«Роль пожаров в саморазвитии лесных экосистем»

14

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИя И НАУКИ РФ

СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ

ЗАКРЫТОГО ТИПА

КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ

РЕФЕРАТИВНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ:

«Роль пожаров

в саморазвитии лесных экосистем»

Выполнил:

ученик 9 класса

Васенин Виктор

п. Бычиха, 2011 г.

Содержание реферата.

1. Актуальность исследований_____________________________ 3

2. Цель исследований __________________________________ 3

3. Теоретическое обоснование вопроса исследований._________ 3

4. История лесных пожаров. ____________________________ 5

5. Группы лесных пожаров _____________________________ 9

6. Влияние лесных пожаров на экосистему_________________ 10

7. Список цитируемых источников ______________________ 14

1. Актуальность исследований.

В ХХ столетии в России неоднократно возникали периоды, сопровождающиеся изменениями в структуре землепользования. Наиболее существенные изменения произошли в последние 15-17 лет, и связаны они с новыми экономическими условиями. Именно в последние годы участки, используемые в течении многих десятилетий и даже столетий как сельскохозяйственные угодья, были исключены из аграрного использования. Сокращение площади сельскохозяйственных угодий характерно практически для всех субъектов Российской Федерации.

Исключаемые из сельскохозяйственного использования земли зарастают древесно-кустарниковой растительностью, целевые сельскохозяйственные палы в этих условиях превращаются в лесохозяйственный отжиг. Таким образом, изучение динамики формирования насаждений на землях, исключенных из сельскохозяйственного использования является важной и актуальной задачей,

2. Цель исследований.

Целью настоящей работы являлось изучение формирования древесно-кустарниковой растительности и исследование динамики влияния контролируемых выжиганий (целевых палов, лесохозяйственного отжига) на ход начального этапа лесовозобновления на землях исключенных из сельскохозяйственного использования.

3. Теоретическое обоснование вопроса исследований.

Огонь, образующийся при горении какого-либо материала является одним из основных источников энергии для всего человечества. Огонь обогревает наши жилища и освещает их там, где еще нет электричества; варит пищу в домашних очагах и плавит чугун в домнах; дробит скалы при взрывах и безотказно заставляет работать всевозможные моторы.

В настоящее время на Земле ежегодно возникает около 200 тыс. лесных пожаров, в России горят около 20 000 гектаров леса и это количество постоянно растет. Только в 2006 году в лесном фонде РФ произошло 2873 пожара против 1008 в 2005.

Костромская область является самой лесистой в центральном федеральном округе, поэтому проблема лесных пожаров в регионе стоит особенно остро. Так, в 2006 году в области зафиксирован 126 случаев возникновения лесных пожаров, общая площадь которых составила около 300 га. Ущерб, нанесенный лесному хозяйству области, включая расходы по тушению пожаров, оценивается на сумму более 2 млн. рублей.

В конечном итоге от лесных пожаров страдают все. Сейчас, пожалуй, трудно найти человека, который бы этого не понимал. И все же основная масса лесных пожаров возникает по вине людей, в частности при проведении сельскохозяйственных работ.

На лесные пожары, а под этим термином мы будем подразумевать лесохозяйственный управляемый отжиг, как и на всякое другое природное явление, нельзя смотреть односторонне. Ведь любое явление, полезное и даже необходимое для биосферы в целом, может быть весьма вредным в некоторых случаях для ее отдельных компонентов, в том числе и для человека. Знание положительной роли лесных пожаров в природе необходимо прежде всего для использования огня в лесозащитных целях.

4. История лесных пожаров.

Первые леса на Земле появились в каменноугольный период, то есть около 300 млн. лет назад. Заболоченные леса, состоявшие из древовидных папоротников, хвощей и плаунов вряд ли могли гореть, в последствии, на месте особенно больших древесных кладбищ образовались залежи каменного угля и нефти - великолепного концентрата солнечной энергии и прекрасного топлива. С потеплением климата и появлением сначала голосеменных (200 миллионов лет назад), а затем покрытосеменных (100 миллионов лет назад), естественно возникающий огонь, вызванный ударами молний стал, одним из важных природных факторов.

