Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Защита леса от сельскохозяйственных палов в Забайкалье

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

Автореферат диссертации по теме "Защита леса от сельскохозяйственных палов в Забайкалье"

. Академия наук СССР Сибирское отделение ИНСТИТУТ ЛЕСА И ДРЕВЕСИНЫ ИМ. В. Н. СУКАЧЕВА

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ Юрий Александрович ,

УДК 68.47.41.31.09

ЗАЩИТА ЛЕСА ОТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПАЛОВ В ЗАБАЙКАЛЬЕ

06.03.03 — лесоведение и лесоводство,

лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск, 1990

Работа выполнена и Институте леей ¡1 дргвеешш имени Сукачева В. Н. СО АН СССР.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. П. Курбатский.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук И. Н. Елагин кандидат селвскохозяйственных наук П. М. Матвеев. .

Ведущая организация: Бурятское лесохоэяйетпенное территори- '

алыш-произподствмшое объединение.

Защита состоится 1990 г. на заседании специа-

лизированного сонета К 002.70.01 по присуждению ученой степсйи кандидата паук при Институте леса и древесины имени Сукачева В. Н. СО АН СССР но адресу: 600036, г. Красноярск, Академгородок, Институт леса и древесины СО АН СССР.

С диссертацией можно ознакомиться а библиотеке Института леса и древесины имели В. Н, Сукачгаа СО АН СССР,

Автореферат разослан « СЬС ьегтимл 1920 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных

наук, ст. н. с, Р. М. БАВИНЦЕВА

ОЕШ^ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОМ

.'' Актуальность темы диссертационной работы, определяется ссе-цифдчсско!; чертой пожароопасного, периода в лесах Забайкалья - • от. 50 до 80 % лесных пожаров действует-весной. ОднсЯ из основных . причин возникновения пожаров в лесу является сельскохозяйственный пая.' Б Забайкалье; за 1977-1886 гогщ. с этой прачаной-. связана-четвертая часть пожаров. Б отдельные годы этого периода ¡ес'количество превышало 401. ' -

Результата исследований, которые составляют содержание -настоящей работы, получены в 1982-1987 гг. при разработке плановой темы 71.1.4. Байкальской лесной опытной станции ВНйШШлесхоза "Провести исследования и разработать для условий Забайкалья рекомендации по снижению пожарной опасности на площадях с сухими травостоями". - ■

К последние два десятилетия едгнственным_путем-решен2Я проблеш сельскохозяйственных палов, как причины лейньк пожаров, считается запрет на выжигание сухой травы.на лрллегаядих к лесныг-: массивам угодьях, но пал продолжают применять. Последовательное ужесточение запрета показывает отсутствие других научно-

обоейоьанннх концепций решения проблемы. .

....... с

Целью диссертационной работы является поиск методов защиты

лесных массивов Забайкалья от сельскохлзяйственннХ патав.-З сза-зи с этим были поставлены задачи: выяснение значения палов для сельского хозяйства, целесообразности их запрета, определенна основных параметров горения напочвенного покрова безлесных площадей и разработка рекомендаций по защите леса от сельхозпалов.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые разработана статистически обоснованная кногофактерная ¡го-Даль луговых в степных пожаров, описывающая скорость проявивши

фронтальной кроша. Установлена возшшость использования для выжиганий разрыва в наступлении пожарного созревания леса и открытых площадей. На основе исследований гидротерунического режима почв установлено закономерное повышение продуктивности г улучшение состава 'травостоя при проведения ранневесенних выжиганий.

Практичоскоз значение проведенных исследований состоит в том, что разработана новая оптимальная технология защиты лесов от сельскохозяйственных палов; "предложены технологии безопасных ранне-васенних выыганий лугов и пастбищ; определена оптимальная ширина защитных полос по опушкам леса с удлинением срока функционирования на основе нормированного причинения гербицидов; обоснована отмена общего запрета на применение сельскохозяйственных палов.

Ка защиту выносятся следующие положения.

Ранневесенние пала повышавт последующую продуктивность травостоев, уаучпают их состав. Ваш безопасны до начала пожарвогр созреванья -насаждений, которые могут быть защищены также от палов минерализованными полосами. Ширина необходимых полос моает быть определена с помощью многофакторной модели фронта пожара. Эффективность полос мохет быть продлена применением гербицидов. Выполнение палов необходимо осуществлять по- утвержденным технологиям под контролем или силами охраны по договорам.

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечивается материалами с 7 опытных полигонов, разделенных на 5Ь сеиый, травяные сообщества которых представляют 4 типа основных фитоценозов; найлвдениями при 397 огневых опытах; применением научно-обоснованных методик; согласованностью выводов с материалами других исследований. Данные проанализированы с использованием современных математика -статистических, методов.

Апгюбаддя -результатов исследований к 'публикации. Результаты исследований обсувдаллсь на научно-технических совещаниях ;<инлс-терства лесного хозяйства Бурятской АССР в 1986-1937гг. к одоб-

раны на секасг ПТС Госко.тагеса СССР. Практические мзропр^ят-та была Енедрона з четырех лесхозах Бурятской АСС? и Читинской. области, аатариалы диссертация опубликованы в 4 статьях курналов "Лесное хозяйство", "лесной журнал", г сборнике научных трудов ВНЕЖа к в 6 информационных листках. Две статьи приняты к публикации.

