Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние лесных пожаров на прирост и строение древесины сосны обыкновенной

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Влияние лесных пожаров на прирост и строение древесины сосны обыкновенной"

о од

3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИПСКОП ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШСЛ1У ОБРАЗОВАНИЮ

СИБИРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 630.811/.813:630.17:582.475.4/:630.43.001.5

КРИВИЦКИХ Елена Георгиевна

ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА ПРИРОСТ И СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

06.03.03 — Лесоведение и лесоводство;

лесные пожары и борьба с ними

05.21.05 — Технология и (оборудование

деревообрабатывающих производств, древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск 1994

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОШТЕТ РОССИЙСКОЙ §ЕШ'А!Щ ГО ВЫСШЕМГ ОБРАЗОВАНИЮ

СИБИРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЯЗЖ1 ИНСТИГУТ

На правах рукописи У2К б30.811/.81Э:б30.17:58г^75.Ч/:630.«.С01.5 КРИВИ1ЖИХ Елена Георгиевна

ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОКРОВ НА ПРИРОСТ И СТРОЕНИЕ' ~ 1РШЕСШЫ СОСНН ОБШШС8ШНОЯ

06.03.05.- Лесоведение-и лесоводство;

лесные пожары и борьба с ними

05.2Г.05. - Технология и оборудование

деревообрабативаояих производств, . древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск 1994

°абота выполнена на кафедрах древесиноведения, леской таксации-и'лесоустройства Сибирского технологического института.

Научные руководители — доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Е.З. ХАРУК .

- доктор биологических наук, профессор В.Б. КУЗЬМИЧЕЗ

Официальные оппонента - доктор биологических наук,

старший научный сотрудник С.П. ЕФРЕМОВ

- кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Г.К, СУг04ЕВ

Ведущая организация - Сибирский научно-исследовательский

институт лесной промыиленности (г.Красноярск).

Зашита диссертации состоится "

_199^ пода

а 1С часов на заседании специализированного совета.Ч. 06*3.83.01 при Сибирском технологическом институте.

Отзывы на автореферат в дзух экземплярах с заверенными подписями просим напразлять по адресу: 66ГС^9, г.Красноярск, пр. Уира,'$>( Сибирский технологический институт. Ученому секретарю специализированного совета Пчелинцеву В.И.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского технологического института.

Автореферат разослан "//» лсил.

■гссг) Г0ДЗ

■Ученый секо^тарь специализированного совета ' ¡ПгР\/ В .И. ШЕЛ1ЩЕЗ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Леса' Восточной Сибиря систематически подвергаются воздействии лесных ло;.таров. И результате изменятся условия роста и, как следствие, меняются строение и свойства древесины, что влечет за собой изменение товарной структуры древостоев, аг следовательно, и еозыойносгй практического лесопользования.

Цель таботн. Изучить влияние одно- и многократного воздействия лесных пожаров на строение и свойства древесины соски обыкновенной, сформировавшейся в до в послепокарншх периоды; определить количественный я качественный состав экстрактивных. веществ а ах локализации а клетках древесяад; естественную стойкость древесины по отношению, к дераворазрушащим грибам; виявать характер изменений в товарной структуре древостоев, лроддэишх лесными пожарами.

Научная новизну. Впервые для древостоев ЬосточноН Сибири изучено микроскопическое строение древесины сослы обшпонето Л а учетом иашшеваЛ условий роста, а такав характера и степеиа поврэяие-ная дерева огнем. Выявлены принципиально новые данные о размерах толщины клеточных стенок, диаметра и длины трзхеяд в зависимости от указанных выше факторов.

йетодоа девдрохронологических исследований изучена взличена радиального прироста а тенденция формирования древесины б резаке периоды роста дерева; исследована естественная стойкость др^нее;;-як, сформировавшейся: до и после лонарзколичественный а качественный состав экстрактивных веществ поврежденной древесины.

практическая ценность работа. Полученные данные на ¿тут практическое применение при построении нормативных материалов по оценке товарной структуры я качественного состояния древостоев сосни обыкновенной, пройденных аизоьшз ложзрзш, помогут установить рамки 'возможного промшше иного использования древесины, полученной из этих древостоев.

Данные исследований имеют ваяное теоретическое значелве при разработке разделов древесиноведения по строении я, свойствам древе синн, которые могут быть полохеяы в сскову качественной характеристика древесины сосан и расширят возможности ее промышленного использования.

Результату исследований использованы при подготовке я написании методических указаний для выполнения лабораторных работ по

древесиноведению а лесному товароведение со студентами в вузах лесотехнического профиля.

Апробация работы. Основана результаты диссертационной работы докладывались на Международной конференции по йодафикации древесины (itaHCK, 1990 г.); на Всвсопзаой ков^ренциа по совреманннм проблемам дреЕвйановедакая (Красноярск, 1987 г.); Всесоюзной научно-технической конференции во модификация и защитной обработке древесины (Красноярск, 1989 г.), научно-технических конференциях Сибирского технологического института (1986, 1983 гг.).

Публикации': до теме диссертации опубликовано десять печатных работ.' ."■-.■' ■•■ ^

На занят? выносятся^: особенности динамики формирования. радиального прироста при многократном повреждения дерева огнем, особенности 'строзная а свойств древесины соснм обыкновенной из дразо-стоев, пройденных лесными пожарами,-локализация смолистых веществ в клетках древесины, ах количественный а качественный, состав в древесине, сформировавшейся а аослепожарний период роста дерева.

