Тема: Сукцессии участка соснового леса
Актуальность темы: Роль соснового леса для человека огромна.
вследствие такого многообразия « полезностей » сосновых лесов, эти уникальные экосистемы в настоящее время нуждаются в особом внимании человека
Повышенная рекреационная нагрузке на сосновые леса часто приводящей к пожарам.
Так как я живу у самой кромки леса, то часто бываю в лесу
. Мокшанский лес относится к широколиственным лесам, но местами встречаются и сосновые массивы, посаженные местным лесхозом.
Весной 2010 года в сосновом бору начался пожар. Я был свидетелем этого пожара, принимал участие в его ликвидации. Горящий лес, да тем более хвойный – зрелище устрашающее. Сосны вспыхивали как спички. Огонь с ревом и треском распространялся очень быстро. Благодаря оперативному реагированию и умелым действиям всех спецслужб, так же местного населения, этот пожар удалось потушить. После пожара наш бор представлял собой печальное зрелище. Одни деревья погибли в огне, превратившись в стоячие головешки, в других еще теплилась жизнь, но было понятно, что это не на долго. Через год они превратятся в сухостой. Я покидал пожарище с тяжелым сердцем.
Примерно через месяц я снова оказался на пожарище. Местами сквозь обожженную хвою пробивалась трава. Позднее появилась молодая поросль деревьев лиственных пород. Вот только молодых сосенок нигде не было видно.
Неужели мы потеряли наш сосновый бор навсегда?
я и решил заняться изучением этой проблемы
. За помощью я обратился в ГКУ ПО «Мокшанское лесничество», где нашел понимание и поддержку.
Цель работы: Изучить процесс вторичной сукцессии сгоревшего участка леса и содействовать рентабельному воспроизводству видового состава древесных и кустарниковых растений на горельника земель ГЛФ ГКУ ПО « Мокшанское лесничество»
Задачи:
· Изучить причины возникновение пожаров в массиве соснового леса
· Изучить особенности состояния искусственных насаждений в районе поражения и на территориях не подверженных пожаром
· При помощи объективных общедоступных методов провести оценку жизненного состояния сосновых леса до и после пожара
· Оценить ущерб, нанесенный пожаром данному биотопу
· Провести мониторинг вторичной сукцессии выгоревшего участка леса
· Собрать сведения об утраченных редких видах деревьев, кустарников ранее произраставших здесь
· Наладить сотрудничество с ГКУ «Мокшанское лесное хозяйство»
· Выяснить планы лесничества по восстановлению видового состава
· Оказать содействие в решение проблемы защиты леса от пожаров (выступить с агитационными мероприятиями по ППБ в лесу перед учащимися МОУ СОШ №2 и силами учащихся оказать помощь в восстановлении данного биотопа).
Гипотеза:
Причиной возникновения пожара стал антропогенный фактор. Пожар привел к вторичной сукцессии выгоревшего участка соснового леса. Естественное развитие сукцессии займет несколько десятилетий, а смена приведет к развитию нерентабельного сообщества мелколиственного леса, поэтому восстанавливать лес необходимо с помощью санитарно оздоровительных мероприятий.
Общая площадь лесов Мокшанского лесхоза составляет 50519га.
В лесах лесхоза преобладают мягколиственные древостои Из хвойных древостоев, составляющих всего лишь 8,8% от общей площади покрытых лесом земель, преобладающее положение занимает сосна (89.
Деревья, выросшие в лесопосадках, характеризуются высокоприподнятой кроной, стволы по форме приближаются к цилиндру, т.е. полнодревесны и малосбежисты.
Стволы деревьев в лесопосадке отличаются большой стройностью и более высокими техническими качествами древесины, чем деревья, выросшие в естественных условиях.
Антропогенные факторы, влияющие на лесные сообщества:
Причины, вызывающие лесные пожары, подразделяются на две группы: связанные с деятельностью человека; не зависящие от деятельности человека, связанные с природными явлениями.
В большинстве случаев возникновения лесных пожаров
связано с деятельностью человека. Основной причиной лесных пожаров является неосторожное обращение с огнём в лесу Лесные пожары обычно возникают близ дорог и населённых пунктов.
