействию огня (пирофитность) древесных пород связана: 1) с быстротой развития толстой корки в нижней части ствола; 2) с быстротой роста в высоту в молодом возрасте и ранним очищением от нижних сучьев; 3) со степенью заглубленности корневой системы; 4) с обильностью смоловыделения на поверхности огневых травм стволов и корневых лап; 5) со способностью к зарастанию пожарных ран, регенерацией обгоревших корней и продолжительным сохранением жизнестойкости.

Особенно хорошо пирофитность выражена у сосны и лиственницы, плохо - у ели, пихты, других тонкокорых и медленнорастущих пород. Вид и степень повреждения деревьев зависят также от характера и интенсивности пожара, продолжительности воздействия теплового излучения, толщины коры и ее теплоизоляционных свойств, ее способности к воспламенению и др. Гибель живых клеток начинается при температуре 50°С, если воздействие продолжается около 1 ч. При температуре 55°С ткани гибнут через 5 минут, при 60°С - 30 с и при 65°С - почти мгновенно.

Хорошим диагностическим признаком гибели камбия является его побурение. При отмирании камбия на стволах деревьев образуются подсушины различной длины. Выделены 4 стадии образования и зарастания подсушин: 1) образование под корой огневой травмы, 2) зарастание скрытых подсушин, 3) зарастание частично раскрытых подсушин, 4) заросшая раскрытая подсушина. Продолжительность зарастания подсушин зависит от многих факторов. Кроме подсушин различают ожог хвои и кроны.

По огнестойкости древесные породы располагают в такой последовательности: лиственница, сосна, дуб, кедр, береза, осина, ель, пихта.

Степень повреждения древостоев низовыми пожарами и послепожарный отпад деревьев зависит от типа леса, наличия захламленности, возраста и полноты, скорости ветра, времени суток, сезона и других факторов

Шкала для визуальной оценки жизнеспособности деревьев и древостоев, поврежденных пожарами

Степень повреждения отдельных частей деревьев Порода К, Е, П Ос, Б – Л, С, Д, Яс, Кл – Категор ия корневые системы жизнес пособн высота камбий глубина площадь нагара хвоя в прогорания ости у шейки обнажения на кронах, подстилки корневой корня, между дереве, % системы, % корневыми м м 2 лапами, см Диаметр дo 16 см здор. >0, 1 >15 >40 >5 >0, 2 сомн. 0, 1 -0, 5 15 -35 40 -70 5 -15 0, 2 -0, 5 погиб. <0, 5 <35 <70 <15 <0, 5 здор. >0, 2 >25 >45 >5 >0, 3 сомн. 0, 2 -1, 0 25 -50 45 -75 5 -20 0, 3 -0, 7 погиб. <1, 0 <50 <75 <20 <0, 7

Диаметр более 16 см К, Е, П здор. >0, 4 >20 >50 20 Ос, Б сомн. 0, 4 -1, 5 50 -80 40 – >10 >0, 5 10 -30 0, 5 -2, 0 погиб. <1, 5 <40 <80 <30 <2, 0 Л, С, Д, здор. >1, 0 >30 >55 >1, 0 15 -35 1, 0 -3, 0 <35 <3, 0 30 Яс, Кл сомн. 1, 0 -3, 0 55 -85 60 – погиб. <3, 0 <60 <85

Примечание: 1. Процент гибели камбия около шейки корня определяют по отношению к общей длине окружности всего дерева. 2. Нагар определяется по наименьшей высоте на окружности дерева. При одновременном повреждении огнем различных частей дерева отнесение их к той или иной категории жизнеспособности проводится по величине того признака, который имеет максимальную степень поврежденности.