Объем и отт»ук^ура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения. Работа изложена на 132 страницах машанош:сно-го текста, сбдерхят 23 таблицы л6 рисунков. Список литературы включает 241 наименование в г".ч. 4 иностранных . 3 прялояена^х на 59 стр. приведены расчеты промежуточных результатов часть исходных данных в 2 таблицах "я подготовленные к печати рекомендации производству.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ' -Глава 1 • " ' СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА '

..______Проблема-сельхозпалов, как причины возншмовеиля лесных по-

яаров^прнобрела акауальностьГв начале Х7Ш в. С Романовская, 1631). В конце этого столетия уг.е действовал запрет на вняиганл-з поляк. На открытых участках, примыкающих к лесу, выжлгавпв травы бшго разрешено с соблюдением противопожарных правил: манврализовагшке полосы и контроль за распространением огня (Гайковский, 1835; йигав, 1809). 3 начале текущего столетия запрет был распространен л на сенокосные и пастбищные угодья, примыкающие к лесным .-ассЕвам ( Устав Лесной, 1905, 1912). Однако, острота проблемы ж ге уменьшалась. А.М.Кравчинский Г1311, с.9) так описывает евту-ихна с охраной леса от пожаров на Урале и в Сибири "... населе-ше постоянно пускает "палы" в леса... При подобных условиях неда-илояно а говорить о каком-либо хозяйстве в лесах". Затем для ¡сех районов страны были рекомендованы предупредительные протя-юпожарные мероприятия:

и,

защитные полосы и агитационно-техническая пропаганда (Нестеров, 1Ь"39, 1945, 1955). Подход к лесным пожарам как к явление географическому (Мелехов, 1944, 19'|б) определил дифференциацию этих мер по регионам страны (Еалбышев, 1959; Таланцев, 1959; Сериков,

1965).

Все исследователи, изучаЕшие проблему ьесених пожаров, счи-. тают единственно возможным способом активной защиты леса'от сель-хозпалов - создание минерализованных полос. Это находит отражение в инструктивных материалах по охране лесов от пожаров. Однако, вопрос о ширине защитных полос на безлесных участках попрежнему не решек. Рекомендуемая ширина варьирует от I до 15 м (Ераов, 1952; Соловьев, Конев, 1956; Мокеев, 1958),

Начиная с 1971 года решение этой проблемы связано с концепцией запрета на выжигание^сухой травы на сельхозугодьях, примыкающих к лесу ( "Правила пожарной безопасности в лесах СССР", 1977).

В последние два десятилетия десопирологическая наука уделяет все большее внимание возможности использования огня в профилактических целях для регулирования процесса накопления напочвенных лесных горючих материалов (Софроноь, 1967 ; Беляев, 1973; Фуряев, 1973, 1974; Курбатский, 1974; Василенко, 1976; Булнгин, 1981; ^ес Ла/лсз и другие» 1981; //¿со€сг*

1282; о7а,в., 1283; г&Аета^а #,1985).

По мнении П.А.Цветкова (1976, с. 33-34) в Забайкалье "климатические условия ... характеризуются очень небольшим количеством зимних осадков..., что как правило, исключает проведение сельхозналог; без угрозы превращения их в пожары". Э.Н.Валендик с соавторами (1979) считает, что защитима полосы - обязательный элемент технологии целевых палов на лесных лугах и пастбищах. Мы полагаем, что возможность использования огня в профилак-

тике весенних пожаров обусловлена разновременностью в пожадасч созревании напочвенных горвчих материалов под пологом лесе и открытых участках. Опасность возникновения пожаре, на безлесных участках как известно появляется раньше, чем под пологом леса. Учет этого временного аспекта позволит отказался от ограничительных полос при выжигании сухих травянистых остатков.

Глава П. ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА РАБОТ

Согласно положениям, излеченный выле, в программу исследований были включены:-

1. Определить хозяйственное значение и меру целесообразности многолетних систематических выжиганий безлесных участков, приминавших к лесному фонду.

2. Теоретически обосновать споссиы защиты лесного фонда от сельскохозяйственных палоэ.

3. Определить основные параметры горения сухих ?ра.5.г1пист.>.л остатков не безлесных площадях.

Разработать технологии проведения сельсг.охозяйстионнь'х палов и оптимальный способ создания защитных полос.

5. Разработать практические рекомендации для предприятии яезного и сельского хозяйств по безопасному для лесного соида ;ыжиганип сухих травянистых остатков на безлесных площадях.

Исследования проведена на тярритории Виткмского и дорийского ¡еехоэоз Бурятской АССР (Западное Забайкалье) и Еялк*;нокого и [расночикойского лесхозов Читинской области (Зоатэчноч ЗаФГ-хадь-з).

Характеристика зт::х территорий основана на материалах .гссо-строРстиа и на работах С.И.Данххом (1937), И.А.Редакояа (1?61, 973), И.П.Герасимова с соавторами (1У35), А.А.Горпг.овэй 973), А.Г.Давыдова Э.М.ИГиропничскко (15*% 1973). Г./.

Мирошниченко (1373), Н.П.Дружининой (1973), Т.В.Дубкова (197»,

A.М.Ссмоновой-Тян-Шанской (1973), С.И.Дмитриевой с соавторами

ам.

Фчтоценозы секи опытных участков, три из которых находятся в Западном Забайкалье и четыре в восточной части этого региона, репрезентируют основные ассоциации безлесных площадей, примыкающих к лесному фонду. Для определения показателей, характеризующих опытные травяные сообщества, мы использовали общепринятые методики, изложенные в работах Т.А.Работнова (1951 а, 1972), Л.А.Корчагина (1964), В.М.Понятовской (.1964), Е.МЛаврекко (1967),

B.И.Василевич (1969), В.Н.Макаревич (1959).

