Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесоводственно-экологическая оценка последствий лесных пожаров в лесах из мелалеуки белодревесной (Melaleuca Cajuputi Powell.) на юге Вьетнама

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Лесоводственно-экологическая оценка последствий лесных пожаров в лесах из мелалеуки белодревесной (Melaleuca Cajuputi Powell.) на юге Вьетнама"

На правах рукописи

UU^-—

Ле Дык Хуинь

ЛЕСОВОДСТВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В ЛЕСАХ ИЗ МЕЛАЛЕУКИ БЕЛОДРЕВЕСНОЙ (.Melaleuca Cajuputi Powell.) НА ЮГЕ ВЬЕТНАМА

Специальность 06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

г ч ноя ш

Санкт-Петербург - 2013

005540582

На правах рукописи

ии^—

Jle Дык Хуинь

ЛЕСОВОДСТВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В ЛЕСАХ ИЗ МЕЛАЛЕУКИ БЕЛО ДРЕВЕСНОЙ (Melaleuca Cajuputi Powell.) НА ЮГЕ ВЬЕТНАМА

Специальность 06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург - 2013

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете имени

С.М. Кирова» (СПбГЛТУ)

Научный руководитель: Смирнов Александр Петрович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Соловьев Виктор Александрович,

доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова», заведующий кафедрой общей экологии, физиологии растений и древесиноведения

Данилов Дмитрий Александрович,

кандидат сельскохозяйственных наук, ГНУ Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Белогорка» Россельхозакадемии, ведущий специалист лаборатории экологии лесоагроландшафтов

Ведущая организация: ФБУ «Санкт-Петербургский научно-

исследовательский институт лесного хозяйства»

Защита состоится «19» декабря 2013 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.02 при Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете им. С. М. Кирова по адресу: 194021, г. Санкт-Петербург, Институтский переулок, дом 5, Зал заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С.М.Кирова.

Автореферат разослан «ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор с.-х. наук, профессор

Жигунов

Анатолий Васильевич

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Лесам Вьетнама присущи особенности, обусловленные природно-климатическими, лесорастительными, социальными и экономическими факторами. Защитные, средообразующие и средостабилизирующие функции этих лесов по своей биосферной и экологической значимости намного превосходят их ресурсный потенциал. Пожары вносят существенные изменения в структуру и динамику лесных сообществ Вьетнама. Они определяют направления, характер и темпы послепожарных восстановительных сукцессий и оказывают существенное влияние на пространственное и возрастное строение ценозов и их средообразующие функции. Для Вьетнама лесные пожары были и остаются чрезвычайно трудной проблемой.

Тропическая растительность лесов Вьетнама очень разнообразна. Одним из самых распространенных родов является мелалеука, которая насчитывает 236 различных видов. Мелалеука белодревесная (Melaleuca Cajuputi Powell.) является видом, распространенным также на Молуккских островах (Индонезия), в Папуа-Новой Гвинее и Австралии, в юго-восточной Азии, и имеет тенденцию к расширению распространения.

Леса из древесной породы мелалеука белодревесная площадью 0,25 млн. га сосредоточены на юге Вьетнама, в провинциях Ка May, Кьен Занг, Лонг Ан и др. Эти леса в течение сезона дождей (около полугода) находятся в состоянии затопления, а другие полгода в состоянии засухи. Они сформированы в основном на торфяниках мощностью 0,5-1,2 м.

Леса из мелалеуки являются уникальными экосистемами. Они имеют большое экологическое и экономическое значение (древесина, эфирные масла, мед, креветки и рыба в лесных реках и т.д.), а также являются местом обитания многих редких видов животных. Леса из мелалеуки регулируют водный режим территории в дельте реки Меконг. В сезон засухи торф и листва мелалеуки, содержащая горючие эфирные масла легко воспламеняются, что приводит часто к сильным лесным пожарам.

В южном Вьетнаме до настоящего времени недостаточно изучены причины деградации лесов, а также последствия лесных пожаров. В частности, практически отсутствует оценка эмиссий углерода в результате пожаров на юге Вьетнама. Все это определяет особую актуальность нашей работы.

Цель и задачи работы. Целью работы является оценка лесоводственно-экологических последствий лесных пожаров в лесах из мелалеуки белодревесной на юге Вьетнама. В связи с поставленной целью работы, ее основными задачами являются:

1. Анализ лесопожарной проблемы во Вьетнаме.

2. Анализ горимости лесов из мелалеуки белодревесной на юге Вьетнама.

3. Оценка состояния насаждений мелалеуки, возникших на горельниках.

4. Оценка пожарных и послепожарных эмиссий углерода и их роль в углеродном балансе атмосферы.

Научная новизна. Впервые для лесов из мелалеуки белодревесной на юге Вьетнама исследованы последствия лесоторфяных пожаров. Дана оценка влияния профилактических противопожарных мероприятий на состояние молодняков мелалеуки, возникших на горельниках. Приведены масштабы пожарной и послепожарной эмиссий углерода.

Личный вклад. Составление плана исследования, сбор и обработка полевых материалов, анализ полученных результатов и разработка рекомендаций были выполнены лично автором.

Практическая значимость. Заложенные в процессе проведения исследований пробные площади являются основой для лесопатологического мониторинга на территории национального парка «У Минь Тхыонг»(НП УМТ).

Материалы исследований могут служить основой при разработке проектов организации охраны от пожаров лесов из мелалеуки в национальном парке.

Полученные данные об эмиссии углерода при лесоторфяных пожарах могут быть использованы при оценке экологического состояния окружающей среды на юге Вьетнама.

Обоснованность и достоверность результатов. Полученные результаты базируются на материалах полевых исследований в национальном парке «У Минь Тхыонг». Изучение санитарного состояния молодняков, возникших на горельниках, проводилось путем закладки пробных площадей. Для определения эмиссии углерода использовали данные полевых наблюдений и методические разработки российских и вьетнамских авторов. При разработке материалов исследований использовались программы математической статистики (ППП Statistica 6.0, Statistica 10 trial), Mapinfo Professional, Excel.

Апробация результатов диссертационного исследования. Результаты исследования изложены в 2 научных статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях и 2 публикациях общего списка. Методика и результаты исследования обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях лесохозяйственного факультета Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета и заседаниях кафедры лесоводства (2011 - 2013 гг.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Оценка последствий лесоторфяных пожаров в национальном парке «У Минь Тхыонг» на юге Вьетнама.

2. Влияние искусственного затопления территорий с целью профилактики лесных пожаров на санитарное состояние древостоев мелалеуки.

3. Оценка пожарной и послепожарной эмиссий углерода в результате лесоторфяных пожаров.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 136 страницах, содержит 38 таблиц, 17 рисунков, включает 10 приложений. Список литературы содержит 140 источников, из них 86 на иностранных языках.