В различных районах мира от молний возникает от 2 до 30 процентов лесных пожаров. Если принять в качестве средней цифры 10 процентов, то получается, что от молний на Земле возникает ежегодно около 20 тысяч лесных пожаров. Можно предположить, что примерно такое же количество лесных пожаров ежегодно возникало на Земле и до появления на ней человека. Под влиянием периодически повторяющихся пожаров происходило не только видообразование растений, но и формирование лесных ландшафтов. Таким образом, огонь в лесу (в тех случаях, когда он возникает естественным путем, то есть обычно от молнии) следует рассматривать как природный периодически действующий фактор.

В историческом аспекте лесные пожары играли роль регулятора направленности эволюции земных покровов и населяющих их видов животных.

За миллионы лет эволюции биологические виды приспосабливаются к любому природному фактору. Это в полной мере относится и к огню. Среди древесных пород немало таких, которые занимают значительные площади в лесах только благодаря пожарам. К таким породам относятся, в частности, сосна, лиственница, береза и осина. Если бы не лесные пожары, все эти породы были бы давно вытеснены с плодородных земель елью, кедром и пихтой. В процессе эволюции светолюбивые породы приобрели повышенную устойчивость к пожарам. У сосны и лиственницы, например, выработались такие приспособительные особенности, как толстая кора в нижней части стволов, глубокая корневая система, высоко поднятая крона.

Естественные лесные пожары являются действенным профилактическим средством против тех же, но более сильных лесных пожаров. Дело в том, что дни, когда сильная засуха сочетается с большим ветром и, следовательно, возможны крупные лесные пожары, бывают чрезвычайно редко. Основная же масса лесных пожаров возникает при условиях, позволяющих им достигать лишь слабой или средней силы. Такие пожары, как правило, не губят основной древостой, а лишь уничтожают накопившиеся излишки лесных горючих материалов (какую-то часть напочвенного покрова, подстилки и валежа, подроста и подлеска). В течение многих лет на участках, пройденных слабым или средним низовым огнем, сильные низовые, а тем более верховые пожары невозможны даже в самую жестокую засуху.

Следует особо подчеркнуть, что с появлением на Земле человека характер лесных пожаров стал меняться и они все в большей степени превращаются из природного фактора в антропогенный, вредный не только для человека, но и для природы в целом.

Вмешательство человека привело к резкому изменению сложившихся веками законов естественной эволюции и изменило роль лесных пожаров.

До тех пор, пока человек был робким сыном матери-природы, а не ее покорителем, число лесных пожаров по его вине было ничтожным. Имеются сведения, что еще на заре развития человечества некоторые охотничьи племена поджигали леса с целью облегчения охоты на животных. Лесные пожары по вине человека становились особенно частыми, когда близ лесных массивов появлялись и селились люди, не зависящие от леса: скотоводы, землепашцы, промышленники, то есть когда начиналась колонизация лесного края.

Еще больший размах выжигание лесов приобрело с развитием земледелия.

Первые сведения о выжигании лесов под пашню в Древней Руси относятся к IX-X векам, хотя началось оно, видимо, значительно раньше. Подсечно-огневая система земледелия стала основой существования славянских племен и распространилась впоследствии далеко на север.

Вообще, легкость выращивания хлеба на подсеках - это легкость кажущаяся. В действительности на подготовку под посевы одной десятины лесной площади уходило не меньше 50 человеко-дней.

«Тяжелая работа топором и огнивом, какою заводилось лесное хлебопашество на пали, расчищенной из-под срубленного и спаленного леса, утомляла, досаждала. Этим можно объяснить недружелюбное или небрежное отношение русского человека к лесу: он никогда не любил своего леса»- В. Ключевский «Курс русской истории».

Таежные леса оказались наиболее неприспособленными к целому ряду искусственных факторов антропогенного происхождения, и в том числе к резко возросшей частоте лесных пожаров. В наших лесах трудно отыскать участок спелого леса, не имеющий следов пожара. По данным ряда исследователей, средний «оборот огня» в неосвоенных лесах составляет 50-100 лет. Именно такая частота пожаров наиболее благоприятна для леса.

Лесные пожары, возникающие по вине человека, отличаются от природных не только высокой частотой, но и чрезвычайно неравномерным распределением по территории. Профессор Н. П. Курбатский подсчитал, что 93 процента всех пожаров возникает в 10-километровой зоне вокруг городов и поселков.

И наконец, третья особенность антропогенных лесных пожаров - их сила, вернее характерное соотношение площадей, пройденных слабыми, средними и сильными низовыми пожарами. Основная масса возникающих пожаров представлена слабыми и средними, поэтому в неосвоенных лесах встречаются преимущественно их следы. Но там, где леса усиленно охраняют, слабые и средние по силе пожары быстро тушат, и пройденная ими площадь невелика. В результате успешной охраны в лесах постепенно накапливается значительное количество горючих метериалов: опада, валежа, подстилки. И когда наступает засуха, пожары приобретают здесь такую силу, что многие из них выходят из-под контроля человека и достигают больших размеров.

Вот некоторые сообщения информационных агенств.

В штате Техас бушуют сильнейшие степные и лесные пожары. Несмотря на усилия пожарных, уже сгорели 40 жилых домов.

Распространению огня способствует аномально жаркая и сухая погода, установившаяся в южных штатах. Наибольшую обеспокоенность вызывают два очага возгорания - один площадью 71 тысяч, а второй 60 тысяч акров. У пожарных есть вся необходимая техника, включая вертолеты и бульдозеры, однако пока пламя продолжает распространяться, охватывая новые территории.

Продолжающиеся лесные пожары на юге Калифорнии уничтожили уже почти 1000 домов.

Под угрозой уничтожения находятся еще 3,5 тысячи домов, в том числе принадлежащие голливудским знаменитостям. Как заявили власти Калифорнии, за последние четыре дня пожары выжгли более 20 тысяч акров земли. Стихший в воскресение ветер позволил спасателям при помощи бульдозеров создать преграды на пути огня и более эффективно применять самолеты с водой.

На юге Европы, в Италии бушуют сильнейшие лесные пожары. Не обошлось без жертв. Двух человек обнаружили в сгоревшей машине.

Тысячи туристов не смогли покинуть побережье Адриатического моря из-за быстро распространяющегося огня. Спасателям пришлось эвакуировать их на лодках и вертолетах. Дело происходило в итальянской провинции Пулья. Под угрозой возгорания оказались несколько отелей, дачных поселков и порт.

Лесные пожары в Греции достигли древней Олимпии. По данным агентства, огнем охвачены несколько домов. РИА Новости со ссылкой на заявление генерального секретаря министерства культуры Греции Христоса Захопулоса в прямом эфире местного телевидения сообщает, что благодаря автоматической системе пожаротушения удалось быстро потушить пожар на территории археологического музея. Здания и античные руины не пострадали, сгорели все деревья на музейной земле. Сотрудникам музея удалось спастись.

5. Группы лесных пожаров

По характеру распространения горения лесные пожары делятся на четыре группы:

1. Низовые, при которых горение распространяется по нижним ярусам растительности лесного биоценоза и прежде всего по живому напочвенному покрову с включенным в него опадом из отмершей хвои и листьев.

2. Почвенные, когда беспламенное горение (тление) распространяется в слое подстилки или торфа

3. Верховые, когда пламенное горение распространяется не только по напочвенному покрову, но и по пологу древостоя.

4. Пятнистые, распространение горения происходит не только по напочвенному покрову, пологу древостоя или кустарника, но кроме того, и по воздуху, за счет разбрасывания перед кромкой пожара горящих частиц, от них возникают пятна новых загораний, которые быстро соединяются образуя обширную горящую площадь.

6. Влияние лесных пожаров на экосистему

В художественной и популярной литературе стала почти штампом следующая картина лесного пожара: перед быстро надвигающейся стеной огня паническом ужасе бегут звери, мечутся птицы; многие из них, настигнутые пламенем, гибнут. Все это правильно для тех случаев, когда пожар стремительно поднимается в гору или имеет форму «огненно вихря». Но такие пожары бывают крайне редко.

При обычной же скорости распространения пожара - от одного до пяти километров в сутки - особой опасности для большинства зверей и птиц лесной пожар не представляет. Лесоводы обследуя многие лесные пожарища, ни разу не находили на них трупы или кости погибших животных. Конечно, во время пожара уничтожаются на земле птичьи гнезда, гибнут беспомощные детеныши, сгорают вместе с напочвенным покровом и подстилкой насекомые и пауки. Но большинство взрослых зверей и птиц сохраняется. Многие из них не покидают даже место пожара. По еще дымящемуся пожарищу, судя по следам, спокойно разгуливают изюбри и лоси, а если дело происходит весной, на манок сразу же прилетают рябчики.

На крупных пожарищах всегда имеются несгоревшие островки леса, которые служат временным приютом для «погорельцев». Мыши и полевки во время пожара преспокойно отсиживаются в норках, питаясь своими запасами до тех пор, пока не начнут отрастать травы.

