Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние проблемы 6
1.1 Роль особо охраняемых природных территорий 11
1.2 Влияние пожаров на лес 26
1.3 Современное состояние ленточных боров 32
2 Район работ, объекты, программа и методика исследований 39
2.1 Район работ, объекты наблюдений 39
2.2 Программа и методика исследований 51
3 Анализ горимости территории национального парка 56
4 Влияние пожаров на повреждения и отпад сосновых древостоев 64
4.1 Состояние проблемы 64
4.2 Влияние пожаров на отпад в сосновых древостоях 69
4.3 Влияние грибных заболеваний на состояние сосновых древостоев 88
4.4 Влияние энтомофауны на послепожарное состояние сосновых древостоев 92
5 Влияние низовых пожаров на компоненты леса и возобновление сосны обыкновенной 99
5.1 Современное состояние изученности проблемы 99
5.2 Влияние пожаров на напочвенный покров в сосновых насаждениях 109
5.3 Влияние низовых пожаров на свойства почв 119
5.4 Влияние пожаров на лесовозобновление 130
Заключение 140
Библиографический список 143
Приложения 169
- Влияние пожаров на лес
- Анализ горимости территории национального парка
- Влияние пожаров на отпад в сосновых древостоях
- Влияние пожаров на напочвенный покров в сосновых насаждениях
Введение к работе
Актуальность темы. Ленточные боры являются уникальными в мировом масштабе и отнесены к особо ценным природным объектам, стабилизирующим экологические условия. Расположение ленточных боров в крайне южных условиях обуславливает высокую природную пожарную опасность, что в комплексе с погодными условиями и значительной антропогенной нагрузкой приводит к увеличению числа пожаров и горимости данной территории. В связи со слабым лесовосстановлением на гарях происходит сокращение площадей ленточных боров (Парамонов, 1999; Фуряев, 2002).
Важнейшую роль в сохранении биоразнообразия видов играют охраняемые природные территории, среди которых особое место занимают национальные парки. В Красноярском крае с 1995 года функционирует единственный национальный парк «Шушенский бор», главная цель которого - сохранение уникальных ленточных боров Минусинской котловины. Исследования ленточных боров региона проводились многими учеными (Плешиков, 1975; Орловский, Коляго и др., 1976; Грибов, Анюшин, 2004 и др.), однако влияние пожаров на насаждения региона недостаточно изучено. Вследствие роста горимости лесов южных регионов и сокращения площадей ленточных боров этот вопрос является актуальным.
Цель работы заключается в изучении влияния низовых пожаров на повреждение, отпад и возобновление сосновых насаждений равнинной части национального парка «Шушенский бор» и разработке рекомендаций по их сохранению.
Задачи исследований:
1. Выявить влияние низовых пожаров на повреждение и отпад сосны обыкновенной в ленточных борах Минусинской котловины на территории равнинной части национального парка «Шушенский бор».
2. Установить особенности влияния низовых пожаров разной формы и силы на процессы лесовозобновления.
3. Разработать рекомендации по сохранению и стабилизации сосновых насаждений национального парка.
Научная новизна. Впервые в равнинной части национального парка «Шушенский бор» изучено влияние низовых пожаров разной силы на состояние и последующее возобновление сосновых насаждений в ленточных борах Минусинской котловины. Установлены зависимости послепожарного состояния насаждений и естественного возобновления от формы и силы низового пожара в данных лесорастительных условиях.
Практическое значение. Полученные результаты позволяют применить на практике разработанные рекомендации по снижению горимости и улучшению лесовозобновительных процессов в ленточных борах равнинной части национального парка «Шушенский бор».
Объекты исследований. Исследования проведены на территории национального парка «Шушенский бор» (площадь 39.170 тыс. га), в равнинной его части, относящейся к Минусинским ленточным борам. Объектами исследований явились чистые по составу средневозрастные и приспевающие высокобонитетные, высокополнотные сосновые насаждения разнотравной и зеленомошной групп типов леса, пройденные низовыми пожарами различной формы и силы, и длительно не горевшие.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Сосновые древостой в ленточных борах на территории национального парка «Шушенский бор» слабо повреждаются низовыми беглыми пожарами и в значительной степени низовыми устойчивыми.
2. Возобновление в насаждениях, пройденных низовыми пожарами, протекает наиболее успешно в разнотравном типе леса - на дерново-боровых почвах и зависит от формы и силы пожара, экспозиции склона.
