Воздействие пожаров на экосистемы заповедника «Приволжская лесостепь» | №43-44 весна-лето 2015 | Степной Бюллетень 
ISSN 1726-2860
(печатная версия ISSN 1684-8438)

Содержание номера

№43-44 весна-лето 2015

Режимы сохранения степейСтепные пожарыСтепи под охранойИстория сохранения степейСтепи под угрозойОптимизация природопользованияЗащита уязвимых видовКлючевые видыЗаконодательствоПроектыСобытия Новые книги

Степные пожары

Воздействие пожаров на экосистемы заповедника «Приволжская лесостепь»

А.Ю. Кудрявцев (заповедник «Приволжская лесостепь», Пенза)

В настоящее время устоялся взгляд на пожары как на один из основных естественных факторов эволюции природных сообществ. Естественные пожары были первичны, а намеренное выжигание растительности (палы) – прием, заимствованный доисторическим человеком у природы. Палеоботанические данные (Axelrod, 1958) свидетельствуют о воздействии пожаров на растительность в течение периода, превышающего 2 млн лет. Считается, что древний человек использовал выжигание растительности для расчистки земель под пашню, улучшения пастбищ, обеспечения условий охоты, а также в целях защиты от хищных зверей и нападения неприятеля (Семенова-Тян-Шанская, 1966). Регулярные палы в степи уничтожали ветошь (накопившийся сухой растительный материал), которая закрывала почву и препятствовала прорастанию многих видов степных растений (Малышева, Малаховский, 2000).

Роль пирогенного фактора не одинако­ва для различных биомов. Существует представление, что она особенно велика для некоторых аридных экосистем, которые периодически нуждаются в выжигании, чтобы сохранить свои позиции (обзор – см.: Родин, 1981). В частности, Н.Ф. Комаров (1951) предполагал, что степные ценозы сформировались под воздействием выгорания и выжигания, аргументируя это тем, что в них преобладают растения с органами вегетативного размножения, хорошо защищенными от действия огня, и корнеотпрысковые виды.

А.А. Гусев (1988), исследуя динамику экосистем Центрально-Черноземного заповедника, пришел к выводу, что «цикличность пожаров, отсутствие катастрофических изменений в экосистеме луговой степи в результате их действия, по сравнению с абсолютно-заповедными вариантами, позволяет считать пожары (пирогенный фактор) одним из важнейших факторов существования экосистем луговых степей».

В ряде стран отказались от практики безусловной борьбы с пожарами на особо охраняемых природных территориях. Так, Службой национальных парков США и Канадской службой парков разработаны «Планы управления пожарами», которыми руководствуются работники национальных и природных парков этих стран (Canadian Wildland…, 2006; Melvin, 2012). Представляется актуальным разработать такую тактику действий по отношению к пожарам и в заповедниках России. Для этого необходимо изучить реакцию биоты на огонь, а также проанализировать многолетнюю динамику и географические закономерности развития пожаров (Кулешова, Коротков, 1998).

Изучение воздействия пожаров имеет особое значение в лесостепи, где взаимоотношения различных типов растительности (травяного, кустарникового и древесного) особенно сложны. По русским летописям известно, что в экосистемах луговых степей периодически (раз в 4–5 лет) случалось естественное возгорание сухой растительности (Гусев и др., 1984). Однако многочисленные исследования в основном посвящены воздействию пожаров на травянистые сообщества, значительно меньше внимания уделено древесному и кустарниковому компонентам растительности лесостепи.

Мы провели анализ данных о пожарах на трех лесостепных участках заповедника «Приволжская лесостепь» за период 1990–2014 гг., включая такие показатели, как общее число пожаров, площадь их распространения, сроки и сила воздействия. Данные с 1998 по 2014 г. собраны автором, более ранние взяты из архивных материалов заповедника (Летопись природы). Таким образом, прослежена динамика пожарных нарушений на территории заповедника в течение 25 лет. При этом мы стремились выяснить специфику пожарной ситуации основных компонентов лесостепного ландшафтного комплекса: степных сообществ, кустарниковых степей, зарослей кустарников, низкоствольных и высокоствольных лесов. В результате получена оценка воздействия пожаров на стабильность лесостепного ком­плекса в целом в его зональном, азональном и экстразональном вариантах.