Дачный вадад. Программа и методика исследований, сбор экспериментального материала, математическая обработка, анализ и обобщение полученных данных выполнены лично автором. Опыты по химическому анализу экстрактивных вещяств проводились лабораторией целлюлозно-бумажного производства и химических волокон Сибирского технологического института.

. Структура и объем работа. Работа состоят из введения, пяти глав, выведо?, списка цитируемой литературы. .-'Основной текст диссертации изложен на 150 страницах машинописного текста, включает 33 таблицы а 45 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 180 статей отечественна*авторов .и 44 эарубекных.

' ЛОДЕРЕАНИВ РАБОТЫ ' .

■'-■. I. СОСТОЯНИЕ. ВОПРОСА ■■':,:.

Многочисленными работами отечественных и зарубежных .исследователей доказано, что строение и свойства древесины тесните образом связан« с условиями роста дерева, которые существенно изменяются под воздействием лесных пожаров. Под их влиянием изменяются ьалщайщие характеристики древесины: ширина годичного слоя, разделение его на раннюю и позднюю зоны, процент поздней древесины,

плотность, размеры анатомических элементов.

Влияние пожара на строение древесины бызо исследовано м.с. Мелеховым (1940, 19';8) и его учениками. Эти исследования проводились на древесных породах, произрастающих в европейской части России.

Что же касается лесов Восточной Сибири1, где практически нет древостоев, не пройденных лесными пожарами, то проведено достаточное количество исследований М«Л. Евдокименко (1974, 1985, 1986, 1989), В.Е. Романовым (1965, 1970, 1962), СЛ. Шевелевым (1980). П.М. Матвеевым (1988) и другими. Основное внимание в этих работах уделяется количественным характеристикам древесины и нет данных о микроскопическом строении и свойствах древесины в различных зонах ствола, сформировавшейся после повреждения дерева огнем. Клеточное строение древесины определяет ее структуру, физические и прочностные характеристики, от которых, в конечном итоге, зависит качество древесины, ее товарная .оценка*. Последние являются основными параметрами при различных видах промышленного использования древесины.

Исходя из этого, в основу навих исследований положена рабочая гипотеза, согласно которой строение й свойства древесины сосны из древостоев, пройденных лесными пожарами, будут существенно изменяться в зависимости от характера и степени повреждения дерева огнем, различного содержания смолистых и других экстрактивных веществ в рззные периоды роста дерева.

2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТ ЙСС1ЕЕ.03АННЙ

Исходя из анализа имеюцихся литературных данных и высказзк-ноЯ гипотезы, в прогрз!-8му исследований включены вопроса влияния лесных пояаров на основные показатели, характеризующие качество древесины:

величину радиального прироста;

количество рядов ранних и поздних трзхеид в годичном кольце; процентное содержание поздней древесина з годичном слое; плотность древесины в до и послелокарный периоды; толщину клеточных стекок, диаметр и длину трахеид; степень засмоленности и локализащш смолистых веществ в клетках древесины сосны обыкновенной, сформировавшейся в до и после-пожарный периоды, при однократном и многократном воздействии огня; количественный и качественный состав экстрактивных веиестз в

древесина, сфэрмировавшейся в послапонарннй период и контрольноа древзсины; ''.'■:'

естественную стойкость древесины по отношению к дереворазру-иающим трибам;

товарную структуру соснового древостоя, пройденного лесными пожарами.

Закладка пробных площадей проводилась з Иркутской области в соответствии с требованиями ОСТ 56-69-83. Подбор модельных деревьев осуществлялся на основании ГОСТ 16483-6-80 (СТ СЗЗ 1141-78). Учитывая особенности исследований на-макроскопическом уровне, на пробник площадях' механическим способом отбирались модельные деревья с их лесоБодствашю-таксацйонной характеристикой. Основа, методики отбора модельных деревьев была заимствована из работ М.С. Líe— лехова,. являющегося основоположником пожарной травматологии, которая предусматривает подбор модельных деревьев, имеющих на стволе следы, как однократного, так и многократного повреждения, огнем с наличием раневой древесины (Мелехов, 1948). Такке учитывалась степень повреждения дерева огнем по высоте нагара. До ото.чу кряяа выпиливались из комлевой, 1/2,-1/3, 1/4 частей ствола. Из каждого кряна выпаливались диска, которые делилась по приросту на следующие зоны формирования древзсины: допояарная, послепожарная и зону ствола, не поЕреждэнную огнем. Из каждой зоны выкалывалась образцы для исследований. Контрольные срезы взяты из древесины, на подвергавшейся воздействия огня. Из образцов готовились срезы для микроскопических исследований по общепринятой в ботанической мик-ротахника методике (Проэина, I960). Строение, древесины изучалось с учетом методических указаний И.С. Мелехова (1Э32, 1940, 1948, 1949) я Б.Д. Ломова (1977), A.JI. Яценко-Хмелевского (1954), Ь.Е. Москалевой (1957), Е.С. Чавчавадзе (1979), К. Эсау (1969). !