Обоснованность выводов и достоверность результатов подтверждается значительным объемом экспериментального материала, достаточно полно характеризующим объект исследования, применением научно обоснованных методик, использованием современных методов обработки и анализа материалов. Заложено 25 постоянных пробных площадей, 35 почвенных разрезов, взято 430 образцов напочвенного покрова.
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации доложены на Международной (Хабаровск, 2002), Всероссийских и Региональных конференциях (Красноярск, 2000 - 2004 гг.). Диссертационная работа выполнялнена в рамках программы Минобразования РФ по теме «Исследование естественного и искусственного возобновления на антропогенно и биогенно нарушенных землях при различных сценариях глобального потепления климата».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в сборе, обработке, анализе материала в полевых и лабораторных условиях.
Объем и структура работы. Диссертация включает 165 страниц и состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 232 наименований, включая 8 источников на иностранных языках. Содержит 23 таблицы, 17 рисунков, 3 приложения.
Влияние пожаров на лес
Проблема лесных пожаров возрастает по мере хозяйственного освоения лесных территорий, роста плотности населения и рекреационных объектов. Начиная с конца четвертичного периода пожары оказывают мощное влияние на гибель, восстановление и формирование лесов. Это влияние особенно резко проявляется на территориях земного шара с континентальным климатом и хвойными лесами, где для возникновения пожаров сложились особо благоприятные условия (Курбатский, 1964). На южную тайгу и лесостепные районы Сибири приходится большая часть пожаров. Лесной фонд этих районов почти полностью состоит из сосняков и березняков пирогенного происхождения. Изучая леса Средней Сибири, многие ученые пришли к выводу о более широком распространении здесь в прошлом темнохвоинои тайги и смене ее под влиянием пожаров сосняками (Сукачев, 1912; Боровиков, 1913; Васильев, 1933; Поварницын, 1934). Основываясь на палеоклиматических реконструкциях (Брукс, 1952; Шнитников, 1957; Борисов, 1965; Синицын, 1967), предполагали что, по крайней мере, на последнем отрезке кайнозоя, филогенез сосны неразрывно связан с огнем (Санников, 1973). По мнению В.Н. Сукачева (1938), М.Е. Ткаченко (1911), С.Я. Соколова (1928), И.С. Мелехова (1944), А.А. Корчагина (1954), В.Б. Сочавы (1956) и других исследователей, большая часть равнинных сосновых лесов таежной зоны возникла на месте темно-хвойной тайги или сосново-еловых лесов под влиянием огня.
В антропогенный период по мере развития хозяйственной деятельности человека, палы в сосновых лесах участились. Если раньше основной причиной пожаров здесь были молнии, то с хозяйственным освоением этих территорий - основной причиной стал человек. Судя по пожарным ранам на деревьях в XIX веке сосняки-зеленомошники средней Европейской части СССР горели не менее, чем дважды (Мелехов, 1948), в Зауралье и Западной Сибири - 2-4 раза (Смолоногов, Никулин, 1963; Санников, 1964; Монокин, 1968), в Средней Сибири и Забайкалье - 5-Ю раз (Побединский, 1965). Очевидно, частота огневого воздействия и, следовательно, интенсивность давления пожарного отбора в популяциях сосны тем выше, чем засушливее условия местопроизрастания и континентальнее климат (Санников, 1973).
Э.Н. Валендик (1996) отмечает, что наибольшее число пожаров возникает в регионах, отличающихся повышенной частотой засушливых лет и антропогенной нагрузкой. Преобладающее число пожаров возникает в светлохвойных насаждениях.
Периодичность наступления экстремальных пожароопасных сезонов в лесах Средней Сибири обусловлена частотой засух и связана с географической широтой. Засухи, способствующие развитию экстремальных ситуаций, обычно формируются под влиянием выноса сухого и теплого воздуха из Средней Азии, Монголии, а также центральной части Восточной Сибири (Валендик, 1996; Иванова, 2004).
По мере развития цивилизации и освоения лесных территорий, с появлением промышленности и транспорта число источников огня резко увеличилось. Многие районы Северного полушария с присущим им континентальным климатом и хвойными лесами особенно благоприятны для возникновения пожаров. В результате этого ежегодное количество пожаров в лесах в течение многих веков агрикультурной эпохи увеличилось в десятки раз по сравнению с доисторическим периодом (Фуряев, 1973).
