Степные пожары


Степи в плане разработки мероприятий по предупреждению возникновения пожаров и борьбе с ними находятся в крайне невыгодном положении. Практикуе­мая во второй половине XX 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 разновид­ности плакорных степей исчезли с лица Земли неизученными». К сожалению, в настоящее время к степным фитоценозам осталось все такое же потребительское отношение, как и в пору «поднятия целины». Распаханность сте­пей в регионе составляет 60-75%. В недавнем прошлом, когда оценка хозяйствен­ной 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 облас­ти площадь пахотных земель должна быть снова увеличена до размеров «советско­го» 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, периодические естественные пожары ха­рактерны для степной зоны и являются одним из экзогенных факторов среды, при которых и сформировались степи. Однако деятельность человека привела к много­кратному возрастанию их частоты.

Степные сообщества региона часто намеренно подвергаются пожогам при ис­пользовании их в качестве пастбищных угодий. Отношение к степным палам неод­нозначно. По мнению хозяйственников и некоторых ученых, 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 ковылей (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 воздей­ствии 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 биологи­ческого и ландшафтного разнообразия (Евсеев, 1935; Калмыкова, 2006; Чемидов, 2006). Хотя и эти авторы в некоторых, но строго регламентированных, случаях до­пускают применение контролируемого выжигания пастбищ (Евсеев, 1935; Веденьков, 1996; Абдулина и др., 2006).

Следует учесть результаты некоторых исследований (Рябцов, 2006), убеди­тельно показывающих, что использовать в качестве пастбищ степные участки, по­страдавшие от пожаров, следует очень осторожно. Наиболее рационально начи­нать выпас лишь на 2-3 год после пожара, когда восстановятся степные злаки, иначе пастбищное угодье легко подвергается пасквальной дигрессии и превраща­ется 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, проис­ходит 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 совпада­ют с названными выше для лесных территорий: рельефа местности, типа и состоя­ния 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 прегра­ды. 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 наи­большей скоростью и отличается более интенсивным горением, а при сильном вет­ре представляет движущуюся волну огня, принято называть фронтом пожара. Чаще всего кромка огня с наибольшей скоростью распространяется по направлению вет­ра 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, назы­вают 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.).

Установлено (Богданов, 1957), что воспламенение сухой травы происходит при воздействии теплового (светового) импульса величиной в 10-12 кал/см (и более)

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 усиливаются вновь с 6-7 часов утра. Поэтому ночное время, как правило, использу­ется 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 ско­рость 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 на­прямую зависит от стадий развития растений. В зависимости от времени возникно­вения 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 затор­маживается, начинается отмирание ассимилирующих органов, и растения перехо­дят в состояние полупокоя (Растительность ..., 1980). Именно на это время прихо­дится наиболее пожароопасный период.

При интенсивных пожарах и пожогах уничтожаются все надземные вегета­тивные и генеративные органы, что сводит к нулю реальную семенную продуктив­ность и возможность семенного размножения растений в дальнейшем. Если пожоги проводятся систематически и дополняются случайными пожарами повторяющими­ся из года в год, то число появляющихся проростков растений уменьшается в гео­метрической прогрессии. Незначительный банк семян и высокая степень элимина­ции 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 по­лучение более высокой продуктивности зеленой массы, что ценится в кормопроиз­водстве. 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 сформи­ровано ошибочное мнение: пожар и, следовательно, сгорание растительных остат­ков приводит к образованию гумусового горизонта. Это в корне неверное утвер­ждение требует разъяснительной работы со стороны местных экологов, имеющих­ся в штате районных администраций, и учителей биологии, экологии, химии и гео­графии в рамках экологического воспитания и образования, начиная со школьной скамьи. Малая образованность создает дополнительные трудности при профилак­тике 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 поло­жительное значение озоления растительных остатков.

Сохранение степей даже при заповедном статусе имеет свои проблемы. Слож­ность заключается в том, что в сложившихся ныне условиях степные экосистемы неполночленны. В XX 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 формиро­вания 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 по­верхности 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 исклю­чает 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 поч­вы, разрушение степной дернины, недоразвитие растительного покрова, проявле­ние 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 Орен­бургской области показали, что в большой степени страдают старовозрастные рас­тения ковыля Лессинга и типчака вследствие накопления ими отмерших сухих по­бегов (Рябцов, 2002). Например, отмечается смена ковылково-типчаково- мохнатогруднициевой (Crinitaria villosa + Festuca valesiaca + Stipa lessingiana) ас­социации на полынково-типчаково-ковылковую (Stipa lessingiana + Festuca vale­siaca + Artemisia austriaca).

