Степные пожары РК. Обзорные статьи самарская Лука проблемы региональной и глобальной экологии. 2011. Т. 20, С. 430
 Скачать 260.32 Kb.
|
|
СТЕПНЫЕ ПОЖАРЫ Степи в плане разработки мероприятий по предупреждению возникновения пожаров и борьбе с ними находятся в крайне невыгодном положении. Практикуе- мая во второй половине ХХ века политика освоения целинных и залежных земель имела губительные последствия для естественной степной растительности (Ильина Н.С., 2003). Своеобразный «гипноз пашни» привел к тому, что «многие разновид- ности плакорных степей исчезли с лица Земли неизученными» (Чибилев, 2000, стр. 5). К сожалению, в настоящее время к степным фитоценозам осталось все такое же потребительское отношение, как и в пору «поднятия целины». Распаханность сте- пей в регионе составляет 60-75%. В недавнем прошлом, когда оценка хозяйствен- ной деятельности проводилась с точки зрения увеличения «посевных площадей», эти цифры были еще большими и достигали 80-90%. Это прошлое может стать и нашим будущим, т.к. в свете последних решений администрации Самарской облас- ти площадь пахотных земель должна быть снова увеличена до размеров «советско- го» периода. Своеобразная «гонка вооружений», преследующая благую цель «обеспечения всего мира хлебом», вновь достигается не путем качества, то есть повышения урожайности за счет высоконаучной агротехники, а количественным, экстенсивным путем. Как справедливо отмечают многие авторы (Родин, 1946, 1981; Комаров, 1951; Калмыкова, 2006; Лысенко, 2006 и др.), периодические естественные пожары ха- рактерны для степной зоны и являются одним из экзогенных факторов среды, при которых и сформировались степи. Однако деятельность человека привела к много- кратному возрастанию их частоты. 14 Степные сообщества региона часто намеренно подвергаются пожогам при ис- пользовании их в качестве пастбищных угодий. Отношение к степным палам неод- нозначно. По мнению хозяйственников и некоторых ученых (Данилов, 1936; Ро- дин, 1946; Лысенко, 2006), это способствует улучшению состояния пастбищ, так как огонь уничтожает прошлогодние высохшие части растений, а на удобренной золой почве лучше развиваются молодые побеги. В частности, С.И.Данилов (1936) указывал, что степные злаки и осоки от огня не страдают. Изучение популяций ко- вылей (Малышева, Малаховский, 2000; Скользнева, Скользнев, 2003; Джапова, 2006) показало, что злаки способны хорошо отрастать и эффективно плодоносить после ранневесеннего краткосрочного пожара. Однако при более позднем воздей- ствии огня развитие вегетативных частей этих растений подавляется, смещаются фенофазы и цветение и плодоношение растений в этот сезон не происходит. Мнение же большинства биологов и экологов сводится к тому, что пожары в современных масштабах в большинстве случаев губительны для степного биологи- ческого и ландшафтного разнообразия (Евсеев, 1935; Калмыкова, 2006; Чемидов, 2006). Хотя и эти авторы в некоторых, но строго регламентированных, случаях до- пускают применение контролируемого выжигания пастбищ (Евсеев, 1935; Ведень- ков, 1996; Абдулина и др., 2006). Следует учесть результаты некоторых исследований (Рябцов, 2006), убеди- тельно показывающих, что использовать в качестве пастбищ степные участки, по- страдавшие от пожаров, следует очень осторожно. Наиболее рационально начи- нать выпас лишь на 2-3 год после пожара, когда восстановятся степные злаки, иначе пастбищное угодье легко подвергается пасквальной дигрессии и превраща- ется в «сбой», то есть территорию, лишенную сомкнутого типичного для степи растительного покрова. Отметим, что огонь воздействует на травостой степи прямо и косвенно: во- первых, огонь непосредственно действует на органы растений; во-вторых, проис- ходит изменение условий их существования, связанное с разрушением степной дернины и оголением почвы. Нерегулируемые палы, на наш взгляд, почти всегда можно рассматривать как негативный фактор воздействия на степные фитоценозы, особенно в периоды активной вегетации, цветения и плодоношения растений. При неконтролируемых пожарах происходит глубокая деградация биоценозов, часто до полного разрушения их компонентов. Из сказанного следует, что пожоги степного травостоя недопустимы на особо охраняемых природных территориях. Развитие пожара в степи зависит от многих причин; в основном они совпада- ют с названными выше для лесных территорий: рельефа местности, типа и состоя- ния растительности, силы и направления ветра. Степные пожары могут охватывать площади в несколько тысяч квадратных километров. Иногда во время пожара от разности температур потоков воздуха образуются завихрения – «смерчи», которые являются причиной переброски огня через искусственные и естественные прегра- ды. Были отмечены случаи перехода огня (на вызревшем хлебном массиве) через перепаханные полосы, дороги, речки шириной до 15 м. Выгоревшая площадь пожара принимает форму круга, а при сильном ветре имеет треугольную форму. Различают фронт, фланги и тыл пожара (Богданов, 1957; Пожарная тактика, 1984). Ту часть кромки огня, которая перемещается с наи- большей скоростью и отличается более интенсивным горением, а при сильном вет- 15 ре представляет движущуюся волну огня, принято называть фронтом пожара. Чаще всего кромка огня с наибольшей скоростью распространяется по направлению вет- ра и с меньшей скоростью – в боковые стороны. Боковые стороны распространения кромки огня называют соответственно правым и левым флангами пожара. Огонь по фронту и частично по флангам перемещается рассредоточено, чаще всего языками, величина которых зависит от силы ветра, густоты травостоя и рельефа местности. Бывают случаи, когда огонь распространяется отдельными рукавами на большие расстояния от основной кромки горения. Огонь также может образовывать узкую (шириной не более 1,5 м), но длинную ленту, извивающуюся зачастую на десятки и даже сотни километров. Заднюю сторону пожара, противоположную фронту, назы- вают тыловой (тылом). В тыловой стороне огонь, хотя и передвигается (против ветра), но очень медленно и со слабым горением. Переход огня от кромки горения до фронта пожара к флангам и тылу происходит постепенно и точно определить границы между ними трудно (рис.). Рис. Схема степного пожара Установлено (Богданов, 1957), что воспламенение сухой травы происходит при воздействии теплового (светового) импульса величиной в 10-12 кал/см 2 (и бо- лее). Возникновение и развитие степных пожаров в значительной мере связаны с временем суток. Наиболее опасным временем в этом отношении является период с 10 до 16 часов. В вечернее время пожары ослабевают, а ночью резко замедляются и 16 усиливаются вновь с 6-7 часов утра. Поэтому ночное время, как правило, использу- ется для более активной борьбы с пожарами. На характер пожара в степи оказывает влияние и сам растительный покров. При высоком и густом травяном покрове, сильном ветре и засушливой погоде ско- рость распространения пожара в степи может достигать 600-700 м/мин. При редком и низком травостое и безветрии пожары распространяются со скоростью 15-18 м/мин. Для степи характерен низовой тип пожара, при котором сгорают степной войлок и растения, образующие кустарничковый, травяной и моховой ярусы. Длительность пожара и степень его воздействия на растительный покров на- прямую зависит от стадий развития растений. В зависимости от времени возникно- вения и развития пожара, вегетативные части растений отрастают быстро (во влажное время года) или по прошествии нескольких месяцев (в сухое время года). Отмечено, что в степях мелкодерновинные злаки страдают в большей степени, чем крупнодерновинные (Воронов, 1973; Малышева, Малаховский, 2000; Скользнева, Скользнев, 2003; Рябцов, 2006 и др.). Поэтому после огневого воздействия типчак резко уменьшается в количестве, в то время как ковыли почти не сокращают своей площади и обилия. Обычно бурное нарастание зеленой массы у растений лесостепной и степной зон достигает наибольшей интенсивности к концу весны – началу лета (май – июнь). В июле-июне происходит созревание плодов и обсеменение большинства степных видов растений. По мере истощения запасов влаги в почве, прирост затор- маживается, начинается отмирание ассимилирующих органов, и растения перехо- дят в состояние полупокоя (Растительность …, 1980). Именно на это время прихо- дится наиболее пожароопасный период. При интенсивных пожарах и пожогах уничтожаются все надземные вегета- тивные и генеративные органы, что сводит к нулю реальную семенную продуктив- ность и возможность семенного размножения растений в дальнейшем. Если пожоги проводятся систематически и дополняются случайными пожарами повторяющими- ся из года в год, то число появляющихся проростков растений уменьшается в гео- метрической прогрессии. Незначительный банк семян и высокая степень элимина- ции ювенильных (молодых) особей приводит к постепенному старению популяций редких и типичных представителей степной флоры и неотвратимому снижению численности видов. Осенью, если влажность при выпадении осадков увеличивается, вегетация растений возобновляется, а затем медленно замирает к зиме (Дрогобыч, 2000). Именно повторное отрастание растений, прежде всего бобовых, обеспечивает по- лучение более высокой продуктивности зеленой массы, что ценится в кормопроиз- водстве. Несомненно, этот факт и подталкивает сельских жителей и пастухов к проведению повторных палов для «улучшения» пастбищ. По опросам местного населения выяснилось, что у сельских жителей сформи- ровано ошибочное мнение: пожар и, следовательно, сгорание