Влияние периодичности низовых пожаров на запас лесных горючих материалов средневозрастных сосняков в лесостепи красноярского края

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Значительные лесные площади на территории Красноярского края ежегодно подвергаются пожарам, которые приводят к трансформации лесных фитоценозов, а также изменению запасов и структуры лесных горючих материалов. Информация о динамике накопления лесных горючих материалов может служить основой для управления пирогенной устойчивостью лесных насаждений. С целью оценки влияния ранневесенних низовых пожаров разной периодичности на динамику, структуру и запасы лесных горючих материалов проведены экспериментальные выжигания в средневозрастных сосняках разнотравно-зеленомошных в лесостепной зоне Красноярского края. Смоделированы экспериментальные пожары разной периодичности (ежегодные, с интервалом в 2–3 года и однократное выжигание). Независимо от периодичности выжиганий в первые 2–3 года наблюдается увеличение общего запаса лесных горючих материалов, при последующих выжиганиях данный показатель снижается до значений, близких к допожарным. Изменяется структура лесных горючих материалов, в результате чего снижается потенциальная горимость сосняков. Уменьшается доля хвои и коры в опаде, доля шишек увеличивается. Отмечено перераспределение представленности классов упавших древесных горючих материалов в сторону более крупных классов диаметров. За исследуемый период (2014–2018 гг.) наибольшее накопление запаса лесных горючих материалов отмечено при выжиганиях с периодичностью в 3 года (68.2 т га–1).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. С. Собачкин

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: romans@ksc.krasn.ru
Россия, Академгородок, д. 50, стр. 28, Красноярск, 660036

Н. М. Ковалев

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Email: romans@ksc.krasn.ru
Россия, Академгородок, д. 50, стр. 28, Красноярск, 660036

