Содержание к диссертации
Введение
1. Природные условия района исследований 8
1.1. Географическое положение 8
1.2. Климат 8
1.3. Рельеф и почвы 11
1.4. Краткая характеристика лесного фонда 14
Выводы 15
2. Состояние проблемы 17
Выводы 36
3. Программа, методика исследований, объем выполненных работ 37
3.1. Программа работ 37
3.2. Методика исследований 37
3.3. Объем выполненных работ 43
4. Формирование насаждений на бывших пашнях 44
4.1. Состояние и использование земель сельскохозяйственного назначения в Свердловской области 44
4.2. Таксационные показатели древостоев, формирующихся на пашнях после прекращения сельскохозяйственного использования 51
4.2.1. Влияние расстояния до стены леса на таксационные показатели формирующихся древостоев 51
4.2.2. Надземная фитомасса формирующихся на пашне сосновых древостоев 57
4.2.3. Вертикальная структура надземной фитомассы 60
4.3. Характеристика живого напочвенного покрова на зарастающей древесно-кустарниковой растительностью пашне 70
Выводы 79
5. Опыт создания искусственных насаждений на бывших сельскохозяйственных угодьях 81
5.1. Лесные культуры лиственницы Сукачева 81
5.2. Лесные культуры сосны обыкновенной 90
5.3. Естественное возобновление в искусственных насаждениях 98
5.4. Видовой состав и надземная фитомасса живого напочвенного покрова 101
Выводы 110
6. Организация противопожарного устройства насаждений, формирующихся на бывших сельскохозяйственных угодьях 112
6.1. Специфика горючих материалов в формирующихся молодняках 112
6.2. Противопожарное устройство сосновых молодняков, формирующихся на бывших пашнях 116
6.3. Специфика тушения лесных пожаров 119
Выводы 123
Заключение 125
Библиографический список 128
Приложение 1 151
Приложение 2 153
- Состояние и использование земель сельскохозяйственного назначения в Свердловской области
- Вертикальная структура надземной фитомассы
- Видовой состав и надземная фитомасса живого напочвенного покрова
- Специфика тушения лесных пожаров
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Современная агроэкологическая ситуация характеризуется низким потенциалом биологической продуктивности. Так, в Центральном Федеральном округе РФ в улучшении нуждаются 80% пашни, 77% природных сенокосов и 90% пастбищ (Войтюк, 2005). Аналогичная ситуация сложилась и в других регионах РФ, в частности, на Урале. По данным ряда авторов (Жигунов и др., 2014) площадь земель сельскохозяйственного назначения в РФ с 2001 по 2011 гг. уменьшилась на 13,0, а пашни на 17 млн. га. По «Всероссийской сельскохозяйственной переписи (2008, т. 1) на 1 июля 2006 г. доля залежи и неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в РФ составляла 33% от площади последних.
Как правило, неиспользуемые сельскохозяйственные угодья быстро зарастают древесно-кустарниковой растительностью. Однако работ, касающихся ле-совосстановления на неиспользуемых сельскохозяйственных угодьях, в научной литературе крайне мало.
Исключение из аграрного использования десятков миллионов гектар сельскохозяйственных угодий в связи с низкой производительностью, слабой транспортной освоенностью территории, банкротством сельскохозяйственных предприятий и другими причинами делают весьма актуальной задачу исследования лесовозобновления и формирования лесных насаждений на данных территориях.
Степень разработанности темы исследований. Процессы лесовозобновления на бывших сельскохозяйственных угодьях изучались в различных регионах РФ (Уткин и др., 2002; Парамонов, Грязькин, 2006; Новоселова, 2007; Морозов, 2008; Кононов, Блынская, 2013 и др.). Автор продолжил исследования в данном направлении, изучив процессы лесовозобновления и формирования лесных насаждений на бывших пашнях в подзоне южной тайги Урала.
Диссертация является законченным научным исследованием.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось установление закономерностей формирования на исключенных из сельскохозяйственного использования пашнях лесных насаждений и разработка предложений по повышению их пожароустойчивости.
