Огонь справедливо рассматривается как один из существенных природных факторов, определяющих растительный покров Земли, воздействие которого возросло в результате деятельности человека. Огонь оказывает быстрое краткое воздействие на растения. Оно бывает непосредственным или косвенным — через изменения среды обитания. Лишь при пожарах на торфяных болотах, длящихся неделями и даже месяцами, влияние огня продолжается длительное время. У некоторых растений выработались приспособления, обеспечивающие им устойчивость к воздействию пирогенного фактора. Возникли даже виды, способные размножаться семенами лишь в условиях повторяющихся время от времени пожаров. Сформировались фитоценозы, которые могли существовать лишь при периодическом выгорании. После пожара создаются благоприятные условия для прорастания семян, а также приживания и дальнейшего развития возникающих из них всходов в результате улучшения условий освещения, обеспечения элементами минерального питания (интенсивная аммонификация и нитрификация) и резкого снижения конкуренции с взрослыми растениями. Общепризнанным является представление о том, что биологические особенности сосновых и лиственничных лесов тесно связаны с пирогенным фактором. Например, популяции сосны и лиственницы после естественных пожаров не только выживают, но и вследствие устранения неадаптированных к огню конкурентов осваивают новые территории.
В естественных условиях пожары возникают во время вулканической активности или при попадании молнии в дерево. Иногда пожары начинаются от искр, образующихся при ударе каменных глыб кристаллических пород, при падении метеоритов или в результате самовозгорания органических остатков, от трения стволов двух деревьев под действием ветра. Огонь в той или иной мере воздействует на растительность всех природных зон, его воздействие особенно значительно в зоне хвойных лесов, в областях со средиземноморским климатом (леса и кустарники с преобладанием жестколистных кустарников) и в тропических и субтропических злаковниках (саваннах). Смены травяных фитоценозов после пожаров обусловлены главным образом изменением количественных соотношений видов в результате изменившихся их конкурентных взаимоотношений. Это особенно хорошо проявляется в фитоценозах, образованных полукустарниками и травами. Преобладание в природных травяных фитоценозах (саванны, степи, прерии, пампасы и др.) злаков несомненно связано с их устойчивостью к воздействию огня, одного из основных экологических факторов в этих регионах. Без воздействия огня во многие травяные ценозы быстро внедряются древесные растения. На Крайнем Севере как следствие пожаров может происходить смена лесных фитоценозов тундровыми.
Различия в реакции, на воздействие огня отдельных видов растений определяются степенью повреждения их почек возобновления. Полукустарники и кустарники, почки возобновления которых расположены над почвой, повреждаются огнем сильнее, чем травы (гемикриптофиты и особенно геофиты). Среди трав более устойчивы к воздействию огня виды, почки возобновления которых расположены в почве, или виды образующие дерновины так, что почки внутренних побегов защищены от воздействия огня побегами, расположенными по периферии. Особенно устойчивы к воздействию огня кочкарные растения, возможно, что одним из путей возникновения этой жизненной формы могло быть воздействие пирогенного фактора. Среди видов, участвующих в пирогенных сукцессиях, можно выделить следующие:
Сочетание этих типов постпирогенных стратегий создает большое разнообразие пирогенных смен фитоценозов.
Наблюдения за ходом пирогенной сукцесии в различных климатических зонах необходимы, так как они позволяют накопить фактологическую основу для успешного решения проблемы влияния пирогенного фактора на охраняемые природо-территориальные комплексы.
В конце июля --- начале августа 2000 года остров Олений горел. Остров имеет площадь около 2,7 км кв. и располагается в губе Чупа Кандалакшского залива Белого моря на территории Керетского природного заказника. Пожар затронул преимущественно северо-восточную часть острова, причем выгорело не менее 30% леса.
Для того, чтобы пронаблюдать за ходом пирогенной сукцессии на острове Олений, мы заложили две пробные площадки величиной 10 x 10 м, на менее (площадка А) и более (площадка Б) поврежденных пожаром участках острова. Площадки ограничены красным шпагатом.
Чтобы найти площадку А, нужно пойти от большой сосны в сторону больших парных валунов 100 м (азимут 175), от большего из парных валунов 50 м (азимут 200) сосна с затесом "А" и кольцевыми метками, выполненными красной и синей краской. Азимут на левый угол площадки 100 (ствол березы). Географические координаты центра площадки А: N 66 18 54,6 E 33 27 09,04.