В антропогенную эпоху участившиеся пожары оказывают мощное и разностороннее, прямое и косвенное влияние на структуру, функции и динамику лесных экосистем (Санников, 2002).
Пожар вызывает единовременную резкую трнсформацию всех компонентов экосистем - древостоя и нижних ярусов фитоценоза, органогенного напочвенного субстрата, почвенных и микроклиматических факторов, а также смену доминант всех других биологических компонентов - зоо- и микробиоценоза (Санников, Санникова, 1985; Санников, 1992).
Исследованиями Л.В. Попова (1967) и А.В. Смирнова (1970) изучено воздействие пожаров на компоненты лесов Южной тайги Средней Сибири, определены основные направления динамики лесной растительности после пожаров и дан прогноз ее изменениий в указанном регионе.
К настоящему времени накоплен огромный материал, характеризующий влияние пожаров на все биотические и абиотические компоненты лесных экосистем, их пространственную структуру, ход сукцессии в них, эволюцию ландшафтов (Прозоров, 1929; Старк, 1931; Чудников, 1931; Мелехов, 1948; Арефьева, 1963; Уткин, 1965; Попов, 1967; Санников, 1973, 1978; Бузыкин, 1975, 2004; Попова, 1975; Валендик, Матвеев, 1979; Матвеев 2002; Фуряев, 1966, 1977, 1979, 2002; Евдокименко, 1974, 1975, 1986; Санников, Санникова, 1985, 2004; Валендик, 1979; Буряк, 1999; Софронов, Волокитина, 2004, 2005; Цветков, 2005; Иванова, 2004; Бузыкин, Пшеничникова, 2004 и многие другие.) На территории России ежегодно регистрируется более 30 тыс. лесных пожаров, при этом повреждаются леса на площади 2 3 млн.га (Ваганов, Фуряев, Цветков, 1998). Лесные пожары являются мощным постоянно действующим фактором, определяющим пространственно-временную динамику биоресурсов и масштабы их использования. Воздействие пожаров на биоресурсы огромно (Валендик, 2002). Вместе с тем, пожар в лесу - это естественный процесс, который в большинстве случаев определяет тип растительности и динамику растительных сообществ. В свою очередь, на возникновение и распространение пожара влияют климатические, биотические и физико-географические факторы, которые определяют степень воздействия пожара на окружающую среду. Антропогенный фактор лишь увеличивает масштабы этого воздействия (Валендик, 2002). Пожары как экологический фактор бывают различных типов и оставляют после себя различные последствия (Одум, 1975). Верховые или «дикие» пожары часто разрушают всю растительность, да и всю органику почвы, а последствия низовых пожаров совершенно иные. Верховые пожары оказывают лимитирующее действие на большинство организмов; биотическому сообществу приходится начинать все сначала, с того немногого, что осталось, и должно пройти много лет, пока участок станет продуктивным. Низовые пожары, напротив, обладают избирательным действием; для одних организмов они оказываются более лимитирующими, для других менее и, таким образом, способствуют развитию организмов с высокой толерантностью к пожарам. Кроме того, небольшие низовые пожары дополняют действие бактерий, разлагая отмершие растения и ускоряя превращение минеральных элементов питания в форму, пригодную для использования новыми поколениями растений. Азотфиксирующим бобовым небольшой пожар часто полезен. Там, где вероятность возникновения пожаров особенно велика, небольшие периодические пожары значительно ослабляют опасность возникновения страшных верховых пожаров, сводя к минимуму количество горючей лесной подстилки (Одум, 1975).
Анализ горимости территории национального парка
Под горимостью понимают отношение лесной площади пожарищ, возникших за календарный год на охраняемой территории, ко всей лесной площади. По мнению А.Д. Вакурова (1975), под термином горимость понималась природная пожарная опасность, определяемая состоянием погоды и сочетанием групп типов леса, а также вырубок и других, не покрытых лесом площадей на охраняемой территории, т.е. состоянием горючих материалов.
ГА. Мокеев (1965) предложил использовать показатель удельной (относительной) горимости, определяемый как выраженное в процентах отношение площади лесов, пройденных лесными пожарами за сезон, к общей площади охраняемого объекта или в гектарах, приходящихся на 1000 га общей площади. Им было выделено 4 степени горимости (слабая, умеренная, средняя и сильная (высокая).
