Естественные нарушения в коренных еловых лесах С. Паутов Научные интересы: коренные еловые леса, ландшафты, ГИС Естественные, коренные, ненарушенные, первобытные, девственные леса принято рассматривать как устойчивые, сложившиеся лесные экосистемы с выработанной столетиями структурой. В классическом лесоведении лесообразовательный процесс рассматривается как движущая сила сукцессионных смен, заканчивающихся формированием коренных или климаксных экосистем. Поскольку климаксные лесные экосистемы в наибольшей степени приспособлены к условиям местообитания, им приписывается наибольшая экологическая устойчивость, сбалансированность прироста и отпада древостоев, относительно постоянная породная возрастная и пространственная структура. Эталоном климаксных бореальных лесов европейского Севера являются темнохвойные леса с преобладанием ели. Сосняки чаще рассматривают как условно-коренные леса, за исключением границ экологической ниши сосны обыкновенной (песков и верховых болот).Однако, в зарубежной, а в последнее время и в отечественной литературе все больше внимания уделяют изучению естественных нарушений и их роли в лесных экосистемах. Наиболее распространенными естественными нарушениями таежных лесов являются пожары и ветровалы, гораздо меньше распространены прочие природные катастрофы (наводнения, оползни, извержения вулканов). Среди экологов существуют разногласия по поводу естественности пожарных нарушений в лесах. Некоторые считают послепожарные леса антропогенными, так как большинство пожаров происходит по вине человека. Другие считают пожар частью фитоклимата местообитаний и аргументируют это тем, что лесные пожары были распространены на Земле и миллионы лет назад. Последняя позиция кажется более обоснованной, и большинство ученых отдает предпочтение именно ей. Изучению пожарной динамики сосняков посвящено много работ, разработана теория пирогенной устойчивости сосняков. Работ по изучению влияния пожаров на темнохвойные, в частности еловые леса гораздо меньше. Ель считается неустойчивой к пожарам породой из-за относительно тонкой коры и поверхностной корневой системы, а благодаря низко опущенной кроне лесные пожары в еловых лесах часто принимают характер повальных верховых, уничтожающих практически полностью лесную экосистему. Поэтому сложилось мнение, что лесные пожары не характерны для еловых лесов и происходят в них в виде крайне редких катастрофических воздействий. Однако в лесных экосистемах сохраняются надежные признаки пожарных воздействий в виде послепожарных подсушин на стволах старых деревьев и углей в почве. Особенно часто пожарные подсушины образуются на деревьях сосны и кедра. По ним можно легко определить год пожара. Угли в почве являются очень инертной субстанцией и по различным данным сохраняются сотни, а может быть и тысячи лет. По глубине залегания их в почвенном горизонте можно примерно оценить давность пожара. Так как верховые пожары полностью уничтожают древостой и, как правило, вызывают смену пород в еловых лесах, установить время пожара можно по породной и возрастной структуре насаждения. Массивы одновозрастных лиственных или смешанных насаждений чаще всего образуются после пожаров. Проведенные в еловых лесах Печоро-Илычского заповедника ландшафтно-экологические исследования показали, что пожары играют в этих лесах значительную роль. Так, практически повсеместно распространены в почвах под ельниками угли различных размеров и состояния. Изучение архивных, и лесоустроительных материалов показало, что значительная часть еловых лесов за последние 100-150 лет была трансформирована пожарами. Полевые исследования показали, что низовые пожары также имеют место в еловых и елово-лиственных лесах, однако они не приводят к полному уничтожению экосистем еловых лесов, а вызывают лишь частичную смену пород на участках с интенсивным воздействием. Крупномасштабные верховые пожары в еловых лесах охватывают иногда площади в десятки или сотни тысяч гектаров. Причиной возникновения естественных пожаров является молния. Установлено, что обширные верховые пожары приурочены к годам экстремальных засух. Распространение пожара может быть ограничено естественными преградами (крупные реки и болота, скалы). Пожарные воздействия образуют сложную мозаику нарушенных участков и пожарных рефугиумов с сохранившимися ельниками. Верховые пожары в еловых лесах являются стартом для восстановительных сукцессий. Однако далеко не всегда после пожара происходит полная смена пород. Чаще формируются смешанные елово-лиственные древостои, дальнейшее развитие которых проходит со сменой лиственных пород на хвойные. Восстановление структуры и облика коренных еловых лесов не всегда происходит в течение жизни двух- трех поколений ели, иногда образуются длительно- производные березово-еловые леса. Другим видом естественных нарушений в лесах являются ветровалы. Ветровалы распространены не менее широко, чем пожары, однако изучены значительно хуже. Ветровалы в темнохвойных лесах сильно варьируют по размерам и конфигурации