Таким образом, ковылок и типчак сохраняют свое по­ложение в сообществе. При этом через некоторое время после пожара на исследуе­мом участке появляются и бобовые растения (Рябцов, Сафонов, 2002). Этот же ав­тор (Рябцов, 2006) впоследствии уже отмечает, что бобовые, особенно полукустар­нички (в том числе виды рода Oxytropis), в значительной степени страдают от по­жаров.

Это согласуется с данными Т.Г. Кандаловой (2003), о том, что проводимые палы негативно влияют в большей степени на полукустарнички, почки возобнов­ления которых находятся над уровнем почвы. Также негативно влияет пирогенный фактор на лихенофлору и наземные водоросли, что указывается некоторыми авто­рами, в том числе О.Г. Калмыковой (2006) для участка «Буртинская степь» госзаповедника «Оренбургский».

По поводу влияния пожаров на доминирующие в степях злаки нет единого мнения. Предыдущий автор (Калмыкова, 2006) наблюдала, что доминирующие в сообществах виды, особенно дер но винные злаки, страдают мало. Хотя она призна­ет, что на растительный покров в большей степени влияют не столько сам факт возникновения пожара, сколько его периодичность. С.Н. Рябцов (2006), проводив­ший исследования на той же территории примерно в те же годы, напротив, отмеча­ет, 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 Ук­раины (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 C. Гавриленко (2007), пожары здесь следует обязательно тушить, т.к. при появ­лении огня горение массы степного войлока позволяет развивать высокую темпе­ратуру и сообществам грозит полное уничтожение. По официальным данным в Аскании-Нова в 2007 году площадь пожара составила почти 5 тыс.га, длился он в те­чение 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 сис­теме взглядов на формирование степей под длительным влиянием мощных экзо­генных факторов. Автор подчеркивает необходимость проведения палов. В.А. Тимошенков 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 восстановле­нию. Авторы утверждают, что больший вред экосистемам наносят именно прово­димые противопожарные мероприятия и опашка больших целинных участков во время ликвидации пожара. Естественно, в этом случае на месте распаханных пло­щадей будут формироваться залежи, как и на участках, ранее занятых пашней. В этом случае дальнейшие процессы идут в той же последовательности, что и на дру­гих залежах.

Как следует из приведенного элемента дискуссии разногласия по поводу пре­обладания 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 не­однозначные данные.

В результате многолетних исследований луговых степей в Центрально­черноземном биосферном заповеднике (Курская область) коллектив сотрудников пришел к выводу, что наилучшим образом на восстановлении растительных сооб­ществ влияют не пожары, а сенокошение (Степной бюллетень, 2000). Кроме того, имитацию воздействия на степь диких копытных можно создать не только при по­мощи сенокошения, но и при выпасе домашних животных.

Изучение постпирогенной динамики степных сообществ заповедных террито­рий проводилось в Хакасии (Кандалова, 2007). Основу степной растительности здесь составляют мелкодерновинные и крупнодерновинные злаковые группы фор­маций.

В деградированных под влиянием сильного перевыпаса мелкодерновинной злаковой степи, находящийся в течение 15 лет в условиях заповедания, периодиче­ские весенние палы препятствуют естественному ходу восстановления раститель­ности. Уменьшается проективное покрытие почвы травостоем, прирост продукции фитомассы, снижается видовая устойчивость сообществ и прогрессирует иссуше­ние местообитаний.

На настоящую крупнодерновинную степь, сформировавшуюся на месте ста­рой 30-летней залежи, весенние палы воздействуют следующим образом. Редкие палы (не чаще одного раза в 5 лет) не мешают ее последующей демутации (восста­новлению). После пожара происходит увеличение обилия корневищных и рыхло­кустовых 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) отме­чает в этом случае увеличение числа видов растений, но он происходит в постпи- рогенный период за счет появления сорных и нехарактерных для степи представи­телей разнотравья.

Таким образом, в результате проведенных в разных регионах исследований установлено, что при хозяйственном освоении степей следует отдавать предпочте­ние 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 сообще­ства, поэтому в большинстве случаев нежелательны.