Все лесные пожары подразделяются на три вида: низовые (наземные), подземные (торфяные) и верховые. Низовые и верховые пожары подразделяются на устойчивые и беглые. К беглым пожарам относят пожары с быстро продвигающейся кромкой огня. При таких пожарах сгорает живой напочвенный покров , лесная подстилка, мертвый опад, а также хвойный подрост и подлесок. Устойчивые низовые пожары появляются в основном летом, при этом на участке пожара в течение длительного периода времени горят подстилка, валежник, гнилые пни, сильно обгорают корни и кора деревьев
Верховые пожары. При таких пожарах кроме напочвенного покрова и подстилки горит и полог древостоя (хвоя, листья, ветви деревьев). Верховые пожары развиваются обычно из низовых пожаров. Верховые пожары чаще всего возникают летом в ветреную погоду в хвойных молодняках на сухих местоположениях
При верховом устойчивом пожаре сгорает полностью крона деревьев (включая ветви и крупные сучья), живой напочвенный покров, опад, подстилка, валеж, сухостой, подрост, подлесок.
Подземные пожары. Такие пожары возникают в лесах, растущих на торфяных почвах или в насаждениях с мощным слоем подстилки (толщиной более 20 см), обычно во второй половине лета. При этих пожарах торф или подстилка прогорает до минерального горизонта почвы или до влажных слоев, где горение невозможно. Подземные пожары являются продолжением низовых пожаров
Пензенской области за 10 месяцев 2011 года зарегистрировано 52 случая лесных пожаров, из них 51 случай, или 98%, возник по вине граждан.
По сравнению с соответствующим периодом прошлого года число пожаров уменьшилось в 15 раз»,
Лесными пожарами было пройдено 40 га лесных земель, сгорело на корню 62 кубометра леса. Расходы по тушению пожаров составили 710 тыс. рублей.
Вторая причина рубки
Рубки ухода разделяют на рубки осветления, прочистки, прореживания и проходные.
Рубки осветления проводят в хвойных и лиственных молодняках, имеющих возраст до 10 лет, для создания определенного состава насаждений.
Прочистки проводят с целью ухода за составом насаждений в насаждениях от 11 до 20 лет. В
прочистках кроме второстепенных пород удаляют
худшие деревья главных пород и деревья из загущенных групп главных пород.
Прореживания проводят с целью формирования полнодревесной формы ствола, Прореживания проводят в хвойных и семенных твердолиственных насаждениях в возрасте 21... 40 лет, мягколиственных 21 ... 30 лет, при полноте 0,8 и выше.
Проходные рубки проводят с целью получения увеличенного прироста на лучших деревьях. В хвойных и семенных твердолиственных насаждениях их проводят с возраста 41 год и более, в мягколиственных — с возраста 31 год и более при полноте 0,8 и выше.
Рубки осветления и прочистки повторяют через 2...5 лет, прореживания через 5.
Сплошные санитарные рубки, назначаемые после проведения специального лесопатологического обследования, оформляются в соответствии с Санитарными правилами в лесах РФ.
СУКЦЕССИЯпроцесс постепенного изменения состава, структуры и функции экологических систем
под влиянием внутренних или внешних факторов.
Сукцессии
могут быть первичными или вторичными, восстановительными
Вторичные сукцессии, как правило, протекают быстрее
К аллогенным сукцессиям относятся антропогенные сукцессии деятельности человека - нередко вызывающий смены одних сообществ др.
В ходе сукцессии претерпевают изменения все компоненты биогеоценоза: фитоценоз, зооценоз, микробоценоз и почвы.
.
Местоположениегорельника: Мокшанское участковое лесничество кВ.128, Выдел №23 площадь 0,4 га ( опушка) Видовой состав изучали путем мониторинга соседнего не поврежденного участка такой же площади
Сходный биотоп: Выдел № 22 площадь 0,9 состав 10 С, возраст 40 лет. Средний диаметр 20 средняя высота22 метр полнота насаждения: 0,8 Видовой состав: : Сосна, клён остролисный, рябина обыкновенная, клён татарский, берёза бородавчитая, дуб черешчатый., черёмуха, калина, снежно ягодник, лещина обыкновенная.