Предыстория пожаров на территории «Приволжской лесостепи»

Заповедник «Приволжская лесостепь» в его нынешнем виде создан в 1989 г., находится в средней части Приволжской возвышенности, в пределах главного Волго-Донского водораздела. Он включает три участка, характеризующих лесостепь этой территории: Кунчеровский, Попереченский и «Дикий сад» (Островцовский). Самый западный из участ­ков находится у истоков р. Хопер (приток Дона), самый восточный – на водоразделе рек Суры и Медведицы (подробнее о заповеднике и его истории – см.: Кудрявцев, 2014).

Пожары на нынешних участках заповедника происходили и ранее. По устному сообщению И.С. Антонова, на Островцовском участке в 1960–1970-х гг. специально выжигали кустарники, пытаясь расчистить место под пашню.

Для Попереченского участка известно сделанное Е.М. Лавренко (1950) описание последствий пожара, который произошел в сентябре 1938 г. Тогда выгорело около двух третей территории степи. Наблюдения были проведены в начале августа 1939 г.: «Пожар, видимо настолько был силен, что выгорела большая часть дернины, вместе с включенными в нее корневищами растений, в результате чего обнажилась почва, на которой поселились  преимущественно однолетние сорняки. О силе пожара свидетельствуют надземные постройки муравьев, которые подверглись обжигу и приобрели поэтому красноватую (кирпичную) окраску. Это объясняется следующим: очень густым травостоем, наличием более или менее значительного количества ветоши (сухих стеблей и листьев) и сплошным моховым покровом. Основным горючим материалом явились ветошь и мох.

Более отдаленные от негоревшей части степи участки степного пожарища, вероятно, представляющие собою залежи, особенно сильно пострадали от пожара. Здесь участки с преобладанием степных растений занимают ничтожную площадь. Но и на этих участках много голых пятен. На голых участках в почве довольно широкие трещины; здесь же разбросаны обожженные красноватые надземные постройки муравьев. В выгоревших западинах погибли древесные и кустарниковые породы – осина, яблоня, ива пепельная».

Е.М. Лавренко (1950) отмечает, что «пожар оказал очень большое, почти катастрофическое воздействие на растительность Попереченской  степи».

Общая характеристика пожаров
за время существования заповедника

С 1989 по 2014 г. на трех лесостепных участках заповедника «Приволжская лесостепь»  в общей сложности зафиксирован 21 пожар различной интенсивности (табл. 1). Пройденная огнем площадь составила в совокупности 1340 га. На протяжении первых 15 лет (с 1989 по 2004 г.) воздействие пожаров было, как правило, незначительным. Резкий рост горимости произошел в последнее десятилетие. За этот период площадь пожаров более чем в четыре раза превысила территорию, пройденную огнем за предыдущие 15 лет.

Таблица 1. Горимость территории трех участков заповедника «Приволжская лесостепь» в 1989–2014 гг.

Участок заповедника, период

Количество возгораний

Средняя площадь, га

Средняя частота возгораний в год

Суммарная площадь, га

Попереченский

3

197,0

0,12

591

Островцовский

12

33,3

0,48

400

Кунчеровский

6

58,2

0,24

349

Вся территория: за все годы

21

63,8

0,84

1340

1989–1994

7

9,1

1,4

64

1995–1999

3

37,7

0,6

113

2000–2004

2

28,0

0,4

56

2005–2009

7

110,7

1,4

775

2010–2014

2

166,0

0,4

332

В начальный период (1989–1994 гг.) сред­няя площадь пожара была минимальна. Затем этот показатель резко возрос и в последующее десятилетие менялся незначительно. Максимальный размер гари характерен для периода 2004–2009 гг. Наибольшей средней площадью пожаров отличается Поперечен­ский участок, минимальной – Островцовский.