В условиях урбанизированной территории Средней Волги растительный по­кров степей также часто подвергается пожарам. Прежде чем рассматривать влия­ние 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 распро­странение имеет особый азональный тип степных сообществ - каменистые степи (Юго-Восток..., 1971; Растительность.., 1980). Они обычно располагаются на кру­тых водораздельных склонах, коренных берегах речных долин и в крупных бал­ках. Растительные сообщества приурочены к эродированным почвам, что заметно отражается на их структуре. Класс формаций «каменистые степи» включает группу дерновиннозлаково-разнотравных формаций. В ее составе преобладает ковылковая формация, объединяющая ассоциации с доминированием Stipa lessingiana Trin. et Rupr. Каменистые степи, по мнению многих исследователей, в течение длительно­го времени являются природным рефугиумом для многочисленных реликтовых и эндемичных растений (Двуреченский, 1997; Михно, 1997; Горчаковский, 1997, 2000; Чибилев, 1998, 1999; Микулин, 2000).

Особый интерес в этом плане представляют каменистые степи Жигулей, пред­ставленные небольшими фрагментами - от нескольких десятков квадратных мет­ров до достаточно крупных участков площадью в несколько гектаров (Чап, Саксо­нов, 1999). Склоны с крутизной 25 и более градусов почти полностью лишены поч­венного слоя в результате постоянного смыва, осыпания верхних горизонтов и оползневых явлений, порой условия существования растений становятся критиче­скими.

Зональными для территории Высокого Заволжья являются луговые степи (Ильина, Устинова, 1990), которые сильно пострадали в агрикультурный период и ныне обычно сопровождают лесные массивы, прилегая к их краю. На открытых местах они чрезвычайно редки, произрастают на водораздельных плато, пологих склонах и увалах, коренных берегах рек на тучных и выщелоченных черноземных почвах. Степи отличаются высокотравными сообществами. Злаковая основа луго­вой степи сложена ксеромезофитными злаками: Stipapennata L., Роа angustifolia L., Phleum phleoides (L.) Karst., Bromopsis inermis (Leyss.) Holub, Dactylis glomerata L. Такие степи характеризуется богатым разнотравьем и высокой урожайностью зе­леной массы, в связи с чем они традиционно использовались как сенокосные уго­дья.

Зональная растительность степной зоны представлена настоящими, или ко- выльно-типчаковыми степями, подвергшимися распашке при освоении целин­ных и земель в середине прошлого столетия. Ныне на их месте находятся посевы сельскохозяйственных культур или молодые залежи с растительностью «бурьяни- стого типа» (Устинова, 2000; Ильина Н.С., 2003). Участки степей сохранились в условиях крутых склонов, непригодных для распашки. Они представлены форма­циями разнотравно-типчаково-ковыльных степей, злаковая дернина которых сло­жена различными видами Stipa L., Helictotrichon Bess, и Festuca valesiaca Gaudin.

Самая южная часть исследуемого региона характеризуется развитием опус­тыненных степей, среди которых наиболее заметна группа полынно- дерновиннозлаковых (бедноразнотравно-ковыльных) формаций. Растительные со­общества развиваются в чрезвычайно сухих условиях, часто на засоленных почвах. Структура фитоценозов проста, видовой состав бедный. Подобные участки в Са­марской области нами изучены только на территории Больше-Черниговского рай­она.

Особое место в сложении растительного покрова южных районов занимали разнотравно-типчаково-ковыльные степи на песчаном и супесчаном субстратах. По сведениям сотрудников кафедры ботаники СГПУ (Симакова, 1975; Устинова и др., 1999) в сообществах данных гемипсамофитных степей доминирующее значение играют Stipa capillata L., S. lessingiana Trin. et Rupr., Festuca valesiaca Gaudin, Ar­temisia marschalliana Spreng. Они располагаются преимущественно на левобережье р. Большой Иргиз (Больше-Черниговский район Самарской области).

Несмотря на жесткие условия существования растительного покрова в арид­ных условиях, в степях южной части исторически сложились своеобразные эколо­гические связи его компонентов, на уровне отдельных особей, их популяций, рас­тительных сообществ и различных типов комплексов степных фитоценозов. Эти отношения поддерживают стабильность степных экосистем и нарушение или вы­падение отдельных звеньев приводят к изменению структуры, а нередко и к дегра­дации степных экосистем. Чрезвычайно уязвимым элементом, как и повсеместно, являются редкие виды растений. Недавно вышел в свет первый том «Красной книги Самарской области (2007), включающий 287 видов охраняемых сосудистых растений. Почти половина из них (около 46%) являются обитателями степей.