и .

Определение хозяйственного значения^меры целесообразности многолетних систематических выжиганий безлесных площадей проводили путем сравнительного анализа данных нарастания надземной массы растений и представленности трав разных ботанических грууп а составе фитоценозов выжженных (опытных) и невютенных (контрольных) участков. При учете этих показателей добивались 10 % точности варьированием числа учетных площадок ( 0,5 х 0,5м ). Надземную массу ценозов каждой ботанической группы трав распределяли по Фракциям (вегетирующая трава, ветоиь и подстилка). Сезонную ди-номи.чу ее накопления устанавливали за 5-6 срг сов с марта по август Тесноту связи накопления фитомассы травостоев со сроком проведения выжиганий выявляли с использованием статистических показателей, Для выявления причинно-следственных езязей проводили одновременное измерение температурил влажности почвы опытных и контрольных участков в слоях 0-5 см, 5-10 см, 10-15 см, к 15-20 см. Регистрировали температуру приземного слоя воздуха на этих же учетных площадках и на высоте 2м.

Расчет интерполяционного уравнения скорости продвижения фрэн'га пожара по сухим травостоям вели с прменением факторного

планирования и регрессионного анализа (Налимов, Чернова, 1965; Адлер, 1969; Налимов, 1971; Адлер с соавторами, 1976). Зсчери-менты проводили по методике воспроизведения природного покара (Курбатский, Иванова, 1979). Вывод коэффициентов регрессии осно-Бан на результатам 99 огневых опытов. Для проверки адекватности результатов проведено еще 37 опытов. Полученная регрессия использована для предварительного расчета ширины минерализации полос, необходимой для остановки фронта пожара в конкретных фитоценоти-ческих условиях. Расчетная шир.ша проверена экспериментально в двух сериях огневых опытов.

Технология создания защитных полос на безлесных площадях разработана по результатам экспериментов, проводенних с использованием основных положений методики полевого опыте (Доспехов, 1979). При помощи факторного планирования (по методике полного факторного эксперимента) получено уравнение зависимости герби-иидного эффекта от лозы внесения сймаэина. Использование метода крутого восхождения позволило рассчитать дозу внесения, неоо'хо-димуп для подавления травянистой растительности. Опытная проверка подтвердила адекватность уравнения и рассчитаннуо дозу внесения. .

Более детально методкхк исследований изложены в соответствующих главах диссертации.

Глава Ш. ВЛИЯНИЕ ШОВ НА ТРАВОСТОИ БЕЗЛЕСНЫХ ПЛОЩАДЕЙ

ЗАБАЙКАЛЬЯ

Основу предлагаемой нами технологии защиты леса от сельскохозяйственных палов составляет ранневесеннее выжигание сухих травянистых остатков от опушек леса.

3.1. Результаты прямого воздействия огня на травянистую растительность

Неоднородность последствий в выжженных травостоях объясняют различиями во влажности почвы (Тецман, 1840; Скаржинский, 1653; Титов. 1Э14; Ларин, 1933, 1939, 1969; Тихомиров, 1935; Афанасьева и др., 1936; Тереножкин, 1936; Иванов, х950, 1952),морфологическими особенностями трав, в частности, защитой органов вегетативного возобновления от действия высоких температур (Бегуче? и Андреев, 1У34; Бегуче», 1939; Лавренко, 1941, 194ь, 1950; Ларин, 1941; Якубов, 1942; Родин, 1946, 1981; и др.) и фенологией растений - сроками начала вегетации (Конников, 1935; Танфильвв, 1939; Ларин, 1954, 1964; Ларин с соавторами, 1956),

В.А. Зданчук, А.И. Артамонова (.1938) и Т.А, Работно« (1973, 1983) считают, что совокупность биокорфологических признаков трав определяет различие в их реакции на пирогенннй фактор,

В других работах оценка влияния огня на послепожарное состояние травяного ценоза дается с учетом временного аспекта. Негативные последствия в фитоценозах безлесных площадей, испытавших огневое воздействие летом, зарегистрированы И.{{.Шишкиным (1927), И.В,Лариным (1930,1935), Т.Витович (1934>, И.Тереножкиным (1936) V. другими, В тоже время незначительность отрицательного влияния летнего пожара на флористический состав и рост травяных сообществ отмечена М.С.Шалыт, А.А.Калмыковой (1935), Ф.Н.Попович (1939), Л.В.Родинам (1981) и Т.Г. Полозовой (1986).

В отношении весенних выжиганий также наблюдается неоднозначность оценки, В большинстве работ мы встретили факты позитивного их воздействия на рост травостоев (Вильяме, 1930; Ларин, 1933, 1954, 1964; Коненков, 1935; и другие). В тоже время по данным Ю.М.Мирошниченко (1971), М.И.ПадеревскоЙ (1971) и Т.Ф.Галактио-ноеой, А.И.Неустроевой (1980) весенние палы снижав* последующий запас зеленой массы трав и изменяют соотношения в

ендэбом составе.

Из всего перечня литературы ликь в работе П.Д.Ярзшекко (1962) высказано мнение о негативном влиянии пирогенного фактора (даке при ранневесекних выжиганиях) на травостои зследствии сгорания семян. Опытные данные В.А.Зданчук и А.И.Артаноновой (1938), Г.Д. Дыминой (1955, 1969) и Т.А.Работнова (1978) показали, что выкига-ние ветоши до начала вегетации трав обеспечивает им успешное семенное возобновление. Это происходит при частичном уничтожении семян (Якубов, 1942) за счет создания благоприятных условий для роста (Комаров, 1951).

Противоположность оценок влияния пирогекяого фактора на тра-вянистув растительность определяется природно-климатическими, адафическими и фитоценотическими региональными условиями, а также морфологическими и фенологическими особенностями трав.

Литературные данные о огневом воздействии на травянка ценозы Забайкалья единичны и посвящены весенним палам, проводим«« местным населением в апреле-мае. С.И.Данилов (1935) откечаег повышение производительности степных травостоев под влиянием пирогенного фактора. К положительным результатам палов относят также более раннее появление молодой зелени: ка 20-30 дней, ускоренное развитие растительного покрова (Фриш, 1964; Нефедьег.а, 1970) и улучпение качества кормов (Горохова, 1973).

Наблюдения за сезонным нарастанием надземной массы фитоцзко-зов, испытавших огневое воздействие в пределех второй декады р мпртз-мае, нам/, проведены на 7 опытных участках. На трех из них испытывали систематически повторяющиеся выжигания р течение трех вегетационных периодов. На остальных было опробировано однолетнее выжигание. Регистрировали динамику накопления ветоши и подстилки и вели подсчет количества вегетирувшах растений.

1,0

Эти показатели определяли как среднее арифметическое значение да;;ных с 15-20 учетных площадок размером 0,20 х 0,25 и.

Полученные данные позволили отметить следующее:

- степень воздействия пирогенного фактора на рост ценозов безлесных участков зависит от Бремени проведения выжиганий к ботанического состава сообщества, В табл. I приведена оценка влияния продолжительности периода со дня схода постоянного снежного покрова до вкжигания на последующий рост травяных'сообществ;

- различия в реакции ценозов на огневое воздействие связаны с биоморфологическими особенностями трав разных ботанических групп. Сообщество о преобладанием злаков более приспособлено к пироген.чому фактору. Это обусловлено относительно поздним сроком начала вегетации и защищенностью органов вегетативного размножения от действия высоких темпер-тур;

- в сезонной динамике нарастания надземной вегетирувщей массы выжженных и невыжженных травостоев наиболее резкие различия отмечены в весенний период вегетации. Летом происходит сглаживание различий (рис.1 );

- постпирогенные последствия в осоковых и разнотравных сообществах, выжженных в период вегетации трав, характеризуется сменой доминант: осоки и разнотравье уступают место злакам;

- весеннее выжигание сухих остатков трав приводит к увеличения количества особей злаков в ценозах, в составе хоторих находятся представители данной ботанической группы трав. Использование огня во второй половине весны угнетающе действует на возобновление осок;

~ независимость роста фитоценозов безлесных участков Забайкалья от систематических многолетних выжиганий также обуславливается временем их проведения и представленностью в составе сообщества растений разных ботанических групп. На основе отмеченных

Оценка влияния продолжительности весеннего бесснежного периода ( X ) до на последующий рост выжженных фитоценозов безлесных участков

Травяное :Коэф- :Ошибка:Критерий су-сообщество :фици- :ко*ф- ^КК

Я" :к°рреляции

'пппни •корре-{расчет-:теоои-.ляции .ляции ;НЫЙ :тичвс-

: : : :кий

:Ошибка :коэффи-

Уравнение регрессии :циента :регрес-

сии

Таблица I выжигания

{Критерий существон-.ности коэффициента • регрессии

'расчет- :теорити-"ный :ческий

Осоково-разнотравное

Разнотравное

Злаково-раз-нотравное

- 0,88 0,12 7,33 2,23

- 0.8Ц 0,15 5,60 2,16

- 0,87 0,12 7,25 2,12

у-/56,$ - /.6*х 0,20 8,20 2,23

у- 0.95х 0,17 5,59 2,16 у*/Г0,9-0,б9эс 0,09 7,67 2,12

Примечание: у - процентное отношение запаса надземной вегетирувщей массы выжженных травостоев к невыжжвнным.

а

ъч «

«

оз о

н я

о «

о о

а о. ^

Ж

^ о а

а

а X о

а в

55 §

« да

о а

х о

г к

<з> и

Г> О

о о

я с

о

о с:

450 400 350 300

250

200

150

100

50

-Опытный участок 4 (6 дней) .Опытный участок 5 (б дней)

опытный участок б (31 день) ортный участок 7 (30 дней)

май

рюнъ июль август

Рис. I» Сезонная динамика нарастания вегетирувщей кассы травяных сообществ, выжженных в разные сроки (в скобках указано количество дней после схода снега) выше посдепожариых изменений в составе сообществ происходит формирование пожароустойчивых травяных ценозов (злаковых);

- тенденция постпирогенной смены осоковых и разнотравных сообществ на злаковые с сельскохозяйственной точки зрения, несет в себе позитивное начало, т.к. в Забайкалье злаковая группа трав обладает наиболее ценными достоинствами.

3.2. Влияние веиенних выжиганий на почву Выжигание сухих травянистых остатков до начала вегетации растений устраняет вероятность контакта огня с зеленой надземной массой трав. В этой случае состояние травостоев определяет изменения в почве.

Огневая очистка повыпает температуру почвы (Колосков, 1°25; Тихомиров, 1935; Бегучев, 1939; Jmma. Занькова^ 1965), C:ir:-.-~:-T степень увлажнения почвы (Титов, 1914; Афанасьева о соавторами, 1935; Зданчук, Артамонова, 1938; Иванов, I?50, lb.'53; Комароп, T55I; Ларин, 1359; Андреев с соавторами, 1974), уменьшает гумусовый слой и увеличивает запас минеральных питательных веществ (Тихомиров, 1935; Дымина, 1955), .-Анализ литературных.источников показывает, что степень влияния пирогенного фактора на г.о"зу зависит от времени проведения r-L-.таганиП. Более позднее использование огня усиливает негативность его воздействия. Особенно вредны летние выжигания, ведущие к иссушении почвы и уничтожении гумусового горизонта.

3 известных нам работах прослеживаем неоднозначность оценки влияния весенней огневой очистки. Ее дифференциация обусловливается не только сроком проведения выжигания относительно начала вегетации трав, но и р- тональными климатическими, одафическими и фи-"тоцепотическими особенностями. Использование огня на степнь:,; участках до начала вегетации растений не уменьаает влажности почз (Здакчук, Артамонова, 1938). Ранневесеннее выжигание лугов с достаточным увлажнением снижает запас воды. в.почве, более поздняя весенняя огневая очистка этих же участков приводит к значительному

увеличение влажности (Дымина, Занькова, 1965). Это подтверждает

\

необходимость региональных исследований постпирогенннх изменений почзи.

Нами проведены наблюдения за почвой в осоково-разнотравнсй, ' разнотравно-злаковой, злаково-разнотравной и осоково-разногравло-злаковой ассоциациях безлесных участков Забайкалья, вылжс:!нкх г, марте-мае. В середине каждого месяца в течении всего вегетационного периода определяли температуру и влажность почвы с 3-15-

ратной повторностьс на глубине от 0 до 5 см, от 5 до 10 см, от 10 до 15 см к от 15 до 20 см. Взятие образцов почвы и изменение температуры почвенных слоев проводили через 2-3 дня после закладки опыта. Максимальная относительная ошибка при определении влажности составила 3,1 %. 3 основном она колебалась от 2,0 % до 2,5 %. Измерение температуры почвенных горизонтов вели с еще большей степенью точности: относительная ошибка варьировала от 0,4 ^ до 1,6 %. Температуру воздуха на поверхности почвы определяли с 15-20-кратнзй повторностью. Разница между показателями в поверхностях достигала 4°С. Это объясняется различиями в элементах микрорельефа мест измерения температуры. Однако,'относительные оаибки не выходили за пределы ст 5 до 8

Сохранность гумусового слоя определяли визуально, осматривая всю поверхность опытного участка. Во всех опытах не было обнаружено даже частичного выгорания гумуса. На невозможность сгорания плодородного слоя почвы при весенних выжиганиях (особенно до начала вегетации растений) косвенно указывает факт неполного устранения подстилки во всех вариантах опыта.

Результаты наблюдений за температурой почвенных горизонтов выжженных и невыжженных участков показывают, что огневая очистка безлесных площадей в последующем повыаает температуру поверхностного слоя почвы. Интенсивность прогрева зависит от времени проведения выжигания. При более ранней огневой очистке различия в температурных' режимах псчвы выжженных и невыжженных площадей выше - достигают 6,1°С. В засушливое время (май-июнь) происходит сглаживание температурных различий. Это обусловлено повыпением продуктивности выжженных травостоев и сохранением относительно болыгего количества подстилки (недожега).

Разница в запасах почвенной влаги выжженных и невыжженных участков незначительна; з почвенном горизонте от 5 до Ю см не

превышает 3

Такии образом, весенний интенсивный прогрев почвы выжженных участков при незначительном понижении ее влажности обеспечивает усиленный рост травостоев.

Глава 1У. СКОРОСТЬ ФРОНТА ПОЖАРА В СУХИХ ТРАВОСТОЯХ ББЗЛЕСНУХ ПЛОЩАДЕЙ

Позитивность влияния раннезесенних выжиганий на рост я состав травяных ценозов Забайкалья позволяет рекомендогать их в качестве профилактического мероприятия. 3 связи с этим необходима разработка безопасной техники их применения, которая требует предварительного изучения важнейших параметров горения сухих травостоев.

Основным параметром, определяваим распространение пожира во времени и пространстве, является скорость распространения огня. 3 лесопирологической литературе накоплен материал по изучение механизма распространения лесных пожаров с использованием математических уравнений, раскрывающих причинно-следственные связи данного явления и показывавших те или иные зависимости в количественном отношении (Амосов, 1964; Софронов, 1967; Шеиуков, 1971; Тблицын, 1958; Сухинин, 1975; Конев, 1977; Гришин, 1978). Однако, все известные нам работы посвящены комплексам горячих материалов под пологом леса. Горение сухих травянистых остатков рассматривалось в этом контексте. Исследование процесса горения сухих травостоев безлесных участков до настоящего времени не проводилось.

Нами сдолана попытка описания скорости продвижения фронта пояара по cyxotf трие э;.{.тарическим методом с помощью интерполяционного уразнйния с применением факторного планирования и per foccaoHu;ro анализа (Адлпр с ссазгорами, 1974 ), ^Эксперименты

проводили по методике воспроизведония участка фронта природного пожара (Курбатский, Иванова, 1979). Для сокращения времени, необходимого для стабилизации- фронта пожара и устранения взаимовлияния противоположны^ сторон кромки,закиганиз сухих травостоев проводили полосой разной 15 м. Скорость продвижения фронта пожара С * м/мин) определяли, как среднеарифметическую величину

на десятииетровом участке.

В табл.2 приведены уровни варьирования и кодированные значения факторов, влияющих на скорость продвижения фронта пожара по сухим травостоям безлесных участков. Факторный комплекс удовлетворяет требованиям, предъявляемым к нему при планировании эксперимента: все факторы совместимы и независимы.

Таблица 2

Уровни варьирования факторов и юс кодированные значения

Факторы

Еди-:0боз-: Область : Уровни варьирования ница:начо-:определе-:-

изме:ние :ния фак- :нижниЯ:основной:всрхянй

ре- :фак- :тора в :-

ния :тора :экспе- : кодированные значения : :рименте

: - I

О

I

Скорость ветра м/с Х^ 2-10

Показатель влажности покрова (ПВ - I )

Высота сухих траво-

10

Х2 600 - 1100 600 850 1100

стоев к

Запас надземной мас-

0,15-0,50 0,15 0,325 0,50

сы сухих травостоев кг/м Х^ 0,1 - 0,3 0,1 0,2

о;з

При выборе уровней варьирования фактороз учитывали существование реальных областей определения, которые включая» в себя возможные изменения хода погоды и фитоценотическкх условий безлесных пространств.

Скорость ветра регистрировали на высоте сухих травостоев.

При расчете коаффициентов уравнение наш; били использоЕаны данные 99 огневых опытов. Получено следующее уравнение:

*6,5 1- /г84¿С, * 4,згхг t 7/6 асл У •• 1-.

6,гьх,х3 *■ /, 8/яг

Некоторые эффекты взаимодействия но вошли в уравнение вследствие незначительности коэффициентов - по отиоиениа к свободному члену они составляют от 0,09 д• 2,2 %. Проверка соответствия рассчитанных скоростей фактическим проведена по результатам 37 дополнительных огневых опытов.'Опибхи средних фактических значений скоростей продвижения фронта пожара по. сухим травостоям колебались от 0,26 м/мин до 5,1 м/мин. Опытная проверка показала незначительность различий фактических скоростей от рассчитанных по уравнении. Это дает возможность- использования данного уравнения для прогнозирования распространения по сухим травостоям безлесных участков при борьбе с ними.

Таким образом, в условиях опытов:

основными факторами, определявшими скорость продвижения фронта пожара аа безлесных площадях в весеннее время, язлявтея скорость ветра и высота сухих травостоев;

показатель влажности покрова оказывает относительно неболь-йос влияние на скорость продвижения фронта пожара;

колебание значений запаса надземной массы сухих трав также вносит незначительные и-зменэния в скорость франта пожара.

Проведенное исследование подтяерждяет гипотезу о возможности использования в качестве профилактического мероприятия раннэ-в^с.'нняго выжигания сухих травостоев.

е»

.Глава У. ЗАЩИТНЫЕ ПОЛОСЫ НА БЕЗЛЕСНЫХ ПЛОЩАДЯХ

5.1. Способы защиты леса от сельскохозяйственных палов

Ранневесеннее выжигание напочвенных растительных горячих

материалов безлесных участксв Забайкалья позволит устранить вероятность возникновения пожаров в лесу от сельхозпалов, проводимых безконтрольно (т.к. они запрещены) е наиболее пожароопасное время - в мае месяце. Практика проведения профилактических выжиганий неотравленных пастбищ и некоей показывает необходимость или участия в этой работе специалистов лесного хозяйства, или проведение ее силами лесноР охраны на договорной основе.

На безлесных участках, которые по экономическим (дополнительная кормовая база животноводства), экологическим (заповедные безлесные площади) или рекреационным (зеленая зона, курортные леса, зона отдыха населения) условиям нельзя выжигать, необходимо создавать защитные полосы вдоль опушек леса с тем, чтобы предотвратить переход возможного пожара под полог насаждения.

Данные способы .защиты леса от сельхозпалов с изложением их основных технологических характеристик составили основу практи-, че ских рекомендаций, которые приведены в приложении 3 настоящей работы. 4

5.2. Определение ширины защитных полос

В лесопирологической литературе вопрос о ширине защитных полос рассматривался, в основном, в контексте их использования на территориях покрытых лесом. В последнее время наметилась тенденция дифференциации минерализованных полос по ширине з зависимости от запаса напочвенных горючих материалов. (.Арцыбашев, 1974; Лорбербаум, Смирнова, 1974; Лорбербаум, Седина, 1986).

Исследования защитной эффективности полос, проведенные на безлесных участках, также указывают на необходимость учет разнообразия горючих материалов. На вырубках их ширина должна быть

не менее 9 м (Соловьев, 1948; Мокесв, 1958). Для площадей, на которых отсутствует захламленность древесными остатками, рекомен-зуема.1 минерализация почвы варьируется в пределах от I м ("слое, 1952) до 15 м (Соловьев, Конев, 1956). Столь пирокое колебание объясняется отсутствием экспериментального материала.

На необходимость изучения эффективности защитных полос и определения условий, где они действительно полезны, указывает Il.il. Курбатский ( 1964 ).

Данные по защитной эффективности полое различной ширины применительно к плугу ПКЛ-70 (1,4 и 2,8 м ) получены нами в результате проведения огневых экспериментов. Выжигаемые плокадки размерам 10 х 15 м ограничивали исследуемыми полосами. Изучение их защитных свойств проводили на фронтальной кромке моделируемого пожара. Зажигание напочвенного горячего материала осуществляли полосой вдоль длинной сторокн пдозадил перпендикулярно направлению ветра. Определение значений факторов, влияющих на интенсивность горения сухих травянистых остатков, вели по методике, принятой в лесопирологических исследованиях.

При тех или иных сочетаниях условий проведения огневых опытов исследуемую пирину защитной полосы испытывали несколько раз (повторное опыты). В связи с этим проведена проверка на однородность скорости продвижения фронта пожара по критерию Стьюдента.

Приникая во внимание зависимость длины пламени фронта пожара от высоты и запаса напочвенных горючих материалов, с поаыаени-ем величины факторов увеличивали ширину минерализации защитных полос.

Опыты показали, что в Забайкалье для прекращения распространения пожара на безлесных участках, где высота сухих травостоев н1 пропадает 15 см, необходима защитная полоса шириной 2,0 м»

при высоте сухих трав от 7.5 до 30 см ширина минерализации должна быть увеличена до 2,8 м; в травостоях высотой от 30 до 50 си необходима защитная полоса шириной 4,2 м.

5.3. Удлинение срока службы защитных полос на безлесных

-." площадях

Основная часть ( 80 % ) безлесных площадей Забайкалья расположена в северной его части, характеризующейся преобладанием многолетне-мерзлотных почв. В этих эдафических условиях наиболее приемлемым способом создания защитных полос является огневая очистка поверхности почвы от сухих травянистых остатков. Отсутствие средств механизации процесса выжигания и его трудоемкое! обусловливают необходимость разработки мероприятий, удлиняющих срок службы таких полос.

Для уменьшения зарастания минерализованных полос и противопожарных разрывов давно предлагалось использовать гербициды (Кро-халев, 1965). Опытные работы, проведенные ДальНИИЛХок (1965), показали хорошие результаты по длительной стерилизации почьк си-мазином в дозе 10-20 кг/га действующего вещества.

з В литературе нет данных о влиянии гербицидов на травянистую растительность выжженных плохадей. Наиболее исследовано использование гербицидов в питомниках и лесскультурной практике (Дека-тов, 1966; Крохалев, Свечкова, 1966; Багаева, 1967; Гавриле.чко, 1967; Маттис, 1967; Вишняков, 1982; Иванова с соавторами, 1903). Анализ литературных материалов показывает разноречивость в рекомендуемых дозах внесения гербицидов. Это обусловлено различиями в климатических, эдафических и фитоценотических условиях.

Мы исследована.", влияния гербицида на растительность выжженных полос на безлесных участках проводили в весеннее время (до появления всходов траь) с трехкратной повторностью, каждую из которых захладивали на опытной площадке .3 х 5 к. Во всех вари-

антах опыта отграничивали в натуре контрольную площадку тех же размеров, которуп вчжигали, но не обрабатывали препаратом. Рендо-мизировали плояадкя по таблице (Доспехов, 1979). Надземнув биомассу травянистой растительности учитывали во второй декаде октября в абсолютно-сухом состоянии. Ка каждой опытной и контрольной площадках закладывали по 5 учетных площадок ( 0,2 х 0,25 я), которые располагали по диагонали через равные промежутки. В зависимости от коэффициента вариации их число увеличивали для достижения 10 % точности. Дозы внесения гербицидов рассчитывали на I км защитной полосы жириной один метр.

На основе априорной информации был* испытаяы симазин, пропа-зин, пропинат и их смеси. В северном лесопожарном районе Забайкалья наибольший гербицидный эффект получен при внесении симази-на в дозе 2 кг/км д.в. - 65,3 %, Под гербицидным эффектом понимается разница между запасами надземных фитомасс травостоев на контрольных и опытных плокадках, выраженная в процентах по отноиенил к контролю. На следувщий год после внесения препаратов высокое токсичное действие (72,4 %) сохранилось у смеси симазина с пропи-натом (дозы внесения соответственно 2 и 3 кг/км д.».).

Результаты опытов с симазином был.и обработаны по методике юлного факторного эксперимента (Адлер с соавторами, 1976). Полу-<ено уравнение зависимости гербицидного эффекта (^г) от дозы вне-:енил препарата (*): у » 45, О * ¡3,5 х.

Наибольший гербицидный эффект ( 79 % ) в этом эксперименте юлучен при дозе 4 кг/км д.в. Для определения дозы внесения симайна (5 кг/км д.в.). при которой возможно полное очищение поверх-ости почвы от надземной биомассы трав, проведены расчет крутого осхождения» опытная проверка полученного результата и оценка равнения по степени соответствия рассчитанного гербицидного эф-гкта фактическому. Под фактическим гербицидным эффектом пони-

маются данные, полученные опытным путем. Для испытания заложено 19 опытов. Отклонения фактических гербицидных эффектов от рассчитанных незначительны и находятся в пределах относительных ошибок выборочных средних.

В центральном районе Забайкалья наибольшее подавление травянистой растительности получено при обработке выжженных площадей счесьв пропазина с пропииатом в дозах 1+3 кг/км д.в. - герби-цидный эффект составил 94,3 %. Несколько ниже результаты опытов с симазином и пропазином в дозах 2 кг/км д.в. (соответственно 74,8 и 73,2 %).

т

Для определения продолжительности действия гербицидов в дозах, при которых получены наибольшие гербицидные эффекты, вели наблюдения в течении 3 лет. Результаты этих наблюдений позволяют определить минимальный срок стерилизации почвы выжженных защитных полос - 3 года.

Глава У1. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАЩИТИ ЛЕСА ОТ СЕЛЬХОЗПАЛОВ

На основе проведенных исследований нами были составлены рекомендации по защите леса от сельхозпалов, которые приведены в при-ложекии к диссертации. Профилактические выжигания можно проводить . или непосредственно лесной охраной по договору с сельскохозяйственными предприятиями, или под руководством специалиста лесного хозяйства. Экономическую эффективность данной технологии определяли как сумму предотвращенных прямых затрат на тушенке лесных пожаров, которую находили методом сравнения среднегодовых данных (за последние 10 лег) с показателями, характеризующими борьбу с лесными пожарами в год внедрения рекомендуемого метода защиты от сельхозпалов. При решении вопроса о проведении ранневесенних профилактических выжиганий безлесных участков учитывали зимний ход^й метео-

рологичесхчй прогноз ка весенний период. В Еравкинском лесхозе рекомендуемая технология защиты леса от сельхозпалоз применяли на 18 тис. га безлесных участков или 35 % от общей их площади. В Романовском, Иилкинском и Красночикойском лесхозах эта площадь составила соответственно 19,6 1 32 и 28 % от общих площадей безлесных участков.. Экономический эффект от внедрения рекомендаций варьировал от 903 до 5940 рублей.

Данная технология защити леса от сельхоэпалов одобрена научно-техническим советом Госкомлэса СССР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволили установить следующее: выжигание сухих остатков трав до качала вегетации ведет к увеличение производительности травостоев баз кахих-либо негативных последствий для плодородия почв и восстановления трав. Ранне-весеннее выжигание устраняет ветошный покров, оставляя в качестве недожега значительнув часть подстилки, которая служит источником поддержания плодородия почв. В тоже время этого количества недожега, неравномерно расположенного на поверхности почвы, недостаточно для распространения огня по территории участка» Огневая очистка способствует более интенсивному прогреву поверхностного слоя почвы при незначительном снижении его влажности. Это вызывает более раннее начало вегетации трав и повышает интенсивность их роста весной. Постпирогенные изменения в составе травостоя обеспечивают формирование пожароустойчивых ценозов с преобладанием растений злаковой группы, что повышает их хозяйственнув ценность. Палы до начала вегетации трав необходимы сельскому хозяйству региона. Выжигания во время вегетации отрицательно влияит на состав травостоя, пожароопасны для прилегающих насаждений, наносят уцерб сельскому и лесному хозяйству»

Зависимость скорости продвижения фронта сельхозпала от скорости зетра, влажности, еыссты и запаса горючих материалов удовлетворительно аппроксимируются миогофакторным уравнением, о В северном Забайкалье для удлинения срока службы выжженных защитных палое до 3 лет необходима обработка поверхности почвы симазином в дозе 5 кг/км полосы шириной I к. В центральном районе трехлетняя стерилизация почвы таких полос достигается при внесении симагина в дозе 3,5 кг/км (полосы шириной I к) и смеси пропазина с пропинатом соответственно в дозах внесения I и 3 кг/км полосы шириной I к. В связи с засушливостью весеннего периода в

Г|

центральном Забайкалье токсичные свойства препаратов проявляются в год внесения не в полной мере, что требует дополнительного выжигания полос осень» этого года или весной следующего.

Защита леса от сельскохозяйственных палов обеспечивается ранневесеиним их проведением от опупек леса и созданием занятных полос» Технология проведения выжиганий сухих травостоев основана на разновременности пожарного созревания напочвенных горючих материалов на бззлесных участках и под пологой леса.

Рекомендации по защите леса от сельхозпалсв одобрены Госком-лесом СССР и внедрены в Еравнянскок и Романовском лесхозах Бурятской АССР, Краснэчикойском и Шклкинскок лесхозах Читинской области. Экономический эффект, соответственно составил 5940 и 93'( рубля, 2594 к 903 рубля.

В дальнейиек считаем необходимым проведение стационарных исследований влияния систематически повторяющихся выжиганий па плодородие почв и разработку документации, регламентирующей составление проекта организации и развития лесного хозяйства в части касающейся профилактических выжиганий безлесных участков.

¡То теме диссертации автором опубликованы следующие работы:

1. Оптимальная лирина зааитннл лесопо:,трнкх полос в условиях Забайкалья. - "Лесное хозяйство", й 8, с, 02-6*).

2. Эффективность защитных полос на глочадях с сухими травостоями. - В кн.: "Методы и средства борьбы с лесными пожарами".

БНШМ 1385, с. Ш-12'-».

3. Влияние симазина на зараетаняо противопожарных полоо в северном Забайкалье. - "Лесное хозяйство", 1587, 5 7, с. 70-71.

Скорость продвижения Фронта пожара по сухим травостоям безлесных участков. - "Лесной журнал", 1930, 3, с. 21-25.

5. Применение гербицидов в противопожарных целях в северном лесспожарнок районе Забайкалья. - Информлисток 5 15-85. Улан-Удэ, 1955, 3 с.

6. Влияние огня на накопление фчтомассы тразостоез безлесных участков лесного фонда. - Пнформлисток 2 26-35. Улан-Удэ, 3 с.

7. Эффективность зэцитных противопожарных полос на безлесных площадях. - информлмсток !/• 1г>-85, Улая-Удэ, 1986 , 3 с.

8. Продолжительность действия симазкна на защитных противопожарных полосах. - Кнформлкеток Р 16-8б, 1336, Зс.

9. Стерилизация почвы выжженных защитных полос на безлесных, пространствах. - йнформлисток 33-85, Улан-Удз, 1986, 3 с.

10. Скорость продвижения фронта пожтра по сухим травам безлесных пространств. - Киформлистох $ 34-85, Улан-Удэ, 3 с.

Приняты к публикации:

1. Влияние весенних вижиганий сухих травянистых остатков на рост травяных ценозов Забайкалья. - "Лесное хозяйство".

2. Противопожарные полосы на безлесных площадях. - "Лесной

тур-пал"» _____

Г-Сги, г. /СО, Ла.*. Подписано * пеиеГ*2i.aS.Sffг

03"еы ¿лиг.