Предложены термины для определения устойчивости древесной породы к воздействию лесных пожаров на разных уровнях биологической организации живого вещества: на уровне отдельного дерева − «огнестойкость», на уровне насаждения − «пожароустойчивость» и на уровне лесной формации − «пирофитность».
Указанные термины объединены родовым понятием – «пирогенные свойства» (от греческого руr. – огонь, genos. – род, происхождение), т. е. свойства, возникшие (произошедшие) под влиянием огня.
В связи с вышеизложенным, под пирогенными свойствами древесной породы следует понимать целостный комплекс морфологических и физиолого-биохимических адаптаций, выработанный в процессе эволюции под воздействием лесных пожаров и направленный на сохранение вида.
Пирогенные свойства формируются на организменном, популяционном, экосистемном уровнях и выражаются в изменениях внешнего строения и внутренних функций растений и их сообществ. Пирогенные свойства обеспечивают стабильное существование вида, как при непосредственном воздействии лесных пожаров, так и в условиях послепожарного экотопа. Естественно, что набор адаптаций (адаптивных реакций) на каждом уровне биологической организации специфичен и зависит от многих факторов.
В своей совокупности пирогенные свойства древесных растений представляют собой их определенный адаптивный потенциал, т. е. способность вида приспосабливаться к прямому и косвенному воздействию пожаров на различных возрастных этапах. Этот потенциал тем выше, чем лучше выражены первичные адаптивные реакции: огнестойкость, пожароустойчивость и пирофитность. Следовательно, адаптивный потенциал вида характеризуется множественностью адаптаций. Способность его к выживанию при воздействии пирогенного фактора тем выше, чем больше адаптационных механизмов при этом задействовано. В качестве таковых выступают изменчивость морфологических параметров отдельных особей и их сообществ, а также специфика физиолого-биохимических процессов, протекающих в них.
Таким образом, огнестойкость представляет собой результат индивидуальной адаптации к воздействию пожаров отдельных особей вида. Пожароустойчивость − это способность адаптации к пирогенному фактору на уровне фитоценозов (насаждений), а пирофитность − адаптация вида к огневому воздействию на уровне лесных формаций. Эти качества являются потенциальными свойствами вида, в скрытом виде, которые изменяются в зависимости от среды обитания.
Полная характеристика адаптации древесной породы к пожарам возможна лишь при интегральной оценке совокупности всех ее пирогенных свойств.
Все пирогенные свойства являются основой для оценки жизнеспособности деревьев и древостоев после воздействия огня, разработки диагностических признаков их устойчивости, рекомендаций по формированию пожароустойчивых насаждений и прогнозированию в них экологических последствий пожаров.
Огнестойкость − устойчивость к воздействию пожара какой-либо древесной породы на уровне конкретной особи (дерева). Под огнестойкостью при этом понимается степень потенциальной устойчивости различных частей (органов) и растения в целом к тепловому воздействию при лесном пожаре и его способность сохранять свою жизнедеятельность после него. Следовательно, огнестойкость дерева в наибольшей степени определяется его биологическими особенностями и, прежде всего, морфологией древесной породы.
Сосна является более огнестойкой, чем ель, пихта, кедр, так как у нее углубленная стержневая корневая система, высоко расположенная крона и более толстая кора в нижней части ствола. Кора кедра тоньше, чем у сосны, но толще, чем у ели, а крона расположена ниже, чем у сосны. Длинные густые пучки хвои кедра богаты эфирным маслом, поэтому она мгновенно воспламеняется и огонь охватывает всю крону, что снижает огнестойкость кедра. Корневая система кедра в условиях горного и пониженного рельефа с избыточным увлажнением почв поверхностная, широко разветвленная, покрытая сверху моховым покровом, при выгорании которого корневая система деревьев повреждается огнем. В связи с этим деревья в кедровниках на гидроморфных (влажных) и каменистых почвах подвержены ветровалу.
