УДК 630.1

DOI: 10.24411/2413-046X-2017-10015

Семеняченко Виктор Викторович,

зам. директора Дмитровского филиала ГКУМО «Мособллес»

Груздев Владимир Станиславович,

Доктор географических наук, доцент

Груздева Людмила Петровна,

Доктор биологических наук, профессор

Суслов Сергей Владимирович,

Кандидат технических наук, доцент

Государственный университет по землеустройству

Semenyachenko Viktor Viktorovich,

deputy. Director of the Dmitrov branch of GKUMO «Mosobles»

Gruzdev Vladimir Stanislavovich,

Doctor of Geographical Sciences, Associate Professor

Gruzdeva Lyudmila Petrovna,

Doctor of Biological Sciences, Professor

Suslov Sergey Vladimirovich,

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

State University of Land Use Planning

ПОСЛЕПОЖАРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ БИОГЕОЦЕНОЗОВ НА ГАРЯХ ЕЛОВЫХ ЛЕСОВ БЛИЖНЕГО ПОДМОСКОВЬЯ 

POST-FIRE CHANGES OF ECOSYSTEMS IN THE BURNED AREAS OF SPRUCE FORESTS MOSCOW REGION

Аннотация

На территории ближнего Подмосковья еловые леса относятся к зональному типу растительности, динамика зарастания гарей зависит от силы пожара, почвенных условий. Смены растительности на гарях относятся к демутационным и антропогенным сменам. В зависимости от послепожарного сочетания условий обсеменения и прожженности субстрата в пределах одного вида биогеоценоза формируется несколько типов гарей, представляющих эколого-динамические ряды сообществ. Процессы олуговения и экологического сдвига на гарях выражены слабее, чем на вырубках, здесь чаще происходит восстановление древостоя и возврат нижних ярусов к типу, близкому к исходному.

Abstract

On the territory of the Moscow region spruce forests are the zonal type, vegetation dynamics of burned areas depends on fire severity, soil conditions. The change of vegetation in the burned areas treat demutational and anthropogenic changes. Several types of burned areas representing ecological and time series communities form depending of post-fire changes combination of contamination and fire chenging substrate within one type of biogeocenosis. Processes of ecological shift in the burned areas is weaker than in the clearings, there often occurs the recovery of the forest and return the lower tiers of a type similar to the original.

Ключевые слова: биоценоз, еловые леса, растительные ассоциации, послепожарные изменения.

Key words: biocenosis, spruce forest, plant associations, post-fire changes.

Территория Ближнего Подмосковья относится к лесной зоне, подзоне широколиственно-хвойных лесов.  Еловые леса относятся к зональной растительности. В зависимости от плодородия и гранулометрического состава почв флористический состав еловых лесов неодинаков. В типах ельников могут формироваться ассоциации, относящиеся к следующим рядам ассоциаций: бореальные, субнеморальные и неморальные. Бореальные ассоциации относятся к более северным вариантам. В Ближнем Подмосковье они развиваются на супесчаных почвах, подстилаемых песками, и на двучленных отложениях.  В бореальной группе ассоциаций во всех ярусах ельников доминируют виды бореального географического элемента флоры. В древостое к бореальным элементам относятся: ель обыкновенная, сосна обыкновенная, береза повислая, осина. В подлеске к бореальным элементам относятся: ивы, крушина, рябина, черемуха. А в травяно-кустарничковом покрове к бореальным элементам флоры относятся: таежные виды (кислица, линнея, седмичник и др.) и боровые виды (брусника, черника, вереск, золотая розга и др.). В субнеморальной группе ассоциаций, развитых чаще на легких суглинках, неморальные (дубравные) элементы встречаются в подлеске (лещина и бересклеты), а также в травяно-кустарничковом покрове (сныть, копытень и др.).  Поэтому послепожарные изменения биогеоценозов зависят не только от вида и силы пожара, но также от типа леса и вида ассоциации.

Леса Ближнего Подмосковья подвержены сильному негативному воздействию рекреации [1]. В связи с развитием автомобильного транспорта население посещает леса не только вблизи населенных пунктов, но на машинах посещают и дальние лесные массивы. Поэтому большинство возникающих в Подмосковье лесных пожаров имеют антропогенное происхождение. Лесные пожары чаще всего возникают вблизи населенных пунктов, у дорог, около лесозаготовительных участков. Возникают пожары в основном летом.

По степени пожарной опасности академик И.С. Мелехов   разделил еловые леса на следующие группы: 1. Относительно легко загорающиеся — ельники брусничники; 2. Сренезагорающиеся — ельники черничники и кисличники; 3. Трудно загорающиеся и негоримые — ельники травяные [2,3]. Очень редко загораются заболоченные и приручейные типы леса.