Отработана принципиально - новая м-зтодика по изучению радиального прироста древесаны в динамике при многократном повреждении дерева огнем в течение ста лет. Для чего определялась точная дата пожара и возраст дерева в этот период. Год полез ра контролировался перекрестной датировкой, с помощью которой удалось определить" точные сроки пожаров и их повторяемость. - Исследования, "проведенные в сосняке разнотравно-брусничном,показали, что первоначальному повреждению низовым пожаром сильной степени деревья подверг-, лись в 1886 году в возрасте 60 лет. Повторное повреждение этих se деревьев пожаром средней степени произохто через двадцать два

года в 1908 году. Последующие низовыз покары (.г^ной сгопвни про-шш ка.пробной площади в 1918, 1928 и 1956 год:.-*.

Для более полного анализа радиального прироста в динамика при формировании древесины в до в послапокаркий периоды, связанного с изменившимися уеловияма роста дерева, проводились макроскопические исследования.

Радиальный прирост, процентное содержание поздней древесины в нем, количество рядов ранних и поздних трзхевд, толщина -щеточной стенкп и диаметр трзхеид измерялись с помощью -микроскопа МБК-9, имеющего измерительную линейку с ценой деления 0,02 ш, окуляр-микрометр (акала 100 км). Длина трзхевд измерялась на мацерирован-ксм материале древесины с помощью микроскопа МБС-10. Микрофотографии, выполненные с микропрепаратов, получены с помощью микроскопа МБИ-6. '.•-■■•

Для. замерз диаметра трахепд использовался пишциппально новый и каиболза эффективный метод дввдрохронологячзскях исследований,, разработанный Е.А. Еагановнм (1977). Этот метод впервые применен для определения радиального прироста по зонам формирования древесины в различных условиях'роста дерева. Подтвердилось, что по ерэвненаю с общепринятыми методпкамл, последний даст высокую точность результатов и скорость заполнения замеров.

Баостойкость древесины сосны проверялась по отношению к домо-воод пленчатому грибу Cz/'fyfioia. c&veJi&a , относящемуся к семейству Срш'р^Ао^яссас, , порядок ^¿(/¿¿cpAoza&i , класс daiictiomi/cetci, Испытания проводились в опытных колбах. На культурах гриба опытные образцы вндвркивалйсь 40 суток. Степень освоения образцадравссины грабом определялась по потере веса образца.

Определение количественного н качественного состава экстрактивных веществ осуществлялось по общепринятой методике (Никитин, Оболенская, Щеголев, 1978). Дополнительно изменения в групповом составе экстрактов прослеживались по Уб-спектрам.

Экспериментальные материалы обрабатывалась с использованием статистических методов (Леонтьев, 1966; Фалалеев, 1981), при обработке применяли ЭВМ БК 0010.

Для изучения влияния лесных пожаров на строение и свойства древесины сосны обыкновенной заложено две пробные площади, многократно поврежденные лесными покарами, тип леса - рэзнотрзвно--бруешзчный, и две пробные площади, не пройденные лесными позарз-ма, типы леса - брусничяо-зеланошинкй, и рззнотрзвяо-брусначный.

На пробных площадях взято 20 модельных деревьев с пожарными подсушинами, 6 - без видимых огневых повреждений, 8 - на контрольных пробных площадях.Приготовлено 6870 микропрепаратов. Выполнено •ЗоСО измерений анатомических элементов (толщины клеточных стенок и диаметра трахеид). Сделано 1920 измерений длины ранних и поздних трахеэд. -

Для измерения диаметра трахеид с помощьп дендрохронологичес-ких методов исследования.приготовлено 100 постоянных препаратов. 'Для. каждой зоны формирования древесины в до и послепожарный периоды получены кривые распределения, с измерением на манее 600 клеток. Исследовано 4 модельных дерева.

Для определения биостойкости древесины взято 6 модельных деревьев с огнэеши ранениями и 5 модельных деревьев без вкдимке огневых-повреждений. Приготовлено 382 образца.

Для изучения, качественной характеристики древостоав, поврежденных огнем, взято четыре участка на двух пробных площадях. На .каждом участке произведен'сплошной перечет деревьев. На поврежденных огнем стволах измерялись размеры пожарных подсушин. Обследовано 943 дерева.

Краткая характеристика района исследований.

Исследования проводилась в древостоях сосны Братского района Иркутской области.. V

По ботапико-географичэскому районированию Сибири Лриангарьа относится к Среднесибирской макропровинции и выделяется в самостоятельную Ангарскую провинцию Шумилова, 1962).

Главной особенность» лесов.Среднего Приангарья является многопородный состав, большое количество производных типов леса, что связано в основном с ковтинентальностью климата и с часто повторяющимися лесными пожарами. ; .

Б района исследования распространены сосняки разнотравно-брусничные и сосняки бруснично-зеленомошныв на таежных дерново-осолоделых почвах. Сосновыми насаждениями занято 10,7 мля.га, или 37 % покрытой лесом площади.

Средний возраст сосняков - 130 лет. Изучаемые древостой относятся к спелш или перестойным. Сосняки характеризуются высокой продуктивностью - Ш или П классами бонитета.

3. АНАЛИЗ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА ДРЕВЕСИНЫ, СФОК&ЗРОВАНЯЗЛСЯ ПОСЛЕ ПОЖАРА "

Изменения годичного прироста древесины тесным образом связаны с условиями роста дерева, интенсивностью пожара и возрастом древостоя.

Особый интерес представляет анализ прироста древесины в динамике при одно- н многократном повреадения дерева огнем.

