Хронология лесных пожаров в Ильменском заповеднике Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

изменений, которые отмечаются лишь после длительного воздействия (некроз, усыхание и

т.д.), происходят изменения и на анатомическом уровне: уменьшается периметр поперечного сечения, площадь поверхности, асимметричность расположения проводящего пучка. Знание этих особенностей позволит выявить негативное влияние на более ранних стадиях.

Библиографический список

1. Феклистов, П.А. Насаждения деревьев и кустарников в условиях урбанизированной среды г. Архангельска / П.А. Феклистов. - Архангельск: АГТУ 2004. - 112 с.

2. Герасимов, А.О. Устойчивость хвойных пород в уличных посадках Санкт-Петербурга: дисс. ... канд. биол. наук / А.О. Герасимов.- СПб, 2003. - 24 с.

3. Соловьева, О.С. Функциональные и физиологические особенности древесных растений в услови-

ях городской среды (на примере г. Йошкар-Олы): дисс. ... канд. с.-х. наук / О.С. Соловьева. - Йошкар-Ола, 2003. - 22 с.

4. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения / Г.М.Илькун. - Киев, Наук.думка, 1978. - 246 с.

5. Абрамашвили, Г.Г. Влияние загрязнений на хвойные насаждения / Г.Г. Абрамашвили // Гигиена и санитария. - 1957. - № 4.

6. Десслер, Х.Г. Влияние загрязнения воздуха на растительность. Причины. Воздействия. Ответные меры / Х.Г. Десслер. - М., 1981. - 181 с.

7. Алексеев, В.А. Признаки ослабления деревьев ели под влиянием атмосферного загрязнения / В.А. Алексеев, Л.Д Рак // Лесоведение. - 1985. - № 5. - С.37-43.

8. Вишнякова, С.В., Аткина Л.И. Влияние условий загрязнения на улицах г. Екатеринбурга на состояние ели обыкновенной. Леса Урала и хозяйство в них / С.В. Вишнякова, Л.И. Аткина // Сб.науч.тр. Вып. 27. - УГЛТУ, 2006.

ХРОНОЛОГИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В ИЛЬМЕНСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ

А.Е. ДУБИНИН, зам. директора по научной работе Ильменского заповедника УрО РАН,

A. Г. МУМБЕР, ст. науч. сотр. Ильменского заповедника УрО РАН, канд. биол. наук

B. В. ГРИГОРЬЕВ, асп. УГЛТУ,,

Е Ю. ПЛАТОНОВ, асп. УГЛТУ,,

И.Э. ОЛЬХОВКА, асп. УГЛТУ

На протяжении длительного времени огонь оказывал сильное влияние на процесс формирования растительного покрова Ильменского заповедника [1, 2, 3, 4]. Лесные пожары сохраняют важное лесообразующее значение на охраняемой территории и в настоящее время [5].

Для объективной оценки пожарного режима на конкретной лесной территории важно учитывать не только основные показатели потенциальной горимости лесов, определяемые совокупностью природно-климатических и ландшафтных факторов, но и реальную горимость лесов, на уровень которой сильное влияние оказывает удаленность территории от населенных пунктов и посещаемость населением.

Оценка потенциальной пожарной опасности в Ильменском заповеднике, выполненная при проведении очередного лесоустройства, с учетом климатических условий и распределения покрытой лесом площади по преобладающим породам и классам возраста показала, что по потенциальной горимости

леса заповедника относятся к числу особо пожароопасных объектов [6]. Целью проводимых исследований было изучение динамики пожаров и оценка реальной горимости лесов на основании имеющихся литературных и архивных материалов, а также материалов собственных исследований.

Материалы и методика исследований

В основу ретроспективного анализа горимости сосновых лесов заповедника периода 1840-1939 гг. легли материалы С.Л. Ушкова [1]. Исследования С.Л. Ушкова были проведены в 1939-1940 гг. в южной части бывшей Миасской дачи. Поводом для них явились очень сильные пожары в крайне сухом и ветреном 1936 г. В течение продолжительного пожароопасного сезона (с апреля по октябрь) пожарами были охвачены 58 кварталов южной части и 33 квартала северной части Миасской дачи. На третий и четвертый годы после пожара были обследованы 8 800 га лесной площади, пройденной огнем.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007

7

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

В ходе изучения гарей применялся площадной метод, при котором в разных пунктах каждого квартала брались спилы стволов поврежденных и усохших деревьев. Результаты датировки пожаров, установленные по годичным кольцам, наносились на карту для определения площади, охваченной пожарами разных лет. Автор отмечает, что данный метод позволяет учесть только наиболее сильные пожары, способные прожечь толстую кору сосен и лиственниц старше 50 лет и оставляющие отчетливые следы в форме подсушин.

Впоследствии С.Л. Ушковым были собраны данные лесного отдела (по журналу регистрации) о пожарах за период 1940-1956 гг. Эти материалы также использовались при анализе динамики лесных пожаров.

В основу анализа горимости лесов, проведенного Б.А. Мироновым в 1996 г. [5], положены принципиально иные материалы, чем те, которые использовал С.Л. Ушков. В данном случае был проанализирован непрерывный ряд регистрации пожаров как беглых, так и устойчивых, включая мелкие участки загораний (менее 0,1 га), которые ежегодно фиксировались сотрудниками лесного отдела (архивные данные).

В отчете Б.А. Миронова отражены данные по пожарам с 1950 по 1996 год. В дальнейшем этот ряд был продлен до 2000 г. В контексте принятой нами схемы анализа (для сопоставимости с данными С.Л. Ушкова за предыдущие годы) эти данные объединены по десятилетиям.

В рамках продолжения лесопирологических исследований и выявления истории горимости насаждений сосны на территории заповедника в период с 2001 по 2005 г. были заложены серии постоянных пробных площадей, при подборе которых использовался метод топоэкологических рядов. Пробные площади закладывались в пределах конкретных макросклонов в насаждениях, характерных для различных типов лесорастительных условий (I-IV ТЛУ по Е.М. Фильрозе) [2], размером 0,5-1,0 га [7], в верхней, гребневой части, в середине склона и у его подошвы. Форма пробных площадей определялась по принципу однородности участка - обычно прямоугольная. В работе был использован

дендрохронологический метод датировки прошлых пожаров по морфологии пожарных поранений (метод «пожарных подсушин»). Достоинство этого метода заключается в том, что он позволяет реконструировать историю пожаров в каждом конкретном насаждении за весь период жизни древесного яруса. Последнее особенно важно, если учесть, что в настоящее время для заповедника характерны частые, но мелкие низовые пожары - почти 70 % всех загораний за последние 50 лет приходится на пожары площадью менее одного гектара [5]. Всего за период исследований проанализировано 174 образца спилов стволов сосен с пожарными подсушинами с 36 пробных площадей. Возраст древостоев определен по 20 модельным деревьям на каждой пробной площади.

Результаты и обсуждение

Анализ архивных данных, материалов

С.Л. Ушкова, Б.А. Миронова и собственных исследований позволяет воссоздать временную картину горимости лесов на территории Ильменского заповедника.

Распределение пожарных лет по данным С.Л. Ушкова представлено в табл. 1 и свидетельствует о многократном увеличении уровня пожарных нагрузок на леса в первой половине ХХ столетия.

Распределение пожаров во второй половине ХХ в. представлено в табл. 2. Приводимые материалы характеризуют почти пятикратное увеличение числа загораний за последние 60 лет.

Т а б л и ц а 1

Распределение лесных пожаров на территории южной части Ильменского заповедника за период с 1840 по 1939 г.

Годы Количество пожаров

1840-1849 8

1850-1859 8

1860-1869 4

1870-1879 5

1880-1889 8

1890-1899 9

1900-1909 17

1910-1919 28

1920-1929 24

1930-1939 71

Всего 182

8

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

•-^^^^—•-—•-^^^—•-—•-^^—•

*

_ _ _ _

* * . . *

_ _ _ _ _ _

* _ * * * 9 * * *

1 1

1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

ПП24

ПП80

ПП81

ПП32

ПП31

ПП30

ПП29

ПП28

ПП27

ПП26

ПП25

ПП24(04)

ПП23

ПП22

ПП21

ПП20

ПП19

ПП18

ПП17

ПП16

ПП15

ПП14

ПП13

ПП12

ПП11

ПП10

ПП9

ПП8

ПП7

ПП6

ПП5

ПП4

ПП3

ПП2

ПП1,Пк2

Рисунок. Результаты датировки пожаров по подсушинам

Таблица 2

Распределение лесных пожаров на территории Ильменского заповедника за период с 1940 по 1999 г.

Годы Количество пожаров

1940-1949 49

1950-1959 55

1960-1969 105

1970-1979 140

1980-1989 132

1990-1999 244

Всего 825

Материалы датировки пожаров по подсушинам характеризуют частоту интенсивных пожарных нагрузок на каждый из изученных участков насаждений. Обобщенные хронологии пожаров на пробных площадях по каждой из выборок деревьев представлены на рисунке в графической форме. На нем для удобства анализа временного распределения пожаров период жизни древостоев разбит на десятилетия.

Как видно из рисунка, все спелые и перестойные насаждения сосны (средний возраст древостоев от 140 до 190 лет) несут отчетливые следы многократного повреждения огнем в форме пожарных поранений стволов. Всего на пробных площадях зафиксировно

356 послепожарных подсушин (в это число не внесены мелкие, не вполне «явные» подсушины, датировка которых затруднительна), что соответствует в среднем девяти пожарам высокой интенсивности на каждый из изученных участков леса за весь период жизни материнского древостоя. Минимальное количество пожарных подсушин установлено в сосняках, произрастающих в районах курьи Липовой оз. Б. Миассово (111121-23), оз. Са-велькуль (1118-20) и оз. Бараус (1130-32) на склонах северной экспозиции. Здесь из девяти заложенных пробных площадях в одном случае зарегистрировано четыре пожара, в шести - по пять пожаров и только в двух случаях - по 7 и 11 загораний (в среднем по

5,8 подсушин на одну пробную площадь). Следы наиболее частых пожаров обнаружены в районе Машгородка (ПП15-17), в самой верхней части Ильменского хребта, занятой в настоящее время преимущественно редколесьями и деградированными насаждениями паркового типа. В качестве пробных площадей здесь были выбраны участки наиболее сохранившихся относительно высокопол-нотных сосняков; максимальное количество подсушин достигает здесь 12, а минимальное - 10. Достаточно высокая частота прохождения устойчивыми низовыми пожарами уста-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007

9

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

новлена для сосновых насаждений в районе

оз. М. Кисегач (11116-8) - по 9-11 подсушин на каждой пробной площади. Этот район наиболее посещаем местным населением и расположен на границе заповедника с курортной зоной. Сосняки в районе урочища Савельев ключ (11112-5) и в районе оз. Прудки (11119-14) испытывали воздействие интенсивных пожаров от 7 до 12 раз (в среднем для 10 пробных площадей - 9,5 раза), что объясняется частым незаконным посещением этих мест населением.

Данные рисунка свидетельствуют, что в наиболее пожароопасных условиях горного района заповедника (территория, прилегающая к Машгородку) в период с 1865 по 1960 г. средняя продолжительность межпожарного интервала составляла 8,4 года. В предгорном районе частота пожаров в тот же период была значительно ниже, особенно на удаленных от населенных пунктов участках лесной территории. Например, для насаждений в районе курьи Липовой оз. Б. Миассово, оз. Савель-куль и оз. Бараус средняя продолжительность межпожарного периода составила 19,7 лет при достаточно больших различиях между отдельными участками (колебания от 11 до 27 лет). В среднем по заповеднику за последние 150-160 лет сильные низовые пожары случались каждые 14,7 лет.

Улученные материалы свидетельствуют также, что, несмотря на общий чрезвычайно высокий уровень горимости сосновых лесов, частотные характеристики распределения пожаров на протяжении жизни древостоев очень изменчивы и неравномерны. Время возникновения из самосева большей части изученных насаждений (все они относятся к категории одновозрастных) приходится на 30-40-е гг. XIX в. Только в четырех случаях возраст модельных деревьев с подсушинами датируется десятыми-двадцатыми годами того же столетия и в трех случаях древостои оказались моложе (начали свое формирование в 50-60-х гг. XIX в.).

Указательно, что за первые полтора-два десятилетия жизни древостои ни в одном случае не несут следов воздействия пожаров. Уриод мощных огневых нагрузок начался примерно с 1863 г. и продолжался в течение

80 лет вплоть до 1940 г., т.е. пришелся на возраст насаждений от 20-30 до 100-120 лет. В этот период на каждое десятилетие приходится от 21 до 30 пожарных поранений стволов, что соответствует средней величине горимос-ти каждого участка леса от 0,6 до 0,9 случаев устойчивых низовых пожаров за десятилетие. Максимальное число пожаров, давших подсушины, на отдельных пробных площадях, как правило, не превышает два за каждое десятилетие.

В последующие 60 лет количество устойчивых низовых пожаров резко снизилось. Лишь в одном десятилетии (1950-1959 гг.) зарегистрировано 35 подсушин. В остальное время суммарное количество подсушин по десятилетиям варьировало от четырех (1940-1949 гг.) до 22 (1970-1979 гг.). Средний уровень горимости в расчете на одну пробную площадь снизился до 0,4 случаев за одно десятилетие. В такие периоды значительная часть сосновых насаждений вообще не испытывала влияния сильных пожаров.

Если принять во внимание, что расчетные характеристики горимости лесов заповедника, выполненные Б.А. Мироновым [5], относятся именно к 1950-2000 гг., следует заключить, что роль крупных низовых пожаров в лесообразовательных процессах за последние 50 лет резко снизилась. Отчасти это можно объяснить повышением эффективности охраны лесов от пожаров. Однако в большей степени повышенная горимость молодых и приспевающих насаждений сосны по сравнению со спелыми и перестойными является следствием интенсивных процессов изреживания в стадии жердняка, приводящих к более высокому поступлению массы древесного отпада и накоплению напочвенных горючих материалов. Уриодические пожары только стимулируют эти процессы, каждый раз приводя к частичной гибели молодых деревьев.

В течение последних полутора столетий наблюдается увеличение частоты лесных пожаров на территории заповедника, косвенно свидетельствующее об усилении антропогенной нагрузки на охраняемую территорию.

На протяжении жизни поколения сосны, слагающего ярус древостоя, все насаж-

10

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007