Последствия лесных пожаров

11. Последствия лесных пожаров Последствия лесных пожаров чрезвычайно разнообразны не только в пространстве, но и во времени. Они проявляются через изменения в растительном покрове, почве, животном мире, в микроклимате и гидрологическом режиме местности. Воздействие пожаров в зависимости от их вида и площади может быть весьма основательным, когда на длительный период нарушается жизнь лесного биогеоценоза, или незначительным, когда лесные экосистемы быстро восстанавливаются. Лесные пожары оказывают и непосредственное, и косвенное воздействие на лес. В первом случае происходит уничтожение огнём отдельных растений или их комплексов из различных ярусов леса, уничтожение подстилки со всеми её обитателями. Во втором случае происходят изменения в динамике роста леса, в формировании его новых поколений, изменения в составе фауны; возникают очаги энтомовредителей и грибных болезней. И непосредственное, и косвенное влияние пожаров тесно переплетены и не всегда возможно их строго разграничить. 11.1. Характеристика повреждённых пожарами древостоев Пожары являются мощным стихийным фактором, повреждающим и разрушающим лесные сообщества, но при этом они же оказываются активным фактором лесообразования на пройденной огнём территории. Согласно классификации И.С.Мелехова (1948), выделяют следующие типы горельников: 1) горельники с полностью уничтоженными древостоями (гари или свежие горельники); 2) горельники сухостойные и валёжные (старые горельники); 3) горельники с повреждённым, но живым древостоем, в том числе: а) с незначительным числом живых деревьев (до 10% от общего числа деревьев первого яруса) и полным отмиранием нижних ярусов растительности; б) со значительным числом живых деревьев (более 10% числа деревьев первого яруса), но также с полным отмиранием нижних ярусов; в) с частичным отмиранием только нижних ярусов леса. Гари образуются после повальных верховых пожаров в хвойных молодняках. Иногда полное уничтожение древостоев происходит после повальных повторных пожаров в средневозрастных и более старых древостоях, с большим количеством сухостоя и валежа от прежнего пожара. Гари представляют собой открытые безлесные площади, с отдельными обгорелыми остовами деревьев (рис. 11.1). Рис. 11.1. Свежий горельник (гарь) с полностью погибшим древостоем Сплошные заросли иван-чая, иногда вейника, и кое-где отдельные обгорелые остатки деревьев создают типичный ландшафт таких гарей. На гарях обычно происходит смена хвойных на мягколиственные. Иногда наблюдается вегетативное возобновление мягколиственных пород, если материнские деревья сохранили часть корневых систем. При наличии вблизи гарей источников обсеменения не исключается на них и возобновление хвойных пород. Но чаще такие гари должны быть объектом для искусственного лесовосстановления. Сухостойные и валёжные (старые) горельники. В валёжных горельниках древесина быстрее разрушается грибами, чем в сухостойных. На валёжных горельниках уже через два года после пожара большая часть деловой древесины ели переходит в дрова, а через 7 лет значительная часть древесины становится непригодной даже на дрова. Особенно быстро разрушается валёжная береза: через 3-4 года её древесина почти полностью истлевает. Таким образом, в валёжных горельниках заготовка древесины, даже дровяной, должна быть закончена в течение двух-трёх лет после пожара. В сухостойных горельниках этот срок может быть отодвинут до 5-6 лет. Сухостойные горельники часто образуются в результате вершинных верховых пожаров в сосняках (рис. 11.2) и лиственничниках. Рис. 11.2. Сухостойный горельник в заболоченном сосняке Валёжные горельники образуются в основном в результате низовых пожаров в ельниках (рис. 11.3), подземных пожаров в ельниках и сосняках. Рис. 11.3. Валёжный горельник (на переднем плане) и сухостойный горельник (на заднем плане) в бывшем ельнике. На горельнике – возобновление сосны Естественное облесение старых горельников зависит от исходного типа леса, темпов отмирания древостоя, степени захламлённости и других факторов. Смена хвойных мягколиственными – характерное явление как для гарей, так и для старых горельников. Возобновление происходит в первую очередь на участках, умеренно захламлённых и без валежника. Однако здесь же, на более сухих участках, наблюдается заселение злаков, препятствующих лесовозобновлению. Большие скопления валежника, затрудняя испарение с поверхности почвы, способствуют появлению кукушкина льна и заболачиванию. В долгомошных и сфагновых типах ельников успешнее всего идёт возобновление берёзы, что способствует разболачиванию. Запоздалая