Возникновение пожаров и горимость лесов в разных природных зонах изучалась многими исследователями [4,5,6,7]. Ими выяснено, что степень нарушения растительного покрова при пожаре зависит от типа леса, местообитания, вида и силы пожара. Большое значение имеет глубина прогорания подстилки и степень воздействия высоких температур.

Из многочисленных аспектов последствий лесных пожаров наиболее актуально выявление и прогнозирование послепожарной динамики растительного покрова лесов и их структурных компонентов во времени и пространстве. Такие исследования необходимы для обоснования научных принципов ведения лесного хозяйства.

Влияние пожаров на компоненты лесных биогеоценозов многообразно.   Смены растительности на гарях относятся к демутационным и антропогенным сменам. Многие исследователи считают пожары одной из основных причин антропогенных смен лесов в лесной зоне [8,4,3,9].            

В более населенных районах имеет место в основном пожары антропогенного происхождения [6], а в менее населенных они возникают в основном стихийно (гроза извержение вулканов, метеориты).  Пожары существовали задолго до появления человека [4,10]

Издавна и в первую очередь исследователей привлекали вопросы возобновления древостоя на гарях, при этом многие исследователи отмечали хорошую возобновимость ели на гарях и кострищах, образующихся после сжигания порубочных остатков. Несмотря на многочисленные публикации всё еще недостаточно изучена фитоценотическая роль пожаров как многостороннего биогеоценотического фактора, обусловливающего комплекс экологических изменений местообитаний и состава биогеоценозов.

При пожаре в лесу сгорает лесная подстилка, выгорает гумус, изменяю тся физические, химические и микробиологические свойства почвы, происходит уплотнение и иссушение почвы и снижение кислотности [5]. Нет единого мнения о влиянии пожаров на плодородие почвы. Ряд исследователей считает, что пожары обедняют почву. По нашему мнению, увеличение или снижение плодородия почвы после лесного пожара зависит от вида и силы последнего. Так, при полном прогорании органических остатков может увеличиться содержание азота в почве, что может быть причиной разрастания на гарях растений-нитрофилов (любящих азот). В ряде случаев реакция почвенного раствора на гарях становится щелочной, что объясняется увеличением содержания в почве солей щелочноземельных металлов. Уплотнение после пожара легкосуглинистых и супесчаных почв снижает аэрацию и способствует заболачиванию.

Динамика зарастания гарей во многих случаях зависит от степени воздействия огня [7].  На средне и сильно горевших участках в результате уплотнения грунта и застоя в отдельные периоды года влаги появляются мхи-пионеры, в роли которых выступают: фунария влагомерная, маршанция многоформная (Marschantia polymorpha). На слабо и средне горевших участках разрастается мох кукушкин лен обыкновенный (Polytrichum commune) и мох кукушкин лен волосконосный (Polytrichum piliferum).

Влияние пожаров на животный мир биогеоценозов не исчерпывается прямым воздействием.  Наиболее существенные последействия пожаров на животный мир реализуются в результате смен растительных сообществ. Смена растительных сообществ на гарях часто повышает их кормность и принадлежность их как стаций местообитания для других видов животных.  На хвойных сообществах размножаются мышевидные грызуны и увеличивается численность хищников, связанных с грызунами пищевыми цепями. Уничтожение во время пожара животных-разносчиков семян затягивает процесс демутации.

Низовой пожар приводит к гибели преимущественно менее огнестойких хвойных и лиственных деревьев, поэтому после пожара сохраняются более стойкие рослые сосны, у которых толщина коры в нижней части ствола достигает 1,5 см.

Изреживание огнем древостоев приводит к уменьшению их плотности, полноты, корневой конкуренции, общей продуктивности и семеношения, при падении полноты до 0,3. Если полнота снижается незначительно, то семенная продуктивность может возрастать. Пожар стимулирует освобождение из шишек на почве оставшихся семян, обеспечивая дополнительное обсеменение субстрата.

Пожар способствует распространению пионерных и лугово-лесных видов растений, со значительным участием в их составе «пирофитов» — относительно пожароустойчивых растений, способных быстро и обильно возобновляться и успешно развиваться на гарях.  Пирофиты травяно-кустарничкового покрова представлены преимущественно экобиоморфами геофитов и гемикриптофитов, которые после пожара возобновляются вегетативно, — от превентивных и адвентивных почек на корневищах и корнях, расположенных глубже 1-2 см в почве. Лишь немногие пирофиты распространяются на гари семенами — кипрей узколистный (иван-чай), вереск и др.

В первые 10-15 лет после пожара видовое разнообразие, сомкнутость и гетерогенность структуры травяно-кустарничкового покрова возрастает. Позднее же травяно-кустарничковый покров деградирует в связи с увеличением конкуренции со стороны подлеска и подроста и ухудшением почвенных условий. На сухих, бедных местообитаниях пожары снижают видовую насыщенность.  Пожар разрушает токсины и ингибиторы корней и почек вегетативного возобновления растений.

В зависимости от послепожарного сочетания условий обсеменения и прожженности субстрата в пределах одного вида биогеоценоза формируется несколько типов гарей, представляющих эколого-динамические ряды сообществ. В сильно поврежденных огнемдревостоях отмечаются вспышки массового размножения насекомых-ксилофагов — короедов, усачей, златок и долгоносиков, сопровождаемых специфической орнитофауной — дятлами, синицами, поползнем, горихвосткой.

Степень развития и способность к захвату территории у сохранившихся на гарях видов растений зависит от их способности к семенному и вегетативному размножению. Процессы олуговения и экологического сдвига на гарях выражены слабее, чем на вырубках, здесь чаще происходит восстановление древостоя и возврат нижних ярусов к типу, близкому к исходному.

Литература

1. Сорокин А.С. О некоторых проблемах охраны лесов в связи с их рекреационным использованием/ Сорокин А.С., Казакова И.К., Крайнова Н.Г.// Экология растений южной тайги. Калинин: КГУ. 1979. С. 103-108.
2. Мелехов И.С. Природа леса и лесные пожары. Архангельск. 1947. 60 с.
3. Мелехов И.С. Лесная пирология и ее задачи. / В сб. Лесная пром. 1965. С. 5-26.
4. Корчагин А.А. Влияние пожаров на лесную растительность и восстановление ее после пожара на европейском Севере // Тр. Бот. ин-та АН СССР. Серия — Геоботаника. Л. 1954. Вып.9.
5. Фирсова В.П.К вопросу о влиянии лесных пожаров на почву// Вопросы развития лесного хозяйства на Урале. Тр. Ин-та биологии УФАН АН СССР. Вып.16. 1960.
6. Червонный М.Г. Охрана лесов от пожаров. М.: Лесная промышленность.1973. 104 с.

7. Петров В.В. Возобновление растительности на гарях и кострищах в еловых лесах Калининского Верхневолжья /Петров В.В., Груздева Л.П.//Экология растений южной тайги. Калинин: КГУ. 1979. С.75-79.
8. Clements F.E. Plant succession. Carnegie Inst. Wash., Rub. 242. 1916.
9. Молчанов А.А. Скорость распространения лесных пожаров в зависимости от метеорологических условий и характера древостоя. Лесное хозяйство. 1940. № 6. С. 64-67.
10. Одум Ю. Основы экологии/ Пер. с англ.[Текст] – М. 1975. 740 с.

References

1. Sorokin A.S. About some problems of forest protection in connection with their recreational use / Sorokin AS, Kazakova IK, Krainova NG. // Ecology of plants of the southern taiga. Kalinin: KSU. 1979. P. 103-108.
2. Melekhov IS Nature of the forest and forest fires. Arkhangelsk. 1947. 60 p.
3. Melekhov I.S. Forest pyrology and its tasks. / In the collection. Forest industry. 1965. S. 5-26.
4. Korchagin AA Influence of fires on forest vegetation and its restoration after a fire in the European North // Proceedings of the Botanical Institute of the USSR Academy of Sciences. Series — Geobotany. L. 1954. Вып.9.
5. Firsova VP To the question of the influence of forest fires on the soil // Issues of the development of forestry in the Urals. Proceedings of the Institute of Biology, UAS of the USSR Academy of Sciences. Issue 16. 1960.
6. Chervonny M.G. Protection of forests from fires. M.: The forest industry.1973. 104 s.
7. Petrov V.V. Renewal of vegetation on garbage and fireplaces in spruce forests of Kalininsky Upper Volga Region / Petrov VV, Gruzdeva LP // Ecology of plants of southern taiga. Kalinin: KSU. 1979. P.75-79.Clements F.E. Plant succession. Carnegie Inst. Wash., Rub. 242. 1916.

9. Molchanov A.A. The speed of the spread of forest fires, depending on the meteorological conditions and the nature of the stand. Forestry. 1940. № 6. P. 64-67.
10. Odum Yu. Fundamentals of Ecology / Translated from English [Text] — M. 1975. 740 p.