Список литературы

  1. Агроклиматический справочник по Красноярскому краю и Тувинской АО. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 268 с.
  2. Бондур В.Г., Гордо К.А., Кладов В.Л. Пространственно-временные распределения площадей природных пожаров и эмиссий углеродсодержащих газов и аэрозолей на территории Северной Евразии по данным космического мониторинга // Исследование Земли из космоса. 2016. № 6. С. 3–20.
  3. Валендик Э.Н., Верховец С.В., Кисиляхов Е.К., Иванова Г.А., Брюханов А.В., Косов И.В., Голдаммер Й. Технологии контролируемых выжиганий в лесах Сибири. Красноярск: Сибирский фед. университет, 2011. 160 с.
  4. Дымов А.А., Дубровский Ю.А., Габов Д.Н. Пирогенные изменения подзолов иллювиально-железистых (средняя тайга, Республика Коми) // Почвоведение. 2014. № 2. С. 144–154.
  5. Иванова Г.А., Иванов В.А. Зональность лесных горючих материалов и их пирогенная трансформация в сосняках Средней Сибири // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2020. № 4 (376). С. 9–26.
  6. Иванова Г.А., Конард С.Г., Макрае Д.Д., Безкоровайная И.Н., Богородская А.В., Жила С.В., Иванов В.А., Иванов А.В., Ковалева Н.М., Краснощекова Е.Н., Кукавская Е.А., Орешков Д.Н., Перевозникова В.Д., Самсонов Ю.Н., Сорокин Н.Д., Тарасов П.А., Цветков П.А., Шишикин А.С. Воздействие пожаров на компоненты экосистемы среднетаежных сосняков Сибири. Новосибирск: Наука, 2014. 232 c.
  7. Иванова Г.А., Кукавская Е.А., Безкоровайная И.Н., Богородская А.В., Жила С.В., Иванов В.А., Ковалева Н.М., Краснощекова Е.Н., Тарасов П.А. Воздействие пожаров на светлохвойные леса Нижнего Приангарья. Новосибирск: Наука, 2022. 204 c.
  8. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств горючих материалов // Вопросы лесной пирологии. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1970. С. 5–58.
  9. Лупян Е.А., Барталев С.А., Балашов И.Б., Егоров Б.А., Ершов Д.Б., Кобец Д.А., Сенько К.С., Стыценко Ф.Б., Сычугов И.Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории российской федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 158–175.
  10. Матвеев П.М. Влияние лесовозобновительных выжиганий на средоформирующие функции северотаежных лиственничников Восточной Сибири // Информационный листок. М.: ВНИЦлесресурс, 1995. С. 60–61.
  11. Пономарев Е.И., Швецов Е.Г., Усатая Ю.О. Регистрация энергетических характеристик пожаров в лесах Сибири дистанционными средствами // Исследование Земли из космоса. 2017. № 4. С. 3–11.
  12. Справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. Вып. 21. Ч. II. 504 с.
  13. Фуряев В.В. Шелкопрядники тайги и их выжигание. М.: Наука, 1966. 92 с.
  14. Фуряев В.В., Самсоненко С.Д., Фуряев И.В. Пирологическая характеристика комплексов напочвенных горючих материалов в доминирующих типах леса Верхне-Обского массива (юго-восток Западной Сибири) // Лесное хозяйство. 2015. № 1. С. 36–37.
  15. Цветков П.А. Запасы горючих материалов в лесах северо-востока Эвенкии // Лесное хозяйство. 2001. № 4. С. 33–35.
  16. Angelstam P., Kuuluvainen T. Boreal forest disturbance regimes, successional dynamics and landscape structures: A European perspective // Ecological Bulletins. 2004. V. 51. P. 117–136.
  17. Berglund H., Kuuluvainen T. Representative boreal forest habitats in northern Europe, and a revised model for ecosystem management and biodiversity conservation // Ambio. 2021. V. 50. P. 1003–1017.
  18. Bird R.B., Bird W.D., Codding B.F., Parker C.H., Jones J.H. The ‘fire stick farming’ hypothesis: Australian Aboriginal foraging strategies, biodiversity, and anthropogenic fire mosaics // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2008. V. 105. P. 796–801.
  19. Brown J.K., Reinhardt E.D., Fischer W.C. Predicting duff and woody fuel consumption in Northern Idaho prescribed fires // Forest Science. 1991. V. 37. № 6. P. 1550–1566.
  20. Burrows N.D., Ward B., Robinson A.D. Behaviour and some impacts of a large wildfire in the Gnangara maritime pine (Pinus pinaster) plantation, Western Australia // CALM Science. 2000. V. 3. P. 251–260.
  21. Certini G., Moya D., Lucas-Borja M., Mastrolonardo G. The impact of fire on soil-dwelling biota: A review // Forest Ecology and Management. 2021. V. 488. P. 118989.
