Введение к работе
Актуальность темы исследований. Ежегодно в бореальных лесах Евразии возникают десятки тысяч лесных пожаров, охватывающих миллионы гектаров леса. Особенно возрастает горимость лесов в годы с экстремальными погодными условиями (Коровин, 1998; Голдаммер, 2006). В соответствии с современными представлениями о роли пожаров в формировании лесов ведущие лесные страны переходят от концепции тотального подавления всех без исключения пожаров к признанию целесообразности и необходимости управления пирогенным фактором, т.е. в конечном счете, регулировании его воздействия на состояние и динамику лесных экосистем (Валендик, 1996; Залесов, 2000; Арцыбашев, 2002; Шешуков, Шведов, 2002;). Важнейшим фактором в системах управления пожарами являются комплексы лесных горючих материалов (ЛГМ), количественные и качественные показатели которых определяют интенсивность их горения, эффективность локализации и последствия воздействия на компоненты экосистем (Курбатский, 1970; Евдокименко, 1991; Волокитина, Софронов, 1998; Цветков, 2001; Усеня, 2002; Иванова, 2003; Парамонов, 2007).
В настоящее время для многих экосистем различных экорегионов получены данные о количестве лесных горючих материалов и определена их роль в возникновении, распространении и развитии пожаров. Однако до сих пор не ставилась задача исследования причин и условий, определяющих формирование различных комплексов лесных горючих материалов. Актуальность исследования определяется необходимостью поиска способов их регулирования для решения задачи оптимального управления воздействием пирогенного фактора на лесные экосистемы.
Степень разработанности темы исследований. Диссертация является законченным научным исследованием.
Цель и задачи исследований заключались в выявлении лесоводственных и экологических факторов, влияющих на формирование комплексов лесных горючих материалов в трех доминирующих типах леса Верхне-Обского лесного массива.
В соответствии с поставленной целью задачи исследований включали:
1. Исследование роли лесоводственных признаков типов леса в формировании комплексов лесных горючих материалов;
2. Выявление экологических режимов экотопов, определяющих условия формирования комплексов лесных горючих материалов в исследуемых типах леса;
3. Определение фитомассы всходов и подроста и оценка ее вклада в комплексы лесных горючих материалов;
4. Анализ структуры и массы лесных горючих материалов и оценка их пирологического значения.
Научная новизна. Установлено, что структура и масса видов горючих материалов в их комплексах определяются группой лесоводственных факторов, важнейшими из которых являются тип леса, возраст, состав и полнота древостоя. Впервые для опосредованного определения экологических условий формирования комплексов лесных горючих материалов применен метод фитоиндикации, основанный на анализе частоты встречаемости растений-индикаторов. С использованием метода для трех доминирующих типов леса Верхне-Обского массива выявлены основные экологические факторы и условия формирования комплексов лесных горючих материалов. К основным экологическим факторам, определяющим условия формирования комплексов лесных горючих материалов, выявленным по методу фитоиндикации в исследованных типах леса, относятся трофность почвы, наносность, проточность и уровень почвенно-грунтовых вод.
Теоретическая и практическая значимость работы. Метод фитоиндикации позволяет опосредованно определять экологические режимы экотопов и условия формирования комплексов лесных горючих материалов. Выявленные экологические факторы и лесоводственные признаки создают основу для их регулирования различными лесохозяйственными мероприятиями с целью изменения общей массы и соотношения видов в комплексах лесных горючих материалов. Данные о фитомассе лесных горючих материалов могут быть использованы для расчета энергетических характеристик вероятных пожаров и параметров противопожарных барьеров.
Методология и методы исследования. При получении фактического материала были использованы традиционные научно-обоснованные способы сбора полевого материала с закладкой пробных площадей (ОСТ 56-69-83) и определения фитомассы лесных горючих материалов напочвенного покрова. Для определения экологических условий формирования их комплексов впервые применен метод фитоиндикации. Закладка пробных площадей, сбор экспериментальных данных, анализ и обработка полученных материалов выполнены лично автором или при его непосредственном участии.
Положения выносимые на защиту:
- на формирование комплексов лесных горючих материалов оказывает влияние группа лесоводственных факторов, важнейшими из которых являются тип леса, состав пород, возраст и полнота древостоя;
- в условиях Верхне-Обского массива в сосняках мшисто-ягодных, сосняках и березняках разнотравных наибольшее влияние на формирование комплексов лесных горючих материалов оказывают экологические режимы экотопов, включающие градации трофности почвы, проточности и уровня почвенно-грунтовых вод;
- метод фитоиндикации с использованием частоты встречаемости растений-индикаторов позволяет опосредованно, но достаточно объективно выявлять экологические условия формирования напочвенного покрова как основы комплексов лесных горючих материалов.
Степень достоверности и апробация результатов. Обоснованность и достоверность результатов обеспечиваются применением как общепринятых, так и научно обоснованных новых методик. Основные положения и результаты исследований докладывались на: IX Убсунурском международ. симпозиуме «Экосистемы Центральной Азии: исследования, проблемы охраны и природопользования (Кызыл, 2008); XV Всероссийской молодежной науч. конф. «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2008); Всероссийской конф. с международ. участием «Пожары в лесных экосистемах Сибири» (Красноярск, 2008); 8-ой Всероссийской конф. с участием зарубежных ученых «Сопряженные задачи механики реагирующих сред, информатики и экологии» (Томск, 2008); V Всероссийской конф. «Эколого-географические аспекты лесообразовательного процесса» (Красноярск, 2009); Международ. науч.-практ. конф. «Современное состояние, проблемы и перспективы лесовосстановления на генетико-селекционной основе (Гомель, 2009); XX Всероссийской школе молодых ученых «Проблемы устойчивого развития регионов» (Улан-Удэ, 2009); XI Международ. науч.-практ. экологической конф. «Видовые популяции и сообщества в естественных и антропогенно-трансформированных ландшафтах: состояние и методы его диагностики» (Белгород, 2010); Всероссийской науч. конф. «Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии» (Иркутск, 2010).
По материалам диссертации опубликовано 16 работ, в т.ч. 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка. Объем рукописи составляет 139 страниц, включает 39 таблиц, 24 рисунка. Библиографический список содержит 166 источников, в т.ч. 9 иностранных.