1. Состояние вопроса

В главе представлены сведения о тропическом растительном покрове мира и Вьетнама, его биоэкологических особенностях, динамике площади лесов Вьетнама по годам за последние полвека. Проанализированы основные причины деградации тропических лесов Вьетнама и лесопожарная проблема во Вьетнаме. Освещаются результаты исследований последствий лесных пожаров. Леса южного Вьетнама до настоящего времени остаются наименее изученными по сравнению с северной и центральной частями страны. В лесах южного Вьетнама, и особенно в равнинных, до настоящего времени не исследованы причины деградации лесов, а также последствия пожаров для лесных экосистем. В частности, малоизученной проблемой является оценка эмиссий углерода в результате лесных пожаров на юге Вьетнама. Все это определило направление нашей работы.

2. Программа, методология, методика и объекты исследований Программа исследования. Для достижения заявленной цели и решения поставленных задач исследования были сформулированы следующие программные вопросы:

1) проанализировать лесопожарную проблему во Вьетнаме;

2) дать лесоводственную оценку древостоев мелалеуки белодревесной;

3) изучить лесоводственно — экологические последствия пожаров в лесах из мелалеуки белодревесной;

4) исследовать санитарное состояние насаждений мелалеуки на горельниках, искусственно затопленных в целях профилактики пожаров;

5) выявить масштабы эмиссии углерода в результате лесных пожаров. Методология и методика исследования. Тропические леса из мелалеуки

национального парка «У Минь Тхыонг» рассматривались как целостные объекты, открытыми и динамическими биологическими системами. В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП). Пробные площади закладывались в насаждениях мелалеуки размером 25x25 м. Количество деревьев на пробной площади составляло 100-400 экз. Форма ПП прямоугольная или квадратная. На ПП выполнялся перечет деревьев по двухсантиметровым ступеням толщины с указанием категории санитарного состояния (Руководство по проектированию, организации и ведению лесопатологического мониторинга, Рослесхоз, 2007). Результаты измерений фиксировались в специальных карточках учета. На ПП были определены таксационные показатели по общепринятым методикам.

Степень ослабления (состояние) насаждения на ПП в целом определялась через средневзвешенный показатель состояния деревьев с учетом их объемов стволов. Средневзвешенный показатель Кср, состояния деревьев мелалеуки на ПП рассчитывали по формуле (Руководство по проектированию, организации и ведению ...):

Кср. = (Р,*К,+ Р2*К2+ Р3*К3+ Р4*К4+ Р5хК5)/100 (1)

где Pi — доля каждой категории состояния в процентах от общего запаса;

Kt - индекс категории состояния дерева (1 — без признаков ослабления, 2 - ослабленное, 3 - сильно ослабленное, 4 - усыхающее, 5 - свежий и старый сухостой, ветровал, бурелом).

При значении средневзвешенной величины Кср менее 1,5 насаждение относят к здоровым; 1,5 - 2,5 — к ослабленным; 2,5 - 3,5 - к сильно ослабленным; 3,5 - 4,5 - к усыхающим; более 4,5 - к погибшим.

Измерение мощности торфа проводилось методом зондирования торфяных залежей с помощью металлического зонда.

Глубину прогорания торфа на горельниках измеряли линейкой по границам горельника от поверхности несгоревшего торфа до поверхности торфа, оставшегося после пожара. Измерения проводились в 10-кратной повторности, с определением средней глубины прогорания.

При расчетах эмиссии углерода в результате лесных пожаров были использованы "Методические рекомендации по оценке эмиссий углерода от лесных пожаров" (Исаев А. С. и др., 1995) и "максимальная модель леса" (Методика определения и расчета выбросов загрязняющих веществ от лесных пожаров, 1998).

Количество лесных горючих материалов (ЛГМ) определялось по данным полевых исследований и литературным данным. Для определения общей биомассы древостоев мелалеуки до пожара использованы данные измерений на контрольных ПП. Биомасса древесины стволов, ветвей и корней одного дерева мелалеуки в абсолютно сухом состоянии определена по формуле (Ле Минь Лок, 2005):

М= 0,109-(Д,з)2'418, кг/экз. (2)

где Du-ступень толщины (4, 6, 8 и т.д.)

Долю углерода, которая содержится в древесине тропических пород, принимали по Нгок Куинь Ан Хоанг (Ngoc Quynh An Hoang, 2011), равную 46,4%. При оценке общей массы торфа, сгоревшего при пожарах, использовали его мощность и плотность. Для определения общей массы углерода в выгоревшем торфе использовали величину массовой доли углерода отдельным торфяным горизонтам (Во Куанг Минь и др, 2010).

Масштабы послепожарных эмиссий углерода оценивались через массу древесной растительности, отмирающей от воздействия огня, содержание углерода в ней и скорость (продолжительность) деструкции отпада. На основании экспоненциальной модели была рассчитана потеря массы в результате ксилолиза (Соловьев В. А., 1992):

<5 = <W;-e"V t (3)

где 5 — потеря массы отпада (масса разложения) на момент t, т га' ; с5тах- масса несгоревших ЛГМ после пожара, т га'1; к - удельная скорость разложения, год"1; t - время, соответствующее потере массы, годы.

Обработка материалов проведена на ПК путём создания информационных баз данных с помощью офисных и прикладных программ «Windows Home Basic 7», «Word», «Excel», «Power Point», «Statistica 6.0».

Объектом исследований были горельники с десятилетними древостоями мелалеуки после пожара 2002 г. в национальном парке «У Минь Тхыонг» и тридцатилетние насаждения мелалеуки на участках, где пожара не было. За период проведения исследовательских работ было заложено десять пробных площадей (ПП 1-10) на горельниках с разной глубиной прогорания торфа и три ГШ на контроле (ПП 11 -13) - рис. 1.

Рис. 1. Схема расположения ПП для оценки санитарного состояния насаждений мелалеуки, возобновившихся после пожара 2002 г. в НП УМТ

3. Природные условия региона и национального парка «У Минь Тхыонг». Значение лесов из мелалеуки

В главе рассмотрены исторические, климатические, гидрологические, эдафические условия южного Вьетнама в целом и национального парка в частности, дана общая характеристика растительности и лесоводственная характеристика лесов из мелалеуки. Подчеркнуто хозяйственное значение лесов из мелалеуки, обоснована важность их сохранения и восстановления.

4. Горимость лесов в национальном парке «У Минь Тхыонг». Оценка последствий лесоторфнных пожаров

Горимость лесов в национальном парке «У Минь Тхыонг». Леса национального парка «У Минь Тхыонг» подвержены частым пожарам. За период 1976 - 2010 гг. среднее число пожаров составляет 21 в год (табл. 1). При этом пройдено огнём около 122 тыс. га в среднем 1650 га лесной площади в год. Вторым центром горимости на юге Вьетнама считается территория национального парка «У Минь Ха», где частота лесных пожаров остаётся стабильно высокой на протяжении последних 35 лет (15 пожаров в год).

Многолетние данные о пожарах в лесах из мелалеуки в НП УМТ показывают систематические подъёмы и спады их числа и площади. Наибольшие подъёмы отмечены в 1976, 1977, 1978, 1983, 1988 и 2002 гг.

(табл. 1). Общая площадь, пройденная огнём, за эти годы составила около 96 тыс. га со средней частотой 51 пожар в год.

Таблица 1

Годы Количество пожаров Площадь пожаров, га Годы Количество пожаров Площадь пожаров, га

1976 98 8 200,0 1994 25 1 240,0

1977 136 21 000 1995 36 1 743,0

1978 102 8 300,0 1996 - -

1979 65 3 300,0 1997 15 292,5

1980 122 4 500,0 1998 94 9 863,0

1981 - - 1999 - -

1982 - - 2000 1 0,5

1983 162 32 000,0 2001 - -

1984 41 5 210,0 2002 52 8 492,0

1985 - - 2003 36 821,0

1986 17 195,0 2004 29 1 058,2

1987 30 590,0 2005 31 523,0

1988 34 860,0 2006 2 90,0

1989 20 432,0 2007 14 166,8

1990 - - 2008 5 2,6

1991 78 1 862,0 2009 1 1,2

1992 12 260,0 2010 40 573,9

1993 49 2 195,0 Всего 1300 121771,7

Среднее 21 1650

Установлено, что одним из основных метеорологических факторов, влияющих на динамику горимости лесов, является количество осадков: чем их меньше в сухие месяцы, тем больше пожаров. Увеличение количества осадков в дождливые месяцы приводит к снижению частоты пожаров и суммарной их площади.

Таблица 2

Динамика лесных пожаров в НП УМТ по пятилетиям за 1976-2010 гг._1

Показатели Периоды

19761980 19811985 19861990 19911995 19962000 20012005 20062010

Площадь пожаров, га 32150 37210 2077 7300 10156 10894 834

Средняя годовая площадь пожаров, га 10660 7442 415 1460 2031 2178 166

Количество пожаров 523 203 101 200 63 148 62

Среднее годовое количество пожаров 104,6 40,6 20,2 40 12,6 29,6 12,4

Средняя площадь одного пожара, га 8 6,6 183,3 20,6 36,5 92,3 73,6 13,5

Отмечена общая закономерность: с увеличением площади пожаров за пятилетие средняя площадь одного пожара также возрастает (табл. 2, рис. 2). Это указывает на неудовлетворительную организацию системы охраны лесов от пожаров в НП УМТ до 2006 года. Благодаря принятым мерам руководством НП УМТ в последнее пятилетие удалось резко снизить горимость лесов в национальном парке.

Основной причиной распространения лесных пожаров на больших территориях были засушливые погодные условия в отдельные экстремальные годы, а непосредственной причиной пожаров в большинстве случаев (до 90 %) являлось нарушение правил пожарной безопасности людьми в лесах и на сопредельных с лесами территориях, и только около 10 % пожаров возникло от молний.

у = -0,273х2 + 269,Зх - 2946, й2 - 0,769

40000 и 35000

I в 30000

я <-■

0 ^ 25000

э I 20000

1 § 15000 ^ 5

с § юооо

3 О

э О 5000 ю

о 0

0 50 100 150 200

Средняя площадь одного пожара по пятилетиям, га.

Рис. 2. Связь средней Площади одного пожара с общей площадью пожаров

по пятилетиям

Последствия пожара 2002 г. и последующего затопления горельника для молодняков мелалеуки. На территории национального парка «У Минь Тхыонг» нами совместно с сотрудниками НП -УМТ ведется с 2012 г. мониторинг естественного возобновления мелалеуки на горельнике площадью около .3 тыс. га, образовавшемся после лесоторфяного пожара в 2002 году. Пробные площади заложены в центральной части горельника и на его окраинах, прилегающих к сети обводнительных каналов (см. рис. 1).

При лесоторфяном пожаре наблюдалось полное сгорание напочвенного покрова, опада и прогорание торфа (глубина прогорания торфяной почвы достигала 80 см), массовое вываливание деревьев после сильного обгорания их корневых систем. Но деревья с окружающих стен леса обеспечили хорошее обсеменение горельника. В результате обогащения сохранившегося торфяного слоя зольными элементами после пожара отмечалось хорошее развитие самосева мелалеуки. По данным отчетов научного отдела НП УМТ, через 3

года после пожара на горельнике произрастал густой молодняк мелалеуки. Однако вследствие искусственного затопления в 2005 году территории горельника для профилактики возникновения торфяных пожаров произошел подъем уровня грунтовых вод и состояние молодняка мелалеуки резко ухудшилось.

Семена мелалеуки выживают и прорастают после пожара, но самосев не может успешно расти в условиях длительного затопления. Деревья мелалеуки, образующие систему воздушных корней, могут выжить определенное время в условиях затопления (рис. 3, 4), но все же мелалеука не является породой-гигрофитом. __________________

Рис. 3. Система воздушных корней деревьев мелалеуки

Рис. 4. Деревья мелалеуки не могут выжить при длительном затоплении корней

Транспирирующая способность уцелевших после затопления деревьев резко снизилась, что также не способствовало снижению уровня воды на затопленной территории. В этих условиях, кроме уцелевших деревьев мелалеуки, могут существовать виды растений гигрофитов, такие, например, как тростник южный (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.), усиленный рост которого наблюдается в местах умеренно захламлённых, без валежника. В сильно захламлённых местах под валежником расположены окна воды.

Материалом исследования состояния древостоев мелалеуки, возникших после пожара 2002 г. и сохранившихся после затопления горельника, послужили данные 10 пробных площадей (ГШ 1- 10). В качестве контроля заложены ПП 11-13. В табл. 3 приведена таксационная характеристика 1111.

Таблица 3

Таксационная характеристика пробных площадей__

№ ПП Возраст, лет Средняя глубина прогорания торфа, см Количество живых деревьев на 1 га Средняя высота, N1 Средний диаметр, см Запас сырорасту-щего леса, м3/га Запас сухостоя, м3/га

1 10 80 ±5 3728 6,5 7,1 40 6

2 10 74 ±6 3536 7,5 8,2 42 7

3 10 63 ±4 3136 7,8 9,1 59 6

4 10 66 ±4 3408 6,9 8,4 42 3

5 10 58 ±3 5568 7,0 9,3 67 8

6 10 61 ±3 3504 6,8 8,2 • 43 4

7 10 60 ±3 4336 6,7 9,0 52 5

8 10 65 ±3 3840 6,9 9,2 49 5

9 10 58 ±2 4336 7,1 8,5 59 3

10 10 53 ±3 4288 7,0 9,1 56 5

11 30 - 1506 11,2 14,0 131 7

12 30 - 1630 10,7 14,3 147 4

13 30 - 1660 10,4 13,6 144 6

На контрольных участках в живом напочвенном покрове присутствуют лиана - болотная стенохлена (Stenochlaena Palustris (Burm.f.) Bedd.), папоротниковидные растения (Polypodiophyta) и др. Их проективное покрытие достигает 84 %, а высота в среднем составляет 1,5 м. На затопленных горельниках эти виды не обнаружены, так как они не могут произрастать в условиях длительного затопления.

Из анализа характера распределения нового поколения десятилетних деревьев на затопленных горельниках (ПП 1-10) по категориям состояния видно, что общая доля здоровых и ослабленных деревьев невысока (табл. 4). Преобладают сильно ослабленные и усыхающие деревья.

По величине Кср (табл. 4) можно условно разделить все ПП на 3 группы: первая группа - ПП 1- 3 (Кср= 3,01-3,26); вторая группа - ПП 4-10 (Кср = 2,372,69); третья группа - ПП 11-13 (контроль, Кср = 1,77-2,05). Чем больше глубина прогорания торфа, тем больше глубина воды и Кср, т.е. более ослаблен древостой.

Таблица 4

Категории состояния деревьев мелалеуки на горельниках и на контроле_

№ ПП Средняя глубина прогорания торфа, см Общее количество деревьев на 1 га Распределение деревьев по категориям состояния, % КСр.

I II III IV V

1 80 ±5 4256 12,78 16,16 30,82 27,82 12,41 3,09

2 74 ±6 4112 8,17 12,45 29,57 35,79 14,00 3,26

3 63 ±4 3440 8,84 16,74 41,39 24,18 8,84 3,01

4 66 ±4 3680 15,22 20,43 43,91 13,04 7,39 2,65

5 58 ±3 6224 19,79 18,77 39,07 11,82 10,54 2,52

6 61 ±3 3856 16,59 20,75 40,25 13,28 9,13 2,69

7 60 ±3 4784 13,38 21,07 43,14 13,04 9,36 2,66

8 65 ±3 4192 12,98 16,03 49,62 12,98 8,39 2,67

9 58 ±2 4576 18,53 21,33 42,66 12,38 5,24 2,58

10 53 ±3 4688 28,67 16,38 31,40 15,02 8,53 2,37

11 - 1584 54,46 15,84 18,81 3,96 4,95 1,81

12 - 1680 65,35 20,79 11,88 2,97 2,97 1,77

13 - 1728 51,49 25,74 19,80 5,94 3,96 2,05

Средняя глубина прогорания торфа в первой группе ПП составляет 72,3 см (рис. 5). Показатель состояния деревьев первой группы Кср - 3,12. Во всех ступенях толщины преобладают деревья, относящиеся к третьей и четвертой категориям санитарного состояния (сильно ослабленные и усыхающие). Количество деревьев в этих категориях состояния примерно одинаковое. На ПП первой группы преобладают деревья самые мелкие, 4-8-сантиметровых ступеней толщины. Количество здоровых деревьев (категория I) во всех ступенях толщины ничтожно мало (до 4%).

Средняя глубина прогорания торфа во второй группе ПП составляет 60,1 см. Показатель состояния деревьев второй группы Кср — 2,59. Так же, как и в первой группе ПП, во всех категориях состояния (кроме V) преобладают деревья 4-8-сантиметровых ступеней толщины (рис. 6). Однако, здесь, в отличие от первой группы ПП, наибольшее число деревьев относится к третьей категории санитарного состояния (сильно ослабленные), усыхающих значительно меньше. Категория состояния I (здоровое санитарное состояние) по количеству деревьев занимает третье место. По-видимому, самые мелкие деревья лучше сохранились после затопления территории, так как их корневые системы расположены преимущественно в верхних горизонтах торфа. Эти горизонты периодически освобождаются от затопления. Корни более крупных деревьев мелалеуки освоили глубокие горизонты и поэтому постоянно затоплены водой.

В третьей группе (контроль) почти во всех ступенях толщины преобладают деревья, имеющие здоровое санитарное состояние (категория I), рис. 7. Причем кривая распределения количества деревьев этой категории близка к кривой нормального распределения, что свидетельствует о благоприятных условиях роста. Сильно ослабленных и усыхающих экземпляров мелалеуки почти не наблюдается.

Рис. 5. Распределение деревьев на ПП первой группы по категориям состояния и ступеням толщины

Рис. 6. Распределение деревьев на Г1П второй группы по категориям состояния и ступеням толщины

Анализ состояния десятилетних древостоев мелалеуки на горельнике с последующим затоплением в национальном парке «У Минь Тхыонг» показал, что распределение количества деревьев второй и третьей категорий санитарного состояния (деревья ослабленные и сильно ослабленные) по ступеням толщины имеет одну вершину, со смещением в низшие ступени

толщины. Это свидетельствует о проблемном росте древостоев, с перспективой их дальнейшего ослабления и усыхания при продолжении затопления торфа.

-й-ш

у

4 6 8 10 12 14 16 18 20 Ступени ТОЛЩИНЫ, см

Рис. 7. Распределение деревьев на ПП третьей группы по категориям состояния и ступеням ТОЛЩИНЫ

Худшим состоянием характеризуются насаждения на горельниках, отличающихся большей глубиной прогорания торфа. Высокий уровень жизненного состояния имеют насаждения мелалеуки на контроле, где не было пожаров и отсутствует затопление. Общий неблагоприятный экологический фон для произрастания мелалеуки на горельниках в национальном парке создают затопления для профилактики пожаров.

5. Эмиссия углерода от лесных пожаров 2002 г. в национальном парке «У Минь Тхыонг» на юге Вьетнама

Значительную долю в увеличении концентрации углерода в атмосфере Земли вносят лесные пожары. Суммарное количество эмиссии от лесных пожаров сопоставимо с промышленными выбросами.

Глобальный углеродный баланс, определяемый на суше в значительной степени депонированием углерода в фитомассе лесных экосистем, имеет своей составляющей также и эмиссию углерода от лесных пожаров. Она определяется двумя процессами: скоротечной «пожарной» эмиссией в атмосферу углерода при горении и длительной «послепожарной» эмиссией в результате деструкции органического материала погибших растений. Количество углерода, поступающего в атмосферу при пожаре, зависит от массы сгорающих органических материалов. Потенциально вся накапливаемая и продуцирующая растительная масса леса может стать материалом горения при пожаре.

Потери фитомассы и торфа при пожарах в лесах из мелалеуки белодревесной. Оценка «пожарных» эмиссий углерода проведена с учетом

массы сгорающих материалов и содержания углерода в ней. Для оценки величины «пожарных» эмиссий углерода при возгорании лесных фитоценозов нами использована «максимальная модель леса».

Под максимальной моделью леса понимают гипотетический лесной массив, в котором запас лесных горючих материалов для каждого из ярусов леса максимален, а их влагосодержание минимально. Очевидно, что при горении такого лесного массива температура горения и интенсивность пожара (количество тепловой энергии, выделившейся на единицу длины кромки пожара) будут максимальны, чем и объясняется название — максимальная модель леса.

На основании данных о запасе лесных горючих материалов в различных ярусах леса и теплотворной способности ЛГМ, в качестве максимальной модели леса (спелый тридцатилетний древостой мелалеуки) предлагается следующая совокупность ярусов леса с указанием массы ЛГМ в абсолютно сухом состоянии.

1. Нулевой ярус - слой опавших тонких веточек и листьев. Мощность его в среднем 15 см. Масса ЛГМ в этом ярусе составляет 21,9 т га"1 (по данным вьетнамских исследователей).

2. Первый ярус леса - лианы, подлесок и подрост. Масса ЛГМ в этом ярусе равна 26,3 т га'1.

3. Второй ярус леса — древостой. Для определения массы второго яруса использованы данные измерений на контрольных 1111 11, 12 и 13. По формуле (2) масса ЛГМ во втором ярусе равна в среднем 48,4 т га"1. По данным В. А. Усольцева (2010), общие запасы углерода фитомассы в лесах из мелалеуки составляют 41,5 т га'1, что близко к нашим данным.

Общая масса ЛГМ составила 96,6 т га"1, в которой около половины приходится на углерод, т.е. 48,3 т С га"1. При оценке общей массы торфа, сгоревшего при пожарах 2002 г. и доли углерода в нём, использованы результаты наших измерений, а также данные научного отдела национального парка и данные Во Куанг Минь (2010) (табл. 5).

Таблица 5

Масса углерода в выгоревшем торфе в НГІ «У Минь Тхыонг» в результате пожара 2002 г.

Глубина слоя выгоревшего торфа, см Площадь торфяников, пройденных пожаром, га Объем выгоревшего торфа, млн. м3 Плотность торфа, Рторф> т/м3 Масса выгоревшего торфа, Мт Массовая доля С в торфе, % Масса С в выгоревшем торфе, Мт С

До 30 (среднее 15) 646 0,969 0,21 0,20 54,2 0,11

30-60 (среднее 45) 456 2,052 0,22 0,45 53,9 0,24

60-90 (среднее 75) 657 4,928 0,25 1,23 50,6 0,62

>90 (среднее 100) 257 2,570 0,25 0,64 44,4 0,28

Итого 2016 10,52 2,53 1,26

При оценке массы послепожарного отпада древесины в повреждённых пожарами древостоях использовались сведения, приведенные в протоколе о лесном пожаре 2002 г. администрации национального парка «У Минь Тхыонг». В результате пожара 2002 г. нулевой и первый ярусы леса были уничтожены полностью. Во втором ярусе доля запаса уничтоженных огнем взрослых деревьев оказалась близкой к 75%, поскольку доля отмерших впоследствии деревьев мелалеуки составляла 20-30%. Принимаем долю запаса отмерших впоследствии деревьев 25%. Для сравнения: в лесах России при низовом пожаре доля запаса деревьев, отмерших после пожара, равна 22%, при верховом пожаре - 90% и при подземном - 100% (Исаев А. С. и др., 1995).

Таким образом, в абсолютно сухом состоянии масса сгоревших ЛГМ при пожаре 2002 г. составляет:

Млгм при пожаре = М0 + М\ + 0,75 -М2 , т га"1, (4)

где Мо — масса выгоревших ЛГМ в нулевом ярусе; М\ - масса выгоревших ЛГМ в первом ярусе; Мг- масса выгоревших ЛГМ во втором ярусе.

Тогда М лгм при пожаре = 21,9 + 26,3 + 0,75 • 48,4 = 84,5 т га"1 Масса отмерших деревьев после пожара в 2002 г. составляет: М ЛГМ после пожара = 0,25'48,4 = 12,1 т га"1

Эмиссия углерода при пожаре. Доля углерода, которая содержится в древесине тропических пород составляет 46,4 % (Т^ос (ЗиупЬ Ап Ноапз, 2011). Доля углерода, которая содержится в низинном торфе, приведена в табл. 5. Масса углерода, участвующая в горении наземных ЛГМ (условно принимаем их плотность, близкую к плотности древесины) составила:

мс лгм при пожаре = 0,464 ■ 84,5 = 39,2 т С га"1 Масса углерода в торфе, участвующая в горении:

мс торфа при пожаре = 1,26 Мт С : 2016 га = 625 т С га"1 Общая масса углерода, которая участвует в процессе горения:

шс при пожаре = 39,2 + 625 = 664,2 т С га"1 По закону сохранения массы вещества и закону постоянства состава вещества масса углерода до и после лесных пожаров не меняется. Следовательно, общее количество углерода, выброшенного в атмосферу при лесных пожарах 2002 г. площадью 3012 га в национальном парке «У Минь Тхыонг», составило:

Шс при пожаре = 1,26 Мт С + (39,2 т С га'-3012 га) = 1,38 Мт С

Послепожарная эмиссия углерода. Масштабы послепожарных эмиссий углерода оцениваются через массу древесной растительности, отмирающей от воздействия огня, содержание углерода в ней и скорость (продолжительность) деструкции отпада. При расчетах потерь послепожарного отпада по формуле (3): 6 = дтгх (1- е'ы) для условий влажных тропических лесов удельная скорость разложения к варьирует от 0,76 до 1,23 год"1 (Уопес1а Т и др., 1977). На рис. 8 показана зависимость массы разложения отпада после пожаров от времени.

годы

Рис. 8. Динамика потери массы отпада после пожара при разных значениях удельной скорости разложения

Масса разложения при изменении скорости от 0,76 до 1,23 год"1 различается незначительно. В течение первых 4-х лет после пожара скорость разложения резко увеличивается. К 4-м годам потеря массы отпада стремится к значениям начальной массы отпада (после пожара), а к 6 годам в условиях влажного и теплого климата отпад почти полностью разлагается. Потеря массы отпада стремится к <5тах, т.е. составляет 12,1 т га"'. Следовательно, масса углерода в разложившемся отпаде составляла:

Мс при разложении 46,4 °/о ' 12,1 — 5,6 т С га Полученная величина массы углерода в разложившемся отпаде в виде СОг поступила в атмосферу. Уравнение разложения (ксилолиз) древесины тропических пород (Соловьев В.А., 1992; ^ос СиупЬ Ап Hoang, 2011) можно представить в следующем виде:

С6Н9,604,6 + 6,Ю2 = 6С02 + 4,8НгО (5)

Следовательно, послепожарная эмиссия углерода равна:

мс (СО2) после пожара Мс (отгмлд) при разложении ~ 5,6 Т С ГЭ

Таким образом, общая эмиссия углерода от пожаров 2002 г. на территории национального парка «У Минь Тхыонг» составляет:

Шс = 664,2 + 5,6 = 669,8 т С га"1 Оценка поглощения углерода при возобновлении мелалеуки. По данным вьетнамских исследователей, поглощение углерода экосистемой спелой мелалеуки (30 лет) в среднем составляет 4,15 т С га'1 в год, а депонирование углерода торфом — 0,6 т С га"1 в год. Для того чтобы компенсировать суммарную эмиссию углерода при горении 1 га древостоев мелалеуки на торфяниках и последующего разложения древесины, необходимо

не менее 140 лет для поглощения углерода экосистемой спелой мелалеуки: 669,8/(4,15+0,6) = 144 года. Однако с учетом достижения мелалеукой возраста спелости этот период будет значительно больше. Вклад источников в суммарную эмиссию углерода представлен на рис. 9

После-

гтожарная

эмиссия

Пожарная 11 1 ^ углерода

эмиссия Ш ! 5,6 т С га'1

углерода при__^

горении

наземных ЛГМ

39,1 т С га'1 |||

■Я ' ,, .. -V

Пожарная > ■ ■ ■■ ■ ■•■ ■ <-.

эмиссия

углерода при

горении торфа

625 т С га"1

Рис. 9. Доля эмиссии углерода от различных источников при лесном пожаре 2002 г. в национальном парке «У Минь Тхыонг»

Эмиссия углерода от горения торфа составляет 93 % от суммарной эмиссии, эмиссия углерода от горения наземных ЛГМ — 6 % и 1 % приходится на послепожарное разложение отпада.

Выводы и рекомендации

1. Во Вьетнаме в последние несколько десятилетий среднегодовые потери леса из-за лесных пожаров составили около 16 тыс. гектаров. Согласно статистике Департамента лесной охраны, за последние 40 лет (1969-2008) число лесных пожаров составило 47 тыс., их общая площадь 638 тыс. га. Особенно важно отметить, что пожарами пройдено в этот период 262 тыс. га искусственных лесов, т.е более 40% общей площади лесных пожаров. Нанесенный прямой ущерб оценивается в сотни миллиардов донгов (десятки млн. долларов США) в год. Не говоря уже о негативном воздействии на окружающую среду, об ущербе от наводнений, связанных с обезлесением, и т.д. На юге Вьетнама площадь лесов из мелалеуки, пройденная лесными пожарами, в среднем за год составляет 5 тыс. га.

2. При анализе горимости лесов из мелалеуки белодревесной в национальном парке «У Минь Тхыонг» за 20 лет (1986-2005) отмечена устойчивая тенденция увеличения площади пожаров. При этом с увеличением годовой площади пожаров, средняя площадь одного пожара возрастает. Следовательно, выявляется недостаточная эффективность обнаружения пожаров и борьбы с ними. Однако в течение 2006-2010 гг. произошло резкое

снижение площади пожаров в результате профилактических противопожарных мероприятий.

3. На горельниках наблюдается очень хорошее естественное возобновление мелалеуки. Затопление горельников в противопожарных целях приводит к тому, что большинство деревьев имеют ослабленное и сильно ослабленное состояние. При этом мелкие деревья, имеющие более поверхностные корневые системы, в создавшихся условиях лучше сохранились.

4. Обводнение торфяников в национальном парке «У Минь Тхыонг» очень эффективно для профилактики пожаров, однако оно оказывает негативное влияние на рост мелалеуки на горельниках, а также жизнь лесных экосистем и биологическое разнообразие национального парка. В связи с этим необходимо регулировать обводненность горельников таким образом, чтобы профилактика возгораний не приводила к гибели лесов.

5. Лесоторфяные пожары в национальном парке с 22 марта по 10 апреля 2002 г. вызвали серьезные экологические последствия. Суммарная эмиссия углерода составила около 670 т С га"1. Основную долю эмиссии углерода составляет горение торфа (93%), 6% от суммарной эмиссии приходится на горение наземных ЛГМ и 1% - на послепожарное разложение отпада.

6. Поглощение углерода экосистемой спелой мелалеуки составляет около 5 т С га"1 год'1. Для того чтобы компенсировать эмиссию углерода при горении 1 га древостоев мелалеуки на торфяниках, необходимо не менее 140 лет для поглощения углерода экосистемой спелой мелалеуки.

Публикации. По теме диссертации опубликовано следующие 4 работ, из них 2 в изданиях из перечня ВАК (выделено жирно):

1. Лесопожарная проблема во Вьетнаме за последние полвека [Текст] / Ле Дык Хуинь, Смирнов А. П., Нгуен Тхи Тху Ха, Нгуен Нган Ха // Безопасность жизнедеятельности. - 2013. -№ 1. — С. 38-41.

2. Экологические аспекты использования скоростного ячеистого угля как бытового топлива [Текст] / Ле Дык Хуинь, Исаева Л. К., Наместникова О.В., Сулименко В. А. // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2010. -№ 4. - С. 43-49.

3. Ле Дык Хуинь. Лесные пожары во Вьетнаме и их влияние на биологическое разнообразие лесов [Текст] / Ле Дык Хуинь, Нгуен Тхи Тху Ха, Нгуен Нган Ха, Чан Ань Туан // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка. Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов - СПб.: СПбГЛТУ, 2012 - С. 40-42.

4. Ле Дык Хуинь. Горимость лесов в национальном парке «У Минь Тхыонг» [Текст] / Ле Дык Хуинь, Нгуен Тхи Тху Ханг, Нгуен Тхи Тху Ха, Нгуен Нган Ха II Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка. Сборник материалов Международной на-

учно-практической конференции молодых ученых и специалистов - СПб.: СПбГЛТУ, 2012 - С. 36-40.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д 212.220.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М.Кирова, Ученый совет. Телефон: (812) 670-92-17.

ЛЕ ДЫКХУИНЬ АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 14.11.13. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 278. С 21 а.

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТУ 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Ле Дык Хуинь, Санкт-Петербург

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет

имени С. М. Кирова

На правах рукописи

04201453739 ЛЕ ДЫК ХУИНЬ

ЛЕСОВОДСТВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В ЛЕСАХ ИЗ МЕЛАЛЕУКИ БЕЛОДРЕВЕСНОЙ {Melaleuca Cajuputi Powell.) НА ЮГЕ ВЬЕТНАМА

06.03.02. - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. П. Смирнов

Санкт- Петербург - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................................4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОС А............................................................................................9

1.1. Общее описание тропического растительного покрова Вьетнама.... 9

1.2. Особенности лесов Вьетнама..................................................................................................12

1.3. Причины изменения площади тропических лесов Вьетнама....................13

1.4. Лесопожарная проблема во Вьетнаме за последние полвека......................17

1.5. Лесные пожары....................................................................................................................................25

1.6. Воздействие лесных пожаров на экосистемы тропических лесов Вьетнама и на эмиссию углерода..........................................................................................32

ГЛАВА 2. ПРОГРАММА, МЕТОДОЛОГИЯ, МЕТОДИКА И

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..........................................................................................................43

2.1. Программа исследований............................................................................................................43

2.1. Методология и методика исследований........................................................................43

2.2. Объект исследований......................................................................................................................45

ГЛАВА 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА

И НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «У МИНЬ ТХЫОНГ». ЗНАЧЕНИЕ

ЛЕСОВ ИЗ МЕЛАЛЕУКИ..............................................................................................................48

3.1. Общие сведения о национальном парке «У Минь Тхыонг»........................48

3.2. История......................................................................................................................................................51

3.3. Климат..........................................................................................................................................................52

3.4. Рельеф и гидрология........................................................................................................................55

3.5. Общая характеристика растительности..........................................................................56

3.6. Мелалеука белодревесная {Melaleuca Cajuputi Powell.) и ее значение......................................................................................................................................................58

ГЛАВА 4. ГОРИМОСТЬ ЛЕСОВ В НАЦИОНАЛЬНОМ ПАРКЕ «У МИНЬ ТХЫОНГ». ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЛЕСОТОРФЯНЫХ

ПОЖАРОВ............................................................................................................................................................64

4.1. Горимость лесов в национальном парке «У Минь Тхыонг»........................64

4.2. Последствия пожара 2002 г. и последующего затопления горельника для молодняков мелалеуки белодревесной....................................67

ГЛАВА 5. ЭМИССИЯ УГЛЕРОДА ОТ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ 2002 г. В НАЦИОНАЛЬНОМ ПАРКЕ «У МИНЬ ТХЫОНГ» НА ЮГЕ

ВЬЕТНАМА........................................................................................................................................................95

5.1. Роль лесных пожаров в изменении глобального климата..............................95

5.2. Потери фитомассы и торфа при пожарах в лесах из мелалеуки белодревесной......................................................................................................................................99

5.3. Эмиссия углерода при пожаре................................................................................................102

5.4. Послепожарная эмиссия углерода......................................................................................102

5.5. Оценка поглощения углерода при возобновлении мелалеуки............106

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ......................................................................................................109

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................................................111

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................................................................................123

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Пожары - один из важнейших экологических факторов, оказывающих разностороннее влияние на условия среды и все компоненты природных экосистем. Участившиеся в последнее время пожары, в большинстве случаев антропогенного характера, оказывают серьезное воздействие на почвенный покров, растительность и животный мир биогеоценозов и целых ландшафтов.

Лесам Вьетнама присущи особенности, обусловленные природно-климатическими, лесорастительными, социальными и экономическими факторами. Защитные, средообразующие и средостабилизирующие функции этих лесов по своей биосферной и экологической значимости намного превосходят их ресурсный потенциал. Пожары вносят существенные изменения в структуру и динамику лесных сообществ Вьетнама. Они определяют направления, характер и темпы формирования послепожарных восстановительных сукцессий и оказывают существенное влияние на пространственное и возрастное строение ценозов и их средообразующие функции. Для Вьетнама лесные пожары были и остаются чрезвычайно трудной проблемой.

По данным Министерства сельского хозяйства и развития сельских районов, общая площадь лесов в стране составляет 13,388 млн. га (Генеральное статистическое управление, 2010). В том числе, площадь лесов с повышенной возможностью возникновения пожаров - около 6 млн. га, т.е. немногим менее половины всех лесов (Фам Нгок Хынг, 2004).

Во Вьетнаме в последние несколько десятилетий среднегодовые потери леса от разных причин составляют сотни тысяч гектаров, в том числе около 16 тыс. гектаров из-за лесных пожаров. Согласно статистике Департамента лесной охраны, за период с 1969 по 2008 гг. число лесных пожаров составило 47 тыс., их общая площадь 638 тыс. га. Важно отметить, что пожарами пройдено в этот период 262 тыс. га искусственных лесов, т.е. более 40%

общей площади лесных пожаров. Нанесенный прямой ущерб оценивается в сотни миллиардов донгов (десятки млн. долларов США) в год. Не говоря уже о негативном воздействии на окружающую среду.

Леса из древесной породы мелалеука белодревесная {Melaleuca Cajuputi Powell.) площадью 0,25 млн. га сосредоточены на юге Вьетнама, в провинциях Ка May, Кьен Занг, Лонг Ан и др. Эти леса в течение сезона дождей (около полугода) находятся в состоянии затопления, а другие полгода в состоянии засухи. Они сформированы в основном на торфяниках мощностью 0,5-1,2 м. Листва мелалеуки содержит горючие эфирные масла. В сезон засухи торф и листва мелалеуки являются легковоспламеняющимися веществами. В связи с обширной площадью, высокой аккумуляцией органического вещества в торфе, подстилке и надземной биомассе леса из мелалеуки являются одними из самых опасных в пожарном отношении. В чрезвычайно засушливом сезоне 2001-2002 гг. было 2 крупных лесных пожара в национальных парках Вье тнама «У Минь Тхыонг» и «У Минь Ха». Площади пожаров составили соответственно 2712 и 2703 га. Пожары в лесах из мелалеуки на юге Вьетнама привели к серьезным выбросам в атмосферу, загрязнению и разрушению лесных экосистем в дельте реки Меконг.

Прогнозируемое глобальное изменение климата, как ожидается, приведет к увеличению частоты лесных пожаров, расширению их площади распространения и долгосрочной деградации лесорастительных условий, что может пагубно сказаться как на экологической, так и социальной безопасности людей во всех лесорастительных зонах планеты.

Планирование охраны лесов от пожаров, а также использование огня в различных целях в лесном хозяйстве должно регламентироваться применительно к конкретным лесным экосистемам. Для этого необходимы исследования природы пожаров, условий их возникновения, распространения и развития в лесных сообществах разного уровня, а также лесоводственных и экологических последствий воздействия огня на компоненты лесных экосистем.

Цель и задачи работы. Целью работы является оценка лесоводственно-экологических последствий лесных пожаров в лесах из мелалеуки белодревесной на юге Вьетнама. В связи с поставленной целью работы, ее основными задачами являются:

1. Анализ лесопожарной проблемы во Вьетнаме.

2. Анализ горимости лесов из мелалеуки белодревесной на юге Вьетнама.

3. Оценка состояния насаждений мелалеуки, возникших на горельниках.

4. Оценка пожарных и послепожарных эмиссий углерода и их роль в углеродном балансе атмосферы.

Научная новизна. Впервые для лесов из мелалеуки белодревесной на юге Вьетнама исследованы последствия лесоторфяных пожаров. Дана оценка влияния профилактических противопожарных мероприятий на состояние молодняков мелалеуки, возникших на горельниках. Приведены масштабы пожарной и послепожарной эмиссий углерода.

Личный вклад. Составление плана исследования, сбор и обработка полевых материалов, анализ полученных результатов и разработка рекомендаций были выполнены лично автором.

Практическая значимость. Материалы исследований могут служить основой при разработке проектов организации охраны от пожаров лесов из мелалеуки в национальном парке «У Минь Тхыонг». Заложенные в процессе проведения исследований пробные площади являются основой для совершенствования лесопатологического мониторинга на территории национального парка.

Результаты исследования влияния искусственного затопления пройденных пожарами территорий на возобновление и санитарное состояние мелалеуки могут быть использованы для оптимизации обводнения горельников.

Полученные данные об эмиссии углерода при пожарах 2002 г. в национальном парке «У Минь Тхыонг» могут служить в качестве основы для расчета пожарных и послепожарных эмиссий в других регионах Вьетнама.

Обоснованность и достоверность результатов. Полученные результаты базируются на материалах полевых исследований в национальном парке «У Минь Тхыонг». Изучение санитарного состояния молодняков, возникших на горельниках, проводилось путем закладки пробных площадей. Для определения эмиссии углерода использовали данные полевых наблюдений и методические разработки российских и вьетнамских авторов. При обработке материалов исследований использовались программы математической статистики (ППП Statistica 6.0, Statistica 10 trial), Maplnfo Professional, Excell.