уборка древесины в этих условиях приводит к повреждению появившегося молодняка. Под пологом лиственных на старых горельниках восстанавливается ель. При благоприятных условиях она заселяет горельники в течение 15-20 лет. На горельниках с дренированными лёгкими почвами, в бывших ельниках-зеленомошниках, при сохранившихся неподалёку источниках обсеменения, ель может быть породой-пионером. Возобновлению ели благоприятствуют умеренное захламление и сухостой, оказывающие защиту от солнцепёка и заморозков. В валёжных еловых горельниках не исключается и возобновление сосны (при наличии отдельных уцелевших деревьев в качестве обсеменителей), происходящее одновременно с возобновлением лиственных. Однако количество соснового самосева обычно составляет лишь малую примесь к лиственным. В сухостойных горельниках при том же наличии обсеменителей возобновление сосны наблюдается чаще и бывает обильнее. Горельники с повреждённым, но живым древостоем представляют собой в большинстве случаев сосновые (рис. 11.4) и лиственничные средневозрастные и более взрослые насаждения, редко – еловые (при глубоком укоренении ели на супесях и слабом низовом пожаре). Рис. 11.4. Горельник с сильноповрежденным сосновым древостоем (3а). Нижние ярусы леса и лесная подстилка полностью уничтожены Горельники из подтипа 3а наиболее характерны для заболоченных сосняков, иногда ельников, на торфянистых и торфяных почвах. Их происхождение связано с низовыми, переходящими в подземные, пожарами. В связи с прогоранием торфянистых горизонтов корни деревьев обнажаются, обгорают или даже перегорают. Образуется ветровал. Горельники из этого же подтипа, но с большим количеством сухостоя образуются в сухих боровых сосняках после интенсивных устойчивых низовых пожаров. Огонь здесь производит своеобразное прореживание по низовому методу. Значительная часть сохранившихся деревьев имеет пожарные травмы. В северной тайге под пологом горелых сосняков с жизнедеятельным разреженным древостоем часто происходит успешное возобновление сосны. Это явление лучше выражено в лишайниковых и вересковых борах; встречается также в черничниках и брусничниках (обычно с заметным участием других пород). Послепожарное заболачивание сосняков-черничников, образование на их месте чернично-долгомошных и чернично-сфагновых сосняков может быть связано с ослаблением транспирации, а также с уменьшением испарения влаги с поверхности почвы, вызываемым захламлённостью. В качестве хозяйственных мероприятий на гарях и в старых горельниках, как правило, назначаются сплошные санитарные рубки (уборка валежа и сухостоя) с последующим искусственным лесовосстановлением, в горельниках с повреждённым древостоем – сплошные или выборочные санитарные рубки с расчётом на естественное лесовозобновление. 11.2. Пожаростойкость древесных пород. Пожароустойчивость насаждений Наиболее пожаростойкими являются пирогенные древесные породы. Они, как правило, неоднократно испытывают воздействие лесных пожаров, но, обладая защитными механизмами, успешно ему противостоят. Толстая кора (в комлевой части стволов), глубокая корневая система, высоко поднятая крона, хорошая возобновляемость на горельниках обеспечивают высокую устойчивость этих пород к огню. Пирогенные породы хорошо противостоят стволовым энтомовредителям и грибным болезням, устойчивы к ветру. Пожаростойкость хвойных пород снижается в ряду: лиственница – сосна – кедр – пихта – ель. Таким образом, светлохвойные и светолюбивые породы превосходят темнохвойные и теневыносливые по устойчивости к огневому воздействию. Пожароустойчивость древостоя заметно изменяется с возрастом. Так, сосновые молодняки высотой до 2 м погибают от огня полностью. При толщине коры до 1 мм происходит неизбежное отмирание камбия. С увеличением возраста деревьев на стволах нарастает корковый слой, и они становятся более устойчивыми к огню. Уменьшение количества погибших деревьев связано не только с увеличением толщины коры, но и с поднятием крон над поверхностью почвы. Нагрев хвои и листвы крон потоками горячих газов выше летальной температуры (60оС) является одной из причин гибели деревьев при низовых пожарах. Менее всего страдают от низовых пожаров боры-беломошники (лишайниковые) в относительно молодом возрасте (менее 50 лет), т.