Московский экономический журнал 5/2017

УДК 630.43+630.432 :614.841.42

 

Гусев Дмитрий Вадимович,

Соискатель,

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова,  Санкт-Петербург

Данилов Дмитрий Александрович

Доктор сельскохозяйственных наук,

заместитель директора по научной работе,

Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «БЕЛОГОРКА», Ленинградская область, Гатчинский р-н, д.Белогорка

Gusev D. V.  mr.gusev90@mail.ru

Danilov D. A.   stown200@mail.ru

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОСТПИРОГЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ СОСНЫ  В ЛУЖСКОМ И ПУТИЛОВСКОМ ЛАНДШАФТАХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

COMPARATIVE ANALYSIS OF RENEWAL OF PINE POSTPIROGENNOGO IN LUZHSKY AND PUTILOVSKAY LANDSCAPES AND LENINGRAD REGION

Аннотация

В статье рассматривается постпирогенная сукцессия сосны в Лужском и Путиловском ландшафтных районах Ленинградской области. Проводиться сравнительный анализ успешности возобновления соснового подроста в зависимости факторов, которые проявляются в  от ландшафтных условий района. Исследование показало значимое различие  по количественным и качественным характеристикам соснового подроста в зависимости  от ландшафта.  Проведённая статистическая обработка на основе дисперсионного анализа полученных результатов выявила достоверные различия в возобновление сосны после пожара и в материнском древостое по исследуемым ландшафтам.

Summary

The post-pyrogenic succession of the pine in Luzhsky and Putilovskay landscape areas of the Leningrad Region is considered. A comparative analysis of the success of the renewal of pine undergrowth in relation to the factors that manifest themselves in from the landscape conditions of the area is carried out. The study showed a significant difference in the quantitative and qualitative characteristics of pine undergrowth, depending on the landscape. The statistical processing carried out on the basis of the variance analysis of the obtained results revealed significant differences in the renewal of pine after the fire and in the maternal tree stand in the studied landscapes.

Ключевые слова: постпирогенное возобновление сосны, ландшафтный район,  лесная подстилка, высота нагара, корреляционный и дисперсионный анализ

Keywords: post-pyrogenic renewal of pine, landscape area, litter, height of deposit, correlation and dispersion analysis

Лесной пожар можно определять как деструктивный фактор разрушительной силы, приобретающий в отдельные периоды характер  катаклизмов, приводящий к частичному или полному уничтожению лесного биогеоценоза. С другой позиции лесной пожар можно рассматривать как фактор, оказывающий положительное влияние на развитие лесных насаждений, способствуя естественному лесовозобновлению, а также обновления экосистемы. Относится это к древесным породам формирующихся пирогенной стратегией, к которым принадлежат  сосновые леса [3,4,7,10]. Данные древостои представляют собой одно из важных экологических и хозяйственно значимых естественных природных образований, развитие и эволюция которых связаны с  пирогенным воздействием. Пожары  в жизни леса оказывают разнообразные последствия. Успешность послепожарного возобновления в различных регионах отмечалась многими авторами. Вместе с тем ряд авторов отмечают, что на гарях далеко не всегда идет успешное возобновление [1,6,9,13-16,18,21]. Широко распространен процесс после пожарной смены хвойных пород лиственными [9,17,19,20].

Целью исследования было проанализировать успешности возобновления  на основе  данных полученных на пробных площадях заложенных на местах пожаров в двух ландшафтных районах Лужской возвышенности и Путиловского плато Ленинградской области.

Методы исследования включали в себя закладку 40  пробных площадей, по общепринятым в лесной таксации методикам и учёт подроста, а также определение высоты нагара на стволах материнского древостоя и мощности оставшейся подстилки [4,8].  Сравнение полученных результатов проводилось  с помощью статистических методов − использовался дисперсионный  и корреляционный анализ, для выявления различий  возобновительных процессов сосны в исследуемых ландшафтах[2,5,11].  Обработка полевых материалов на ПК с помощью программных продуктов   Microsoft excel и STATISTICA 10.0. В  основу  исследования  был  положен  системный  ландшафтно-экологический подход, суть  которого состоит в изучении  целостности изучаемого объекта,  взаимоотношений  его  элементов  и  связей  с  природными  и антропогенными  факторами.  Этот  подход  позволяет  анализировать  причинно-следственные  связи  между  отдельными  компонентами  биогеосистемы,  изучать процессы  воспроизводства  природных  ресурсов,  рассматривая  их  как функциональные  части  общей  системы.  Это  один  из  самых  распространенных научных  методов  изучения  сложных  систем,  элементы  которых  объединены вертикальными  и  горизонтальными  взаимосвязями.  Привлечение  данного подхода к разработке и решению проблем антропогенного воздействия  на  природу,  включая пирогенное,  и в природоохранной деятельности подтвердило его работоспособность в междисциплинарных научных разработках [9,10,13,16]. Системный  ландшафтно-экологический  подход  позволяет  изучить  лесные биогеоценозы более всесторонне, с учетом выделения морфоструктурных единиц ландшафта,  а  также  разнообразных  динамических  процессов  в  развитии  леса. При  ландшафтно-экологическом подходе основное внимание уделяется изучению взаимодействий природного ландшафта и антропогенной составляющей и их совместного влияния на    свойства, условия и  функционирования ландшафта не приводящие его к деградации.