Для заповедника важной характеристикой пожаров является доля территории конкретных участков, пройденная огнем. Этот показатель варьирует чрезвычайно сильно: от долей процента до полного охвата территории (табл. 2). Пожары на Попереченском участке, как правило, охватывали значительную часть его территории. Для Островцовского участка характерны небольшие по площади, но наиболее частые (сравнительно с другими участками) пожары. На Кунчеровском участке также отмечались преимущественно локальные очаги, но именно здесь произошел и наиболее обширный в заповеднике пожар.

Таблица 2. Характеристика пожаров на территории трех участков заповедника «Приволжская лесостепь» за период 1989–2014 гг.

 Участок заповедника

Дата пожара

Площадь, пройденная огнем, га / % площади участка

Степень повреждения растительности

Попереченский

15.09.1998

101/40

Средняя

1.05.2006

240/95

Сильная и средняя

9.05.2009

250/99

Сильная и средняя

Островцовский

17.04.1992

11/3

Средняя

18.04.1992

13/4

Средняя

24.10.1993

20/6

Слабая

1.05.1996

10/3

Слабая

2.05.2001

50/14

Слабая и сильная

16.09.2001

6/2

Слабая

 28.04.2005

75/21

Слабая и средняя

30.04.2006

30/9

Сильная

6.05.2006

45/13

Сильная

25.04.2006

15/4

Слабая

27.04.2008

120/34

Сильная и средняя

03.06.2014

5/1

Средняя

Кунчеровский

14.07.1992

1/1

Слабая

16.05.1993

4/1

Слабая

30.04.1994

8/1

Средняя

6.08.1994

7.0/1

Средняя

1997

2/1

Средняя и сильная

10.08.2010

327/32

Различная

Охранная зона

1500

Различная

По срокам пожары в заповеднике четко делятся на приуроченные к середине весны (середина апреля – начало мая) и к середине осени (с середины сентября по конец октября). Только на Кунчеровском участке наибольшая частота и интенсивность пожаров приходятся на вторую половину лета (с середины июля по середину августа).

Специфика пожаров в различных сообществах

По нашим наблюдениям на участках заповедника «Приволжская лесостепь», в зональных условиях лесостепи пожары, как правило, возникают в травянистых сообще­ствах, а уже затем переходят на древесную и кустарниковую растительность. Причины возникновения пожаров обычно имеют антропогенный характер, часто это выжигание стерни на соседних с заповедными участками полях. Однако интенсивность и величина пожарного очага обусловлены сезонной и многолетней ритмикой погодных условий. Об этом свидетельствуют даты возникновения пожаров (приуроченность к концу весны или началу осени) и нарастание их интенсивности с увеличением засушливости в течение последних пяти лет. Таким образом, в целом пожары можно рассматривать как природно-антропогенный фактор.

В экстразональных условиях пожары зачастую происходят в летний период, что можно связать с более ксерофильным характером растительности. При этом пожары нередко возникают именно в лесных сообществах. Частота пожаров в этих условиях невелика, но в экстремально сухие периоды именно здесь их последствия наиболее значительны, вплоть до полной гибели сообществ.

Пожары на Попереченском участке  Линией обозначен контур пожара 1998 г. Штриховкой – площадь, пройденная пожаром в 2006 г.На ровных водораздельных поверхностях с преобладанием степной растительности (Попереченский участок) пожары отличаются небольшой частотой и носят беглый характер, но каждый раз охватывают значительные площади. Это можно связать с накоплением в степи большого количества ветоши и беспрепятственным распространением огня. Степень повреждения мелких степных кустарников довольно велика, поскольку их высота, как правило, незначительно превышает высоту травостоя (в пределах 1 м), и потому крона полностью повреждается огнем. Однако подземные органы (корневища) кустарников сохраняются и дают молодую поросль. В результате пожары могут удерживать сообще­ство на начальных стадиях закустаривания, то есть формировать кустарниковые степи, не допуская превращения их в сомкнутые заросли кустарников.