Яри однократном повреждении дерева огнем а формирования древесины и последующем приросте выделяется три зоны, которые четко отличаются по ииринс годичного слоя. Первая - очень мзлкослойная (три-восемь лет); вторая - с увеличивающимся приростом (четыре--шестнадцать лет); третья -. со стабилизировавшейся шириной годичных колец (свыше шестнадцати лет). В первые годы послепожзрного периода радиальный прирост очень резко уменьшается (0,58

- 0,8? мм), тогда как до пожара прирост составлял 1,18 мм. Продолжительность этого.периода зависит от интенсивности пожара.,Максимальная продолжительность очень малого прироста отмечается у деревьев при сильной степени повреадения дерева огнем.

Во второй зоне прирост постепенно увеличивается (1,04

- 2,52 мм) и в третьей стабилизируется (2,02 • - 2,68 мм).

Количество рядов трахеяд во все годы роста дерева колеблется в соответствии с процентным содержанием поздней древесины в годичном слое. В годичных слоях, сформировавшихся до пожэра, количество ранних и поздних трахевд составляет Й { в числителе - количество рядов ранних трахеид.в знаменателе - поздних). В после-пожарный период в первой зоне количество рядов трзхеад резко уменьшается - 7 _ 9 (особенно число ранних трахеид); во второй зоне - ° _ Щ ив третьей - .

При повторном повреждении этих деревьев пожаром средней степени реакция на воздействие огня значительно снижается. Уже на третий год посл<Г пожара прирост постепенно увеличивается, который к пяти годам стабилизируется. При третьем и четвертом пожарах реакция деревьев значительно слабее, чем при первых двух пожарах. В то же время общая закономерность при формировании древесины в послепожарный период сохраняется как при однократном, так я многократном повреждении дерева огнем.

Реакция дерева на огонь в раннем возрасте очень сильная, бо-

лезненная и длительная по времени. С увеличением возраста эта реакция ослабевает и одновременно'сокращается продолжительность периода замедленного прироста. В.;возраста более 130 лат реакция на огневое воздействие замедляется. Годичные слоа в послепоиарный период аире, чем в возрасте 60 лат. Эти деревья в кома вой частя ствола имеют толстую бороздчато-чаауйчатуо кору, которая в знача-тельной мере предохраняет дерево от больших ожогов. Под.влиянием поляра прирост замедляется. Однако, ужа на второй год посла,повреждения ширина годичных слоев увеличивается и стабилизируется к четырем-пята годам жизни дерева. .

При исследовании радиального прироста была и такие модолыша деревья, у которых после слабого.низового пожара с высотой нагара до 0,5 метра, прирост увеличился. Возросло число ранних и поздних трахевд, процент поздней древесина в годичном сдое.

Процентное соотношение ранней ипоздней древесины в годичном слое

Еажным показателем качественной характеристика древесины является процентное содержание Поздней древесины в годичном кольце. При изучении влияния лесных пожаров на строение древесины сосаы установлено, что этот показатель в значительной степени зависит от условий роста, степени повроядания дерева огнем.

При высота нагара более 1,5 метра происходят очень резкие изменения в приросте древесины: значительно возрастает процент поздней древесины в годичном слое. В первой зоне послепожарного периода (три-восемь дет) процент поздней древесины колеблется от 33,6 % до 47,8 %; во второй зона (чатыре-шостнадцать лет) - 31,5 -- 44,6 %; в зоне стабилизации - 25,5 - 28,1 %. Подобные изменения тесно коррелируют с шириной годичного слоя. При средней степени поражения дерева огнем существенных изменений в процентном содержании поздней дрввесинк в годичном слое на отмечается. При слабом поражении дерева пожаром процент поздней древесины значительно увеличивается.

Плотность древесины

Основным показателем в практика использования древе'саны при

оценка ее качества является плотность, которэя значительно изменяется пол воздействием огня.

При анализа плотности древесины сосны из древостоев, пройденных низовым пожаром средней степени, я контрольной древесины четко просматривается разница, которэя составляет более 100 кг/м3. Это превышение является характерным для древа сини, сформировавшейся в до и послепожарнкй периоды.

Еторая группа деревьев имела высоту нагара более 1,5 метра, соответствующую высокой стапена пожарз. Анализ результатов исследований показывает повышенную плотность по сравнению с контрольной. Особенно это касается древесины, сформировавшейся в дспожарные периоды, как до первого, так а до второго пожаров. По внешнему виду такие участки древесины имеют очень высокую степень заселенности. Последнее связано с тем, что смолистые Еещества, образующиеся в послепожарный период, диффундируют з прилегающие, долог;:арные годичные слон. При микроскопических исследованиях установлено, что большинство полостей поздних и даже ранних трзхгкд заполнены смолистыми веществами. Это'в.одинаковой степени относится к зонам древесины с противоположной, необгоревэей части ствола. Интенсивное смолообразование является основной причиной увеличения плотности древесины сосны из древостоев, пройденных лесными пекарака.

4. КАЧЕСТБШЕАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕЕЕСИНЫ ИЗ ДРЕВОСТОЕВ, ПРОЩЕННЫХ ЖЯШИ ПОЕАРАМИ

Толщина клеточной стеняи трахеад

Прирост древесины в до- и посяепожарный периоды и ее качество рассматривались в связи с изменениями, происходящими на микроскопическом уровне. Основными характеристиками, определяющими качество древесины, являются: толщина клеточной.стенки» диаметр и длина трахеид.

При однократном повреждении дерева огнем в первые года после-пожарного периода толщина клеточной стенки резко уменьшается (табл. 1.1). Это одинаково характерно как для ранних, так и для поздних трахеид. Такие изменения характерны для древесины, сформировавшейся в течение 2-4 лет послепожарного периода (средняя степень повреадения дерева огнем). 2 контрольной древесине толщина клеточных стенок ранних я поздних трахеад остается без резках изменений.

