Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Происхождение лесных пожаров, их роль в развитии прироста в естественных и антропогенно измененных условиях 10
1.1. Виды пожаров и их краткая характеристика 10
1.2. Лесные пожары, их происхождение, роль и распространение 15
1.3. Изученность лесных пожаров 28
Глава 2. Материалы и методика исследования 60
2.1. Материалы исследования и объемы произведенных работ 60
2.2. Методика исследования 60
Глава 3. Эколого-географическая характеристика района исследования 62
3.1. Природные условия территории Оренбургского лесничества 62
Глава 4. Условия, причины возникновения и характерные особенности лесных пожаров в степной зоне Южного Урала 65
4.1. Масштабы и особенности пожаров в лесах Оренбуржья 65
4.2. Основные причины возникновения лесных пожаров 76
4.3. Зависимость пожаров и метеорологических условий на территории Оренбургской области 80
Глава 5. Влияние пожаров на лесные биоценозы и особенности их восстановления 108
5.1. Влияние лесных пожаров на травянистый и древесный покров и динамика восстановления лесных биоценозов Оренбуржья после пожаров 108
5.2. Сравнительная характеристика степных и лесных пожаров, их сходства и различия по влиянию на биоценозы Южного Урала 134
Заключение 140
Список литературы 141
Приложение 142
- Виды пожаров и их краткая характеристика
- Природные условия территории Оренбургского лесничества
- Зависимость пожаров и метеорологических условий на территории Оренбургской области
- Сравнительная характеристика степных и лесных пожаров, их сходства и различия по влиянию на биоценозы Южного Урала
Введение к работе
Актуальность исследований. Одной из больших экосистем на планете Земля являются леса, занимающие 38 млн. км2, что составляет 1/3 площади суши. Леса оказывают влияние на климатические процессы, погоду, а также взаимодействуют со многими компонентами окружающей среды (участвуют в круговороте воды, в процессе фотосинтеза накапливают большое количество углерода, выделяют кислород и т.д.).
Пожары оказывают воздействия на леса, обусловливающие существенные изменения в лесных биоценозах и трансформацию их структуры. Характеристика пожаров и особенности их воздействия на лесные биоценозы различны в разных регионах. Для каждой территории присущи свои характерные условия по климату, почвам, обеспеченности влагой, составом древостоя и т.д. Исследования влияния пожаров на лесные биоценозы необходимо вести с учетом лесорастительных условий.
Доля лесов в Оренбургской области составляет около 4 %. В связи с сухим континентальным климатом основная часть естественных лесов расположена в речных поймах и ложбинах. Их сохранение и восстановление является одной из главных задач. Сухой климат обусловливает высокую пожарную опасность в регионе. В наибольшей мере страдают от них леса, имеющие большие массы горючего материала.
Лесные пожары исследовали Л.Н. Грибанов (1955); А.И. Захаров, Л.В. Столярчук (1977); В.А. Иванов (1996); Н.А. Коршунов (2002); С.Ю. Кречетова (2005). Е.Г. Суворов, И.Н. Новицкая (2004); В.А. Иванов (2009). Большая часть исследований в России выполнена в многолесных районах с влажным климатом, снижающим пожарную опасность в лесных массивах. Их восстановление после пожаров происходит также в более благоприятных по влагообеспеченности условиях, чем в степной зоне Южного Урала. Охрана лесов от пожаров и их восстановление после них является важнейшей проблемой лесоводов.
Отсутствие достаточных данных о пожарах в лесах Оренбуржья, причин их возникновения, о влиянии лесных пожаров на древесную и травянистую растительность и в целом на биоценозы определяет актуальность данных исследований в условиях степной зоны.
Цель исследования: Изучить влияние пожаров на лесные биоценозы степной зоны, выявить причины их возникновения и разработать рекомендации по эффективной охране лесов от пожаров и их восстановлению.
Объект исследования: пожары в лесных биоценозах Оренбургского лесничества.
Предмет исследования: влияние лесных пожаров на биоценозы, лесную подстилку, жизненность древесной растительности и лесовосстановительные процессы.