Необходимость исследования влияния пожаров на сосновые насаждения национального парка «Шушенский бор» и процессы лесовозобновления в них связана с высокой степенью горимости этих лесов, обусловленной социально-экономическими причинами и природно-климатическими условиями. В связи с потеплением климата, наблюдающимся в последние десятилетия (Будыко, 1974), усилением засух (Софронов, 1999), ростом рекреационных нагрузок возрастает частота пожаров. А, комплекс таких условий, как, лесные пожары, рубки леса, лесные вредители, промышленное загрязнение, ветровалы оказывают негативное влияние на состояние лесного фонда. Изменяются лесорастительные условия, что в совокупности с недостатком финансирования предприятий лесной отрасли приводит увеличению горимости территории.
Анализ горимости территории, охраняемой Ермаковским авиаотделением, (к этой же территории относится и национальный парк «Шушенский бор») за период с 1971 по 2005 год, показывает, явно выраженную тенденцию к увеличению количества пожаров, и площадей, пройденных ими с начала 90-х годов .
Территория равнинной части национального парка имеет высокий класс природной пожарной опасности - 1.9, что связано с преобладанием сосняков разнотравной группы типов леса. Значительная часть насаждений парка имеет первый класс природной пожарной опасности.
Как известно, до 80 % пожаров возникает по вине человека. Поскольку одной из основных задач национальных парков является контролируемый туризм, то это значительно увеличивает рекреационную нагрузку на насаждения парка. По данным национального парка число мест отдыха с 1998 по 2005 год возросло в 8 раз, количество организованных посетителей - в 28 раз (с 400 до 11235чел./год) (рисунок 3.2). Интенсивное рекреационное лесопользование существенно влияет на состояние насаждений, ослабляя их.
В результате высокой рекреационной нагрузки увеличивается горимость и частота пожаров, а ослабление деревьев приводит к более негативным последствиям после огневого воздействия.
Анализ горимости территории национального парка «Шушенский бор» показывает, что в за период с 1998 по 2005 гг. зарегистрировано 20 пожаров на площади 179,5 га (таблица 3.2). В среднем в год было зарегистрировано 2,5 пожара на площади 22,4 га. Пики горимости, отмеченные в 1999 и 2005 годах обусловлены продолжительными засухами. Высокая горимость наблюдается в засушливые годы, которые, по мнению И.С. Мелехова (1971), повторяются в среднем 2-3 раза в столетие. В зависимости от географической широты в каждое десятилетие пожары в Средней Сибири повторялись от 2-3 до 5-6 раз. Средние межпожарные интервалы связаны с географической зональностью и сокращаются при продвижении с севера на юг (Иванова, 2005).
Несмотря на резкое увеличение числа лесных пожаров, их средняя площадь остается в пределах 7,4 га, что напрямую связано с созданием противопожарных комплексов, ориентированных на наземное обнаружение лесных пожаров и наземное их тушение.
Влияние пожаров на отпад в сосновых древостоях
Анализируя данные проведенных нами исследований о влиянии низовых пожаров на послепожарное состояние сосновых древостоев национального парка «Шушенский бор» можно отметить, что степень повреждения деревьев на пробных площадях определяется в первую очередь формой и силой пожаров. Величина послепожарного отпада варьирует от 0,6 % до 100 % по запасу и от 1,9 % до 100 % по числу деревьев. Наименьшая величина отпада наблюдается при беглых низовых пожарах слабой силы, характерных для ранней весны, когда нижние слои подстилки и гумусовый горизонт почвы еще влажные. Величина отпада на пробных площадях (п.п.9 - п.п.12), пройденных беглым низовым пожаром изменяется от 0,6 % до 3,8 % по запасу и в среднем составляет 1,9±0,44 % (таблица 4.2.4). Наши данные согласуются с данными Г.И. Гире (1973); П.М. Матвеева, (1996) и др., которые отмечали, что самые незначительные повреждения стволы деревьев получают при беглом пале. При таких пожарах уничтожается самосев леса, подрост и подлесок, обгорает кора нижней части деревьев, повреждаются корни. В распространении огня по площади наблюдается мозаичность.