Горимость кустарников и низкоствольных лесов на водоразделах и открытых склонах относительно невелика. Пожары в этих условиях происходят значительно чаще, однако носят локальный характер и не приводят к значительным повреждениям растительности. Как правило, они приурочены к степным сообществам (одинаково к луговым и кустарниковым степям), затрагивая только опушки древесных и кустарниковых зарослей. Это обусловлено незначительным накоплением горючих материалов в сообществах сомкнутых кустарников (особенно высокоствольных) и низкоствольных лесов. Напочвенный покров в этих сообществах состоит в основном из мезофитов и, как правило, слабо сомкнут, опад и отпад разлагаются довольно быстро. Сами деревья и крупные кустарники повреждаются огнем незначительно – обгорает нижняя часть ствола, а крона остается нетронутой. Часто пожары стимулируют образование поросли (корневищной или из спящих почек) и таким образом могут стимулировать омоложение популяций деревьев и кустарников. Возможно порослевое восстановление древесных и  кустарниковых сообществ. Однако в любых условиях пожары препятствуют семенному распространению деревьев и кустарников, поскольку полностью уничтожают всходы и молодые экземпляры.

При сложной конфигурации опушек возможно застаивание огня на остепненных полянах, окаймленных кустарниками. В этом случае степень повреждения увеличивается. Пожары, которые происходят в зоне контакта степных и кустарниковых сообществ, способ­ствуют упрощению структуры опушек, поскольку уничтожают переходные сообщества кустарниковых степей.

В небольших балках с крутыми склонами и многочисленными отвершками огонь застаивается и захватывает весь профиль (склоны и тальвег). Поэтому деревья и кустарники часто гибнут полностью, поскольку огнем бывает охвачена вся крона. Часто восстановления после этого не происходит. В таком случае пожары способствуют сохранению степного характера балочной растительности.

Рис. 2. Пожары на Островцовском участкеСтепень повреждения деревьев и кустарников во многом обусловлена тем, в какой сезон возник пожар. Если это произошло до начала или после окончания вегетации, повреждения бывают значительно меньше. В весенних пожарах больше повреждаются именно те виды, которые уже вступили в фазу облиствения. Таким образом, можно говорить о влиянии пожаров и на конкурентные отношения между отдельными видами древесных растений.

Пойменные сообщества в целом (как травянистые, так и древесные) подвержены пожарам значительно меньше. Сильно (вплоть до гибели) могут повреждаться тальники по днищам оврагов в местах примыкания к крутым склонам, поскольку здесь огонь с травостоя перекидывается на кроны кустарников.

Основными факторами, определяющими степень повреждения огнем деревьев и кустарников, по нашим наблюдениям, являются: возраст растений, приуроченность к тем или иным элементам рельефа, совпадение времени пожара с той или иной фенофазой.

Рис. 3. Пожары на Кунчеровском участке (лето 2010 г.). В экстразональных сообществах (Кунчеровский участок) последствия пожара могут быть очень многообразны. Здесь возможна смена высокоствольных лесов с преобладанием сосны, дуба или осины низкоствольными с преобладанием клена татарского. В некоторых случаях могут формироваться сообщества степных кустарников, кустарниковые степи, а также настоящие, каменистые и песчаные степи. Определенно, пожары поддерживают существование каменистых степей на склонах тем, что уничтожают возобновление сосны. В условиях лесостепи пожары не только не способствуют распространению сосны, но, напротив, препятствуют восстановлению боровой растительности. Наиболее уязвимы при этом сосновый подрост и молодые древостои, которые полностью погибают от огня. Семенное возобновление сосны практически невозможно из-за сильного задернения почвы и конкуренции лиственных деревьев и кустарников, возобновляющихся вегетативным путем.

Пожары воздействуют на сообщества лесостепи с различной степенью  интенсивности, тем самым формируя мозаичность растительного покрова и способствуя увеличению разнообразия экосистем и поддержанию видового разнообразия.