В связи с поставленной целью в процессе исследований решались следующие задачи:
изучить таксационные показатели насаждений, формирующихся на бывших пашнях;
изучить производительность искусственных насаждений, созданных на бывших пашнях;
изучить причины низкой пожароустойчивости насаждений, формирующихся на бывших пашнях;
разработать предложения по повышению пожароустойчивости сосновых насаждений, формирующихся на пашнях, исключенных из сельскохозяйственного использования.
Научная новизна результатов исследований. Впервые для условий подзоны южной тайги Урала установлены надземная фитомасса и видовой состав
живого напочвенного покрова, а также таксационные показатели сосновых насаждений, формирующихся на бывшей пашне в зависимости от расстояния до стены леса и производительность искусственных насаждений сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.).
Теоретическая и практическая значимость работы. Материалы, полученные в ходе исследований, расширяют современные знания о лесовозобновлении на исключенных из сельскохозяйственного оборота пашнях, возможностях создания на них искусственных насаждений, видовом составе и надземной фито-массе живого напочвенного покрова.
Разработаны предложения по повышению пожароустойчивости насаждений.
Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению 35.03.01 и 35.04.01 «Лесное дело».
Методология и методы исследований. Исследования базируются на методе пробных площадей (ПП) и модельных древостоев. Пробные площади закладывались в соответствии с требованиями ОСТ 56-69-82 и методических рекомендаций (Огиевский, Хиров, 1964; Побединский, 1966; Залесов и др., 2007). По конкретным вопросам использовались другие апробированные методики, применяемые в лесоведении, лесоводстве, лесной таксации, почвоведении и лесной пирологии.
Положения, выносимые на защиту:
обоснование перспективности искусственного лесовосстановления на крупноплощадных пашнях, исключенных из сельскохозяйственного использования;
зависимость формирования естественных сосновых насаждений на бывших пашнях от расстояния до стены леса;
рекомендации по противопожарному устройству насаждений, сформировавшихся на бывших сельскохозяйственных угодьях.
Степень достоверности и апробации результатов. Обоснованность и достоверность результатов исследований подтверждается значительным по объему экспериментальным материалом, полученным с использованием апробированных, научно - обоснованных методик.
Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на IV Всерос. науч.-техн. конференции студентов и аспирантов (Екатеринбург, 2008), VII междунар. науч.-техн. конф. «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020» (Екатеринбург, 2009), VI, VII Всерос. науч.-техн. конф. «Научное творчество молодежи лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2010, 2011), междунар. науч.-практ. конф. «Современное состояние и перспективы охраны и защиты лесов в системе устойчивого развития» (Гомель, 2013), междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы развития биотехнологий» (Екатеринбург, 2013); X науч.-практ. конф., посвященной памяти А.А. Дунина - Горкавича (Ханты-Мансийск, 2014), X междунар. науч.-техн. конф. «Лесотехнические университеты в реализации концепции возрождения инженерного образования: социально-экономические и
экологические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2015); междунар. науч.-практ. конф. «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2016); Все-рос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «Интенсификация лесного хозяйства России: проблемы и инновационные пути решения» (Красноярск, 2016).
Основные положения диссертации изложены в 17 печатных работах, в том числе в 4 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, заключения и 2 приложений. Библиографический список включает 225 наименований, в т.ч. 9 иностранных авторов. Текст проиллюстрирован 23 таблицами и 35 рисунками.
Состояние и использование земель сельскохозяйственного назначения в Свердловской области
Исторические события, происходившие в XX столетии, оказали существенное влияние на количество населения, проживающего в сельской местности, а также на распределение земель по категориям. Так, в частности, Первая Мировая и Гражданская войны существенно сократили количество населения на Урале, что привело к зарастанию части земель сельскохозяйственного назначения. Существенно изменилось соотношение категорий земель и после Великой Отечественной войны, поскольку с последней не вернулись миллионы мужчин, занимавшихся до войны сельскохозяйственным производством.