Можно предположить, что в насаждениях, пройденных беглыми низовыми пожарами отпад незначителен еще и по причине высокой полноты насаждений. Вследствие чего уменьшается скорость ветра, невелик процент проникающей радиации (10 - 20 % по наблюдениям М.И. Сахарова, 1948), более высока влажность горючих материалов и т. д. Об уменьшении отпада деревьев с увеличением полноты древостоя отмечено А.А. Молчановым (1954). Беглые низовые пожары в условиях национального парка не наносят значительного вреда древостоям.
Устойчивый 48,0±3,80 61,5±5,79 Беглые низовые пожары при однократном воздействии вызывают лишь незначительные повреждения. При неоднократных, а тем более систематических беглых палах пирогенные изменения становятся ощутимыми и по своему характеру оказываются близкими к последствиям устойчивых низовых пожаров.
Обычно развитие сильных устойчивых пожаров происходит после длительной засухи. Огонь более продолжительное время задерживается возле деревьев, что в большей мере ослабляет их жизнедеятельность и чаще вызывает усыхание. При устойчивых сильных пожарах отпад в среднем составляет 74,00+11,60 по запасу и 80,75±8,60 по количеству деревьев (таблица 4.2.2).
Из таблицы видно, что при низовом, устойчивом сильном пожаре (п.п.1) происходит наибольший отпад деревьев. Сила пожара связана, по-видимому, с длительной засухой. При таких пожарах подстилка и гумус сгорают полностью. Огонь, развивая высокую температуру, более длительное время задерживается у корневой системы и у шейки корня деревьев. В результате корни деревьев и камбий в комлевой части дерева отмирают на значительной части окружности, что ослабляет жизнедеятельность деревьев и вызывает их усыхание.
Камбий особенно чувствителен к огню, и даже при сравнительно невысоких температурах (54 - 57С) он погибает. Опасность поражения камбия пожаром зависит от толщины коры, от глубины корней, содержания в коре смолистых веществ. В периоды усиленного деления камбиальных клеток (ранней весной и в начале лета) - более болезненны для дерева, чем в период окончания отложения годичного слоя. У деревьев, задетых пожаром, наблюдается более раннее пробуждение камбия, а также запаздывание в окончании его деятельности, в окончании процесса утолщения стенок трахеид (Мелехов, 1948). Таким образом, процесс отложения годичного слоя у задетых пожаром деревьев затягивается на более поздний срок. Величина послепожарного отпада закономерно увеличивается с увеличением силы пожара. Однако, после воздействия беглых низовых пожаров от слабой до средней силы, и даже сильных беглых пожаров величина отпада в древостое незначительна и составляет от 4,6 % до 8,0 % от запаса. Причем усыхают, в основном, деревья из меньших ступеней толщины (низших классах по Крафту). В результате чего, отпад по количеству деревьев в значительной степени превышает отпад по запасу. Наши данные согласуются с авторами (Евдокименко, 1975; Шешуков, 1988; Софронов, Волокитина, 1990; Матвеев, 1999; Буряк, 1999 и др.), отмечающих, что наибольший процент отпада по числу деревьев наблюдается в наименьших ступенях толщины, менее устойчивых к воздействию огня (рисунки 4.2.1; 4.2.2; приложение А).
Отпад деревьев по запасу Согласно нашим наблюдениям послепожарный отпад деревьев во многом зависит также и от экспозиции склонов, с которой, в свою очередь, связано пожарное «созревание» участков. И, хотя такой фактор, как крутизна склона в равнинных лесах не играет заметной роли: склоны там преимущественно пологие, а встречающиеся крутые участки не имеют большой протяженности (Софронов, 1967), направление, скорость и сила пожара определяются этим фактором. Кроме того, экспозиция и крутизна склона заметно влияют на процессы увлажнения лесных горючих материалов, а также высыхания последних.
Скорость высыхания горючего материала зависит от дефицита влажности воздуха, от поступления энергии, которая расходуется на испарение воды. Среди статей прихода в энергетическом балансе можно выделить прямую солнечную радиацию, рассеянную радиацию и перенос тепла адвективными потоками воздуха, которые смягчают резкие различия между северными и южными склонами и нарушают равновесие между восточными и западными, предварительно (в первой половине дня) прогревая западные, до облучения их солнцем, благодаря чему они (во второй половине дня) приобретают сходство с южными. Адвективные потоки воздуха, кроме того, нивелируют среднесуточные температуру и влажность воздуха на северных и южных склонах (Софронов, 1967).