растительных остат- ков приводит к образованию гумусового горизонта. Это в корне неверное утвер- ждение требует разъяснительной работы со стороны местных экологов, имеющих- ся в штате районных администраций, и учителей биологии, экологии, химии и гео- графии в рамках экологического воспитания и образования, начиная со школьной скамьи. Малая образованность создает дополнительные трудности при профилак- 17 тике и тушении палов в окрестностях населенных пунктов. Следует помнить, что при сгорании органических остатков растений образуются зольные элементы (но не гумус), которые действительно могут служить удобрением для растений. Но их незначительная масса и быстрое сдувание золы ветром сводят к минимуму поло- жительное значение озоления растительных остатков. Сохранение степей даже при заповедном статусе имеет свои проблемы. Слож- ность заключается в том, что в сложившихся ныне условиях степные экосистемы неполночленны. В ХХ в. был утрачен их важный природный компонент – крупные копытные животные. Это является одной из весомых причин утраты способности системы к саморегуляции и самовосстановлению. Отметим, что при объедании и вытаптывании растений копытные существенно снижают возможность формиро- вания очага огня с высокой температурой, уменьшают продолжительность горения территории, а скотобойные тропы к водопоям, местам стоянок и лёжек являются естественной преградой для распространения огня. В заповедниках именно отсутствие выпаса и стравливания травостоя на по- верхности степной почвы вызывает образование мертвых растительных остатков, формирующих плотный напочвенный покров – степной войлок. В результате его накопления происходит изменение водно-температурного режима почвы в сторону увлажнения, приводящее к мезофитизации растительного покрова (что не исклю- чает возможности возникновения пожаров) и снижению видовой насыщенности сообществ, в основном за счет выпадения типичных степных видов флоры. Иным образом обстоит дело на сохранившихся незначительных степных вы- делах, активно используемых в животноводстве. В настоящее время на них, как правило, наблюдается избыточный выпас копытных (или перевыпас), приводящий к разрушению и полному отсутствию степного войлока. Следствием перевыпаса является также смещение водно-температурного режима в сторону иссушения поч- вы, разрушение степной дернины, недоразвитие растительного покрова, проявле- ние процессов ветровой и водной эрозии и, в конечном итоге, полной деградации степи. В степных регионах нашей страны и некоторых зарубежных государствах специальными исследованиями в течение нескольких десятилетий отслеживаются особенности степных пожаров и выявляются основные закономерности постпиро- генных сукцессий растительного покрова. Наблюдения за степной растительностью после пирогенной нагрузки в Орен- бургской области показали, что в большой степени страдают старовозрастные рас- тения ковыля Лессинга и типчака вследствие накопления ими отмерших сухих по- бегов (Рябцов, 2002). Например, отмечается смена ковылково-типчаково- мохнатогруднициевой (Crinitaria villosa + Festuca valesiaca + Stipa lessingiana) ас- социации на полынково-типчаково-ковылковую (Stipa lessingiana + Festuca vale- siaca + Artemisia austriaca). Таким образом, ковылок и типчак сохраняют свое по- ложение в сообществе. При этом через некоторое время после пожара на исследуе- мом участке появляются и бобовые растения (Рябцов, Сафонов, 2002). Этот же ав- тор (Рябцов, 2006) впоследствии уже отмечает, что бобовые, особенно полукустар- нички (в том числе виды рода Oxytropis), в значительной степени страдают от по- жаров. Это согласуется с данными Т.Г. Кандаловой (2003), о том, что проводимые палы негативно влияют в большей степени на полукустарнички, почки возобнов- 18 ления которых находятся над уровнем почвы. Также негативно влияет пирогенный фактор на лихенофлору и наземные водоросли, что указывается некоторыми авто- рами, в том числе О.Г. Калмыковой (2006) для участка «Буртинская степь» госза- поведника «Оренбургский». По поводу влияния пожаров на доминирующие в степях злаки нет единого мнения. Предыдущий автор (Калмыкова, 2006) наблюдала, что доминирующие в сообществах виды, особенно дерновинные злаки, страдают мало. Хотя она призна- ет, что на растительный покров в большей степени влияют не столько сам факт возникновения пожара, сколько его периодичность. С.Н. Рябцов (2006), проводив- ший исследования на той же территории примерно в те же годы, напротив, отмеча- ет, что многие виды растений чувствительны к воздействию огня. В их числе он указывает Koeleria gracilis, Onosma simplicissima, Allium globosum и другие), Степень воздействия пожара на охраняемых природных территориях зависит от продолжительности полного заповедания. Например, степи на территории Ук- раины (биосферный заповедник «Аскания-Нова», Херсонская область), большей частью принадлежащие к луговому типу, являются заповедными в течение долгого времени, вследствие чего накопили значительное количество войлока. По мнению В.