В послевоенный период руководство страны предпринимало усилия по подъему сельского хозяйства. В колхозы и совхозы поступала новая техника, и в результате удалось не только восстановить, но даже и увеличить площади сельскохозяйственных угодий. Однако в связи с изменением экономической и политической ситуации в нашей стране и переходом к рыночным отношениям большинство даже экономически крепких, при социалистической системе, колхозов и совхозов обанкротилось. Последнее привело к целому ряду негативных последствий. Общероссийской бедой стал массовый отток сельского населения в города и прекращение сельскохозяйственного производства на десятках миллионов гектар сельскохозяйственных угодий. Забрасываемые пашни, пастбища и сенокосы интенсивно зарастали древесно-кустарниковой растительностью. Данный процесс характерен для всей территории Российской Федерации и не является исключением в этом плане Свердловская область.
Следует особо подчеркнуть, что по причине специфики горного рельефа и других природных особенностей в земельном фонде области всегда доминировали земли лесного фонда. По данным государственных статистических органов при общей площади земель Свердловской области на 1 января 2013 года - 19430,7 тыс. га на земли лесного фонда приходилось 70,3% при доле земель сельскохозяйственного назначения 21,0%.
Естественно, что в силу указанных выше объективных и субъективных причин, происходят изменения площади земель Свердловской области всех категорий. Исключение составляют только площади земель особо охраняемых природных территорий и земель водного фонда. Так, в частности, площадь земель сельскохозяйственного назначения в 2012 году составила 4084,3 тыс. га, т.е. увеличилась за год на 7,6 тыс. га (0,2%) преимущественно за счет уточнения границ.
За период с 2011 по 2012 гг. зафиксировано также на 1,0 тыс. га (0,1%) увеличение площади земель населенных пунктов. На конец указанного периода площадь земель населенных пунктов составила 737,0 тыс. га.
Целенаправленные мероприятия, направленные на рекультивацию нарушенных земель привели к сокращению площади земель промышленности, а также иного специального назначения на 0,1 тыс. га. На начало 2012 года площадь земель указанной категории составила 430,3 тыс. га. При этом значительная часть площадей, исключенных из земель промышленности после завершения рекультивационных работ, была передана в лесной фонд. Площадь последнего на начало 2012 г. составила 13650,4 тыс. га. Помимо принятия рекультивированных нарушенных земель, площадь земель лесного фонда увеличилась также за счет уточнения границ и передачи части заросших древесной растительностью сельскохозяйственных угодий.
Как и в большинстве других субъектов Российской Федерации в Свердловской области значительную долю в земельном фонде составляют земли запаса - 319,7 тыс. га. Однако только за период с 1 января 2011 г. по 1 января 2012 г. площадь земель данной категории сократилась на 3,4% или на 11,0 тыс. га.
Особый интерес представляет динамика земель сельскохозяйственного назначения. Материалы рисунка 4.1 наглядно свидетельствуют, что если в 2008 г. общая площадь земель сельскохозяйственного назначения в Свердловской области составляла 2611,3 тыс. га, то на конец 2012 г. она уменьшилась до 2584,6 тыс. га или на 26,7 тыс. га. На 1 января 2013 г. доля земель сельскохозяйственного назначения в общей площади земельного фонда Свердловской области составила 13,31%. Особо следует отметить, что в общей площади земель сельскохозяйственного назначения доля пашни на 1 января 2013 г. составила 56,19% при значении аналогичного показателя в 2008 году - 60,19%. Другими словами, уменьшение площади пашни происходит более быстрыми темпами, чем уменьшение общей площади сельскохозяйственных угодий.
Из рисунков 4.1 и 4.2 следует, что особенно существенное уменьшение как площади пашни, так и общей площади земель сельскохозяйственного назначения, произошло за анализируемый 5-летний период в 2010 г. При этом площадь пашни за один год сократилось на 89,1 тыс. га (5,7%), а общая площадь сельскохозяйственных угодий Свердловской области сократилась на 17,1 тыс. га (0,7%).
В целом за период с 2008 по 2012 гг. площадь пашни в Свердловской области сократилась на 118,4 тыс. га или на 6,7%.