Ряд авторов (Накамура, 1930; Курбатский, 1962 и др.) отмечают разницу в пожарном созревании северных и восточных, южных и западных склонов. A.M. Стародумов (1957) отмечал, что растущие в долинах рек и на северных и восточных склонах леса на Дальнем Востоке менее подвержены пожарам, чем на южных и западных склонах. Склоны северной и восточной экспозиции более затенены и увлажнены. Но в отличие от горных лесов, «созревание» участков на северных склонах в равнинных лесах возможно уже к началу мая, к концу весны пожарная опасность возрастает.
Разница в суточных суммах солнечной радиации между южными и северными склонами наиболее существенна весной и осенью, при невысоком положении Солнца днем, летом же она сглаживается (Захарова, 1959).
Так как северные склоны подвергаются пожарам реже, чем южные, на них накапливается большее количество горючих материалов. Поэтому даже при слабых по силе пожарах огонь дольше задерживается у корней деревьев.
На жизнеспособность сосны больше всего влияет степень повреждения пожаром корневой системы деревьев и размеры повреждения камбия по окружности дерева у шейки корня (Мелехов, 1948; Балбышев, 1963 и др.). По материалам (таблицы 4.2.3) можно отметить, что на северном склоне, величина отпада выше и составляет 3,8 % по сравнению с южным - 0,6 % (при слабых беглых пожарах).
Влияние пожаров на напочвенный покров в сосновых насаждениях
Насаждение, пройденное пожаром, испытывает, как правило, различное воздействие огня. Это обусловлено характером растительности, неравномерным распределением горючих материалов на поверхности почвы и рельефом (Попова, 1997).Поэтому в пределах одного лесорастительного района, однородного в отношении климата, рельефа, материнских пород и почв, создаются неравнозначные условия для продуктивности древостоев.
Нами рассмотрено влияние пожаров на живой напочвенный покров, изменение свойств подстилки и почвы, возобновление и состояние подроста в зависимости от типа леса, экспозиции склона, давности, формы и силы пожара.
Как известно, живой напочвенный покров во многом определяет условия для прорастания семян, появления всходов и самосева древесных пород. В напочвенном покрове может проявляться совокупное влияние различных видов растений на возобновление леса, в том числе сопутствующее, ослабляющее или, наоборот, усиливающее влияние доминантов (Мелехов, 1948).
В зеленомошных типах леса в составе живого напочвенного покрова в насаждениях, пройденных огнем, запасы мха отсутствуют, за исключением п.п.14, пройденной беглым пожаром средней силы, где его запас уменьшился в 2 раза и составил 11,75±2,35 кг/100м2, по сравнению с контролем (п.п.15). На контрольных площадях запасы мха варьируют от 25,0±3,7 до 97,4±11,7 кг/100м (таблица 5.2.4). Зеленые мхи (головчатый, Шребера) заменяются разнотравьем и злаками.
В разнотравных типах леса после пожаров снижается процент разнотравья и разрастаются, составляя первый ярус: кипрей узколистный, осоты, злаки и в меньшей степени другие виды; во втором ярусе - осоки, репешок аптечный, купена лекарственная и др.
В результате воздействия огня увеличивается мозаичность напочвенного покрова, опада и подстилки. Коэффициент варьирования запасов выше на пробных площадях, пройденных пожаром, чем на длительно не горевших участках. Высокая степень варьирования (200%) отмечается на участке, затронутом беглым низовым пожаром средней силы, где мох прогорел мозаично (рисунок 5.2.1).
Это происходит, по - видимому, в результате неравномерного прогорания участков из-за неоднородности рельефа, неравномерного размещения подроста и подлеска, что в свою очередь определяется различными условиями просыхания горючих материалов. Если сравнивать участки, пройденные устойчивым пожаром слабым, средним и сильным, можно отметить, что при слабой силе пожара варьирование выше.