  22. Conard S.G., Ivanova G.A. Wildfire in Russian boreal forests — potential impacts of fire regime characteristics on emissions and global carbon balance estimates // Environmental Pollution. 1999. V. 98. № 3. P. 305–313.
  23. Dymov A.A., Startsev V.V., Milanovsky E.Y., Valdes-Korovkin I.A., Farkhodov Y.R., Yudina A.V., Donnerhack O., Guggenberger G. Soils and soil organic matter transformations during the two years after a low-intensity surface fire (subpolar Ural, Russia) // Geoderma. 2021. V. 404. P. 115278.
  24. Fensham R.J. The management implications of fine fuel dynamics in bushlands surrounding Hobart, Tasmania // Journal of Environmental Management. 1992. V. 36. P. 301–320.
  25. Ferreira A.J.D., Coelho C.O. A., Boulet A.K., Leighton-Boyce G., Keizer J.J., Ritsema C.J. Influence of burning intensity on water repellency and hydrological processes at forest and shrub sites in Portugal // Australian Journal of Soil Research. 2005. V. 43. P. 327–336.
  26. Finney M.A., McHugh C.W., Genfell I.C. Stand- and landscape-level effects of prescribed burning on two Arizona wildfires // Canadian Journal of Forest Research. 2005. V. 35. P. 1714–1722.
  27. Franklin J.F., Spies T.A., Pelt R.V., Carey A.B., Thornburgh D.A, Berg D.R., Lindenmayer D.B., Harmon M.E., Keeton W.S., Shaw D.C., Bible K., Chen J. Disturbances and structural development of natural forest ecosystems with silvicultural implications, using Douglas-fir forests as an example // Forest Ecology and Management. 2002. V. 155. № 1–3. P. 399–423.
  28. French N.F.H., Kasischke E.S., Stocks B.J., Mudd J.P., Martell D.L., Lee B.S. Carbon release from fires in North American boreal forests // Fire, Climate Change, and Carbon Cycling in the Boreal Forest. Springer-Verlag, New York, 2000. P. 377–388.
  29. Goldammer J.G., Furyaev, V.V. Fire in ecosystems of boreal Eurasia. Dordrecht: Springer, Netherlands, 1996. 528 p.
  30. Ivanova G.A., Kukavskaya E.A., Ivanov V.A., Conard S.G., McRae D.J. Fuel characteristics, loads and consumption in Scots pine forests of central Siberia // Journal of Forestry Research. 2020. V. 31. № 6. P. 2507–2524.
  31. Kasischke E.S., Bruhwiler L.M. Emissions of carbon dioxide, carbon monoxide and methane from boreal forest fires in 1998 // Journal of Geophysical Research. 2003. V. 108. P. 2–16.
  32. Kauffman J.B., Martin R.E. Fire behavior, fuel consumption, and forest-floor changes following prescribed understory fi res in Sierra Nevada mixed conifer forests // Canadian Journal of Forest Research. 1989. V. 19. P. 455–462.
  33. Knapp E.E., Keeley J.E., Ballenger E.A., Brennan T.J. Fuel reduction and coarse woody debris dynamics with early and late season prescribed fi re in a Sierra Nevada mixed conifer forest // Forest Ecology and Management. 2005. V. 208. № 1–3. P. 383–397.
  34. Knapp E.E., Varner J.M., Busse M.D., Skinner C.N., Shestak C.A. Behaviour and effects of prescribed fire in masticated fuelbeds // International Journal of Wildland Fire. 2011. V. 20. № 8. P. 932–945.
  35. Kukavskay E.A, Ivanova G.A., Conard S.G, McRae D.J., Ivanov V.A. Biomass dynamics of central Siberian Scots pine forests following surface fires of varying severity // International Journal of Wildland Fire. 2014. V. 23. № 6. P. 872–886.
  36. Malmström A., Persson T., Ahlström K., Gongalsky K.B., Bengtsson J. Dynamics of soil meso- and macrofauna during a 5-year period after clear-cut burning in a boreal forest // Applied Soil Ecology. 2009. V. 43. № 1. P. 61–74.
  37. Marozas V., Racinskas J., Bartkevicius E. Dynamics of ground vegetation after surface fires in hemiboreal Pinus sylvestris forests // Forest Ecology and Management. 2007. V. 250. № 1–2. P. 47–55.
  38. McRae D.J., Conard S.G., Ivanova G.A., Sukhinin A.I., Baker S.P., Samsonov Y.N., Blake T.W., Ivanov V.A., Ivanov A.V., Churkina T.V., Hao W.M., Koutzenogij K.P., Kovaleva N.M. Variability of fire behavior, fire effects, and emissions in Scotch pine forests of Central Siberia // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. V. 11. № 1. P. 45–74.
  39. McRae D.J., Alexander M.E., Stocks B.J. Measurement of fuels and fire behavior on prescribed burns // Canadian Forestry Service, Great Lakes Forest Research Centre, Sault Ste. Marie, ON. Information Report O-X-287. 1979. 44 p.