нарушенных территорий. Наиболее распространены относительно небольшие по площади (несколько гектаров) окна вывала. Менее распространены крупные ветровальные комплексы, где основной древесный ярус уничтожен на территории десятков и сотен гектаров. Ветровалы можно условно разделить на сплошные, где воздействие ветра привело к полному вывалу древостоя, и несплошные, где вывален лишь верхний ярус, а второй сохранился. Расположение ветровалов в ландшафте показывает их определенную ландшафтную обусловленность. Чаще всего крупные окна вывала и ветровальные комплексы приурочены к ветроударным склонам и перегибам рельефа. Ветровалы чаще происходят в спелых и перестойных лесах, но могут вызывать нарушения и в средневозрастных насаждениях. Характерной особенностью ветровального воздействия является то, что оно в большинстве случаев не приводит к смене коренных пород производными. В распространении ветровалов, как и пожаров, присутствует элемент случайности и однозначной детерминации их теми или иными признаками не существует. Широко распространенными в Сибири и менее характерными для европейского Северо-Востока являются нарушения лесов, связанные со вспышками численности вредителей и распространением болезней леса. Так, широко известные вспышки численности сибирского шелкопряда приводят к массовой гибели лесов на сотнях и тысячах гектаров. Вспышки болезней леса чаще приводят к гибели искусственные лесонасаждения. Еще одним видом естественных нарушений лесных экосистем является отмирание и распад полога древостоев из-за естественной старости. В отличие от рассмотренных выше воздействий, эти нарушения происходят в основном по эндогенным причинам и связаны с естественной старостью и отмиранием деревьев. Эти нарушения тесно связаны с воздействием ветра, а также вредителей и болезней леса. Порой бывает трудно установить, что служит первопричиной гибели леса на определенной территории, так как снижение устойчивости деревьев по мере старения делает их более подверженными воздействию вредителей и болезней леса, что в свою очередь способствует ветровому разрушению полога древостоев. Действие эндо- и экзогенных факторов в комплексе приводит к ускоренному разрушению верхнего яруса еловых лесов и развитию характерной для коренных лесов мозаичной пространственной структуре древостоя. Разрушение различных по площади участков древостоя сопровождается ускоренным развитием второго яруса и подроста, и они быстро заполняют образовавшееся в пологе древостоя окно. Таким образом, массив коренного леса представляет собой мозаику древостоев различного возраста и при воздействии факторов, вызывающих нарушения в лесах, разрушения всего массива не происходит. Такова в общих чертах концепция ГЭП- динамики коренных лесов или динамики случайных нарушений древостоя. Однако, для формирования такой пространственной структуры массива темнохвойных лесов должно пройти по оценкам различных исследователей от 400 до 600 лет. Изучение пространственной структуры еловых лесов Печоро-Илычского заповедника и прилегающих территорий позволило выявить следующие их особенности. Крупные лесные массивы естественных лесов представляют собой мозаику лесов различного породного состава и типа. Определяющими факторами пространственного распределения различных типов леса являются условия местообитания и связанное с ними пожарное воздействие. Породный состав коренных и условно-коренных еловых древостоев отличается значительным постоянством. Основными доминантами являются ель и пихта, береза и кедр присутствуют в постоянной примеси. Валеж и сухостой — постоянные компоненты лесных экосистем, их распределение в пространстве сильно варьирует. В среднем коренные еловые леса накапливают около 50 куб. м/га валежа и около 40 куб. м/га сухостоя. На ветроударных склонах количества валежа и сухостоя могут быть равны или даже превышать запасы древостоев. Послепожарные березняки приурочены в основном к долинам рек второго и третьего порядка. Высокотравные и папоротниковые ельники, которые развиваются на дренированных склонах, являются, скорее всего, пожарными рефугиумами и служат преградой огню. По структуре послепожарных смешанных лесов прослеживаются периоды обширного распространения пожаров. Еловые леса на продуктивных, дренированных почвах накапливают значительные запасы древостоев и количества валежа. В результате ускоренного распада основного яруса древостоя формируются своеобразные лесные экосистемы с открытым несомкнутым пологом древостоя и мощным развитием высокотравья в окнах полога. Значительные количества неразложившегося крупномерного валежа и густое высокотравье затрудняют возобновление коренных пород. В структуре древостоев коренных еловых лесов прослеживается доминирование условно одновозрастного поколения, которое является либо наследием послепожарных смен, либо последствием волновой динамики коренных лесов, связанной с распадом и восстановлением сомкнутого древесного полога.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 3703 посещений с 07.02.2001 |