к. они имеют очень небольшой запас напочвенных горючих материалов. Тонкий слой подстилки и лишайников восстанавливается после пожара очень медленно. При повторном пожаре пищи для огня оказывается ещё меньше. В северной тайге встречаются жизнедеятельные сосняки лишайниковые, испытавшие пожар в 15, затем в 25 лет. Даже в борах-брусничниках сосна иногда выдерживала низовой пожар в возрасте 20 лет. Ни в каких иных типах сосновых лесов подобную картину встретить нельзя. Повышение огнестойкости деревьев с возрастом имеет предел. В преклонном возрасте в связи с естественным ослаблением жизнедеятельности способность сопротивляться воздействию огня может в первую очередь снижаться у наиболее старых деревьев. Пожароустойчивость насаждений определяется взаимодействием многих факторов. Важное значение имеют возраст (диаметр) древостоя, примесь лиственных пород в составе древостоя и нижних ярусов. Пожароустойчивость насаждений зависит от наличия, высоты и густоты хвойного подроста и подлеска под пологом. Высота подроста и подлеска обусловливает длину пламени, высоту нагара на стволах взрослых деревьев, степень повреждения огнем камбия, следовательно, и величину отпада после пожара. Часто высокий и густой хвойный подрост способствует переходу огня низового пожара в кроны деревьев. Кроме того, интенсивность горения возрастает с увеличением захламлённости насаждения (табл. 11.1). Т а б л и ц а 11.1 Пожароустойчивость насаждений в связи с различными факторами Пожароустой-чивость Примесь лиственных в составе древостоя, ед. Средний диаметр древостоя, см Примесь лиственных в подросте и подлеске, ед. Средняя высота хвойного подроста, м Густота хвойного подроста, тыс. экз./га Захлам- лённость (отпад), м3/га Высокая более 5 более 24 более 6 менее 1 менее 4 менее 20 Средняя 2-5 12-24 3-6 1-2 4-7 20-30 Низкая менее 2 менее 12 менее 3 более 2 более 7 более 30 Для прогноза отпада деревьев после пожаров необходимы данные о среднем диаметре древостоя и высоте нагара на стволах (табл. 11.2). Т а б л и ц а 11.2 Отпад деревьев в сосновых (над чертой) и еловых (под чертой) древостоях после низовых пожаров различной интенсивности Средний диаметр, см Отпад, в процентах от количества стволов при средней высоте нагара, м 0,1-0,5 0,6-1,0 1,1-1,5 1,6-2,0 2,1-2,5 2,6-3 3,1-4 4,1-5 8 16 45 63 90 86 100 97 100 100 100 100 100 100 100 100 100 12 2 22 7 68 42 90 86 100 90 100 100 100 100 100 100 100 16 - 10 - 30 17 54 32 90 66 96 100 100 100 100 100 100 20 - 2 - 22 2 41 7 65 29 73 49 94 74 100 100 100 24 - 2 - 16 - 35 3 52 11 62 37 78 60 95 100 100 28 - - - 15 - 30 - 49 4 53 7 68 48 90 90 100 32 - - - 12 - 28 - 46 2 50 5 66 30 89 48 100 Данные табл. 11.2 свидетельствуют об увеличении послепожарного отпада с уменьшением диаметра деревьев и увеличением высоты нагара на стволах. Кроме того, при одинаковых диаметре древостоев и высоте нагара более значительно повреждается ель. Так, при средней высоте нагара 2-2,5 м послепожарный отпад в насаждениях со средним диаметром 16-32 см составил у ели 50-96% деревьев, у сосны – 2-66%. Следует иметь в виду, что данные по отпаду деревьев ели в табл. 10.2 в общем справедливы лишь для первого года после пожара. Как правило, ельники, пройденные даже слабым низовым пожаром, практически полностью усыхают в последующие 2-3 года. 10.3. Смена пород в результате лесных пожаров Несмотря на разрушительные последствия, лесные пожары часто содействуют возобновлению пирогенных пород, и тем самым стабилизируют их положение в структуре лесного фонда. Периодическая повторяемость лесных пожаров укрепляет позиции этих видов. Используя методы управляемого огня (например, огневые способы очистки лесосек, пуск огня под пологом разреженных древостоев из пирогенных пород), можно повысить возобновляемость таких ценных пород, как сосна, лиственница, берёза. Такие методы успешно применяются, в частности, в Финляндии. В условиях таёжной зоны, при экстенсивном ведении хозяйства, на горельниках наиболее типичны следующие варианты смены пород: 1) смена чистых и смешанных по составу ельников, пихтарников, реже сосняков – на берёзовые насаждения, часто с примесью осины; 2) смена ели на сосну – на лёгких супесчаных почвах (т.е. в более типичных для сосны условиях) и при наличии источников обсеменения (например, сохранившиеся деревья сосны на сырых пониженных участках горельника); 3) смена смешанных сосново-лиственных насаждений на ель (при условии сохранения ели, как источника обсеменения, в приручейных логах); 4) отсутствие смены пород – при уничтожении или значительном повреждении верховыми пожарами чистых по составу сосняков (на бедных почвах) и лиственничников (на многолетней мерзлоте). Пирогенные смены растительности могут быть выгодны для хозяйства, если увеличивают в лесном фонде долю наиболее ценных и перспективных пород. Отечественное лесоводство в прошлом активно использовало огневую очистку лесосек с целью содействия естественному возобновлению сосны.