Площадку Б маркирует сосна с двойной меткой и кольцевыми метками, выполненными красной и синей краской, на южной стороне северной гряды (около 350 м от стоянки на центральном северном мысу острова). На площадке лежит сломанная вершинка сухой сосны. Географические координаты центра площадки Б: N 66 19 00,6 E 33 27 13,1 (см. также карту острова).
В рамках Беломорских экспедиций Московской Гимназии на Юго-Западе в течение четырех лет (2001-- 2004 гг.) один раз в год во второй половине июля на обеих площадках оценивалось проективное покрытие высших растений по шкале Браун-Бланке и обилие по семибальной «шкале 1543».
На менее пострадавшей от пожара площадке общее проективное покрытие высших растений (ОПП) в 2000 году составляло около 10%. В 2001 году начал восстанавливаться травяно-кустарничковый ярус (единичные побеги Equisetum sylvaticum, Ledum palustre, Melampyrum pratense, Vaccinium myrtillus, V. vitis-idaea), появился корневой подрост Populus tremula и Betula pubescens. За последующий год ОПП увеличилось лишь незначительно (примерно до 15%) в основном за счет черники, появился новый вид -- Polytrichum communis. В 2003 году ОПП также за счет черники возрасло примерно вдвое (до 30%). Появились новые виды травяно-кустарничкового (Ortillia secunda) и мохового (Dicranella sp.) ярусов. В 2004 году ОПП остается приблизительно прежним (35%), появляются единичные проростки Pinus sylvestris и новые виды мохового яруса (Orthodicranum montanum, Pollia sp., Polytrichum juniperinum), черника начинает плодоносить. Проективное покрытие всех видов высших растений (кроме черники) по-прежнему не превышает 1%; обилие багульника, брусники и ортилии составляет 3 балла по «шкале 1543» (табл. 1.)
|
Год |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
|
|
ОПП (%) |
10 |
15 |
30 |
35 |
|
|
вид |
обилие по "шкале 1543" или проективное покрытие по шкале Браун-Бланке |
обилие по "шкале 1543" |
проективное покрытие по шкале Браун-Бланке |
||
|
Pinus sylvestris |
погибшие десятилетние экземпляры |
2 (проростки) |
+ |
||
|
Betula pubescens |
одиночные экземпляры, в среднем 5-6 междоузлий |
одиночные экземпляры, в основном прикорневая поросль |
3 экземпляра -- корневая поросль |
1 |
+ |
|
Populus tremula |
корневой подрост, в среднем 5 междоузлий |
корневой подрост, 6 экземпляров |
2 экземпляра -- корневая поросль, 2 экземпляра -- семенное возобновление |
--- | --- |
|
Ledum palustre |
подрост в среднем 8-9 междоузлий |
подрост |
1% |
3 |
+ |
|
Vaccinium myrtillis |
однолетние побеги, в среднем 8 междоузлий |
15% |
28% |
5 |
3 |
|
Equisetum sylvaticum |
одиночные побеги без колосков |
одиночные побеги |
<1% |
2 |
+ |
|
Vaccinium vitis-idaea |
однолетние побеги, в среднем 7 междоузлий |
единичные экземпляры |
1% |
3 |
1 |
|
Ortillia secunda |
--- | --- |
<1% |
3 |
1 |
|
Polytrichum communis |
--- |
единичные экземпляры, проективное покрытие меньше 1% |
<1% |
1 |
+ |
|
Orthodicranum montanum |
--- | --- | --- |
1 |
+ |
|
Pollia sp. |
--- | --- | --- |
1 |
+ |
|
Polytrichum juniperinum |
--- | --- | --- |
1 |
+ |
|
Melampyrum pratense |
одиночные экземпляры |
одиночные экземпляры |
<1% |
--- | --- |
|
Dicranella sp. |
--- | --- |
<1% |
--- | --- |
Условные обозначения: баллы обилия растений по "шкале 1543": 1 -- единичные растения/раметы; 2 -- 2-12 растений; 3 – не более 5% растений данного вида от общего числа видов высших сосудистых растений на площадке; 4– 5-25%; 5 – 25-50%; 6 – 50-75%; 7 – более 75%; баллы проективного покрытия по шкале Браун-Бланке: + -- вид редок и имеет малое проективное покрытие, 1 -- особей вида много, но покрытие не велико, 2 -- , 3 -- проективное покрытие 25-50%, прочерк обозначает отсутствие данного вида на площадке в этом году.
