РАЗДЕЛ 1 ЛЕСНАЯ ПИРОЛОГИЯ
ЛЕКЦИЯ 7 Влияние лесных пожаров на компоненты лесного биогеоценоза
План лекции
1 Действие пожаров на нижние яруса леса и травяную растительность.
2 Изменение потенциального плодородия почв горельников.
Действие пожаров на нижние яруса леса и травяную растительность.
Пожар оказывает влияние на все компоненты лесных экосистем: состав и строение древостоев, другие ярусы растительности, физико-химические свойства почвы, запасы в ней органического вещества и микробные комплексы, экологические сукцессии, станции диких животных и ряд других компонентов. Пирогенный фактор пожара воздействует на все происходящие в лесных биоценозах процессы, прежде всего на малый биологический круговорот веществ и потоки энергии.
В результате воздействия пирогенного фактора в процессе различного вида и интенсивности пожаров в лесах наиболее существенно повреждается напочвенный покров. Лишайники (различные виды кладонии), мхи, травянистая растительность (пожарница наземная, цмин песчаный, кошачьи лапки, багульник, вереск обыкновенный и др.), лесная подстилка являются основными проводниками горения при пожаре, и они целиком или частично сгорают даже при низовых пожарах слабой и средней интенсивности. Уничтожение напочвенного покрова приводит также к потере органического вещества в почве. При пожарах различной интенсивности в сосновых лесах, в зависимости от возраста, полноты, состава древостоя и типа леса, потери органического вещества в почве могут достигать свыше 50 т/га, азота − 500 кг/га. При этом возрастает интенсивность малого биологического круговорота веществ, что приводит к потере азота и зольных элементов в почвах с небольшим поглощающим комплексом и снижению их плодородия.
Процессы поступления опада и формирования лесной подстилки в насаждениях после пирогенного воздействия протекают по-разному. По данным М. Д. Евдокименко, поступление свежего опада в сосновом насаждении в год пожара сильной интенсивности в три раза выше, чем в неповрежденном древостое, на второй – в полтора раза ниже, на третий – одинаковое, как и в не поврежденном пожаром насаждении. Ускорение или замедление процесса формирования послепожарной лесной подстилки зависит от возраста насаждений, типа леса и лесорастительных условий.
Продолжительность последействия пожаров на лесные насаждения зависит от динамики и особенностей формирования нового состава живого напочвенного покрова.
Пожары являются важнейшим фактором, влияющим на изменение флористического состава и фитоценотической структуры лесных биогеоценозов.
В лесорастительных условиях Беларуси на гарях сосняков мшистых и брусничных, видовое разнообразие лесной растительности на протяжении пяти послепожарных лет ниже по сравнению с неповрежденными пожаром насаждениями.На гарях на второй год после пожара появляется мох Сeratodon purpureus, на 5–6 год на них насчитывается уже до 30 видов растений, и к этому времени формируется кипрейно-вейниковый тип гари. По истечении 8–9 лет наблюдается практически полное восстановление допожарного видового состава живого напочвенного покрова.
Содержание в хвое, листьях и почве основных питательных веществ с достаточной достоверностью характеризует уровень питания и физиологическое состояние древесных растений. Большое влияние на рост древесных растений оказывает состояние их пигментного комплекса, важнейшим составляющим которого является хлорофилл. Процесс усвоения двуокиси углерода растениями – фотосинтез многостадийный, приводящий к образованию углеводов – важнейшего пластического и энергетического материала, как клетки, так и растительного организма в целом. В свою очередь, состояние пигментного комплекса древесных растений зависит от многих факторов: уровня обеспеченности элементами питания, освещенности, возраста, сезона, загрязнения окружающей среды.
Для лесорастительных условий Беларуси И. В. Гуняженко, В. В. Усеней, Е. Н. Катковой установлено, что под воздействием различного вида и интенсивности пожаров в насаждениях основных лесообразующих пород на протяжении первых 10 послепожарных лет наблюдается уменьшение в их ассимиляционном аппарате содержания азота, фосфора, калия и хлорофиллов. Наблюдается также снижение плодородия почвы, что приводит к снижению роста и продуктивности лесных насаждений.
В зависимости от лесоводственно-таксационной характеристики древостоя, состава травяно-кустарникового яруса, опада и лесной подстилки, их пирологической характеристики формируются различные условия для возникновения, распространения и интенсивности пожаров, сохранения и послепожарного формирования самосева, подроста и подлеска. При низовых пожарах средней и сильной интенсивности самосев, подлесок и подрост хвойных пород погибают полностью, создаются благоприятные условия для последующего прорастания опавших после пожара семян, появления последующего самосева и формирования подлеска и подроста нового поколения.
Пожароустойчивость подроста (его способность противостоять воздействию пирогенного фактора лесного пожара) зависит от его биологических особенностей и возраста, вида и интенсивности пожара, типа леса, возраста насаждения. Подрост сосны характеризуется высокой чувствительностью к огню и погибает даже при низовых пожарах слабой интенсивности. Наиболее сильно повреждается мелкий подрост, высота которого близка к высоте травяно-кустарничкового яруса. Так, при низовых пожарах слабой интенсивности подрост сосны высотой до 10 см погибает полностью, 11–40 см – на 95 %, 41–150 см – 80 %, более 150 см – 45 %.