Сокращение поголовья, как крупного, так и мелкого рогатого скота привело к уменьшению востребованности кормов и, как следствие этого, к сокращению площади кормовых угодий. Если в 2008 г. площадь кормовых угодий Свердловской области составляла 1004,3 тыс. га, то в 2012 г. она уменьшилась до 982,6 тыс. га или на 21,7 тыс. га, т.е. на 2,2% (рис. 4.3).
Естественно, что площади земель сельскохозяйственного назначения менялись по разным причинам. Если общая площадь земель сельскохозяйственного назначения сократилась, преимущественно, из-за передачи части площадей под строительство линейных (дороги, линии электропередачи, нефте и газопроводы) и площадных (расширение площади населенных пунктов) сооружений, то причины сокращения площади пашни были совершенно другие. Как было отмечено ранее, банкротство совхозов и колхозов привело к разделу паев земли между рабочими. В результате образовавшиеся фермеры или кооперативы были не в состоянии обработать все пахотные угодья и последние запускались в залежь или переходили в сенокосы. Интенсивное зарастание исключенных из активного хозяйственного использования земель сорной травянистой растительностью, а затем и древесно-кустарниковой, при недостатке у сельхозпроизводителей современной техники по обработке почвы и финансовых возможностей по ее приобретению приводило к накоплению залежи, о чем наглядно свидетельствуют данные, приведенные на рисунке 4.4.
Данные рисунка 4.4 показывают, что если с 2008 по 2010 гг. площадь залежи была стабильной и равнялась 3,9 тыс. га, то в 2011 г. произошло ее резкое увеличение до 91,1 тыс. га или на 87,2 тыс. га (в 22,4 раза). Тенденция увеличения площади залежи сохранилась и в 2012 г. Так, если в 2008 г. площадь залежи равнялась 3,9 тыс. га, то в 2012 г. она составила 118,9 тыс. га. Таким образом, за 5-летний период в Свердловской области площадь залежи увеличилась в 30,5 раза. Если в 2008 г. доля залежи в общей площади пашни составляла 2,5%, то в 2012 г. эта величина увеличилась до 8,2%. Другими словами, на территории Свердловской области четко прослеживается тенденция увеличения доли залежи. Указанная тенденция характеризуется рядом негативных экологических и экономических последствий. В частности, формирующийся на залежах травостой из сорной растительности засевает сорняками прилегающие обрабатываемые угодья, что вызывает необходимость проведения дополнительных агротехнических уходов. Сорняки замедляют рост культурных растений, ухудшают микроклимат, вызывают необходимость выполнения работ по прополке, что, в свою очередь, увеличивает себестоимость сельскохозяйственной продукции.
Вертикальная структура надземной фитомассы
Помимо полученных данных об общей надземной фитомассе сосновых древостоев большое значение для разработки прогнозных моделей развития лесных пожаров имеет информация о ее вертикальной структуре.
Распределение надземной фитомассы по частям дерева, группам высот и ступеням толщины на ПП представлено (табл. 4.3- 4.6)
Материалы таблиц 4.3 – 4.6, свидетельствуют, что наибольшая доля в общей надземной фитомассе на всех ПП приходится на ствол, второе место принадлежит хвое, и третье – ветвям. Интересно заметить, что показатели в процентном соотношении на всех ПП варьируют: по стволу - 52 – 55%, по ветвям – 20 – 22 %, по хвое – 24 - 26%. Также стоит заметить, что фитомасса ствола всегда превышает сумму фитомассы ветвей и хвои на всех ПП.
Отметим также выявленную закономерность, что фитомасса ветвей на высоте до 0,5 м примерно в 2 раза меньше аналогичного показателя на высоте 0.6-1.0 м на всех ПП, а фитомасса хвои примерно в 5-6 раз. Последнее свидетельствует о наблюдающемся процессе очищения стволов от ветвей и хвои. В ходе дальнейшей работы, используя данные таблиц 4.3 – 4.6 произведено распределение надземной фитомассы по группам высот от поверхности почвы (таблица 4.7).
С помощью данных таблицы 4.7 построены диаграммы распределения надземной фитомассы сосновых древостоев по группам высот от поверхности почвы.