Замечания о режимах степных заповедников

Режим охраны в заповедниках, ориентированный на безоговорочное подавление распространения огня, меняет свойственную территории пожарную динамику. Очевидно, что тактика по отношению к пожарам в заповедниках должна опираться на пожарную динамику, исходно свойственную данному региону. Важной задачей является изучение хронологии пожаров в конкретных заповедниках, изучение региональной специфики пожарной динамики и установление «пожарооборота» для природных комплексов охраняемых территорий. Режим охраны в заповедниках должен по возможности способствовать естественному режиму пожаров. При этом следует помнить, что определенные особо ценные природные объекты могут пострадать при широком развитии пожаров или, напротив, при полном их устранении на территории заповедника.

Стратегия управления пожарами на осо­бо охраняемых природных территориях должна учитывать динамику «пожарных лет» за длительный отрезок времени, а также регио­нальную специфику пожарной динамики. Важно также иметь в виду специальные задачи каждого заповедника или национального парка, предусматривающие, в частности, сохранение того или иного природного объекта. В этом случае необходимо учитывать специфическую реакцию на послепожарные изменения отдельных экосистем, конкретных популяций растений и животных. Поэтому мониторинг динамики основных параметров пройденных пожарами экосистем входит в число основных задач заповедников.

Литература

Гусев А.А. 1988. Динамика основных элементов в экосистемах при различном заповедном режиме // Структура и функционирование заповедных лесостепных экосистем. Сб. научн. тр. ЦНИЛ Главохоты РСФСР. М. 7–13.

Гусев А.А., Покаржевский А.Д., Богач Я. 1984. Режимы заповедания лугово-степных экосистем и их соответствие естественным // Проблемы охраны генофонда и управления экосистемами в заповедниках степной и пустынной зон. М. 98–100.

Комаров Н.Ф. 1951. Этапы и факторы эволюции растительного покрова черноземных степей // Записки ВГО, Новая серия. Вып. 13. М.: Географгиз. 326 с.

Кудрявцев А.Ю. 2014. Заповедник «Приволжская лесостепь» – история и современность // СБ № 40. 22–27.

Кулешова Л.В., Коротков В.Н. 1998. Пожары в заповедниках Российской Федерации: многолетняя динамика и географические особенности // Проблемы заповедного дела. № 9. 4–37.

Лавренко Е.М. 1950. Некоторые наблюдения над влиянием пожара на растительность северной степи (Попереченская степь Пензенской области) // Бот. журн. 35 (1). 77–78.

Малышева Г.С., Малаховский П.Д. 2000. Пожары и их влияние на растительность сухих степей // Бот. журн. 85 (1). 96–103.

Родин Л.Е. 1981. Пирогенный фактор и растительность аридной зоны // Бот. журнал. 66 (12). 1673–1684.

Семенова-Тян-Шанская А.М. 1966. Динамика степной растительности. М.–Л.: Наука. 172 с.

Axelrod D.J. 1958. Evolution of the Madro-Tertiary geoflora // Bot. Rev. 24 (7). 433–509.

Hirsch K.G. and Fuglem P. 2006. Canadian Wildland Fire Strategy: Background Syntheses, Analyses, and Perspectives. [electronic monograph] Электронный ресурс: http://www.ccfm.org/pdf/cwfs_Analysis_EN_web.pdf  (доступ 02.02.2015)

Melvin M.A. 2012. 2012 National Prescribed Fire Use Survey report. National Association of State Foresters & the Coalition of Prescribed Fire Councils. Электронный ресурс: www.prescribedfire.net (доступ 02.02.2015)

Контакт:
Кудрявцев Алексей Ювенальевич
Государственный природный заповедник «Приволжская лесостепь»
РОССИЯ 440039 Пенза, ул. Ленина, 22–51
Тел.: (841) 31 01 03
E-mail: akydtaks@mail.ru






Наверх
113 просмотров



Сибирский экологический центр
Центр охраны дикой природы
Проект ПРООН/ГЭФ по степным ООПТ России
Казахстанская ассоциация сохранения биоразнообразия
Об издании

Популярное
ПРООН ГЭФ Минприроды России