Апробация результатов диссертационного исследования. Результаты исследования изложены в 2 научных статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях и 2 публикациях общего списка. Методика и результаты исследования обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях лесохозяйственного факультета Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета и заседаниях кафедры лесоводства (2011 - 2013 гг.).

Защищаемые положения:

1. Оценка последствий лесоторфяных пожаров в национальном парке «У Минь Тхыонг» на юге Вьетнама.

2. Влияние искусственного затопления территорий с целью профилактики лесных пожаров на санитарное состояние древостоев мелалеуки.

3. Оценка пожарной и послепожарной эмиссий углерода в результате лесоторфяных пожаров.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 136 страницах, содержит 38 таблиц, 17 рисунков, включает 10 приложений. Список литературы содержит 140 источников, из них 87 на иностранных языках.

Благодарности

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору д.с.-х.н. А. П. Смирнову за научное руководство в ходе выполнения диссертационной работы. Особая благодарность д.б.н. В. А. Соловьеву за ценные советы при расчете эмиссии углерода. Автор выражает признательность зав. кафедрой лесоводства СПбГЛТУ профессору

, другим профессорам и сотрудникам кафедры

д.с.-х.н.

Е. С. Мельникову

лесоводства СПбГЛТУ, а также сотрудникам национального парка «У Минь Тхыонг», принимавшим участие в полевых работах. Особая благодарность преподавателю кафедры русского языка и педагогики СПбГЛТУ Е. С. Рябининой за редактирование материалов диссертационной работы.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Общее описание тропического растительного покрова Вьетнама

Тропические леса - леса в экваториальных, субэкваториальных и влажнотропических районах с влажным климатом. Самые обширные тропические дождевые леса произрастают в бассейне реки Амазонки (дождевые леса Амазонки), в Никарагуа, в южной части полуострова Юкатан (Гватемала, Белиз), в большей части Центральной Америки, в экваториальной Африке от Камеруна до Демократической Республики Конго, во многих районах Юго-Восточной Азии от Мьянмы до Индонезии и Папуа-Новой Гвинеи, в австралийском штате Квинсленд. На рис. 1.1 показало распределение тропических лесов в мире.

Рисунок 1.1 - Распространение влажных тропических лесов в мире

Вьетнам расположен между 8° 10' и 23°24' северной широты и между 102°09' и 109°30' восточной долготы. С востока страна омывается Восточным морем, с юго-запада - Таиландским заливом. Протяжённость морского

побережья 3960 км. На севере Вьетнам граничит с Китаем (протяжённость границы - 1300 км), на западе - с Лаосом (650 км), на юго-западе - с Камбоджей (930 км). С севера на юг страна протянулась на 1650 км, с востока на запад: 600 км на севере, 400 км на юге и около 50 км в центральной части Вьетнама (рис. 1.2).

КИТАЙ

Пни -. V Т \д

^ г

V * У " Лтмо^ Сон

Т&у*.;

ЛАОС •

Т\

• Тли

УЗ

-

«С

7 .

Тпм Хоа ^ ТОНКийСКиО-у ^ залив

,Докг Хой

ТАИЛАНД

Восточное

о

море "

73 ш

' > /. . пак То ',

КАМБОДЖА 'Ч

^Г^Я^АНГ

Кыон*о» фТ«й Хо*

Тайский залив

\

п О

о. оокурк Ра*

п&ы**. ' . я» я*» $

Ж £ 3

гч тамкияь Фаь.Лт-ЧФп ЧА.-Н

. ! > — V* У

.«АИХИ6Т п §

= ш

И 11

Рисунок 1.2 - Географическое положение Вьетнама

Территория Вьетнама полностью расположена в экваториальном поясе. Значительная часть её территории, главным образом в горах, покрыта лесами. Зональные типы растительности Вьетнама - в основном вторичные влажные вечнозеленые тропические леса, а в тех районах на юге страны, где количество осадков намного меньше - саванны и редкостойные тропические леса. Сохранились также участки первичных влажных тропических лесов. Горные районы до высот 800-1000 м в Южном Вьетнаме и до 600-700 м в

более холодном - Северном, покрыты влажными тропическими, или, иначе, тропическими вечнозелеными дождевыми лесами. Выше них, до 1700-2000 м над уровнем моря (н.у.м.), произрастают широколиственные субтропические горные леса с подлеском из различных видов бамбука, а еще выше появляются смешанные леса, где помимо дуба, клена и ясеня встречаются различные хвойные породы (http://geography.su).

В приморской зоне распространены мангровые заросли: на юге они достигают высоты 25-30 м, на севере - 2-3 м. Общая площадь мангровых лесов около 400 тыс. га, из них 300 тыс. находится на юге и в южноцентральной части. В низменных районах страны распространены рощи кокосовых пальм. На плато в юго-западном районе располагаются саванны с зарослями жестких трав и бамбука.

Во Вьетнаме из-за относительно широкого диапазона широты и долготы климат разнообразный. Хотя вся страна расположена в тропиках и субтропиках, погода здесь может варьироваться от морозных зим в северных горах до круглогодичного субэкваториального лета в дельте р. Меконг. На севере Вьетнама, где бывают холодные зимы, произрастают хвойные леса, смешанные хвойно-широколиственные леса, бамбуковые заросли. Для юга, где климат субэкваториальный, характерны два основных сезона - влажный и сухой. Теплый и влажный климат является причиной огромного разнообразия растительности. Здесь имеются водно-болотные угодья, сомкнутые тропические влажные дождевые леса, полусомкнутые склерофильные леса, сухие тропические леса и др. (Тхай Ван Чынг, 1975).

Во Вьетнаме произрастает много ценных древесных пород: железное, черное, розовое, камфорное, эбеновое, сандаловое деревья и др., распространено свыше 30 видов бамбука, 76 видов других лесных древесных растений. Они служат сырьем для разных отраслей промышленности. Из 600 видов древесных, кустарниковых и травянистых растений получают танин, из 200 - красильные вещества, из 260 видов - различные масла.

1.2. Особенности лесов Вьетнама

Тропическая растительность Вьетнама разнообразна. В 1943 г. французский исследователь Мауранд (Maurand, 1943) впервые разделил растительный покров Индокитая на 3 основных района:

> растительный покров севера Индокитая;

> растительный покров юга Индокитая;

> растительный покров переходного района.

Недостатком такого деления является невозможность определить типы растительного покрова Вьетнама.

В 1960 г. Министерством лесного хозяйства Вьетнама была разработана классификация растительного покрова. По этой классификации растительность разделена на 4 вида:

> травы, кустарники, растительность полупустыни;

> молодые леса естественного и искусственного происхождения;

> леса, расстроенные сильными рубками;

> первичные леса (девственные леса).

Недостатком этой классификации является то, что в ней отсутствуют типы первичных и вторичных лесов.

В 1975 г. Тхай Ван Чынг (Thai Van Trung, 1975) предложил метод классификации растительного покрова Вьетнама на экологической основе. До сих пор эту классификацию считают наиболее удачной. В классификации Тхай В