С. Гавриленко (2007), пожары здесь следует обязательно тушить, т.к. при появ- лении огня горение массы степного войлока позволяет развивать высокую темпе- ратуру и сообществам грозит полное уничтожение. По официальным данным в Ас- кании-Нова в 2007 году площадь пожара составила почти 5 тыс.га, длился он в те- чение 2 дней, т.к. сухой степной войлок быстро вспыхивает и обладает высокой способностью к горению. Мнение Г.Н. Лысенко (2006) о необходимости степных пожаров на той же территории прямо противоположно и основано на исторически сложившейся сис- теме взглядов на формирование степей под длительным влиянием мощных экзо- генных факторов. Автор подчеркивает необходимость проведения палов. В.А. Ти- мошенков и В.В. Тимошенкова (2007), проводя исследования в Хомутовской степи (Донецкая обл., Украина), пришли к заключению, что степи Юго-Востока Украины хорошо приспособлены к действию огневого фактора и способны к восстановле- нию. Авторы утверждают, что больший вред экосистемам наносят именно прово- димые противопожарные мероприятия и опашка больших целинных участков во время ликвидации пожара. Естественно, в этом случае на месте распаханных пло- щадей будут формироваться залежи, как и на участках, ранее занятых пашней. В этом случае дальнейшие процессы идут в той же последовательности, что и на дру- гих залежах. Как следует из приведенного элемента дискуссии разногласия по поводу пре- обладания пользы или вреда пожаров в степи, возникают даже относительно мезо- фитных луговых степей Украины с густым сформировавшимся высокотравным растительным покровом. Следует отметить, что сказанное не может распространяться в полном объеме на другие степные регионы, в том числе Европейской России, отличающиеся более высокой степенью аридизации. Тем не менее, и для этой территории получены не- однозначные данные. В результате многолетних исследований луговых степей в Центрально- Черноземном биосферном заповеднике (Курская область) коллектив сотрудников 19 пришел к выводу, что наилучшим образом на восстановлении растительных сооб- ществ влияют не пожары, а сенокошение (Степной бюллетень, 2000). Кроме того, имитацию воздействия на степь диких копытных можно создать не только при по- мощи сенокошения, но и при выпасе домашних животных. Изучение постпирогенной динамики степных сообществ заповедных террито- рий проводилось в Хакасии (Кандалова, 2007). Основу степной растительности здесь составляют мелкодерновинные и крупнодерновинные злаковые группы фор- маций. В деградированных под влиянием сильного перевыпаса мелкодерновинной злаковой степи, находящийся в течение 15 лет в условиях заповедания, периодиче- ские весенние палы препятствуют естественному ходу восстановления раститель- ности. Уменьшается проективное покрытие почвы травостоем, прирост продукции фитомассы, снижается видовая устойчивость сообществ и прогрессирует иссуше- ние местообитаний. На настоящую крупнодерновинную степь, сформировавшуюся на месте ста- рой 30-летней залежи, весенние палы воздействуют следующим образом. Редкие палы (не чаще одного раза в 5 лет) не мешают ее последующей демутации (восста- новлению). После пожара происходит увеличение обилия корневищных и рыхло- кустовых злаков. Однако при следующем пожаре, наблюдаемом через 3 года, было отмечено негативное влияние на те же экземпляры злаков, которые лишь успели за этот срок восстановиться после предыдущего пожара. Т.Г. Кандалова (2007) отме- чает в этом случае увеличение числа видов растений, но он происходит в постпи- рогенный период за счет появления сорных и нехарактерных для степи представи- телей разнотравья. Таким образом, в результате проведенных в разных регионах исследований установлено, что при хозяйственном освоении степей следует отдавать предпочте- ние режимам эксплуатации, связанным с частичным отчуждением травостоя. Это ведет к достаточно быстрому восстановлению экосистемы. Пожары же чаще носят катастрофический характер и почти полностью уничтожают растительные сообще- ства, поэтому в большинстве случаев нежелательны. В условиях урбанизированной территории Средней Волги растительный по- кров степей также часто подвергается пожарам. Прежде чем рассматривать влия- ние огня на растительность и особенности ее восстановления после палов, считаем необходимым остановиться на характеристике степей региона. В северной части района исследований в лесостепной зоне большое распро- странение имеет особый азональный тип степных сообществ – |