Задачи исследования:
1. Установление причин возникновения пожаров в лесах Оренбургского лесничества;
2. Изучение влияния пожаров на лесные биоценозы, и их восстановление;
3. Анализ хода восстановления лесных биоценозов, подвергающихся пожарам;
4. Исследование изменений структуры и качества подроста и травостоя на участках лесных пожаров;
5. Оценка биологического и хозяйственного значения лесных пожаров;
6. Разработка рекомендаций по охране лесов степной зоны от пожаров и их восстановлению.
Гипотеза. Лесные пожары изменяют лесные биоценозы, подавляют рост одних видов, интенсифицируют развитие других.
Научная новизна.
Впервые изучено влияние пожаров на леса Южного Урала. Прослежена динамика восстановления лесных биоценозов на участках с разной давностью возгораний (с 1999 по 2013 гг.), дана характеристика состояния растительных сообществ и отдельных деревьев лиственных лесов после пожара. Выявлена закономерность возникновения пожаров в лесах Оренбургского лесничества. Определен характер влияния пожаров на леса Южного Урала. Исследован процесс восстановления лесных биоценозов после пожара.
Практическая значимость.
Результаты проведенных исследований позволяют прогнозировать возникновение лесных пожаров в зависимости от погодных условий и структуры лесного массива в степной зоне Южного Урала. Полученные сведения о влиянии лесных пожаров на древесную и травянистую растительность могут быть положены в основу различных мероприятий, направленных на снижение возгораний и восстановление лесных биоценозов после пожаров.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Коэффициент пожарной опасности лесов. Его определение позволяет выявлять наиболее пожароопасные периоды и территории.
2. Лесные пожары изменяют видовой состав древостоя, интенсифицируют развитие растительности второго и третьего ярусов, способствуя возникновению и интенсивному росту подроста и травянистой растительности.
3. Районирование лесов по причинам и частоте возникновения пожаров позволяет разрабатывать для них противопожарные и лесовосстановительные мероприятия.
Апробация работы.
Работа выполнена при поддержке гранта 2012 года ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет». Материалы исследования прошли апробацию на аспирантских чтениях, проводимых ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» в 2010-2013 гг.; ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» научно-практической конференции «Молодые ученые – науке XXI века» - 2012 год, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» VI научно-практической конференции «Студенты и аспиранты - в науке 2012» - 2012 год, международной научно-практической конференции «Научные достижения биологии, химии, физики» - Новосибирск, 2012 год, международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной науки» – Москва, 2013 год.
По результатам исследования опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК России.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, рекомендаций, выводов и приложения, включает 168 страниц, 15 таблиц, 54 рисунка. Список литературы включает 205 наименований, в том числе 16 на иностранных языках.
Виды пожаров и их краткая характеристика
Пожары подразделяются на природные и антропогенные.
Пожар, который происходит по причине природных явлений, называется природным. Пожары по причине воздействия человека на окружающую среду - антропогенные. Природные пожары могут быть лесными, степными, на торфяниках и подземными горючих ископаемых, на сельскохозяйственных угодьях (хлебных массивах, кормовых угодьях), в населенных пунктах и др.
Антропогенные пожары происходят также на этих же угодьях и объектах, но их причиной являются неосторожные или намеренно совершенные воздействия на них каким-либо источником огня.
Независимо от причины возникновения пожара (природные или антропогенные) к пожарам относится неконтролируемое распространение огня по угодьям или объектам и дальнейшее их развитие идет однотипно в зависимости от множества конкретных условий: наличия горючего материала, его горимости и расположения по площади, ветра, атмосферных осадков, температуры и других показателей окружающей среды.
По местам возникновения существует следующая классификация пожаров:
Торфяной пожар - возгорание торфяного болота, осушенного или естественного, при перегреве его поверхности лучами солнца или в результате небрежного обращения людей с огнем. Заболоченных земель - 230 млн. га, большая часть которых находится в Западной Сибири, в Европейской части РФ - 60 млн. га, или 16%. Покрытые торфом болотные земли занимают 21% территории страны, в некоторых районах до 40-50%. Болотами покрыто в мире 4% территории суши [96].
Одной из причин возникновения лесных пожаров - самовозгорание болотного газа, в состав которого входят метан и другие горючие соединения. Самопроизвольное возгорание метана (Твозг.= 537,8С) маловероятно, однако в присутствии инициирующих факторов он может легко воспламениться и стать естественной причиной возникновения лесного пожара. К таким факторам можно отнести сопутствующие примеси фосфина и дифос-фина, которые, как и метан, образуются в анаэробных условиях болот и других водоемов. Даже высокий уровень воды в заболоченной местности не является сдерживающим барьером для этих газов. Дифосфин, который может самопроизвольно воспламеняться на воздухе, инициирует воспламенение фосфина, что, в свою очередь, может привести к возгоранию выделяющегося метана. Цепное возгорание компонентов болотного газа при достаточной концентрации и большой эмиссии, является реальной причиной возникновения естественных лесных и торфяных пожаров [154, с. 162].
Под воздействием температуры, влажности окружающей среды, биологической структуры растений торфообразователей и ряда других причин торф постепенно разлагается. Чем выше степень разложения торфа, тем больше подвержен он возгоранию, так как такой торф имеет меньшую влажность, большую среднюю плотность и теплоемкость. Скорость выгорания торфа в безветренную погоду или при слабом ветре составляет 0,18 кг/кв.м.
Особенность степных пожаров заключается в том, что слой травы более продуваем, чем слой, например, опада и поэтому, такие пожары напоминают верховые лесные пожары, так как при сильном ветре степной пожар распространяется по верхушкам степных растений, а остальная часть догорает со значительно меньшей скоростью. Другое отличие степного пожара от низового лесного пожара - распространение степного пожара в открытом пространстве, где скорость выше, чем под пологом леса. Зачастую, такие пожары действуют на очень значительных площадях с огромной протяженностью горящей кромки, что делает неэффективным применение пожарных автомобилей для прямого тушения водой и огнегасящими растворами. В отличие от многих других категорий пожаров, при степном пожаре наиболее безопасной территорией в большинстве случаев является уже выгоревшая площадь [16, с. 6].
Степные пожары, по мнению А.Ф. Комарова (2011 год), очень скоротечны, распространяются очень быстро, имеют обычно низкую интенсивность, но часто служат причиной возникновения всех остальных видов пожаров.
Лесной пожар - это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. К естественным причинам возникновения лесных пожаров в мире относят только 4 % пожаров (например, от удара молнии), в остальных 96% случаев прямо или косвенно виноват человек [Всемирный фонд дикой природы (WWF) Германии].
Всего площадь Земли, покрытая лесом, оценивается примерно в 3866 млн. га, что составляет 31% от поверхности суши. При этом 95 % приходится на природные леса и 5 % - лесные плантации. 13%) мировых лесов относятся к охраняемым природным территориям. Из общей площади лесов 17% находятся в Африке, 19 % - в Азии и Тихоокеанском регионе, 27 % - в Европе, 12 % - в Северной Америке, 25 % приходится на Латинскую Америку и страны Карибского бассейна.
Запас древесины лесной площади планеты составляет порядка 336 млрд. м . Это огромная потенциальная масса для горения.
При низовых пожарах горят нижние ярусы растительности лесного биогеоценоза: подстилки, опада, мохового и травяного покрова. Выделяют две формы низовых пожаров: беглую и устойчивую.
При беглом низовом пожаре происходит уничтожение самосева леса, обгорание коры нижней части деревьев и выходящих на поверхность почвы корней, повреждение подроста и подлеска. В результате таких пожаров отмечается наименьший вред лесу по причине небольшого количества сгорающих горючих материалов. В распространении огня по площади наблюдается мозаичность, где участки с повышенной влажностью напочвенного покрова не горят.
Устойчивые низовые пожары характерны в условиях длительной засухи, при высыхании помимо опада, лесной подстилки и мохового покрова. При устойчивых пожарах лесная подстилка толщиной до 15 см и влажностью 7-20 % выгорает до минерального слоя, а также полностью сгорает или существенно повреждается поверхностная корневая система деревьев.
Особенно сильно страдают ельники, а в сосняках и лиственничниках наблюдается опад до 30 % по запасу, в зависимости от возраста и типа леса, в результате чего на этих участках создаются условия.
Для низовых пожаров выделяют следующую периодичность:
1) Ежегодные низовые пожары - происходят 1-2 раза в год;
2) Очень частые низовые пожары - происходят раз в 2-5 лет;
3) Частые низовые пожары - горение раз в 6-10 лет;
4) Редкие низовые пожары - раз в 11-20 лет;
5) Очень редкие низовые пожары - возгорание происходит раз в 21-30 лет;
6) Нерегулярные низовые пожары - горение раз в 31 -100 лет;
7) Эпизодические низовые пожары - происходят один раз во временном интервале свыше 100 лет. Такое деление низовых пожаров по периодам возгораний основано на способности экосистемы восстановиться до первоначального состояния.