Исходя из этих соображений, в 1998 г нами были начаты исследования, на­правленные, в первую очередь, на изучение структуры и динамики ценопопуляций редких видов растений в бассейне Средней Волги, относящихся к семействам As- teraceae, Fabaceae, Ranunculaceae.

В процессе проведения полевых работ нередко регистрировались участки сте­пи, подвергавшиеся пожару. Они различались как по природным характеристикам (рельеф, почвенные разности, тип сообществ, погодные условия и сезон возникно­вения пожара), так и по степени пирогенной нагрузки на растительный покров (длительность действия огня, скорость его распространения, глубина прогрева поч­вы) (Ильина, 2003, 2006).

Степные палы регистрировались во многих административных районах об­ласти. Исследования позволили установить, что на всех выделах, испытывающих пирогенное воздействие, ценопопуляции редких видов угнетены. При повторяю­щихся палах снижаются численность и плотность экземпляров растений, уменьша­ется площадь популяции. Отсутствие у большинства модельных видов вегетатив­ного размножения изменяет онтогенетические спектры ценопопуляций, их макси­мум смещается вправо, т.е. в сторону стареющих особей. В итоге через 2-4 года це­нопопуляции переходят из зрелых нормальных в стареющие регрессивные и выпа­дают из состава сообществ.

Совокупное действие пожаров и выпаса скота наиболее губительно для зо­нальных степных фитоценозов, сменяющихся вторичными малопродуктивными сообществами. Однако в ряде случаев нами отмечено, что умеренный выпас или единичные пожоги благоприятно сказываются на структуре исследованных попу­ляций. Мы можем объяснить подобное явление устранением ряда конкурентных видов и увеличением зольных элементов в верхних почвенных горизонтах.

Систематическим пожогам подвергается растительность памятника природы «Гора Копейка» (Похвистневский район Самарской области). Он расположен на водораздельном склоне, сложенном карбонатными отложениями татарского яруса перми. Нами фиксировалось огневое воздействие на растительность ООПТ с 1998 по 2008 годы (в конце июня - начале июля ежегодно), проводимое пастухами для очистки пастбища от отмерших частей растений (несмотря на природоохранный статус объекта выпас скота проводится регулярно). Общая площадь пожогов по ви­зуальной оценке варьировала от 300 до 12000 кв.м.

На территории урочища «Каменный дол» в Кинельском районе Самарской области растительность склонов древней балки менее подвержена пожогам, но ис­пытывает влияние интенсивного выпаса крупного рогатого скота, а отдельные уро­чища испытывают сильную рекреационную нагрузку. На нижнем участке левого склона балки строится коттеджный поселок. Ежегодно в пределах растительных сообществ с участием редких видов растений нами фиксировалось до нескольких десятков кострищ (13 в 1999 г., 25 в 2000 г. и 23 в 2007 г.). В 2005 и 2006 гг. пожа­ры охватывали значительную площадь (до 5000 кв.м).

Доцентом кафедры ботаники Самарского госпедуниверситета А.Е. Митро- шенковой в конце 90-х годов и в 2001-2002 гг. неоднократно фиксировались пожо­ги степей в Сергиевском районе Самарской области. Полученная информация по­зволила взять под контроль с целью долгосрочного мониторинга и изучения осо­бенностей восстановления растительного покрова и раритетных видов флоры в постпирогенном периоде участки степей на Серноводском шихане, горе Высокой и Успенской Шишке. К сожалению, поджоги степного травостоя фиксировались на­ми и в последующие годы, вплоть до настоящего времени, что негативно сказыва­ется как на состоянии растительного покрова, постепенно приводя его к состоянию дигрессии, так и на структуре ценопопуляций видов растений, подлежащих охране.

Огонь в значительной мере способен изменить облик и даже тип сообщества. В первую очередь, он действует на ксероморфные виды растений (произрастающие в засушливых местообитаниях). Мезофиты (растения, приспособленные к жизни в условиях среднего увлажнения почвы и воздуха) меньше подвержены действию огня; их листья, с крупными не опушёнными или слабо опушёнными пластинками) при кратковременном пожаре могут почти без особых повреждений переживать воздействие огня. Как показали наши исследования, адонисы весенний и волжский за счет достаточно высокой обводненности тканей, остаются неповрежденными во время весеннего пожара, при котором сгорает в основном сухой степной войлок.

Также было установлено, что ранневесенние пожары менее губительны для вегетативных органов растений и их диаспор, поскольку почва еще насыщена вла­гой, при этом большинство видов трав успевают накопить значительную фитомас­су, отличающуюся высоким содержанием воды. Несмотря на некоторую устойчи­вость, воздействие огня все же проявляется: сгоревшие растения повторно отрас­тают в более поздние сроки, что влечет за собой смещение фаз развития (например, у ветреницы лесной, астры альпийской, копеечников крупноцветкового, Разумов­ского и Гмелина, астрагала Цингера и др.).

В некоторых случаях растения в данный вегетационный сезон не успевают проходить стадии цветения и плодоношения из- за наступления периода низких температур (ковыль Лессинга, оносма простейшая). В ряде случаев не вызревают завязавшиеся плоды. Таким образом, огневое воздей­ствие приводит к уменьшению семенной продуктивности, вследствие чего проис­ходит постепенное старение фитоценопопуляций.

В последние годы мы нередко наблюдали появление в составе ценопопуля­ций квазисенильных растений. Квазисенильность определяется нами, вслед за О.В. Смирновой с соавторами (1984), как явление морфологической имитации сениль- ности, возникающее у растений в фитоценотически и экологически неблагоприят­ных условиях, дающих им возможность длительно находиться на предельно низ­ком уровне жизненности, а при улучшении условий существования омолаживаться.

В 2006 году в составе популяций Hedysarum gmelinii, Н. grandiflorum, Oxytro- pis floribunda и О. hippolyti впервые за время мониторинга был зарегистрирован высокий процент квазисенильных особей. В онтогенетических спектрах копеечни­ков таких особей отмечено около 5% (популяции на Серноводском шихане, Успен­ской горе, в Левашовской лесостепи, в Каменном и Верховом оврагах), у остроло­дочников - 6-8% (популяции на Высокой горе, Чубовской Красной горке, в Исак- линской нагорной лесостепи). В другие годы исследований на тех же стационар­ных участках их число редко превышало 0,1-0,3% от общего количества особей, а в большинстве случаев они и вовсе не фиксировались.

В 2003 году квазисенильные растения встречены в популяциях: Aster alpinus - 2,4% (Чубовская Красная горка), Laser trilobum - 1,75 (Серная гора Жигулей); в 2004 г. - Oxytropis spicata - 4,1 (Серноводский шихан); в 2005 г. - Jurinea arach- noidea, J. ewersmannii - 3,1 и 2,4; в 2006 и 2007 гг. - J. ledebourii и J. multiflora - от 2,6 до 3,9% (Высокое Заволжье в пределах Оренбургской области).

В последующие годы в этих популяциях квазисенильные особи не встречены (редко регистрирова­лись только единичные экземпляры), но подробное картирование особей (при изу­чении пространственной структуры популяций) показало, что большинство из них (около 80% у представителей сем. Fabaceae и Ranunculaceae, около 65% у видов из сем. Asteraceae) продолжили свое существование, перейдя в другие онтогенетиче­ские состояния. В основном для модельных экземпляров наблюдался переход из квазисенильного в виргинильное, зрелое и старое генеративные состояния. В пер­вом случае всегда происходило омоложение растений: ранее 87,7% из них относи­лись нами к зрелым, 12,2% - к старым и 1,1% - к молодым генеративным экземп­лярам (Ильина, 2008).

Многолетние наблюдения за динамикой онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций, общей численностью особей в них при учете и анализе комплексного влияния биотических и абиотических факторов, влияющих на фито­ценозы с участием избранных кальцефильных видов, позволили говорить об их пластичности (Ильина, 2007). Оценка качественных и количественных параметров различных режимов эксплуатации территорий (выпас скота, пожары, рекреация), метеорологических условий сезонов исследования показала, что появлению в по­пуляциях модельных растений квазисенильных особей всегда предшествовали ин­тенсивные (ежегодные и даже по 2-3 раза за один вегетационный период) степные палы на участках, используемых в качестве пастбищ.

Без сомнения, квазисенильность служит одним из основных адаптационных механизмов растений к меняю­щимся условиям эколого-фитоценотической среды, особенно четко проявляющим­ся в местообитаниях, подверженных хозяйственной эксплуатации. Наличие особей, способных переживать неблагоприятные условия и впоследствии омолаживаться, значительно повышают устойчивость ценопопуляций.