Спустя месяц-полтора после пожара на почерневшей поверхности почвы показываются первые живые стебельки, словно по мановению волшебной палочки, появляются бесчисленные всходы иван-чая, или кипрея - самого типичного и самого распространенного растения гарей, брусники и черники, иногда вейника. Одновременно появляется нежная поросль сгоревших при пожаре кустарников, а также ольхи и березы, корни которых остаются живыми. Там же, где в древостое попадались осины, пробиваются из почвы их многочисленные корневые отпрыски.

При весеннем пожаре к осени на пожарище могут появиться и всходы хвойных древесных пород. Обычно же они появляются на второй год, частично за счет семян, сохранившихся в лесной подстилке при не полном ее прогорании, а главным образом за счет плодоношения деревьев, уцелевших при пожаре. ежегодно плодоносящей березой, а в свежих и влажных типах леса также осиной, и, конечно, вездесущей ивой.

А теперь посмотрим, что происходит на пожарище с деревьями?

Тонкокорые породы - ель, осина, ольха, береза - часто погибают даже при слабом низовом пожаре, а на коре толстокорых остается лишь след копоти - нагар. И зависимость здесь очень четкая.

Сосновые и лиственничные древостой почти не повреждаются слабыми низовыми пожарами, погибают только подрост и самосев; при пожарах средней силы в них гибнет также и тонкомер.

Причина гибели деревьев при низовых пожарах - повреждение камбия в комлевой части стволов (в том числе на выступающих над почвой корнях) и ожоги кроны. Пороговая температура, после которой происходит отмирание тканей, 60 градусов. Поскольку с возрастом дерева толщина коры увеличивается, а крона поднимается все выше, устойчивость его к огню возрастает. Другими словами, чем дерево старше, тем больше у него шансов уцелеть при низовом, пожаре. Особенно это относится к таким толстокорым и светолюбивым породам, как лиственница, сосна, осина и береза.

Условия для прорастания семян как древесных так и травянистых растений на гарях весьма благоприятны. При пожарах слабой силы подстилка почти не выгорает и то, что остается от нее вместе с золой, представляет собой отличное ложе для семян.

Специальными замерами установлено, что во время низовых пожаров высокие температуры глубоко в подстилку не проникают. Если на поверхности подстилки развивается температура до 300 гpадусов, то уже на глубине одного сантиметра он, снижается до 80, а на глубине двух-трех сантиметре, до 40 градусов. Что касается верхних горизонтов самой почвы, то их температура остается почти неизменной. Именно этим обеспечивается возможное сохранения при пожарах не только корневищ и семян растений, но также дождевых червей и почвеной энтомофауны, не говоря уже о микроорганизмах. Потому-то несмотря на значительные потери при пожаре азота-одного из основных элементов питания растений, его содержание в почве после пожара несколько возрастает. Особенно большая заслуга в этом нитрифицирующих бактерий, повышенная активность которых проявляется на гарях в течение нескольких лет после пожара. В качестве верного признака обогащения почвы азотом, вследствие ее обжига, следует считать разрастание на гарях иван-чая, малины и некоторых других растений-нитрофилов.

На какое-то время в почве после пожара увеличивается содержание и других питательных элементов, в частности калия и кальция, которых много в золе сгоревших растений. Реакция почвенного раствора, вместо обычной кислой, становится на некоторое время щелочной.

Воздействуя на лесную растительность (фитоценоз) и лесную фауну (зооценоз), лесные пожары сказываются, таким образом, и на почве, как важнейшем компоненте лесной экосистемы.

И все же, суммарная величина ущерба от лесных пожаров настоящее время- ущерба прямого и косвенного - оказывается настолько значительной, что мнение о недопустимости этого ущерба будет, видимо, всеобщим. Человечество перешагнуло грань за которой осталась полезность от неуправляемых палов.

6. Список цитируемых источников.

1. Амосов Г. А. Некоторые особенности горения при лесных пожарах. Л., 1958.

2. Аицышкин С. П. Противопожарная охрана леса. М., Гослесбум-издат, 1957.

3. Мелехов И. С. Природа леса и лесные пожары. Архангельск, 1947.

4. Софронов М. А. Лесные пожары в горах Южной Сибири. М., «Наука», 1967.

5. Софронов М. А., Баку ров А. Д. Огоньв лесу.- Новосибирск: Наука, 1981. 124 с.

6. Internet ресурсы