Регрессионный анализ позволил выбрать наиболее приемлемые уравнения, описывающие отмеченные закономерности. График зависимости изменения показателя фитомассы с увеличением высоты над поверхностью почвы на ПП - А4, удаленной от стены леса на расстоянии 5 м, представлен на рисунке 4.11.
Данная зависимость описывается уравнением:
y = 16,481x3 - 390,91x2 + 1852,7x + 4090,4 (4.5)
где х – высота от поверхности почвы, м; у – надземная фитомасса, кг/га. Величина достоверности аппроксимации R2 = 0,70.
График зависимости изменения показателя надземной фитомассы, формирующихся на пашне сосняков с увеличением высоты над поверхностью почвы на ПП – Б4, удаленной от стены леса на расстоянии 45 м, представлен на рисунке 4.12.
Данная зависимость описывается уравнением:
y = -15,471x2 + 36,077x + 1173,5 (4.6)
где х – высота от поверхности почвы, м; у – фитомасса, кг/га. Величина достоверности аппроксимации R2 = 0,73.
График зависимости изменения показателя надземной фитомассы формирующихся на пашне сосняков с увеличением высоты над поверхностью почвы на ПП – В4, удаленной от стены леса на расстоянии 85 м, представлен на рисунке 4.13.
Данная зависимость описывается уравнением:
y = -18,491x2 + 100,91x + 811,99, (4.7)
где х – высота от поверхности почвы, м; у – фитомасса, кг/га. Величина достоверности аппроксимации R2 = 0,75.
График зависимости изменения показателя надземной фитомассы сосняков с увеличением высоты над поверхностью почвы на ПП – Г8, удаленной от стены леса на расстоянии 125 м, представлен на рисунке 4.14.
Данная зависимость описывается уравнением:
y = 0,5501x2 - 24,604x + 191,35, (4.8)
где х – высота от поверхности почвы, м; у – фитомасса, кг/га. Величина достоверности аппроксимации R2 = 0,84.
Полученные данные по вертикальной структуре надземной фитомассы были объединены по группам высот от поверхности почвы на ПП.
Таким образом, нами была получена вертикальная структура надземной фитомассы сосновых древостоев, расположенных на различном удалении от стены леса. Наглядное представление о распределении надземной фитомассы, формирующихся на пашнях сосняках на разной высоте от поверхности почвы позволяют получить данные, приведенные на рисунке 4.15.
Материалы рисунков 4.11 - 4.15 наглядно свидетельствуют, что основная надземная фитомасса деревьев сосны сосредоточена в градиенте высот до 2,0 м от поверхности почвы, т.е. в зоне воспламенения при горении живого напочвенного покрова. Последнее объясняет чрезвычайно высокую горимость сосновых молодняков, формирующихся на бывших пашнях.
Видовой состав и надземная фитомасса живого напочвенного покрова
Живой напочвенный покров (ЖНП) – играет важную роль в процессах обмена веществ (Дылис, 1978), формировании корневой системы древесных растений, влияет на свойства почвы в лесу, микроклиматические условия, определяет среду для прорастания семян, развития всходов и самосева древесных пород.
Анализ ЖНП проводился на учетных площадках, заложенных на двух пробных площадях (ПП 1 и ПП 2) на территории памятника природы «100-летние культуры сосны», а также на двух трансектах А+Б1 и Б-Б1 на зарастающей древесной растительностью пашне.
В результате обработки были получены данные о надземной фитомассе видов ЖНП, их встречаемости и распределение исследуемые видов растений по ценотипам. Полный перечень русских и латинских названий видов представлен в прил. 1.
Фитомасса надземная – совокупность всей живой надземной растительной массы в расчете на единицу площади. Надземная фитомасса в значительной степени определяет депонирование (хранение) углерода, величину опада, пожарную опасность и т.д. Поэтому получение объективных данных о надземной фитомассе отдельных видов и общей фитомассе ЖНП очень важно. Надземная фитомасса ЖНП на ПП 1, ПП 2 и на трансектах А+Б1 и Б-Б1 приведена в таблице 5.6.