Объектами исследования  постпирогенного возобновления сосны были два ландшафта Ленинградской области, которые представлены различными комплексами  и формами рельефа и соответственно различными по генезису почвами.   Первый расположен на юго-западе региона Псковско-Лужскиий ландшафт (ландшафт Лужской возвышенности) отличается наличием двух  типов   урочищ: 1-урочище камовых песчаных и супесчаных холмов относительной высотой 25-40 м (до 75м) с сосняками лишайниковыми, вересковыми и брусничными и поверхностно или слабоподзолистыми почвами. В понижениях между холмами слабоподзолистые железистые и заболоченные почвы или небольшие озера. 2-урочище холмисто-моренный комплекс с холмами из бескарбонатного красно-бурого легкого и среднего валунного суглинка с слабо или среднеподзолистыми почвами и коренными лесами южнотаежными ельниками зеленомошными, замещенными березово-осиновыми и сероольшаниками. Котловины и ложбины с заболоченными лугами грунтового увлажнения с перегнойно-подзолисто-глеевыми почвами, болотами низинными и переходными.

Второй ландшафт Путиловское плато является Восточной частью Ижорской возвышенности, с абсолютными высотами 50-90 м. В сторону оз. Ладожское плато обрывается крутым уступом – продолжением глинта. Слагающие Путиловское плато известняки, мергели и доломиты лежат ниже, чем на Ижорской возвышенности, а слой покрывающих их ледниковых отложений имеет большую мощность. В условиях плоского рельефа это способствует заболачиванию. Плато прорезается глубокими долинами р. Волхов, р. Тосна, р. Сясь, которые, пересекая уступ, образуют пороги и водопады.

Почвы представлены ленточными глинами, суглинками, супесями, песками пылеватыми, мелкими, средней крупности, и локально гравийно-галечниковыми грунтами. Камы сложены в основной массе песками разной крупности с прослоями супесей и суглинков. Мощность камовых массивов составляет до 15,00−25,00 м. Флювиогляциальные отложения имеют локальное распространение и залегают с поверхности и под озерно-ледниковыми отложениями, на ледниковых отложениях. Представлены песками разной крупности с содержанием гравия и гальки в среднем до 10%, достигая в отдельных случаях 30−40%. Пески, слагающие озы и камы с хорошо выраженной слоистостью разной направленностью мощностью от 0,30 м до 4,00−6,00 м, местами достигает 10,00 м.

Обсуждение

Различия в рельефе, почвах и растительности этих ландшафтов определяют возможность и целесообразность их использования человеком, определяют характер антропогенного влияния на эти ландшафты. Зависимость мощности оставшейся лесной подстилки от высоты нагара на стволах, т.е. интенсивности прошедшего пожара, как показал корреляционный анализ, имеет более высокую обратную зависимость в ландшафте Путиловского плато R= -0,92, в Лужском ландшафте эта зависимость имеет меньшую взаимосвязь R= -0,72. Проведённый дисперсионный анализ показал статистически значимые различия в мощности оставшейся подстилки после пожара для данных ландшафтов (см. табл.1).  По-видимому, в разных ландшафтах, даже в местообитаниях одного типа, создаются различные условия для возникновения и распространения пожаров как естественного, так и антропогенного происхождения.

Таблица 1. Дисперсионный анализ достоверности различия  по мощности лесной подстилки после  пирогенного воздействия  по ландшафтам

 Соответственно на паловых и непаловых вырубках создаются разные условия для прорастания семян. Возможно, что термические ожоги в определенной степени стимулируют плодоношение у сохранившейся части соснового древостоя. Вследствие этого в ландшафтах с высокой частотой пожаров естественное возобновление сосны происходит наиболее успешно и наоборот.

Проведённый сравнительный анализ успешности возобновления сосны для двух исследуемых ландшафтов так же показал статистическую значимость, как по категориям крупности, так и достоверное отличие количества подроста возобновившееся после пожара и в материнском древостое без пирогенного воздействия (см. табл.2)

Таблица 2. Дисперсионный анализ достоверности различия  по возобновлению подроста сосны после  пирогенного воздействия   по ландшафтам

Результаты проведённого исследования показывают, что существенное влияние на начальные стадии сукцессии оказывает ландшафтная специфика лесорастительных условий, уже на самых начальных стадиях сингенеза проявляются его ландшафтные закономерности.

Некоторые неблагоприятные для самосева сосны условия среды складываются на гарях в случае «пережога» подстилки на относительно сухих и бедных гумусом почвах сосняков лишайниковой группы типов леса: резкое уменьшение запасов органического вещества, избыточная щелочность, понижение влажности, эрозия почвы, что  более характерно для ландшафта Лужской возвышенности.