Определение экологического состава на сходном биотопе:
| Порода | Кол-во деревьев по категории состояния и % | ||||||
| I | II | III | IV | V | VI | Всего | |
| сосна | |||||||
| 82,7% | 5,3% | 3,3% | 4,7% | 1,3% | 2,7% | 100% |
Насаждение биологически устойчивое (количество деревьев 1-3 категории более 90%) и способно выполнять санитарно-гигиенические функции. ( см. приложение 1,2)
Причина сукцессии: Низовые пожар
Мониторинг горельника:
| Порода | Кол-во деревьев по категории состояния и % | ||||||
| I | II | III | IV | V | VI | Всего | |
| сосна | |||||||
| 12,7% | 8,6% | 10% | 24,7% | 42% | 2% | 100% |
При мониторинге горельника (в течение года) было выявлено количество деревьев 3-6 категории 118 штук, свидетельствующие о том, что насаждение утратило свою биологическую устойчивость более чем на 78%, и в дальнейшем не в состоянии выполнять свои санитарно-гигиенические функции.
Для определения типа почв я обратился за помощью к участковому лесничему Скачкову Н.И. , который является сотрудником ГКУ ПО « Мокшанское лесничество»
Основным и преобладающим типом почв на территории расположения лесхоза является темно – серые, слабо оподзоленные, суглинистые и глинистые, преимущественно дубравные почвы. Мощность гумусового горизонта — до 40 см, содержание гумуса — от 3,5—4 % до 8—9 %, гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами. Реакция среды — слабокислая. Характерно наличие новообразований кальция на глубине 120—150 см. (см. приложение 3)
Исследования показали, что под влиянием пожара морфологические признаки почв практически не изменяются, за исключением уничтожения горизонта А0 – лесной подстилки. Исследования гранулометрического состава дерново-подзолистых почв показали, что лесной пожар приводит к вымыванию мелких глинистых и илистых частиц из поверхностных слоёв в более глубокие почвенные горизонты. Поэтому верхние почвенные горизонты преимущественно являются песчаными, содержание глины (частицы <0,01 мм) не пре-вышает 7%. В гранулометрическом составе преобладает фракция крупного песка (в пределах 70-90% от массы почвы).
Уничтожение лесной подстилки в результате пожара приводит к развитию струйчатой эрозии уже в первую весну после по-
жара, а это способствует изменению гранулометрического состава почв, и к развитию ветровой эрозии почв в дальнейшем. Наибольшее влияние лесной пожар оказывает на кислотность дерново-подзолистых почв. Если рН лесной подстилки до пожара был сильно
кислый и составлял 3,8, то её зольные остатки через 10 месяцев после пожара имели величину рН – 5,3. Заметное повышение кислотности отмечено до глубины 50 см. Лесной пожар не оказал влияния ни на емкость поглощения, ни на содержание гумуса в верхних горизонтах. Валовое содержание элементов питания (фосфора и калия) в дерново-подзолистых почвах под влиянием лесных пожаров существенно не изменилось. Влажность верхнего слоя почвы на пожарищах несколько выше, нежели на нетронутых пожаром территориях, что объясняется отсутствием расхода воды растительностью. Сохранение доступной влаги в толще объясняется невозможностью использования воды корнями, слабо насыщающими глубокие горизонты почвы. Очень сильно изменяется температурный режим поверхностного слоя почвы го-
рельников. Максимальная температура поверхности почвы, превышающая +60°С – губительная для растений даже при кратковременном действии, летальной для древесных видов в ювенильном возрасте является температура выше +55оС. Таким образом, можно сделать вывод, что почвенные условия произрастания растений после пожара претерпевают очень сильные изменения. Этот факт должен оказывать определяющее воздействие на видовой состав растительного покрова горелых участков леса.
Участковый лесничий Скачков Н. И. порекомендовал мне провести лесопатологический мониторинг насаждения после пожара.
| Дата | Что изменилось |
| 17.06.10 | Низовой пожар. Огнём пройдено 0,4 га. , частично уничтожена лесная подстилка А0, выгорело сухостоя 10%, стволовой ожог и повреждения камбия у 80%. У 10% повреждения не значительные или отсутствуют. |
| 2.07.10 | На повреждённых стволах деревьев стала появляться смола, виде небольших прозрачных капелек. Появление первого травянистого покрова |
| 16.07.10 | Крона разреженная; хвоя светло-зеленая; прирост уменьшен. |
| 1.08.10 | Крона ажурная; хвоя светло-зеленая, матовая; прирост слабый. |
| 15.08.10 | Смолотечение стало иметь ярко выраженный характер. Смола загустела. Пробудились сохранившиеся после пожара спящие почки |
| 4.09.10 | Крона сильно ажурная; хвоя серая, желтоватая или желто-зеленая; прирост очень слабый |
| 19.09.10 | Хвоя серая, желтая или красно-бурая. |
| 3.10.10 | Началось частичное опадение кроны. |
| 17.10.10 | После дождя и ветра наблюдается осыпание хвои и небольших веточек. |
| 5.11.10 | Наблюдается отслаивание коры. |
| 27.11.10 | Мокрым снегом сломано три сухостойных дерева. |
| 12.12.10 | Штормовым ветром произошёл повал пяти стволов деревьев с корневой системой. |
В данном случае восстановление может идти двумя способами: Естественным, но это приведет к смене пород, насаждение будет менее продуктивным и по продолжительности займёт длительный период.
Искусственное - погибшие насаждение не может восстановиться в прежней форме (главная порода сосна) поэтому нуждается в искусственном лесовосстановлении, а именно в посадке лесных культур.
Специалистами лесничества был составлен план восстановления:
1. метод создания культур (Механизированная посадка сеянцев на дно плужных борозд)
2. главная порода (Сосна)
3. способ подготовки почв (Напашка борозд размером 0,7 на 0,15 с помощью ПКЛ-70)
4.размещение саженцев в ряду и междурядье ( междурядье 3 метра, в ряду 0,8 метра)
5.схема смешения ( С-С-С-С-С-С-С-Б-Б-Б-С-С-С-С-С-С-С)
6. кол-во посадочного материала по породам на1 га. (4.125 на 1 га. на всю площадь 1650 из них сосна 1155 495 берёза бородавчатая)
7. Намечаемые уходы за ЛК в течение 5 лет (1 дополнение ЛК в количестве 20 % от первоначальной густоты посадки; 2 механизированные уходы 14 ручных 5)
8.Противопожарные мероприятия (устройство минерализованной полосы по периметру лесокультурой площади шириной 2,5 метра)
9. Год перевода лесных культур в покрытую лесом площадь. ( 2017г)
Мною были проведены мероприятия в школе по предупреждению пожаров, о вреде, наносимом лесными пожарами и защите леса от пожаров. (см приложение 4)
Выводы: после проведения работы я считаю что наша гипотеза оказалась правильной. Данный участок леса подвергся необратимым изменениям в результате низового пожара. Доминантный вид соснового леса пострадал больше всего и хотя по мнению учёных сосна легче всего восстанавливается после низового пожара, на данной территории этого не произошло. Естественная вторичная сукцессия начала развиваться в направлении образования мелколиственного леса. На гарях развивалась поросль мелколиственных кустарников, которые в будущем могут замениться на не рентабельный мелколиственный лес. Так как земли лесничества считаются государственной собственностью, то они должны приносить прибыль государству, а значит не допустимо развитие мелколиственного леса до естественного климаксного сообщества. Поэтому принятое решение о искусственном восстановлении леса считается закономерным.
Заключение: При восстановлении повреждённого участка я принимал участие. После этого смог реально оценил какой гигантский труд вкладывают работники лесного хозяйства в восстановление и выращивание лесов, и понял что всё живое находится в очень хрупком равновесии, которое может нарушить детская шалость или брошенная сигарета. Поэтому я буду участвовать в защите леса всеми доступными для меня путями.