1.2 Современное состояние вопроса

Лесопожарная проблема своими корнями уходит в доисторическое прошлое, так как лесные пожары как природный фактор появились вместе с древесной растительностью, и содействовал ее формированию на всем эволюционном пути. Основными источниками огня в те далекие времена были молнии и вулканы.

Свидетельством пожаров служит повсеместно встречающиеся прослойки углей в слоях торфяников. Расчеты Н.П. Курбатского показывают, что в начале голоцена от молнии ежегодно возникало несколько тысяч лесных пожаров, способных беспрепятственно распространятся среди лесных массивов. Он указал на вероятность того, что первобытный человек познал огонь и научился пользоваться им, часто сталкиваясь с пожарами в лесу, в степях и других природных ландшафтах. По мере развития цивилизации, рост населения и освоение лесных территорий с появлением промышленности и транспорта количество источников огня резко увеличилось. Районы Северного полушария с присущим им континентальным климатом и хвойными лесами, особенно благоприятны для возникновения пожаров. В результате этого ежегодное количество пожаров в лесах в течение многих веков агрикультурной эпохи увеличилось в десятки раз по сравнению с доисторическим периодом. Как отмечал Н.П. Курбатский [21], в пятидесятые годы нашего столетия на всех континентах возникало примерно двести тысяч лесных пожаров, причем около трех процентов из них - от молний. В связи с продолжающимся хозяйственным освоением таежных территорий, ростом плотности населения и рекреационного использования лесов число пожаров продолжает увеличиваться [14], [16]. Существует вполне объективное мнение, что территории тайги практически невозможно встретить участок леса, который когда-либо не был пройден пожаром, а во многих случаях не подвергался бы его многократному воздействию.

В то же время, ограниченное количество источников огня, естественные преграды, сдерживающие распространение пожаров по лесной территории, и цикличность природных факторов (засуха-дождь-засуха) спасали доисторические леса от уничтожения огнем.

Появление на земле человека нарушило это природное равновесие. Если раньше лесные пожары возникали, в основном, в конце засушливого периода, как следствие грозовой деятельности, часто завершающейся обильными осадками, то человек, используя огонь как эффективное средство защиты от врагов и борьбы за жизненное пространство, создал предпосылку для возникновения пожаров на протяжении всего пожароопасного сезона.

Неконтролируемые пожары охватывали огромные площади лесов и приобретали характер стихийных бедствий. Они наносили невосполнимый ущерб, прежде всего, самой природе, а через нее и виновнику пожаров - человеку.

Лесные пожары как природный фактор были в прошлом и будут в обозримом будущем, так как невозможно вырастит леса, не восприимчивыми к огню, а саму проблему лесных пожаров следует считать социальной проблемой, так как она возникала вместе с человеком, постоянно нарушающим установившееся равновесие в природе.

Лесные пожары характерны для всех стран мира, обладающих значительными лесными ресурсами, но наиболее остро лесопожарная проблема стоит в странах с континентальным климатом и преобладанием в лесах хвойных пород.

Существует гипотеза о том, что на Земле с формированием климата, близкого современному, и с появлением светлохвойных лесов пожары стали распространенным явлением, причиной чего в то время были молнии [21], [34, [35].

Расчеты Н.П. Курбатского показывают, что в начале голоцена от молнии ежегодно возникало несколько тысяч лесных пожаров, способных беспрепятственно распространятся среди лесных массивов. Он указал на вероятность того, что первобытный человек познал огонь и научился пользоваться им, часто сталкиваясь с пожарами в лесу, в степях и других природных ландшафтах. По мере развития цивилизации, рост населения и освоение лесных территорий с появлением промышленности и транспорта количество источников огня резко увеличилось. Районы Северного полушария с присущим им континентальным климатом и хвойными лесами, особенно благоприятны для возникновения пожаров. В результате этого ежегодное количество пожаров в лесах в течение многих веков агрикультурной эпохи увеличилось в десятки раз по сравнению с доисторическим периодом. Как отмечал Н.П. Курбатский [21], в пятидесятые годы нашего столетия на всех континентах возникало примерно двести тысяч лесных пожаров, причем около трех процентов из них - от молний. В связи с продолжающимся хозяйственным освоением таежных территорий, ростом плотности населения и рекреационного использования лесов число пожаров продолжает увеличиваться [14], [16]. Существует вполне объективное мнение, что территории тайги практически невозможно встретить участок леса, который когда-либо не был пройден пожаром, а во многих случаях не подвергался бы его многократному воздействию.

Многочисленные пожары от молний и извержений вулканов возникали в различных зонах и типах растительности земного шара уже в конце девонского периода [58], а особенно в мезозое [59], [61], т.е. задолго до появления человека, и неизбежно повторяются поныне, являясь неотъемной частью природной среды, следствием взаимодействия электрического поля атмосферы и земной мантии с биосферой [21] [61], [60]; [37], [39]. В девственных лесах, саваннах, степях и тундрах циклические пожары были одним из важнейших факторов, оказывающих более или менее сильное и разностороннее влияние на все условия среды и все компоненты биомов. В антропогенную эпоху участившиеся пожары, в большинстве случаев вызываемые человеком, также являются действенным агентом преобразования почв, растительности и фауны, накладывая отпечаток на облик биогеоценозов и целых ландшафтов.

Лесной пожар представляет не какой-то элементарный фактор внешней среды, а сложнейший комплекс физических и химических факторов.

Циклически повторяющиеся пожары -- мощный фактор почвообразования, "пирогенеза" лесных почв [63]; [52]; [43], [42]. Действие выжиганий накладывается на сменяющиеся во времени подзолистый и дерновый процессы, регулируя их интенсивность, продолжительность и относительную роль в почвообразовании. Можно предполагать, что, резко изменяя химизм почвы и вызывая смену гипновых мхов травами, огонь способствует усилению дернового цикла почвообразования, который по мере восстановления мохового покрова и "подкисления" почвенного раствора вновь уступает место подзолистому циклу [37]; [20].

Хозяйственные аспекты последствий пожаров и лесоводственный ущерб от них достаточно хорошо известны. Однако не менее важное значение проблема лесных пожаров имеет и с точки зрения оценки их роли с эволюционно-экологических позиций в процессах размещения, формирования и продуктивности таежных лесов. В прямой связи с этим находится вопрос о характере направленного отбора и формирования под влиянием длительных циклических воздействий пожаров биоэкологических свойств древесных пород и других компонентов биогеоценозов.

Одним из первых среди отечественных лесоводов обратил внимание на значение лесных пожаров в жизни лесов, в определенной мере вскрыл и дал научный анализ в роли огня как фактора возобновления леса и смены пород в таежных лесах, а так же наметил некоторые пути его регулирования и практического использования М.Е. Ткаченко [44], [45]. Он отмечал, что огонь занимал исключительно важное место в многовековой истории формирования лесов малонаселенных таежных районов, где, с одной стороны, они гибнут после пожаров, а с другой - после них происходит обновление состава сообществ. На больших площадях появляются молодняки после резких изменений среды, вызываемых пожарами.

В настоящее время повсеместно и на больших площадях произошла смена пород, при которой девственные и первобытные сообщества сменились на современные. Общий итог этого явления, как отмечает Б.П. Колесников, выразился в прогрессирующем увеличении в составе лесного фонда не стабильных и морфологически изменчивых сообществ, фиксирующих начальные стадии сингенетических, дигрессивных и демутационных форм развития лесов в современную эпоху лесовозобновительного процесса. Для нее характерно отсутствие на Земле девственных лесов, быстрое сокращение площади первобытных и естественных (природных) за счет возрастания роли антропогенных, хозяйственных и культурных. Изучая происхождение и формирование растительности таежной зоны, многие исследователи обращали внимание на роль в этих процессах лесных пожаров. В частности, при характеристике лесов Сибири, европейской части России и Северной Америки почти все они связывают разновозрастность сосновых лесов с частыми пожарами и последующим появлением на пожарищах и гарях новых поколений леса. Для оценки существующих представлений о масштабах влияния пожаров на процессы гибели, восстановления и формирования лесов таежной зоны, целесообразно рассмотреть эти вопросы более подробно.

С.Н. Санниковым [37], [38] предпринята оригинальная попытка, осветить роль пожаров с позиций эволюционно-экологического анализа возобновления и существования популяций сосны в Зауралье. В его работах вскрыта значение огня как естественного циклического фактора в жизни леса, показано его экологическое значение в возобновлении популяции сосны. В свете своеобразной ”пожарной экологии” оценены многие характерные черты биоэкологии, не объяснимые с других позиций. В частности, им показано, что наиболее важной, эволюционно обусловленной особенностью биоэкологии сосны является ее ”пирофитность”.

Сильные пожары, уничтожая лесной полог, частично обнажая минеральный горизонт почвы и активизируя теплообмен в нем, могут резко изменять гидрологический и термический, в частности мерзлотный, режимы почвы, стимулируя ее заболачивание, солифлюкцию, водную или ветровую эрозию [49]; [33]; [48], [47]; [51]; [64]; [28]. Таким образом, они нередко становятся геоморфологическим фактором. Весьма вероятно также, что с огнем связано и происхождение сравнительно хорошо разложившегося уплотненного "пограничного горизонта" в профиле голоценовых торфяников [18].

В первые годы после пожара в зависимости от степени изреживания огнем древостоя, травостоя и выгорания подстилки возрастают приход солнечной радиации, тепла и осадков к поверхности почвы, а также ночная иррадиация, скорость ветра и испарение. Усиливается обмен тепла и влаги в припочвенном слое воздуха. Позднее, когда роль активной поверхности начинает выполнять смыкающийся травянистый ярус, суточные амплитуды элементов микроклимата постепенно уменьшаются [46], [41], [38]. В целом на свежих сплошных гарях экоклимат более предпочитаем для самосева эксплерентальных лиственных и светлохвойных видов, чем для всходов темнохвойных древесных растений.

Улучшая субстрат и экоклиматические условия для появления и развития всходов, снижая конкуренцию всех ярусов фитоценоза и подавляя деятельность мелких млекопитающих и других животных-семеноедов, пожар в первые годы создает благоприятную для самосева светлохвойных и лиственных видов экологическую нишу (по: Нutсhinsоn, 1958), в которой все главнейшие параметры среды близки к оптимальным, а их сезонная и многолетняя динамика более или менее соответствует биоритму развития сеянцев [38]], [40]. Поэтому огонь стимулирует вспышку возобновления популяций светлохвойных видов [44], [45], [50], [54] [55], [62], [27], [25], [24], [26], [19], [23], [36], [40], [38], [37], [51], [31], [12], [13], у которых обсеменители сравнительно огнеустойчивы, и лиственных, которые успешно восстанавливаются на гарях не только семенным, но и вегетативным путем.

Успех саморепродукции хвойных видов на гарях определяется главным образом двумя группами факторов: 1) сохранностью, размещением и продуктивностью обсеменителей; 2) степенью и площадью выгорания органического субстрата, корней и почек вегетативного возобновления конкурентной, травянистой и древесной растительности. Численность самосева хвойных древесных растений находится в тесной гиперболической зависимости от толщины недогоревшего слоя подстилки [40].

В настоящее время повсеместно и на больших площадях произошла смена пород, при которой девственные и первобытные сообщества сменились на современные. Общий итог этого явления, как отмечает Б.П. Колесников, выразился в прогрессирующем увеличении в составе лесного фонда не стабильных и морфологически изменчивых сообществ, фиксирующих начальные стадии сингенетических, дигрессивных и демутационных форм развития лесов в современную эпоху лесовозобновительного процесса. Для нее характерно отсутствие на Земле девственных лесов, быстрое сокращение площади первобытных и естественных (природных) за счет возрастания роли антропогенных, хозяйственных и культурных. Изучая происхождение и формирование растительности таежной зоны, многие исследователи обращали внимание на роль в этих процессах лесных пожаров. В частности, при характеристике лесов Сибири, европейской части России и Северной Америки почти все они связывают разновозрастность сосновых лесов с частыми пожарами и последующим появлением на пожарищах и гарях новых поколений леса. Для оценки существующих представлений о масштабах влияния пожаров на процессы гибели, восстановления и формирования лесов таежной зоны, целесообразно рассмотреть эти вопросы более подробно.

Исследование закономерности влияния пожаров на лесовосстановительный процесс в условиях данного лесхоза необходимо для понимания причин существующего разнообразия лесов и их современного размещения по территории, так как естественное возобновление леса в условиях многолетней мерзлоты протекает более сложнее и труднее, чем в условиях таёжной зоны.