Проанализировав данные таблицы 5.6 можно сделать вывод, что общая фитомасса ЖНП варьирует как на ПП, заложенных в «100-летних культурах сосны», так и в молодняках, сформировавшихся на бывшем поле. Если на ПП 1 общая фитомасса составляет 30,24 кг/га, то на ПП 2 она равна 56,87 кг/га, что больше практически в два раза. Еще более существенная разница наблюдается на трансектах, заложенных вдоль стены леса. Надземная фитомасса на трансекте Б-Б1 существенно превышает таковую на трансекте А+Б1 - 91,87 и 23,62 кг/га, соответственно. Максимальная надземная фитомасса наблюдается на трансекте Б-Б1. Она превышает общую фитомассу на других участках в 2-4 раза.
Доминирующими видами на трансектах являются злаковые - 60% на А+Б1 и 72% на Б-Б1. Следующими по обилию на трансекте А+Б1 являются мать-и-мачеха (12%) и земляника лесная (9%), а на трансекте Б-Б1 клевер луговой (10%) и бодяк полевой (9%).
На ПП 1 и ПП 2 доминируют совершенно другие виды растений, которые не произрастают на трансектах А+Б1 и Б-Б1. На ПП 1 большую долю от общей фитомассы занимает кочедыжник женский (71%), а на ПП 2 - плаун булавовидный (47%). Кочедыжник женский произрастает и на ПП 2, но его доля меньше, чем на ПП 1 практически в 18 раз. Так же доминирующими видами на ПП 1 являются крапива двудомная (8%) и земляника лесная (7%). На ПП 2 доминируют, помимо плауна булавовидного, черника обыкновенная (9%), злаковые виды (8%) и голокунчик трехраздельный (7,5%).
Надземная фитомасса злаковых видов на трансектах превышает таковую на ПП в 10-15 раз.
Флористическое разнообразие ЖНП на исследуемых участках варьирует от 13 до 20 видов. Так на трансекте А+Б1 произрастает 17 видов, а на Б-Б1 – 15. На трансектах произрастает 11 одинаковых видов.
Флористическое разнообразие на ПП, расположенных на территории памятника природы отличается от такового на трансектах, заложенных на бывшей пашне. На ПП 1 произрастает 13 видов, а на ПП 2 – 20 видов. На ПП произрастает 10 одинаковых видов.
Только пять видов ЖНП произрастает как под пологом 140-летнего древостоя, так и под пологом формирующегося молодняка. Это земляника лесная, подмаренник ложный, звездчатка злаковая, вероника дубравная, а также злаковые виды.
Для сравнения сходства флористического состава ЖНП на ПП, заложенных в искусственных сосновых насаждениях и на прилегающей к ним исключенной из сельскохозяйственного использования пашне были использованы индексы общности Чекановского-Сьеренсена и коэффициенты Жаккара.
Исследования показали, что значения индекса общности Чекановского-Сьеренсена выше между ЖНП в естественных молодняках, чем между естественными молодняками и 140-летними искусственными сосновыми насаждениями (табл. 5.7).
Определенные показатели коэффициентов Жаккара свидетельствуют, что степень общности флористического состава живого напочвенного покрова между молодняками, сформировавшимися на пашне, и спелыми искусственными сосновыми насаждениями характеризуются как мало соответствующие (коэффициент Жаккара от 0,2 до 0,65). Аналогичной степенью общности характеризуется флористический состав ЖНП как в сформировавшихся естественных молодняках, так и в спелых сосновых насаждениях (табл. 5.8).
Значения индексов общности Чекановского-Сьеренсена и коэффициентов Жаккара свидетельствуют, что на бывшей пашне сформировалась лесная среда под пологом естественных молодняков и в ближайшие годы следует ожидать увеличения доли лесных видов.
Встречаемость вида, или частота встречаемости, - это количество пробных площадок, на которых встречается вид, по отношению к общему количеству заложенных учетных площадок, выраженное в процентах. Встречаемость видов приведена в таблице 5.9.