Отличие верховых лесных пожаров от низовых лесных пожаров заключается в том, что кроме горения напочвенного покрова и лесной подстилки, горят кроны деревьев. Различают устойчивые и беглые верховые пожары. При устойчивом верховом пожаре одновременно горят кроны деревьев, напочвенный покров и подстилка, при этом происходит выделение большое количество тепла. Такие пожары называют повальными, так как обладают наибольшей разрушительной силой и приводят к полной гибели насаждений.
Природные условия территории Оренбургского лесничества
Геолого-геоморфологическое строение участка исследования: Северо-западная часть района расположена на окраине Общесыртовской возвышенности и сложена красноцветами татарского яруса пермской системы. Северо-восточная часть располагается на Сакмаро-Уральском холмисто-увалистом междуречье. Данный участок сложен отложения пермского, триасового и палеогеннеогенового возраста. Центральное положение занимает долина р. Урал с широкой (4-7 км) поймой. Вторая надпойменная терраса на левобережье Урала плавно переходит в обширную неоген-четвертичную равнину, сменяющуюся на юго-западе района увалами Илек-ского плато, сложенными красноцветами перми и триаса. Геолого-геоморфологическое строение территории осложняется соляной тектоникой, которая представлена куполами, выводящими на поверхность гипсы, известняки, песчаники, аргиллиты кунгурского, уфимского и казанского ярусов пермского возраста, а также - мульдами оседания, заполненными юрскими и меловыми отложениями.
Климатические особенности участка исследования:
Район исследования характеризуется резко континентальным климатом с теплым летом и холодной зимой. Снежный покров устойчивый, относительно малое количество осадков. Средняя годовая температура составляет +3-3,5С. Сумма температур выше +10С (температура активной вегетации большинства сельскохозяйственных культур) составляет в среднем 2400-2500. Среднегодовое количество осадков - 300-400 мм в год, из них около 60-70% всех осадков приходится на теплый период времени, тем самым немного сглаживая засушливость климата. Максимальное количество осадков отмечается в июле, минимальное в феврале. Засушливость климата связана не только с малым количеством осадков, а также с характером их выпадения и быстротой стока. Летние осадки, как правило, имеют ливневый характер. Нередко в течение одного дня выпадает от 30% до 50% всей нормы вегетационного периода. Выпавшие осадки не успевают впитаться в почву. С одной стороны, этому способствует расчлененный рельеф, с другой - высокие температуры воздуха, способствующие их быстрому испарению. Засушливый период может продолжаться в течение 20-25 дней с повторяемостью в 3-4 года. Особенно сильный засушливый период на территории исследования отмечался в 2010 году.
Почвенный покров района исследования: Почвенный покров в основном представлен разновидностями обыкновенных и южных черноземов. В поймах рек встречаются несколько типов аллювиальных почв.
Растительный покров исследуемой территории: Район исследования принадлежит к типичной зоне степи. Ей соответствуют дерновинно-злаковые (преимущественно типчаково-ковыльные) степи. На данной территории, леса являются незональными и связаны с водным режимом, рельефом и почвой - пойменные леса. Преобладающими видами древесных пород в пойменных лесах Урала и Сакмары являются тополь черный (осокорь), тополь серебристый. В меньшем количестве встречаются также вяз гладкий, клен ясенелистныи, дуб низкоствольный, береза пушистая.
Зависимость пожаров и метеорологических условий на территории Оренбургской области
Для определения влияния погодных условий нами сделано сопоставление количества пожаров с температурным режимом и количеством выпавших осадков за период с 1999 по 2010 год, начиная с апреля каждого года и заканчивая октябрем [количество пожаров - данные Оренбургского лесничества].
Нами предлагается коэффициент пожарной опасности (КПО), который рассчитывается по формуле Кпож = Т Квоз + О, (1) где Т - среднемесячная температура, а О - количество осадков, Квоз -класс возгораемости покрова земной поверхности, который определяется по таблице (таблица 4.4). Результаты его расчета для пожароопасного периода по месяцам представлены в таблице 4.5.
При определении класса возгораемости земной поверхности на участке исследования мы замерили величину опада, составляющую от 0 до 4 см. Замер производился в апреле и мае, когда растительность находилась в начальных фазах вегетации (отрастание-цветение). Сопоставив полученные данные с таблицей класса возгораемости покрова земной поверхности, мы установили, что величина класса возгораемости земной поверхности на нашем участке исследования меняется с апреля по октябрь (пожароопасный период) в зависимости от фазы вегетации растительности и величины опада. Подставив в предлагаемую нами выражение (1) подсчитанную величину класса возгораемости земной поверхности, исходя из вышеуказанных характеристик, мы определили класс пожарной опасности для каждого месяца пожароопасного периода (с апреля по октябрь) на исследуемой территории за 1999-2010 годы (табл. 4.5).
Из таблиц и графиков видно, что такие метеоусловия как, количество осадков и температурный режим, существенно влияют на возникновение пожаров. Особенно это четко видно в таблице за 2010 год. В июне 2010 наблюдалось максимальное количество пожаров за период с 1999 по 2010 год. Площадь возгорания в этот же период также максимальна. Как раз в этот период отмечается минимальное количество осадков - 1мм. Среднемесячная температура составила 24,8 С , что на 4,8 С больше среднемноголет-ней ее величины 20 С.
Кроме этого, в процессе исследования была определена влажность почвы исследуемой территории для определения роли этого показателя наряду с метеорологическими условиями в возможности возгорания.
Отбор почвенных проб проводился летом и осенью 2011 года, а также весной 2012 года (таблица 4.6).
По результатам таблицы 4.6. мы решили посчитать среднее значение проб, отобранных с одинаковой глубины, а также проанализировать полученные данные. Итак, по средним величинам отбора почвы 06.07.2011г., на глубине 0-5 см влажность составляет 31,37 %, на глубине 5-Ю см влажность 32,21 %, на глубине 10-20 влажность 28,38 %, далее на глубине 20-30 см влажность 22,25 %, на глубине 30-40 значение влажности составляет 21,72 %, на глубине 40-50 влажность 21,80 %, и на глубине 50-60 см, значение влажности составляет 27,03%.
Самое максимальное значение влажности приходится на глубину 5-10 см. Постепенно идет снижение значения и самое минимальное приходится на глубине 40-50 см. Далее, на глубине 60 см происходит увеличение значения влажности. Это можно объяснить тем, что почва отбора является глинистая и, начиная с глубины 60 см, происходит постепенное удерживание влаги.
По средним величинам отбора проб 17.09.2011г., на глубине 0-5 см влажность составляет 37,93 %, на глубине 5-10 см влажность намного меньше по сравнению с отбором 06.07.2011г. и составляет 17,45 %, на глубине 10-20 см влажность еще более уменьшается и принимает значение 15,88 %, далее на глубине 20-30 см влажность также убывает и составляет 14, 30 %, на глубине 30-40 значение влажности составляет 12,49 %, на глубине 40-50 см происходит увеличение значения влажности и составляет 13,24 %, и, наконец, на глубине 50-60 см, значение влажности составляет 13,85%.
Самое максимальное значение влажности приходится на глубину 5-10 см. Постепенно идет снижение значения и самое минимальное приходится на глубине 40-50 см. Далее, на глубине 60 см происходит увеличение значения влажности.
По данным отбора 17.09.2011г. также отмечается сначала убывания значения влажности, а, начиная с глубины 50-60 см, отмечается рост значения влажности.
Среднее значение влажности почвы на основе данных отбора проб 20.05.2012г. на глубине 0-5 см составляет 38,28 %, на глубине 5-10 см -31,99 %, на глубине 10-20 см влажность - 42,2 %, на глубине 20-30 см влажность равна 41,85 %, на глубине 30-40 значение влажности составляет 34,1 %, на глубине 40-50 см влажность - 44,4 %, и, наконец, на глубине 50-60 см, значение влажности составляет 47,4 %.
По результатам отбора почвы на влажность 20.05.2012 года, мы отметили самое максимальное количество влажности по сравнению с нашими вышеуказанными отборами, вследствие того, что в весенний период влажность больше из-за большего количества осадков.
Если же сравнивать показателей летнего и осеннего отбора почвы, то видно, что на поверхности почвы, т.е. на глубине 0-5 метров в осенний период влажность больше. Это можно объяснить тем, что в летний период (июль) температура воздуха намного больше, нежели в сентябре. Поэтому испарение с поверхности почвы происходит быстрее, а значит и значение влажности в осенний период на поверхности выше.
Начиная с глубины 5-10 см и до 50-60 см значение влажности больше в результате первого отбора (06.07.11). Для объяснения этих данных мы проанализировали карту осадков по месяцам за 2011 год. В результате этого, мы выяснили, что в июне выпало 39 мм осадков. Норма осадков же составляет 36 мм. Т.е. осадков выпало 108 % от нормы. Далее за июль выпало 28 мм при норме 39 мм. Эта сумма составляет 72% от нормы. За август выпало 30 мм при норме 26 мм. Эта сумма составляет 87% от нормы. В сентябре наоборот при норме 31 мм выпало 67 мм. Но основная масса осадков выпала после дня отбора пробы, т.е. после 17 сентября. По данным карты осадков до 10 сентября не отмечено выпадение осадков. 10 сентября 11.4 мм, 11, 12 и 14 сентября в среднем по 2 мм, 13 сентября 9 мм, 15 и 16 осадки не были отмечены.
Сравнительная характеристика степных и лесных пожаров, их сходства и различия по влиянию на биоценозы Южного Урала
Эволюция степей происходила большей частью под контролем огня. При этом адаптация растений к постоянному воздействию природных пожаров, в отличие от лесов, шла здесь сопряженно с их адаптацией к воздействию диких животных-фитофагов - насекомых, грызунов и копытных. Роль последних заключалась не только в поддержании биологического круговорота и потоков энергии в экосистеме, но и в сокращении надземной массы растительного опада - потенциального горючего материала. Это снижает риск возникновения пожара, его интенсивность и последствия для биоты. В подтверждение можно отметить, что до аграрного освоения в степях Евразии выпасались крупные стада копытных, в т.ч. дикой лошади. Их нагрузка на растительный покров достигает 100 - 300 кг на гектар, что соответствует выпасу 1-2 голов крупного рогатого скота на 1 га пастбища. В случае длительного отсутствия воздействия фитофагов на травяной покров или при низких пастбищных нагрузках накопление растительной массы достигает значительных масштабов - огонь выжигает верхние слои почвы, уничтожает травы с неглубокой корневой системой и деревья с низкой кроной, вызывает гибель животных. При длительном отсутствии огня происходит накопление в экосистеме опада, подстилки и ветоши, снижается разнообразие трав, происходит закрепление и развитие древесных растений.
Огонь по-прежнему играет существенную роль в динамике растительного покрова. Во-первых, периодические палы уничтожают накопленную ветошь и подстилку, препятствуя процессами «олуговения» степей в отсутствии крупных потребителей их фитомассы - копытных. Во-вторых, периодический огонь не дает кустарниками и деревьям закрепиться в степи и поменять ее микроклимат в сторону лесного (задержание снега зимой, повышение влажности почвы, затенение, снижение летних температур, увеличение влажности приземного слоя воздуха и пр.). В-третьих, пожары определяют состав наземной фауны (т.к. непосредственно к действию огня адаптированы исключительно степные виды млекопитающих, птиц и насекомых). В итоге, огонь в степях Евразии не только фактор, определяющий взаимодействие леса и трав, но и поддерживающий здесь достаточное присутствие настоящих степных растений и животных [3].
С другой стороны, частые пожары являются мощным негативным фактором, снижающим биологическое разнообразие степи.
1. От пожаров, прежде всего, страдает основа экосистемы - почвен ный покров. Травяные пожары приводят к заметному снижению плодоро дия почвы. Как уже сказано выше, травяной пожар не увеличивает количе ство минеральных питательных веществ в почве - он лишь быстро высво бождает их из сухой травы и делает доступными для питания растений. Од нако, при этом теряются азотные соединения (основная часть запасенного в растительности связанного азота высвобождается в атмосферу, становясь для подавляющего большинства растений недоступной), и мертвое органи ческое вещество почвы (образующееся из отмирающих частей растений, в том числе собственно сухой травы). Сокращение количества мертвого орга нического вещества в почве - это главный фактор снижения почвенного плодородия. Кроме того, органическое вещество во многом определяет спо собность почвы противостоять водной и ветровой эрозии - скрепленные мертвой органикой частицы песка и глины труднее смываются водой или сдуваются ветром, а значит, плодородный слой почвы лучше сохраняется с течением времени. Наконец, мертвое органическое вещество высвобождает имеющиеся в нем элементы минерального питания постепенно, по мере разложения - в то время как при сгорании этого вещества минеральные эле менты переходят в растворимую форму быстро и в последствии легко вы мываются первым же сильным дождем.
2. Травяные пожары наносят существенный ущерб опушкам леса, уничтожают молодую древесную поросль, служат одним из главных источ ников пожаров в лесах и на торфяниках. Даже слабый и беглый травяной пожар способен привести к гибели молодых лесных посадок, создаваемых для защиты полей от иссушения, берегов от эрозии, дорог от снежных и пыльных заносов и т.д. При благоприятных погодных условиях пожары мо гут становиться причиной верховых лесных пожаров и гибели значитель ных по площади лесных массивов.
3. Многие виды растений также с трудом переживают травяные пожары - особенно те, чьи почки находятся на самой поверхности почвы или чьи семена наиболее чувствительны к нагреванию. Травяные пожары, особенно если они повторяются ежегодно, приводят к значительному обеднению природных экосистем, потере биологического разнообразия.
По сравнению с травяными палами (степными пожарами) можно выделить следующие особенности лесных пожаров:
1. Горение при лесных пожарах протекает гораздо с меньшей скоростью, чем на открытых пространствах в степях, а это значит, что при лесных пожарах огонь распространяется более медленно и затрагивает меньшие территории. Но при этом лесной участок, где прошел пожар, зачастую более поврежден, нежели степной участок, подверженный действию огня.
2. Степные пожары, интенсивно распространяясь на значительные территории, нередко служат причиной возникновения других видов пожаров, в частности и лесных пожаров.
3. Если степной участок в условиях заповедного режима, то при благоприятных метеорологических условиях степь восстанавливается в течение 9-17 месяцев и пожар не наносит растительному покрову катастрофических изменений. Если же степь не в условиях заповедного режима и подвержена антропогенному воздействию, то после степных палов, в среднем, цикл восстановления степи, который характеризуется возращением на свои позиции дерновинных злаков и полным исчезновением сорных видов, занимает 8-15 (до 30) лет. При лесных пожарах этот цикл, при котором восстанавливается лесной биоценоз, возвращается основной видовой состав, который был до пожара в 2-3 раза больше, чем требуется для восстановления степного биоценоза.
4. Травяные палы являются экстенсивной формой улучшения летних степных пастбищ. Огонь уничтожает ветошь, которая, как броня, закрывает почву и препятствует развитию отдельных видов растений. Выжигание степей проводилось и проводится сейчас для уничтожения именно этой ветоши, т.е. очищения травостоя от прошлогодних мертвых остатков весной или летом, после высыхания степи, чтобы получить свежий зеленый ковер подрастающей травы. Весенние палы, проводимые по еще довольно влажной земле, относительно легко управляются человеком, не выходя за пределы намеченных для выжигания участков. На большей части лесной зоны (в том числе в Оренбургской области) лесные пожары, в отличие от травяных палов, являются одним из наиболее опасных природных явлений, ведущих к существенным экономическим потерям и отрицательным экологическим последствиям. И лишь только в неуправляемых и неиспользуемых лесах лесотундры и северной редкостойной тайги, в частности на вечной мерзлоте, низовые пожары с достаточно длительным сроком повторяемости (порядка 80-100 лет) представляют собой природный механизм, предотвращающий деградацию лесов и превращение их в травяно-кустарниковые заросли и болота. Исключение огня здесь ведет к накоплению толстого поверхностного слоя органического материала, который уменьшает глубину активного слоя почвы, обусловливает поднятие вечной мерзлоты, что, в конечном счете, ведет к ухудшению лесорастительных условий, снижению продуктивности лесов, закустариванию и заболачиванию. Однако даже здесь, частые повторяющиеся пожары ведут к ухудшению состояния лесов, их продуктивности и устойчивости и продвижению южной границы лесов к югу.