  40. Miller C., Urban D.L. Modeling the effects of fi re management alternatives on Sierra Nevada mixed-conifer forests // Ecological Applications. 2000. V. 10. № 1. P. 85–94.
  41. Moretti M., Duelli P., Obrist M.K. Biodiversity and resilience of arthropod communities after fire disturbance in temperate forests // Oecologia. 2006. V. 149. P. 312–327.
  42. Neary D.G., Klopatek C.C., DeBano L.F., Ffolliott P.F. Fire effects on belowground sustainability: a review and synthesis // Forest Ecology and Management. 1999. V. 122. P. 51–71.
  43. Parro K., Köster K., Jõgiste K., Vodde F. Vegetation dynamics in a fire damaged forest area: the response of major ground vegetation species // Baltic Forestry. 2009. V. 15. № 2. P. 206–215.
  44. Pausas J.G., Keeley J.E. A burning story: the role of fire in the history of life // Bioscience. 2009. № 59. P. 593–601.
  45. Payette S. Fire as a controlling process in the North American boreal forest // A Systems Analysis of the Global Boreal Forest. Cambridge University Press, 1992. P. 144–169.
  46. Pietikäinen J., Fritze H. Clear-cutting and prescribed burning in coniferous forest: comparison of effects on soil fungal and total microbial biomass, respiration activity and nitrification // Soil Biology and Biochemistry. 1995. V. 27. № 1. P. 101–109.
  47. Prescribed burning in Russia and neighbouring temperate-boreal Eurasia. A publication of the Global Fire Monitoring Center (GFMC) / J.G. Goldammer (Ed.). Dordrecht: Kessel Publ. House, 2013. 326 p.
  48. Pressler Y., Moore J.C., Cotrufo M.F. Belowground community responses to fire: meta-analysis reveals contrasting responses of soil microorganisms and mesofauna // Oikos. 2019. V. 128. № 3. P. 309–327.
  49. Rothermel R.C. A mathematical model for fire spread predictions in wildland fires. Research Paper INT-115. Ogden, UT: US Department of Agriculture, Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1972. P. 40.
  50. Ryan K.C., Knapp E.E., Varner J.M. Prescribed fire in North American forests and woodlands: history, current practice, and challenges // Frontiers in Ecology and the Environment. 2013. V. 11. P. 15–24.
  51. Silva F.D, Portella A.C F., Giongo M. Meta-analysis of studies on the effect of fire on forest biomes in relation to fungal microorganisms // Advances in Forestry Science. 2020. V. 7. № 1. P. 931–938.
  52. Stocks B.J., Mason J.A., Todd J.B., Bosch E.M., Wotton B.M., Amiro B.D., Flannigan, M.D., Hirsch K.G., Logan K.A., Martell D.L., Skinner W.R. Large forest fires in Canada, 1959–1997 // Journal of Geophysical Research. 2003. V. 108. P. 1–12.
  53. Sukhinin A.I., French N.H.F., Kasischke E.S., Hewson J.H., Soja A.J., Csiszar I.A., Hyer E.J., Loboda T., Conrad S.G., Romasko V.I., Pavlichenko E.A., Miskiv S.I., Slinkina O.A. AVHRR-based mapping of fires in Russia: new products for fire management and carbon cycle studies // Remote Sensing of Environment. 2004. V. 93. № 4. P. 546–564.
  54. Van Wagner C.E. The line intersect method in forest fuel sampling // Forest Science. 1968. V. 14. № 1. P. 20–26.
  55. Van Wagtendonk J.W. Use of a deterministic fire growth model to test fuel treatments // Sierra Nevada Ecosystem Project: Final report to Congress, Assessments and scientific basis for management options. Davis: University of California, Centers for Water and Wildland Resources, 1996. V. 2. P. 1155–1165.
  56. Zhang Y.-H., Wooster M.J., Tutubalina O., Perry G.L.W. Monthly burned area and forest fire carbon emission estimates for the Russian Federation from SPOT VGT // Remote Sensing of Environment. 2003. V. 87. № 1. P. 1–15.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика ЛГМ при однократном выжигании (ПП 1).

Скачать (77KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика ЛГМ после двукратного выжигания (ПП 2).

Скачать (92KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Динамика ЛГМ после трехкратного выжигания (ПП 3).

Скачать (96KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Динамика ЛГМ после пятикратного ежегодного выжигания (ПП 4).

Скачать (118KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах