Лесные пожары как экологический фактор

Лесные пожары на нашей планете возникали задолго до появления человека от природных источников огня (молнии, вулканов, метеоритов и др.). Естественно, общее количество лесных пожаров было значительно меньше, чем сейчас, но в связи с чем, что их никто не тушил, пожары, особенно в период засух, охватывали огромные территории. М.Е.Ткаченко (1911, 1931) отмечал, что лесные пожары занимали исключительно важное место в многовековой истории формирования лесов. С одной стороны, они ежегодно приводили к гибели древостоев на огромной площади, а с другой - способствовали обновлению состава лесных сообществ. Вызываемые лесными пожарами смены пород позволяли использовать запасы питательных веществ из разных почвенных горизонтов и в конечном счете обусловили многовековое существование продуктивных лесов на одних и тех же площадях.

Под влиянием периодически повторяющихся лесных пожаров происходило не только видоизменение растений, но и формирование лесных ландшафтов. Последнее обстоятельство было одной из причин, позволивших И.С. Мелехову (1944) при составлении классификации отнести лесные пожары к группе ландшафтных пожаров. В данную группу, помимо лесных, вошли степные, тундровые, луговые и другие пожары. Общим для этой группы является то, что жертвой огня становится растительность, а пожары могут охватить большие территории, вследствие чего нередко изменяется характер ландшафта. Свое дальнейшее развитие ландшафтное направление получило в классификации М.А.Софронова (1971), который выделил ландшафтные типы пожаров и отнес к ним тундровые (Т), собственно лесные (Д), степные (С), кустарниковые (К), луговые (Л), болотно-моховые (Б), болотно-травяные (Н), пожары в рединах (Р), пожары в сухостойниках (Г) и пожары на вырубках (В).

Произрастающие в настоящее время биологические виды за миллионы лет эволюции приспособились к лесным пожарам так же, как и к любому другому природному (экологическому) фактору.

Влияние лесных пожаров на растительность с точки зрения человека в зависимости от целого ряда факторов может характеризоваться как полезное и даже необходимое, так и весьма вредное.

Частые пожары создают перенапряжение в природе - стрессовые ситуации (Yurich, Volz, 1973). В то же время целый ряд ценнейших с точки зрения народного хозяйства древесных пород, таких как сосна, лиственница, береза и осина, занимают значительные площади и не вытеснены с плодородных земель елью, кедром и пихтой только благодаря повышенной устойчивости к пожарам.

Сосна и лиственница в процессе эволюции выработали такие приспособительные признаки, как глубокая корневая система, толстая кора в нижней части ствола, высоко поднятая над почвой крона. В результате спелые сосновые древостой повреждаются низовыми пожарами очень несущественно. Напротив, минерализация почвы, вызванная низовыми пожарами, способствует лучшему обсеменению, и, как следствие этого, появлению жизнеспособного хвойного подроста. Сгорание мощного мохового покрова в районах с многолетней мерзлотой приводит к резкому увеличению притока солнечной радиации к поверхности почвы и к образованию на гарях загущенных лиственничных древостоев повышенной продуктивности.

Многолетние комплексные исследования, выполненные С.Н.Санниковым (1992). показали, что по сочетанию и динамике ведущих факторов - субстрата, почвенных, экоклиматических, фито- и микробиоценотических - предпочтительная среда для всходов сосны складывается на открытых гарях, а в первые два года - и на гарях под пологом леса. В результате плотность самосева сосны на гарях на порядок, а его участие в видовом составе ювенильных дендроценозов в несколько раз выше, чем на вырубках.

В светлохвойных лесах умеренного пояса Евразии лесные пожары являются одним из важнейших естественных экологических факторов преобразования структуры, возобновления, динамики и эволюции популяций. Длительное существование высокопродуктивных сосновых сообществ поддерживается во многих экотопах цикличными низовыми пожарами, уничтожающими подрост темнохвойных пород (Верхунов, 1970; Колесников, Санникова, Санников, 1973; Бузыкин, 1975; Санников, 1992). Н.В.Фуряев (1988) отмечает, что имеются убедительные основания считать, что при полном и длительном исключении низовых пожаров из жизни приангарских сосняков может произойти нежелательная с хозяйственной точки зрения смена их насаждениями темнохвойных пород.

Оценивая лесные пожары как естественно-циклический фактор жизни леса, С.П.Санников (1973, 1981, 1992) предпринял попытку осветить роль пожаров с позиции эволюционно-экологического анализа возобновления и существования популяций сосны в Зауралье. В свете своеобразной «пожарной экологии» оценены многие характерные черты ее биоэкологии, необъяснимые с других позиций. Им показано, что наиболее важной, эволюционно обусловленной особенностью биоэкологии сосны является ее «пирофитность».

Береза и осина обеспечивают свое преобладание на гарях благодаря обильной поросли. В результате вызванной лесными пожарами гибели темнохвойных площадь занимается мягколиственными породами и тем самым обеспечивается своеобразный, весьма оправданный с биологической точки зрения «севооборот».

Нельзя не отметить полезную роль лесных пожаров, как природного фактора, улучшающего санитарное состояние и ускоряющего восстановление древостоев, уничтоженных сибирским шелкопрядом. Хвойные древостой, усохшие после нападения сибирского шелкопряда, спустя 8-10 лет представляют собой завалы мертвого леса, полностью отработанного вторичными вредителями. Разработка этих древостоев с экономической точки зрения не оправданна, так как древесина по своим техническим качествам не пригодна даже для лесохимической промышленности. После пожаров на этих площадях смыкание полога из лиственных и появление хвойных может наступить в более короткий срок, чем без воздействия огня.

Анализируя приспособленность древесных пород к огню отмечается, что в тропических лесах встречаются древесные породы, устойчивые к лесным пожарам даже и стадии подроста. По данным И.Е.Вивера и Ф.Е.Клементса (цит. по: Карпель, Забелин, 1978), у трех видов сосен, произрастающих в Северной Америке, шишки остаются нераскрытыми в течение многих лет, однако после пожара они сразу раскрываются, обеспечивая надежное обсеменение.

М.А.Софронов и А.Д.Вакуров (1981) отмечали, что севернее Иркутской области можно видеть прекрасное возобновление лиственницы на огромных гарях, где не сохранилось в живых ни одного старого дерева. Это объясняется способностью усыхающих после пожара лиственниц дать полноценные семена.

Лесные пожары могут оказывать положительное влияние не только на древостой, но и на другие ярусы растительности. Так, беглые низовые пожары способствуют обновлению ягодников, сенокосов и появлению медоносных растений. Слабые пожары повышают насыщенность почвы основаниями и усиливают ее нитрификацию, что в конечном счете способствует увеличению производительности древостоев.

Отрицательное влияние на насаждения оказывает полное недопущение пожаров. Исследования, выполненные в национальном парке «Секвойя» (США), где в течение многих лет (с 1890 г.) не было допущено ни одного пожара, показали, что гигантская секвойя стала постепенно вытесняться менее ценными древесными породами. В насаждениях накопилось огромное количество лесных горючих материалов, создающих угрозу полного уничтожения древесной растительности в случае возникновения лесного пожара, а также началось обеднение видового состава флоры и фауны (Habeck, Mutch, 1973; Taylop, 1973; Vankat John, 1977).

Таким образом, пожары были и остаются наиболее мощным эволюционным фактором, влияющим на формирование экологического ряда лесов прошлого и настоящего, а также на их распределение по территории (Фуряев, Киреев, 1979; Санников, 1973; 1981; 1992; Фуряев, 1996). По масштабам влияния на лес пожары вполне могут быть отнесены к экологическим факторам, влияющим на биосферу Земли. Отмечая многие положительные стороны влияния лесных пожаров на эволюцию древесных растений, в то же время следует еще раз констатировать, что они остаются страшным бедствием.