Введение

Обширная территория на юго-западной периферии Алтае-Саянской горной страны выделена в особый физико-географический регион - Рудный Алтай. Большое количество осадков и значительный запас тепла способствуют развитию в регионе своеобразной формации лесов - черневой тайги, где основной лесообразующей породой является пихта сибирская. Это достаточно обеспеченный лесом регион, который издавна привлекал внимание лесопромышленников, деятельность которых, наряду с лесными пожарами, привела к значительным изменениям в составе и структуре лесного фонда. Результатом такого воздействия является преобладание производных мягколиственных насаждений и кустарниковых зарослей, общая доля которых в покрытых лесом землях составляет 51% [6].

Какова же степень влияния лесных пожаров в целом по Рудному Алтаю? Этот вопрос остается открытым из-за недостаточности исторических сведений о лесном фонде, однако результаты первых лесоустроительных работ, проведенных регионе в 1885-1886 гг., свидетельствуют о том, что леса пирогенного происхождения уже тогда присутствовали в регионе, поэтому изучение естественной послепожарной динамики лесообразовательного процесса представляет не только научный, но и практический интерес.

Методологический подход

При сборе первичных материалов для изучения динамики лесного фонда придерживались определенного методологического подхода [9]. Оценка лесного фонда и анализ его динамики проводился в пределах одинаковых границ. Из выбранных кварталов выписывались все таксационные характеристики выделов, относящихся к покрытым лесом землям, и площади лесных земель за несколько инвентаризационных периодов. Сопоставление таких данных позволило оценить результативность лесохозяйственной деятельности
и ее целенаправленность в плане улучшения динамики лесного фонда. Для изучения естественного возобновления применялся метод учетных площадок по А.В. Побединскому [7].

Результаты исследований

Послепожарная динамика восстановления хвойных древостоев проанализирована на примере участка площадью 6380 га в бассейне рек Тениха, Иг- нашиха и Колбяный ключ Зыряновского лесного учреждения (табл. 1), где 35% территории было уничтожено пожарами 1860-1862 гг. [3, 4].

Первое лесоустройство отметило на территории участка значительные площади «горелого леса», а лесоустройство 1911-1913 гг. позволило установить площадь сгоревших насаждений - 2237 га, которые таксировались как «старые редины-прогалины», или «старые гари-редины». Спустя полвека после пожаров на гарях отмечены береза, осина и редко пихта. За 50 лет из пройденных огнем 7590 га в целом по лесному учреждению возобновилось пихтой лишь 141 га.

При лесообследовательских работах в 1925 г. все еще отмечались места старых гарей с куртинным возобновлением березы, и лишь лесоустройством 1931-1932 гг., т. е. через 70 лет после пожара, большинство площадей протаксированы как редины лиственных пород. Многие участки отнесены к прогалинам и кустарникам, лишь отдельные березовые и осиновые колки переведены в покрытые лесом земли [3].

Спустя 150 лет после пожаров для возникших производных лиственных насаждений уже второй генерации или в распадающихся первой генерации характерна обратимость лесовосстановительных смен: на склонах южных экспозиций, занятых производными березняками или осинниками, отмечен благонадежный подрост пихты, его участие в составе достигает до 1-3 ед. На склонах северных экспозиций и в низинах формируется разновозрастное пихтовое насаждение II-VII классов возраста [4].

Анализ послепожарной динамики древесной, кустарниковой и травянистой растительности, а также результатов изучения процессов естественного возобновления пихты на гарях различных сроков давности позволяет утверждать, что естественное восстановление и формирование растительности в первые 150 лет после пожара сильной интенсивности во времени происходит через установленные нами восстановительно-возрастные стадии.

Первая стадия: свежие гари (рис. 1). Продолжительность данного этапа: после верхового пожара - до 2 лет, после устойчивого низового - до 5 лет. Она характеризуется полной или частичной гибелью всех компонентов пихтовых фитоценозов. Остатки материнского древостоя, как и валеж, начинают заселяться стволовыми энтомовредителями.

Вторая стадия (рис. 2): травяно-кустарниковые ассоциации и формирование лиственных молодняков (от 3 до 10... 15 лет). На первоначальном этапе она представлена сочетанием на гарях нескольких основных видов трав и кустарников. Начинают появляться спирея и малина. При наличии источников семян накапливается самосев березы, рябины, ивы, которые, наряду с корнеотпрысковыми экземплярами осины, совместно начинают заселять пространство гари, образуя куртины. Продолжительность и характер этой стадии определяется в большинстве случаев наличием семян березы и характером их распространения, а также возможностью появления осины вегетативного происхождения.

Смыкание лиственного полога происходит к 10... 11 годам после пожара, причем лиственные молодняки размещены на гари неравномерно: березовые - в виде полос шириной до нескольких десятков метров в небольших понижениях или на ровных участках, а также единичными особями равномерно по площади; осиновые - куртинами (очагами) диаметром до 15 м вокруг погибших материнских деревьев.

Третья стадия (от 16 до 150...200 лет). Это период господства производных березняков или осинников первой или даже второй генераций с подростом пихты во втором ярусе. К 150 годам на склонах северных экспозиций, западинах и в микропонижениях возможно формирование средневозрастных пихтарников (рис. 3).

Изучение процессов естественного возобновления и учет подроста пихты на различных стадиях свидетельствует о том, что определяющая роль в процессе формирования травянистого, кустарникового и древесного покровов, наряду с интенсивностью горения, принадлежит условиям произрастания.

На первой стадии, независимо от условий произрастания, естественное возобновление пихты отсутствует. После пожара увеличивается доля участия травостоев и видовое разнообразие злаков.

На второй стадии, на склонах С-СВ и В экспозиций, формируются малиново-рябиновые ассоциации, из древесных видов преобладает береза и ива. На склонах СЗ и 3 экспозиций наибольшее распространение получают малиново -спирейные сообщества, из древесных видов преобладает осина. Лесо- водственная характеристика второй стадии послепожарного формирования древостоев, составленная по описанию и учету возобновления на десяти пробных площадях (1111), представлена в табл. 2.

Первый участок, подобранный для изучения послепожарной динамики пихтовых лесов, расположен в 46-м квартале Кедровского лесничества Пихтовского лесного учреждения. Он представляет собой 11-летнюю частично разработанную гарь общей площадью около 200 га, охватившую верхнюю часть хребта и склон СЗ экспозиции крутизной 15°. Исходный тип леса - пихтач травяно-папоротниковый.

На исследуемой гари повсеместно наблюдаются погибшие, но еще не упавшие деревья. Вся территория гари сильно захламлена поваленными деревьями и сучьями, почва сильно задернена. Основные представители древесной и кустарниковой растительности на гари - осина, береза, рябина, ива древовидная, черемуха, бузина. Травяной покров представлен крупнотравными и злаковыми растениями. Здесь заложено всего 41111.

Первые две 1111 заложены ближе к краю гари, на склоне СЗ экспозиции, где верховой пожар перешел в низовой. Состав исходного древостоя - 8П20с+Б, полнота 0,7, класс бонитета III Под пологом уцелевших после пожара изредка встречающихся куртин пихты (80 лет) или в непосредственной близости от них зафиксирован подрост пихты высотой от 0,2 до 2,0 м. Сохранившийся подрост выше 1,0 м, как правило, предварительной генерации, что подтверждается его возрастом (20...25 лет), зачастую имеет механические повреждения, полученные при разработке горельника. Третья и четвертая 1111 заложены в эпицентре гари и охватывают вершину хребта. Здесь наблюдается сильная захламленность, отсутствует подрост пихты, появлению которого препятствует густой высокий травостой. Тем не менее процесс возобновления древесными породами происходит и представлен на данном этапе рябиной (высота до 2,5 м) и осиной (до 4,0 м). Густота подроста осины, который произрастает очагами диаметром до 25 м, достигает 1880 шт./га. Подрост березы семенного происхождения встречается единично.

Второй исследуемый участок, представляет собой 11-летнюю пихтовую гарь (1111 5-10) и расположен в 47-м квартале Журавлихинского лесничества КГУ «Риддерское ЛХ». Общая площадь гари более 250 га. Она охватывает верхнюю часть склона СЗ-С-СВ экспозиций крутизной до 10°. Исходный состав древостоя - 8П2Б, полнота 0,5. Характеризуя участок, можно отметить, что гарь частично разработана, о чем свидетельствует наличие пней диаметром более 16 см. Весь тонкомер оставлен. Территория сильно захламлена сучьями и валежником. На склоне имеются уцелевшие после пожара куртины пихты с примесью березы, которые играют роль обсеменителей. Вблизи куртин пихты встречается редкий подрост предварительной генерации. Основная часть исследуемой площади постепенно зарастает березой семенного происхождения, которой насчитывается 2353 шт./га (рис. 4).

Следующий участок для изучения послепожарной восстановительновозрастной динамики темнохвойных лесов (третья стадия) расположен в труднодоступной местности на территории Кедровского лесничества Пихтов- ского лесного учреждения. Характеризуя лесорастительные условия участка, отметим, что 34-летняя гарь охватывает среднюю и верхнюю части склона С-СВ экспозиций крутизной до 25°.

Исходный состав древостоя до пожара на участке 9П1Б. Его полнота, судя по редко встречающемуся валежу, который уже почти полностью «затянут» травой, средняя, предположительно 0,5.

На вершинах склона, где проходит граница гари, наблюдаются сухостойные пихты, постепенно отмершие после пожара, но находящиеся в вертикальном положении. Гарь не разработана. Практически весь склон СВ экспозиции (передний план, рис. 5) возобновился березой семенного происхождения в количестве 4311 шт./га. Возраст подроста и молодняка березы колеблется от 5 до 30 лет, расположение - небольшими колками.

Количество подроста пихты достигает 3724 шт./га, который произрастает под пологом производных березовых насаждений и имеет куртинное размещение. На таких склонах в будущем сформируется низкополнотное насаждение пихты. На склоне С экспозиции (дальний план, рис. 5) подрост предварительной и последующей генераций высотой более 1,0 м расположен равномерно по склону и формирует редину. Период восстановления коренных хвойных насаждений в таких условиях составит не менее 150... 200 лет.

Заключение

Таким образом, пирогенный фактор оказывал и оказывает решающую роль во всех лесообразовательных процессах в горных лесах. Особенности послепожарной восстановительной динамики определяются лесорастительными условиями и биологическими свойствами пород, слагающих древостой. На Рудном Алтае восстановление и формирование растительности в первые 150 лет после пожара сильной интенсивности в условиях пихтача травянопапоротникового последовательно во времени проходит через следующие восстановительно-возрастные стадии: первая - свежие гари (до 2...3 лет после пожара); вторая - травяно-кустарниковые ассоциации и формирование лиственных молодняков (от 4 до 10... 15 лет); третья стадия - производные березняки или осинники с подростом пихты во втором ярусе (от 16 до 150 лет и более).

Процесс восстановления гарей в темнохвойной и черневой тайге начинается с формирования куртин из лиственных пород и сопровождается дальнейшим пространственным их расселением. Увеличение полноты лиственных насаждений стимулирует накопление подроста темнохвойных пород. Большая растянутость лесообразовательного процесса (более 200 лет), а также периодичность появления подроста обусловливают разновозрастность пирогенных пихтовых насаждений. В общих чертах лесовосстановительная динамика гарей в черневой и темнохвойной тайге Казахстанского Алтая напоминает схему развития производных березняков с подростом пихты и ели Г.Ф. Морозова [5].

Отметим, что в лесах Зауралья и Сибири уже к 8... 10 годам после пожара отмечается появление первых экземпляров хвойного подроста [1, 2, 8]. В условиях Рудного Алтая, территория которого расположена на крайней южной границе распространения пихтовых лесов, появление подроста пихты на гарях, образованных повальными лесными пожарами, в этот период не наблюдается, поэтому, в отличие от северных регионов, третья стадия и, соответственно, господство лиственных пород, продолжается длительное время (150 лет и более). Выход пихты в главный полог насаждения и ее преобладание в составе будет являться началом четвертой стадии послепожарного формирования древостоев. Таким образом, период полного восстановления исходного коренного хвойного древостоя после пожаров в условиях Рудного Алтая составляет не менее 200 лет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бузыкин А.II. Альтернативность пирогенного воздействия и последствия на древесные ценозы // Пожары в лесных экосистемах Сибири. Красноярск : ИлиД СО РАН. 2008. С. 100 - 102.


2. Буряк Л.В., Лузганов А.Б., Матвеев П.М., Каленская О.П. Влияние низовых пожаров на формирование светлохвойных насаждений юга Средней Сибири. Красноярск: СибГТУ. 2003. 206 с.


3. Блазырин В.М. Изучение лесообразовательного процесса в темно хвойных лесах Рудного Алта: отчет о НИР. Алма-Ата : КазСХИ. 1981. 124 с.


4. Калачев А А., Пзергина М.0. Послепожарная динамика темно хвойных лесов Казахстанского Алтая // Исследования и результаты. Алматы. 2013. № 2. С. 98 -104.


5. Морозов Б. Ф. Учение о лесе. М.; Л.. 1930. 412 с.


6. Основные положения организации и ведения лесного хозяйства Восточно- Казахстанской области (горный регион). Алматы. 2009. 363 с.


7. Побединский А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. М.. 1966. 64 с.


8. Санников С.Н. Естественное возобновление сосны на сплошных вырубках и гарях и пути его улучшения // Природа и лесное хозяйство Припышминских боров. Екатеринбург : УрО РАН. 1997. С. 23 - 26.


9. Шейнгауз А. Методические рекомендации по анализу динамики лесного фонда. Хабаровск. 1986. 41 с.