Ель, в силу своих биологических особенностей (тонкая кора, слабо очищенный от сучьев ствол, тонкие, мгновенно воспламеняющиеся ветви, смолистая хвоя, поверхностная корневая система) наиболее чувствительна к огневым повреждениям и погибает, как правило, даже при низовых пожарах слабой интенсивности.
Пихта более устойчива к огневым повреждениям, чем ель. Кора пихты содержит смолу, а хвоя и молодые ветви – эфирное и пихтовое масло. Деревья имеют низко расположенную крону, что также обуславливает ее низкую огнестойкость. Однако, кора деревьев у пихты плотнее, чем у ели, а корневая система расположена глубже, что повышает ее огнестойкость по сравнению с елью.
Высокая огнестойкость лиственницы обусловлена толстой корой ствола деревьев, высоко расположенной кроной, низкой смолистостью коры изаболони, глубоко расположенной в почве корневой системой деревьев на дренированных почвах.
Менее пожароустойчива лиственница на избыточно увлажненных почвах, каменистых и мелкозернистых почвах и в условиях вечной мерзлоты. В лесорастительных условиях, где наблюдается низкая огнестойкость лиственницы, корневая система у нее поверхностная, поэтому корневые лапы деревьев сильно обгорают и они погибают.
Огнестойкость древесных пород как пирогенное свойство, выработанное ими в процессе эволюции, выражается в морфофизиологических и экологических свойствах, которые способствуют ее повышению. Основные из них следующие:
1) толстая кора в нижней части ствола и на корневых лапах;
2) глубокая корневая система;
3) высокое расположение и ажурность кроны;
4) способность к вегетативному размножению;
5) быстрый рост в раннем возрасте и очищение ствола от нижних ветвей, что снижает опасность перехода низового пожара в верховой;
6) обильное смоловыделение на поверхности огневых травм корневых лап, препятствующее проникновению грибной инфекции и непродуктивным потерям влаги. Этим объясняется противогнилостная стойкость сосны обыкновенной, как вида, даже при неоднократном поражении деревьев пожаром;
7) способность к заживлению пожарных ран, регенерации обгоревших корневых окончаний и длительному сохранению семеношения даже при очень сильных огневых ранениях, охватывающих большую часть окружности ствола.
Огнестойкость древесных видов в значительной мере предопределяет пожарный ход лесовосстановительных процессов и дальнейшее развитие лесных экосистем. Использование огнестойких древесных пород для создания искусственных пожароустойчивых насаждений, а также разработка принципов и методов формирования естественных и искусственных лесных биогеоценозов, устойчивых к воздействию пожаров, является одним из перспективных путей решения лесопожарной проблемы.
При оценке устойчивости древесных растений к пирогенному фактору на уровне насаждений необходимо учитывать степень потенциальной повреждаемости различных их компонентов: древостоя, подроста, подлеска, живого напочвенного покрова и лесной подстилки. В этом случае используется термин «пожароустойчивость».
Пожароустойчивость лесных насаждений зависит от их породного состава, что обусловлено устойчивостью различных древесных пород к огневым повреждениям в результате лесных пожаров, а также и лесорастительных условий. Сравнительный процент отпада деревьев по породам в древостое после пожара – основной показатель их устойчивости к пирогенному фактору в процессе лесных пожаров.
Сосновые насаждения являются наиболее распространенными и пожароопасными на территории Беларуси. Высокая горимость сосновых лесов объясняется значительным количеством смолистого опада сосны, быстрым воспламенением лишайниково-мохового покрова, смолистостью древесины (особенно в нижней части ствола), хорошей светопроницаемостью древесного полога и, как следствие этого, быстрым высыханием напочвенного покрова.
Литература
1 Усеня, В.В. Лесная пирология: учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности «Лесное хозяйство» / В. В. Усеня, Е. Н. Каткова, С. В. Ульдинович. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2011. – 264 с.
2 Рыхтер, I.Э. Лясная пiралогiя з асновамi радыаэкалогii. – Мiнск: Беларус. дзярж. тэхналагiчн. ун-т, 2006. - 396 с.