Кроме травянистых многолетников и полукустарничков, к которым принад­лежат названные выше виды, определенный интерес представляет изучение биоло­гии и экологии степных кустарников, в первую очередь, принадлежащих к семей­ству Fabaceae.

Исследованные популяции дрока красильного (Genista tinctoria L.) на Под- вальских оползневых террасах (Шигонский район), горе Копейке (Похвистнев- ский), Зеленой горе (Елховский), Шиланской горе (Красноярский) и в Чубовской луговой степи (Кинельский) имеют соответственно площади около 500, 300, 450 и 800 м . Особи произрастают группами по 10-20 экземпляров, промежутки между скоплениями от 0,5 до 10-12 м. Средняя плотность равна от 2,8 до 4,5 растений на 1 м . Генеративные особи популяций составляют около 65-72%. В онтогенетических спектрах преобладают зрелые генеративные особи, субдоминирующую позицию делят старые генеративные (в этом случае спектр правомодальный одновершин­ный) и виргинильные растения (спектр дву вершинный).

Дрок произрастает в лугово-степных фитоценозах с высокой долей мезофи­тов: среди них клевер горный, лабазник шестилепестный, репешок обыкновенный, чистец прямой. Степная флора представлена ковылями перистым и красивейшим, истодом сибирским, вишней степной, васильком сумским. Общее проективное по­крытие почвы травостоем - до 70-85 (в Чубовской луговой степи до 90%).

Возникающие степные пожары, как правило, приводят к отмиранию наземных побегов дрока, но сохранившиеся подземные почки возобновления достаточно бы­стро трогаются в рост. Растения начальных этапов онтогенеза элиминируют полно­стью. Длительное воздействие огня приводит к гибели большого числа взрослых особей.

Популяции ракитника русского в Каменном и Верховом оврагах (Кинельский p-он) занимают площади более 2200 и 3000 м . В первом случае популяция имеет вытянутый кон­тур в виде прерывающейся ленты (1,5-3 м шириной), расположена в средней части склона с крутизной от 3 до 20°, во втором - большая часть популяции находится на выровненных участках (плато в устье Верхового оврага), меньшая в средней и нижней частях склона. Плотность особей составляет в разных ценопопуляциях от 1-1,5 до 5-6 экземпляров на 1 м . Ядро всех изученных ценопопуляций составляют особи генеративной фракции.

Ракитник зарегистрирован в ковылковых и ковылко- во-солонечниковых сообществах с участием адониса волжского, астрагала волж­ского, василька русского, ветреницы лесной, оносмы простейшей, эфедры двуколо­сковой. Общая флора сообществ - 39 видов сосудистых растений. Проективное по­крытие почвы травостоем - 60-80%, модельным видом - до 10%. Следует подчеру- нуть, что фитоценозы кустарниковой степи памятника природы «Каменный овраг» были затронуты пожаром весной 2005 года, «Верхового оврага» - в весенние пе­риоды 2005 и 2006 гг. (в основном пострадали заросли на плато и в верхней трети склонов). На момент исследования у особей ракитника поврежденные побеги дос­тигали 60 % от общего числа, а некоторые экземпляры элиминировали (7-10%).

Результаты работы свидетельствуют (Ильина, Сарсенгалиева, 2007), что в сходных условиях при пирогенной нагрузке (даже при совместном произрастании дрока и ракитника) в большей степени повреждаются особи Chamaecytisus rutheni­cus.

По свидетельству специалистов региона (устные сообщения) популяции степ­ных кустарников могут в большей или меньшей степени восстановиться лишь че­рез 20-25 лет после пожара. Однако неопровержимых опытных данных для подоб­ного утверждения накоплено еще недостаточно. Дальнейший мониторинг за цено- популяциями степных кустарников позволит получить детальные сведения об их устойчивости и темпах восстановления после пожаров.

Степные пожары оказывают избирательное действие на растительные сооб­щества, угнетая одни виды и увеличивая роль других. Проведенные исследования позволили установить, что при пожаре в большей степени повреждаются степные кустарники, кустарнички и полукустарнички. У видов этих жизненных форм пол­ностью сгорают или сильно повреждаются надземные одревесневшие части.

Влияние пожаров неоднозначно и в значительной степени зависит от типа растительности (Попов, 2004). Совершенно понятно, что данные, полученные на различных территориях для одних и тех же типов сообществ не всегда сопостави­мы.

Если в луговых вариантах степей после пожара обычно сохраняются живыми дернины злаков из родов Stipa и Festuca, то в южных (настоящих и каменистых) степях летние пожары зачастую выжигают их до золы. Внедряемые в сообщества после пожара сорные виды обычно повышают опасность повторного возгорания.

Степные палы могут быть проведены при рациональном использовании степ­ных территорий и восстановлении охраняемых участков, но при строгом соблюде­нии рекомендаций специалистов. Временной промежуток, площадь пала должны быть регламентированы и четко отслежены.

Таким образом, большинство рекомендаций специалистов Восточной Европы по проведению палов неприменимы для степных участков Самарской и сопредель­ных областей в связи с разными характеристиками растительного покрова.

Основными приемами тушения пожаров на небольших площадях являются: опашка охваченных пожаром участков тракторными плугами; увлажнение расти­тельности распыленной водой с помощью сельскохозяйственной техники, приспо­собленной для целей пожаротушения, и пожарных машин; забрасывание землей горящих участков и захлестывания огня метлами; создание прокосов и минерали­зованных полос перед фронтом распространения огня или опашка очагов пожара. При пожарах, распространившихся на большой площади, и сильном ветре (более 7 м/с) основными приемами тушения являются создание заградительной полосы, с использованием для этого естественных преград (широкие дороги, реки, озера, ов­раги и т.п.) и пуск встречного огня (Пожарная тактика, 1984). Те же меры следует предпринять при возникновении пожаров на хлебных посевах. По мнению А.В. Попова (2004), хорошей преградой для распространения огня являются грунтовые дороги.

Современное развитие нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей про­мышленности, транспортировка нефти усугубляют ситуацию (Ильина и др., 2008). При разливах и возгорании нефти отмечается, что уже через 30 минут на поверхно­сти почвы создается гомотермный слой, достигающий глубины материнской поро­ды, то есть, уничтожающий почву полностью. В подобных случаях восстановление почвенного плодородия и каких-либо биоценозов будет происходить путем пер­вичных сукцессий (начиная с деятельности специфических бактерий). Имеющиеся наблюдения показывают, что для утилизации продуктов сгорания и восстановле­ния пионерного биоценоза может потребоваться до 10 лет.

На основании вышесказанного следует признать обязательной разработку об­щей системы противопожарного мониторинга для всех природных угодий области. На наш взгляд первоначальным этапом работы должно стать установление влияния пожаров на площадях, занятых естественной лесной и степной растительностью, а также на сельскохозяйственных и рекреационных землях. Следует учесть, что все мероприятия должны осуществляться «без фанатизма», с предварительным учетом характеристик растительного покрова и быстром определении категории сложно­сти возникшего пожара.

В настоящее время нами определяется соотношения позитивных и негативных экологических последствий степных и лесных пожаров; ведется корректировка ка­дастра охраняемых видов растений на основе составления перечня представителей флоры, страдающих при лесных и степных пожарах; выявляются видовые и попу­ляционные особенности редких представителей флоры региона при действии на них огня и высоких температур; разрабатываются рекомендации по регулярности проведения степных палов на пастбищных угодьях области; проводится оценка эффективности противопожарных мероприятий на территории государственного лесного фонда; определяется сезонная корреляция пожарной опасности с метеоро­логическими условиями, типом местообитаний и породным составом лесной рас­тительности.

Пожароопасная ситуация, сложившаяся на территории России в 2010 году, в том числе и в Самарской области, выявила самые болезненные и незащищенные места в системе предупреждения и тушения пожаров. По-видимому, последующие годы покажут и несостоятельность мероприятий по восстановлению растительного покрова, которые зачастую проводятся без необходимой экологической эксперти­зы. Для правильной оценки последствий воздействия пирогенного фактора и по­следующих корректных рекомендаций по восстановлению растительного покрова и животного мира необходимо проведение дополнительных исследований.

Источник: справка-01.su

Статью прислал: Yamaha

Статьи по теме

Природные пожары, экология и безопасность
Профилактика пожарной безопасности. Пожарная профилактика
Опубликовано: 12 апреля, 2017

Обеспечение пожарной безопасности является приоритетной задачей для руководителя любого объекта. Лучше предотвратить чрезвычайное происшествие, чем устранять его последствие. Это правило уже проверено годами во всех странах...

Для того, чтобы добавить комментарий, авторизуйтесь.