Самым встречаемым видом на всех исследуемых объектах, за исключением трансекты Б-Б1 является земляника обыкновенная. На ПП 1 она встречается на каждой учетной площадке (100%), на ПП 2 – на 90%. Встречаемость данного вида на трансектах меньше, чем на ПП. Так на трансекте А+Б1 земляника лесная встречается на 67% учетных площадок, а вот на трансекте Б-Б1 лишь на 33%.
Следующими по встречаемости являются злаковые виды. На трансекте Б-Б1 их встречаемость достигает 91%. На остальных исследуемых объектах злаковые виды характеризуются встречаемостью от 36 до 70%.
Также на каждом из исследуемых объектов есть виды, которые встречались на большинстве учетных площадок. Так на трансекте А+Б1 это горошек мышиный, мох, подмаренник ложный (по 44%). На трансекте Б-Б1 это подмаренник ложный (63%), горошек мышиный (55%). На ПП 1 одним из доминирующих видов это крапива двудомная (45%), а на ПП 2 – мох Шребера (80%), звездчатка злаковая (50%).
Сравнивая показатель фитомассы и встречаемости видов ЖНП отмечаем, что виды, имеющие наибольшую массу на ПП, заложенных на территории памятника природы, встречаются на небольшом количестве учетных площадок. Так, плаун булавовидный имеющий максимальную массу на ПП 2 характеризуется встречаемостью 10%. Кочедыжник женский, составляющий 71% общей надземной фитомассы ЖНП, на ПП 2 имеет встречаемость 27%.
На трансектах наблюдается противоположная тенденция. Доминирующие по массе злаковые виды являются и самыми встречаемыми.
Фитоценотипы – группы видовых популяций или видов, которые характеризуются сходной ролью или потенциальной способностью играть определенную роль в благоприятных условиях и фитоценотической позицией в пределах фитоценоза или региона, особенностями приспособления к совместному произрастанию (Миркин, Розенберг, 1983).
Ценотипы – экотопы, возникшие под влиянием ценотипического окружения (т.е. сформировавшиеся в разных растительных сообществах) или под влиянием других биотических факторов (Горышина, 1979).
Так как в семейство злаковых входит большое количество видов, а мы при сборе полевого материала их учитывали вместе, то не представляется возможным разделить злаковые виды по ценотипам. Все виды семейства злаковых отнесены к лесо-луговым видам.
Группа лесных видов включает травянистые, кустарничковые растения и мхи, произрастающие в обычных условиях под пологом древостоев, группа луговых – на лугах. Группа лесо-луговых включает виды, произрастающие преимущественно в изреженных древостоях и в рединах (Швалева, 2008). Лугово-лесные виды чаще всего произрастают на зарастающих древесно-кустарниковой растительностью лугах.
К группе лесных видов на исследуемых ПП относится 8 представителей живого напочвенного покрова. Характерными представителями являются следующие виды: голокунчик трехраздельный, земляника лесная, черника обыкновенная, кочедыжник женский, мох, плаун булавовидный.
Специфика тушения лесных пожаров
Естественно, что тушение лесных пожаров на бывших сельскохозяйственных угодьях будет существенно отличаться от такового на землях, по крытых лесной растительностью, и даже на лесных землях, не покрытых лесной растительностью (вырубки, гари).
На первых этапах зарастания бывших сельскохозяйственных угодий пожары по своим характеристикам будут приближаться к степным или сельскохозяйственным палам. Основное количество пожаров в формирующихся на бывших пашнях сосновых молодняках будет приурочено к весеннему периоду после схода снежного покрова и до появления свежей травы, а также к осеннему периоду, наступающему после высыхания травы текущего года.
Как в весенний, так и в осенний периоды, пожары будут характеризоваться высокой скоростью распространения и разлетами горящих частиц, что создает опасность возникновения новых очагов горения перед кромкой пожара. Последнее объясняется тем, что основным объектом горения является рыхлая трава, а значительная площадь, не покрытая древесной растительностью, способствует усилению ветра.
Эффективность борьбы с лесными пожарами в сосновых молодняках, формирующихся на бывшей пашне, существенно облегчает реализация предварительного противопожарного устройства. Проложенные заранее минерализованные полосы служат опорными полосами для пуска отжига. Именно отжиг до последнего времени является наиболее эффективным способом тушения подобных пожаров.