В насаждениях, пройденных огнем, количество поступающей на поверхность почвы органики значительно увеличивается за счет послепожарного отпада. В частности, это наблюдается в насаждениях, в которых заложены п.п. 9—12, несмотря на то, что они подверглись беглому низовому пожару слабой силы. Причиной этого, по-видимому, являются сильные рекреационные нагрузки и снижение устойчивости деревьев с поверхностным расположением корневой системы деревьев, которая подвергается механическому воздействию. Количество опада изменяется от 15,2±5,16 до 137,5+16,61 кг/ЮОм2, причем свежий опад варьирует от 20,5+2,45 до 54,2±7,70 кг/ЮОм . Наибольшее количество опада отмечается в верхней части северо-восточных склонов при крутизне 15-20 - 86,75±7,40 и свежего - 54,25+7,70 кг/ЮОм2. Увеличение запасов происходит за счет опавшей после пожара хвои. Наименьшее его количество мы отметили на контроле, где длительное время отсутствовали пожары и в ложбинах, где более влажные условия (таблица 5.2.4).
По мнению Э.П. Поповой (1997), в разнотравном типе леса доля опада выше, чем в зеленомошном, при этом опад разнотравно-брусничного сосняка отличается повышенной зольностью и более высокой концентрацией азота, кальция, магния и калия.
Лесная подстилка играет большую роль в почвообразовании и лесообразовательном процессе. Многие исследователи рассматривают ее как особый компонент лесного биогеоценоза, выполняющий сложные связи в системе лес - почва. Подстилки поставляют в почву разнообразные водорастворимые минеральные и органические соединения, определяют пищевой режим почв и направленность почвенных процессов, регулируют гидротермический режим почв и выполняют большую почвозащитную роль (Краснощекое, 2004; Карпачевский, 1981).
Мощная и плотная подстилка препятствует прорастанию семян, обеспечению всходов влагой и пищей, проникновению корней в минеральную часть почвы. Поэтому в лесоводственной литературе учеными отмечается, что с увеличением мощности и плотности подстилки уменьшается количество самосева и, наоборот, при удалении лесной подстилки его количество возрастает (Мелехов, 1948).
Последнему часто способствуют лесные пожары, степень влияния которых на подстилку зависит от их характера и интенсивности. В свою очередь, неравномерное распределение горючего материала по площади приводит к тому, что интенсивность пожара, даже на относительно небольшом участке различна. Пожары слабой интенсивности незначительно отражаются на свойствах почв. Значительного прогорания, тем более прокаливания почв не происходит, поэтому морфологические признаки почвенного профиля остаются без изменений (Перевозникова, 1989). В травяно - кустарничковом ярусе также не происходит глубоких изменений, подвержены изменениям лишь надземные части растений. Беглые пожары приводят к частичной минерализации подстилки, снижают ее запасы, уменьшают мощность, сложение ее становится хрупким и рыхлым, что способствует более интенсивному отрастанию некоторых видов трав и кустарничков.
Под влиянием лесных пожаров и рубок существенно изменяются свойства лесных подстилок. Эти изменения связаны как с уменьшением количества опада и сменой его качественного состава, так и с резким изменением на гарях и вырубках гидротермических условий, что влияет на период формирования и скорость минерализации подстилок (Краснощекое, 2004).
После пожара произошли изменения в основных характеристиках верхнего органогенного горизонта — лесной подстилке и в гумусовом горизонте. При этом отмечается значительное варьирование мощности и запасов подстилки (таблица 5.2.4). При слабой силе пожара изменение запасов подстилки отличается от контроля - 142,0+14,64 - 206,0±26,0 кг/100 м2 и 217,0+20,13 кг/100 м2 при мощности 0,5 - 3 см (п.п.9,10,11,12,13-таблица 5.2.3).
По мере увеличения интенсивности низового пожара, свойства лесных почв изменяются заметнее, полнее происходит минерализация органических остатков на поверхности почвы, о чем свидетельствует уменьшение мощности и запасов подстилки. Так, на п.п.5, пройденной низовым пожаром, интенсивность которого была от слабой до средней, запасы подстилки составляли 223,8 + 17,48 кг/ЮОм , мощность — 0-1 см, а на контроле (не горело 15 лет - п.п.6) - 477,4 +33,39 кг/100м при мощности Зсм. На этом участке отмечается наибольшее варьирование -84,9%, обусловленное мозаичным прогоранием подстилки вследствие высокой влажности отдельных участков.
Наименьшие значения рассматриваемых характеристик подстилки (запас от 132,3+12,14 до 155,8±14,49 кг/100 м2, мощность - 0,5 - 1 см) при их большом варьировании (55,8 - 83,6 %) отмечались на п.п. 3 и 1, где при разной интенсивности пожаров горение носило устойчивый характер.