Толщина клеточной стенки и длина трахеид при одно- и многократной повреждении дерева пожаром

Та&гкца 1.1

Толщина клеточной станка и длипз трахеия.мкм/шц

Статистические показатели

После пожара

Первые 2-4 годд ранние поздние

...Омт.Ш-Ждзл.

рента поздние ранние поздние

■До пожт.

ранние поздние

0 д н о к р а та о в повреждение

Толвдна клеточной стенки

4,3б± ' 3,17± 5.4± 3,33± 5,39|± ЗД6± 5.37±

±0,09 ¿0.25 ±0,11 ¿0,36 Дтана трахеид ±0.07 ±0,30 ±0,05 ±0,35

.'.{ ±п? 2»42± . ■ 2,76+ 2,83± 3,П± 2,67± 2,99± 2,8% 3,27±

¿0,13 ±0.12 ±0,09 ±0,12 ±0,08 ±0,11 ¿о.п

Д в у к р а т нов повреждение

Толщина клеточной стенки

посла первого пожара

3,54* 3,33± 6,19± 3,Ю± 4.69± 3,16± 4,73±

¿0.32 ±0.51 ±0,12 ¿0,41 ±0,06 ±0,08 ±0,22 ±0,14

после второго пожара

2,6&± 3,В2± 3,26± 6,16± 3,1?± 6,34± 3,34± 6,24±

±0,22 ±0,35 ±0,29 ±0.30 ±0.18 ±0,09 ±0,42

I

Й I

Б последующие годы послепожарного периода довольно четко выделяется вторая зона формирования древесины» включающая 5-10-12 лат жизни дерева. Просматривается увеличение толщанн клеточной стенки и, соответственно, количества рядов ранних я поздних трэхеид и прароста древесины.

Та rate внцеляется третья зона формирования древесины в по еле -пожарный период. Ее особенность» яняяется стабилизация размеров трахаид, годичного прароста а количества радов клаток.

При сравнения полученных результатов с контрольной древесиной очевидно, .что при повторном поражении дерева огнем так на как при однократном повреждении в первые 2-4 года (в зависимости от модельного дерева), уменьшается толщина клеточной стенка, ширина годичного слоя, количество рядов трахвид в нем. Окончательно размеры трахаид, количество их рядов а годичном слое а, соответственно, его прирост стабилизируется к 12-15 годам жазна дерева. Подобные изменения толщины клеточной станка прослеживаются как после парного, так а посла второго пожаров.

Диаметр а длина трахавд -

Б зависимости от характера воздействия огня на растущее дерет также существенно изменяются диаметр а догана трахаад. При однократном поврэяденяа дерева огнем в первые годы послепожарного периода зга показатели разно уменьшаются (табл. L.I. 1.2). В контрольной древесине показателя трахаид значительно'больше. 1Га— чаяая с 3-5 годов происходит постепенное увеличение диаметра а длаяы трахаид. 'Их полная стабилизация наступает к 12-15 годаа тлзня дерзка.

'Диаметр трахаид в древесина, сфориаровавшойся в посяепозар-нь'Л период при двукратном поЕрйядении дерева огнем, приведены в табл. 1.2. При -бормароваляя древесины после повторного повреждения пояса роя яе отмечается существенных изменений по сравнению с дэтвесаноЛ. сформаровав-зегся после' первого пояара.

£ Г

Таблица 1.2

Диаметр трахепд при одно- и многократном повреждении .. дерева огнем .

Диаметр тоахепл. мкм .. ..

Статисти- После пожара .До, пожард ;

ческие показатели Пзовда 2-4 гола 5-10-12 лет Свнше 10-12 лет

рашшо поздние ранние поздние ранние поздние ранние поздниа

35, II* . ¿0,88 Однократное повреждение 18,36* 41,36* 21,94* 40,26* ¿0,92 ¿1,70 ¿0,87 ¿1,32 21,81* +0,31 41,24* ±1.26 21,9* ±0,61

м ±т 32,7* ¿5,14 Двукратное повреждение после первого пожара 15,33* 41,12* 23,46+ 41,03* * 1,09 ¿1,49 ¿0,92 +1,46 22,43* ±0,73 39,85* ±3,75 20,57* ±0.37

35,05* ¿1.86 после второго пожара 16*53* 39,83* 21,57* ±2,50 ±1,50 ±1,99 40,39*. ±1,50 22,27* ±0,17" 40,6* . ±1.6 22,91* ±0,66

Данные по диаметру трахеид, полученные с помощью дендрохро-нологических методов исследования, подтверждают характер Армирования древесвны в до и послепожарный периоды, выявленный с помощью общепринятой методики. В обеих вариантах исследований довольно четко просматравэзтся одинаковая реакция дерева на огневое воздействие. При сильной степени поражения дерева огнем а первые послепожэрныз годы характер роста резко изменяется: скорость роста в начала сезона подавлена, размера клеток ранней древесины уменьшаются, численность ах сокращается, мелкие клетки составляют основную массу годичных колец. При средней степени поражения дерева огнем реакция на воздействие пожара слабее, смещение кривых распределения в первые годы после пожара выражано незначительно. Однако общее направление изменений размзроз трахеид. по зонам формирования древесины после пожара остается идентичным. Аналогичные сдвиги в кривых распределения наблюдаются и с дроти-^пп-с^ной, необгоревшвйчасти ствола.

. За смоле нность древесины :

Локализация смолистых веществ в клетках древесины из дрово-стоев, пройденных лесными пожарами, меняется.в зависимости о? степени, повреждения дерева огнем. В табл. 1.3 отражены результаты локализации смолистых вещвстз в клетках древесины при однократном повреждении дерева огнем. Высота нагара более.1,5 метра. За 20 лет до пожара практически нет существенной разницы в локализации смолистых веществ по сравнению с. контрольной древесиной.-Смолистые вещества могут единично встречаться в полостях ранних трзхеид и з небольшом количестве в полостях поздних трахеид. По направлению ближе к ранеЕой древесине, около 10 лет допожарного периода, содержание смолистых веществ в полостях ранних, поздних трахэад и в переходной зона заметно увеличивается.

В зоне, непосредственно примыкающей'« обгоревшей части ствола (4-5 годичных слоев), большинство полостей ранних, поздних и переходных трахеид заполнены смолистыми веществами. '

Заомолёняость древесины сосны обыкновенной при многократном повреждении дерева огнем

Таблица 1,3

Процентное содэ^здэ, .смолистых веществ в полостях.трахевда______

20 лет 10 лет 4-5 лет Первые 4-5 лет Первые -£ШШШUШДiЬJЯL^

30НыХГ?™моп- по ппжя- пп пом- ТО ппкя- годы цос- до вто- годы m „пот

Г0ДИП-Ч^Р®®9СИ до пожа- до пожа- до пожа- де пожа- poro посла до ПОСЛ0

ного - ра ра ра ра пожара второго пожара пожара

слоя N. пожара

:—.- ■ : • 1 ' ' ' ~ ' . i

Высота нагара более 1,5 метра

Ранняя 7 19 35 68 48 72 - 2

Поздняя 13 25 63 83 67 84 I •6

Переходная 9 19 42 73 Высота нагара 0,5-1,5 метра 54 74 I 2

Ранняя 7 15 20 44 38 ' 38 - I

Поздняя 12 23 43 54 45 47 I 4

Переходная 7 17 38 50 Необгоревшая часть ствола 46 46 I

Ранняя - единично единично 28 5 12 - -

Поздняя - 21 25 48 - 23 50 I 2

Переходная — единично единично 46 Контроль 5 23 I

Ранняя единично - -

Поздняя 14 - - I 2

Переходная - единично _ т

В зона, охватывающей 5-7 лэт послепожарного периода, полностью заполнены смолистыми веществами полости поздних а ранних тра-хаид. В больном количества смолистые вещества содержатся, в клетках сердцевинных лучей, в смоляных ходах. В поздней зоне годичных слоев образуется.большое количество смоляных ходов, несколько меньше их в переходной и ранней зонах. Для этой зоны характерно большое количество патологических смоляных ходов. Повышенное содержание смолистых■ веществ в годичных слоях,, прилегающих к зона пожара, свидетельствует об изменении физиологических процессов, происходящих в растущем дерева под влиянием пожара, что,в конечном итоге, существенно алияет на строение и свойства древесины в до- а послепожарный периоды.

В последующие годы послепожарпого периода содержание смолистых веществ и количество смоляных ходов уменьшается а восстанавливается до нормального состояния к 10-12 годам жизня дерева. Смолистыми веществами заполняются полости поздних трахеид, могут встрачаться полоста ранних трахеид, частично ила полностью заполненные смолистыми•

По нашему мнению, представляет интерес, что с противоположной, необгорвЕшзй части ствола в отах годичных слоях также наблюдается повкзенное содержание смолистых веществ в полостях клеток, хотя в меньшей степени, чем около раны. Это вполне закономерно, поскольку с противоположной стороны ствол не обгорел. Следовательно, температурное воздействие оказалось в меньшей степени, чем на той сторона, где древесина пострадала от огневого воздействия. Что жа касается смоляных ходов, то количественной разницы по сравнения с контрольной древесиной нет. И.отсутствуют патологические смоляные

ходы.

Локализация смолистых вещаств а количество смоляных ходов в древесине сосны в до- и послепожарный периоды существенно отличаются от древесины, на подвергавшейся, воздействию лесных пожаров. В последней смола единично встречается только в полостях поздних трахеид, полости ранних трахеид свободны от смолистых. Смоляные ходы немногочисленны и встречаются; только в поздней или переходной зонах годичного слоя.

При многократном воздействид огня с высотой нагара более 1,5 метра в древесине до пожара а в первые года посла пожара происходят изменения в засмоленноста и локализация смолистых веществ, здокьатныз однократному повреждению. '

В случае, когда дерево обгорает дваады и раневая древесина формируется на одном и том ке участке ствола, скапливается большое количество ада листах веществ и образуется засмолок в древесине до и после первого пожара. Зона до второго пожара имеет также большое .количество смолистых веществ. Это явление еще раз подтверждаем то, что смолистее вещества, накапливающиеся в большом количестве в первые года послепогарного периода, диффундируют в прилегающие, ранее образовавшиеся годичные слои. й

С противоположной, необгоренвей части стЕола при повторном обгорааии такге наблюдается повышенное содержание сыолистзлс веществ в полостях трахевд.

Следует отдельно выделать вопрос о локализация смолистых веществ при однократном повреетении дерева огнем средней степени (табл. 1.3).

Большинство полостей рзкких и поэднах грахевд заполнены смолистыми вещаствамд. Смолистые вещества содержатся е клетках серд-• цевннных лучей, в смоляных ходах. Но в процентном отношении их несколько меаьсз, чем в клетках дреЕосанк при Еысоте нагара более 1,5 метра, ■

Содержание сшлксткх веществ з клетках древесина из древосю-еЕ, пройденных лесными Еояарами, значительно зависит от высоты нагара. Чем нале высота нагара, таи меньше заселенность дрввескш. М это подятно, поскольку интенсивность огневого поражения, а, следовательно, и температурного воздвйствзя слабее, чем в случае повреждения дерева сильным огнем на бояысую высоту по стволу дерева.

5, ТОВАРНЫЕ КАЧЕСТВА ДЕВВЕСКШ . Бпостоёкость древесины

Исследования влияния огня на естественную стойкость древеси-нк.против биоразруштелей показали, что наименьшая потеря веса отмечается в образцах древесины, сформировавдейся в до и послепожар-ннй периода около раны {табл. 1.4). Дисперсионный анализ подученных результатов с большой достоверностью подтверждает повышенную бкостойкость древе елны, подвергавпейся воздействию лесных пожаров. Существенной разнвды в естественной, стойкости образцов до полира й после пожара не отмечается. Високая естественная стойкость по

отношению к дереворазруиающему-грибу С. Сь«е^е^2.околоранеБой древесины, сфрмировавиейся в до и послепожарииЯ периоды, определяется высоким содержанием смолистых и других экстрактивных веществ.

Таблица 1.4

Биостойкость древесины сосны обыкновенной из древостоев, пройденных лесными пожарами .

Потеля веса. %

Зоны пооажачия

ческив по- Раневая зона _ С противоположной стотоян ствола Без видимых огневых повтежиняй

казатели до пожара посла пожара до пожара посла псяара посла ' пожара

а ± га 4.85+ +0,15 4,80+ +Р.21 5,22+ ±0,39 4,99±. . ±0,32 5,1± ±0,24

Г,44 1,53 2.07 1,90 ; 1,49

■1?, % 29,75 31,93 44,72 35,74 29,22

? , % • 3,17 4,43 7,25 6,42 4,71

Количественный и качественный анализ экстрактивных веществ

Химический■анализ количественного а качественного состава экстрактивных веществ свидетельствует о существенном различии в их суммарном количества. Б древесина, сформировавшейся в послепо-жаркый период, количество экстрактивных веществ выла по сравнению с зоной баз видимых огневых повреждений (табл. 1.5).

Качественный состав экстрактивных веществ также неодинаков. В экстрактивных веществах послепожарного параода увеличивается содержание смоляных кислот, количество фенолов уменьшается. Количество нелтралышх яеомаляемых- соединений в основном стабильно во всех экстрактах. Нейтральные омыляеиыа- вещества в экстрактах содержатся в незначительных количествах.

Состав экстра ктйеиух веществ, в [деленных спирто-банзолом иэ древесгаш сооны ббнкновенной

Таблица 1,5

Зойн взятия образцов

о,?. ЖРЛШШй.

Коли-

чвот- X Эфя- I,Смоля- 2, Жир- 3. Фено-

ййи- потяатга- иыо НЫ9 лн<н

К^« кислоты кислоты другие

инй р1"«1» (сво- . (ово- слабый ■

ооо«» часть• боднш) бодана) кислоты)

4. Нвйт- 5. Нвйт- 6, Поте- П Эфиро-рэль- раль- ри нерост-

ные^бмы- ннв (нво- при ана- воримая

ляемые) миляемыа) чаоть

После

пожара 18,1 98,26 55,09 11,31 11,84 4,12 13,85 2,06 1,74

Без вя~ димых огневых повреждений 10,44 98,12 46,72 12,8 17,06 3,25 12,78 2,55 . 2,38

Дополнительные исследования с применением УФ-спектроа подтверждая? основные результаты химического анализа о том, что экстрактивные вещества, образовавшиеся з послепожорный период, существенно отличаются по качественному состазу от экстрактов, полу~ ченшх из контрольной древесины»

Влияние пожаров на товарную структуру древостоев

Основным показателем качества выращиваемой и отпускаемой с корня древесины является товарная структура древостоя, Б результате анализа качественной характеристики древостоев, пройденных низовыми пожарами, установлено, что товарная структура древостоя существенно меняется а зависимости от степени повреждения дерева огнем. С увеличением высота нагара фзуткость возрастает. При высоте нагара до 50 см фаутные деревья составляют 2-4 %, при 151-ЗГО см - до %. И это эзхоиомерно, поскольку боя ее сильное повреждение дерева огнем приводит к больпему его физиологическому ослаблению.' -..,'■;■

ЗЧЗОИ '

Т.'В условиях Восточной Сибири практически нет дрезостоев, не поврежденных лесными пока рами, в результате чего изменяется условия роста дерева, прирост, строение и свойства древесины. ЛГрезеси-на сосны з послепожзрнай период по радиальному приросту делится на три зоны: с очень малым приростом, с увеличивающимся приростом-и зону стабилизация. Величина радиального прироста древесина после* пожара зависит от степей» повреждения дерева огнем: при сильной степени прирост резко снижается: при средней - реакция дерева на эгнеэоа воздействие слабее, продолжительность формирования зон зокращается; при слабой - прирост, повивается»- '

Под влиянием пожара резко изменяется количество рядов слэток в годичном приросте и увеличивается содержание поздней дре-?есияи я нем. Чем ченьае прирост, тем бояьие поздней древесины. )та тенденция более'четко проявляется при сильной степени позреж-[чнт дерева огнем.