На более пострадавшей от пожара площадке ОПП в 2000 году было близко к нулю. В 2001 году появились лишь единичные побеги V. vitis-idaea. В 2002 году число видов высших растений резко возрасло: появилось два проростка Pinus sylvestris, единичные побеги V. myrtillus, начал восстанавливаться моховой ярус (Bryum sp., Polytrichum juniperinum). В 2003 году отмечены единичные побеги Calluna vulgaris. В 2004 году появляется новый вид мохового яруса -- Orthodicranum montanum; ОПП травянисто-кустарничкового и мохового ярусов по-прежнему не превышает 1%; обилие вереска, брусники и Polytrichum juniperinum составляет 5 баллов по “шкале 1543” (табл. 2).
|
Год |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
|
|
ОПП (%) |
близко к 0 |
менее 1 |
менее 1 |
1 |
|
|
вид |
обилие по "шкале 1543" или проективное покрытие по шкале Браун-Бланке |
обилие по "шкале 1543" |
проективное покрытие по шкале Браун-Бланке |
||
|
Calluna vulgaris |
--- | --- |
<1% |
5 |
+ |
|
Vaccinium vitis-idaea |
единичные побеги в среднем 5 междоузлий |
единичные побеги |
<1% (доминирующий вид) |
5 |
+ |
|
Vaccinium myrtillus |
--- | --- |
<1% |
2 |
+ |
|
Pinus sylvestris |
единичные мертвые деревья |
единичные мертвые деревья, 1 проросток в ЮЗ углу площадки |
единичные мертвые деревья, два двухлетних проростка |
2 |
+ |
|
Polytrichum juniperinum |
--- | --- |
<1% |
5 |
+ |
|
Orthodicranum montanum |
--- | --- | --- |
1 |
+ |
Условные обозначения: см. усл. обозн. к табл. 1
На менее поврежденной площадке первые восстановившиеся виды травяно-кустарничкового яруса -- это растения с одревесневающими побегами, которые наименее подвержены действию огня (V. myrtillus, V. vitis-idaea) или растения, семена или споры которых покоились в почве во время пожара, а после него активно проросли (Equisetum sylvaticum, Ledum palustre и Melampyrum pratense). Быстрое возобновление этих видов можно связать со снижением конкуренции после пожара. Огонь не повредил корни осины и березы, что позволило этим растениям уже на следующий после пожара год образовать корневую поросль.
На более пострадавшей от пожара площадке растительность выгорела практически полностью, и возобновление, по-видимому, шло лишь семенным путём. Единственным исключением служит брусника, восстановившаяся уже на следующий год после пожара, корневища которой, очевидно, не пострадали. Интересно, что ОПП мохового яруса более повреждённой площадке несколько превышает таковое на менее поврежденной площадке, что можно связать с резким снижением давления на моховой ярус со стороны других (выгоревших) ярусов растительности.
Из полученных данных очевидно, что на менее повреждённой пожаром площадке, растительный покров активно возобновляется (в основном вегетативным путем), тогда как на более повреждённой площадке возобновление (в основном генеративное) существенно затруднено.
Данная работа вносит вклад в создание фактологической основы для обработки многолетней информации по пирогенной сукцессии, сопоставимой по различным регионам. В итоге будут накоплены уникальные данные, наличие которых будет способствовать успешному решению проблемы влияния пирогенного фактора на охраняемые природно-территориальные комплексы.
В следующем полевом сезоне необходимо заложить контрольную площадку в негоревшей части острова. Размер и географические условия этой площадки должны быть максимально приближены к таковым для площадок А и Б.
Работнов Т.А. Фитоценология. М., 1983.
Амиханов А.М., Колосов А.М. Растительный и животный мир заповедных островов” . Сборник научных трудов ЦНИЛ Главохоты РСФСР. М., 1989.
| Главная | Общая информация | Карты | Фото | Фольклор | Острова | Озера | Флора | Фауна |