С другой стороны для условий ландшафта Путиловского плато — в случае «недожога» поверхности почвы, часто наблюдаемого во «влажных» и «сырых» условиях местопроизрастания: толстый недогоревший слой подстилки, мхов и обильное вегетативное возобновление травянистой и лиственной древесной растительности также препятствуют появлению и выживанию всходов хвойных видов.

Таким образом, в зависимости от типов леса, интенсивности горения и других факторов определённого ландшафта средообразующая роль огня в возобновлении может очень широко меняться. Оптимум же условий среды для самосева сосны, по-видимому, создается лишь при некоторых специфичных для этого вида растений внешних влияний, типа биогеоценоза и частоте огневого воздействия.

Литература

1. Бобкова, Л. В. Особенности лесных пожаров в ленточных борах Алтайского края Текст. / Л. В. Бобкова, М. В. Ключников // Вестник СибГТУ. 2003. — №1.- С. 47-49.
2. Бондаренко А.С. Статистическая обработка материалов лесовод-ственных исследований: Учебное пособие / А.С. Бондаренко, А.В. Жигунов. – СПб: Из-во Политехнического университета, 2016.–125 с.

3. Восстановление лесных экосистем после пожаров Текст. / А. Н. Куприянов [и др.]. Кемерово: КРЭОО «ИРБИС», 2003. — 262 с.
4. Гусев Д.В. Естественное возобновление сосны после низовых пожаров на территории ленинградской области / Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии . Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Киров.- 2016 .- С.30-40
5. Лакин, Г.Ф. Биометрия: Учебное пособие для вузов / Г.Ф. Лакин. – М.: Высшая школа, 1990 –352 с.
6. Макаров В.П., Малых О.Ф., Горбунов И.В., Пак Л.Н., Желибо Т.В., Банщикова Е.А. Состояние и естественное возобновление сосновых лесов после пожаров в пригородной зоне г. Читы // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 10. – С. 79-83
7. Мелехов И. С. Влияние пожаров на лес. — М.; Л.: Гослестехиздат, 1948. 44 с.
8. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки.
9. Санников, С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной / С.Н. Санников, С.Н. Санникова. — М.: Наука.–1992.–264 с.
10. Сапожников, А. П. О роли пирогенных процессов в формировании лесных биогеоценозов / А. П. Сапожников // Итоги научных исследований по лесоведению и лесной биогеоценологии. – М., 1973. – С. 32-34.
11. Статистический анализ в лесном деле: метод. указания/ Новосиб. гос. аграр. ун-т; Агрон. ф-т ;сост..В. Паркина. Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2015 — 39 с.
12. Ушаков М. И., Николаева И. О., Фролова А. В., Морозов А. М. Лесной пожар и его влияние на лес // Молодой ученый. — 2016. — №1. — С. 282-286
13. Фуряев, В. В. Роль пожаров в процессе лесообразования Текст. / В. В. Фуряев Новосибирск : Наука, 1996. — 253 с.
14. Ahlgren, I.F. Ecological effect of forest fires / Ahlgren I.F.,Ahlgren C.E. // Botanical Rev.- 1960. — V.26. N 4. — P. 483-535
15. Arno, S. F., and J. K. Brown. 1989. Managing fire in our forests— Time for a new initiative. Journal of Forestry 87:44–46.
16. Agee, J.K., Fire and pine ecosystems, in Ecology and Biogeography of Pinus, Richardson, D.M., Ed., Cambridge University Press, Cambridge, U.K., 193, 1998.
17. Allen, C.D., Lots of lightning and plenty of people: an ecological history of fire in the upland Southwest, in Fire, Native Peoples, and the Natural Landscape, Vale, T.R., Ed., Island Press, Washington, D.C., 143, 2002.
18. Bruce, M., and G. Servant. 2004 Prescribed Fire in a Scottish Pinewood: A Summary of Recent Research at Glen Tanar Estate, Aberdeenshire. Int. Forest Fire News No. 30,84-93.
19. Kukavskaya E.A. Fire emissions estimates in Siberia: Evaluation of uncertainties in area burned, land cover, and fuel consumption / E.A. Kukavskaya, A.J. Soja, A.P. Petkov, E.I. Ponomarev, G.A. Ivanova, S.G. Conard // Canadian Journal of Forest Research. – 2013. – № 43(5). – P. 493–506. doi: 10.1139/cjfr-2012-0367.
20. Kvamme, M., and P.E. Kaland. 2009 Prescribed burning of coastal heathlands in Western Norway: History and present day experiences. Int. Forest Fire News No. 38, 35-50.
21. Viro, P.J. 1974 Effects of forest fire on soil. In: Fire and ecosystems (T.T. Kozlowski and C.E. Ahlgren, eds.), 7-45. Academic Press, New York.