3. Методом депдрохронологических исследований прироста ус-•анозлеия доэольно четкая тенденция- Формирования' древесины в раз-ич:ше глоиоли роста дерева. Дополненная и доработанная методика -оялрок'юиологичесяих исследований внедрена в учебный' процесс и

- гг -

но пользу стоя при проведении лабораторная .занятий по'курсу дрезе-синооедения,

5» Получены принципиально новые данные по динамике радиального прироста древесины сосни обыкновенной при многокоатном повреждении огнем одного и того же дерева, что имеет важное значение при решении ряда теоретических и практических вопросов.

6. Древесина, сформировавшаяся после пожара, характеризуется высокой плотностью по сравнению с древесиной, на подвергавшейся воздействию огня. С одной стороны, ото объясняется поиыизнним со-дпрхакиеи поздней древесины в годичном слое, с другой - высокой ее засмоленностьв.

'7. В древесине, сформировавшейся после пожара, резко уменьшаются толщина клеточной стенки, диаметр и длина трахеид. Такая закономерность характерна как для однократного, так к многократного позревдения дереза огнем.

8. Я древесине послепояарного периода образуется много патологических смоляных ходоз и, в отличие, от контрольной, полости

• ранних и поздних трахеид-заполнены смолистыми к -другими экстрактивными,веществами. ; ...

9. В- древесине сосны обыкновенной, сформировавшейся после-п жара, количество экстрактивных веществ больше, чем в контрольно

которые также отличаится и по' качественному составу.

10. древесина сосна, сформировавшейся до и после пекаря, характеризуется повышенной стойкостью по отнопенив к деревсразру-шаиаик.грибам.■ Эти данные получены впервые и долкна учитываться при; использовании' незащищенной древесины в различных условиях ее эксплуатации.

11. фаутность деревьев, пройденных лесными пожарами, находит ск в прямой зависимости от степени позрекдекия дерева огнем: че: экие высота нагара, тем больше фаутность древесины. В пределах древостоя угнетенные, тонкоиерныэ деревья сильнее поражается ог нем и, как правило, полностью переходят в категорию дровяных ил в отход. Стволовая древесина у деревьев, имеющих огнеэые повреж дения, вишэ нагара может бить использована как деловая.

По материалам диссертации опубликованы оледуглке работы:

Т. Локализация с?<ояистих веществ в древесине сосны.// Тезисы доклада Всесоюзной конференция: сб. "Отроение-'древесина и его роль в процессах двлигнификации",- Рига, Т9Р£Г. - С. 26-24.

Анатомическое- строение древесины из древостоев, пройденных лесники пожарами.//Тезиса доклада на Красноярской конференции "Вклад молодых специалистов в развитие химической и лесной ппомиаленкости". - Красноярск, I9P6 (?0-?3 октября). - С. 21-22.

3. Особенности строения древесины сосни из дрезостоев, пройденных лесными пожарами и возможность ее использования.//Тезисы доклад». - Ивано-Франковск, 19Я7."

Свойства древесины сосны, поврежденной лесными пожарами.// Тезисы докладгьЗсесоюзной конференции "Современные проблеет древесиноведения". - Красноярск: СТА/ 22-2*» сентября, .1987. - С. 76-77. .

5. Плотность древесины сосны обыкновенной из древостоев, пройденных' лесными пожарами: Тезисы докладгА, Краевая научно-техническая конференция "Decypco- и экологосберегаюиие технологии в .лесной ппэмншленности". - Красноярск, T9S8 (15 мая). - С. IW-IOii.

6. Свойства древесины сосны» подэергавшеПсл лесным пожарам, олредкляювде ее природную стойкость''против биоразрувитеяей.// Тезисы докладам. Зсесопзкая НТ конференция "Модифицирование и заиит-ная обработка древесины". - Красноярск, 1969 (25-?9 сентябоя). --С. J22-123. .... '

7. О ззсдаленности древесины сосны обыкнояенной, поврежденной пожарами-, '.^еганирбваниые ияучнме". работа.''ВИНИТИ» I99C1.'-

!г 9. - °7 с. ' ':'

Р. 'Скроетроение древесины сосны Среднего Причигарья, подпер-■ гзвзеЯся-воздействию огня'«// Извести? виссях учебных заведений "Лесной журнал". - м. - 1992.- » I. - С. 72-7^.

9. Риостойкость дрепесины сосны обыкновенной Среднего Приан-гарья.// тдгиса доклад»3сссоюзноя конференции "Модификация древесины". - Kjhck, т°50 (5-7 июля). - 75 с.

ТО. гкетрчктквине вещества дпопесини сосни обыкновенной из ' ",п-:постое», npoiWomiux лесными пожарами: Всесоюзная научно-тсхни-1 оскал ксйАеоеиция "Рооблемы 'химико-лесного комплекса".// Сборник пушчх тпудоп. - Красноярск, 'тсоз г.(апрель), Л'.том. - С. 66-69.

»!.; пилрно » личнть ^«(Л.^./ч.-иад.л.^Л'Дирм* окз. ¿сыч Ь ..KUarP«>4.i;fl <^..СЩ;^ре™оярс:к.Ир..4и?а,в2