В вечерние, утренние часы, а также днем при слабой скорости ветра – 3 балла по шкале Бофорта (Залесов, 1998) лесные пожары, в формирующихся на бывшей пашне сосновых молодняках, можно тушить ручными средствами с использованием воздуходувок, ранцевых опрыскивателей, хлопушек и т.п. Однако при более сильном ветре тушение лесных пожаров ручными средствами опасно из-за риска быть окруженным огнем. Из современных способов тушения можно рекомендовать использование при тушении системы пожаротушения NATISK (Залесов и др., 2013в; 2014а, б, в; 2016; Кректунов, Залесов, 2017) и противопожарного экрана (Ерицов и др., 2015; Ерицов, 2017).
Система пожаротушения NATISK основана на использовании компрессионной пены. Пена генерируется непосредственно в самой системе, путем принудительного вспенивания с помощью сжатого воздуха раствора воды и специального вспенивателя (пенообразователя). Сжатый воздух подается либо от компрессора, либо от баллона со сжатым воздухом.
Пена представляет собой однородную ячеистую белую массу. Она химически относительно инертна, экологична и биоразлагаема. По физическим параметрам пена бывает двух видов: «сырая» с соотношением воды и воздуха 1/5 и «сухая» с соотношением воды и воздуха 1/20.
Использование компрессионной пены позволяет резко сократить расход воды. Кроме того, пена обладает свойствами адгезии (липучести), что позволяет ей налипать на объекты горения, препятствуя поступлению к ним воздуха (кислорода). Образуя на поверхности горючих материалов покрытие толщиной 1-2 см, компрессионная пена, обладающая высокой стойкостью, задерживается на них до 5 часов.
Малая масса пены значительно облегчает все операции с ней и позволяет создавать перед кромкой пожара как заградительные, так и опорные полосы (рис. 6.1, 6.2).
Таким образом, использование системы пожаротушения NATISK позволяет существенно повысить эффективность тушения возможных лесных пожаров в сосновых молодняках, формирующихся на бывших пашнях.
Из эффективных современных средств локализации низовых лесных пожаров следует выделить противопожарный экран, разработанный сотрудниками ФГУ «СПбНИИЛХ». Указанный экран состоит из полотна кремнеземной ткани длиной 50 м и шириной 0,9 м. Указанная ткань накручена на алюминиевую трубку со стальным наконечником и колпачками и состоит из 10 секций общей протяженностью 500 м. Полотно экрана для удобства наматывается на катушку (алюминиевую трубку с колпачками). Для наматывания используется съемная ручка. Экран достаточно удобен для транспортировки. Масса секций противопожарного экрана в чехле составляет 16 кг. При возникновении пожара бригада из 3 человек способна устанавливать секцию экрана за 8-10 минут.
Эффект установки противопожарного экрана достигается за счет отделения объектов горения от пламени и теплового излучения кромки пожара. Экран устанавливается на специальные стойки. При наличии лесной подстилки, живого напочвенного покрова и т.п. полоса под экраном обрабатывается раствором антипирена. Для повышения эффективности использования противопожарного экрана при тушении лесных пожаров в молодняках, формирующихся на бывших пашнях, его устанавливают по заранее проложенным минерализованным полосам, что исключает необходимость использования ан-типиренов и резко увеличивает скорость установки.
После установки противопожарного экрана, в зависимости от ситуации и интенсивности горения, можно произвести отжиг навстречу пожару, а при слабой и средней интенсивности горения использовать противопожарный экран как заградительную полосу.
Сравнительная оценка эффективности новой технологии остановки и локализации низовых лесных пожаров с помощью противопожарного экрана и применяемых в настоящее время базовых способов тушения низовых пожаров показала, что он является более эффективным технологически и экономически (Ерицов и др., 2015).
После ликвидации пожара противопожарный экран может быть свернут на катушки и помещен на хранение на неопределенный срок, до возникновения необходимости нового его использования. Особых требований для хранения противопожарный экран не требует.