Вклад подроста в формирование комплексов горючих материалов и эмиссию углерода при пожарах в Минусинских ленточных борах Красноярского края

Леса занимают значительную часть поверхности суши и являются существенным аккумулятором атмосферного углерода. В условиях глобального изменения климата наблюдается увеличение горимости лесов и пирогенной эмиссии, что особенно проявляется на территории Сибири. Цель исследования – оценка роли подроста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в формировании комплексов лесных горючих материалов (ЛГМ) и оценка эмиссии углерода при сгорании ЛГМ в Минусинских ленточных борах. Исследования проводили на двух пробных площадях с подростом сосны комбинированного (ПП1) и естественного (ПП 2) происхождения, сформированных после пожара 2007 г. и повторно пройденных огнем в 2022 г. Также исследовали контрольные не горевшие в 2022 г. участки. Установлено, что послепожарное лесовосстановление на ПП протекает успешно, количество подроста составило 21,5 и 16,3 тыс.шт/га на ПП1 и ПП2 соответственно. Общий запас подроста и напочвенных горючих материалов составил 38,3 т/га и 32,5 т/га, при этом доля подроста составила 77% и 73% на ПП1 и ПП2 соответственно. При пожарах сгорело 11,9 и 13,8 т/га органического вещества, пирогенная эмиссия составила 5,17 тС/га (ПП1) и 6,15 тС/га (ПП2). Вклад подроста в эмиссию углерода при пожарах составил 29% на ПП1 и 43% на ПП2. Доля эмиссии при сгорании хвои на ПП1 составила 22%, на ПП2 – 35 %, что связано с более развитой кроной на ПП2. Несмотря на то, что ленточные боры характеризуются высокой степенью горимости, лесорастительные особенности региона и частые ландшафтные пожары не дают возможности накопиться большим запасам лесных горючих материалов, что обусловливает меньшие, по сравнению с зонами южной и средней тайги Сибири, значения пирогенной эмиссии с единицы площади.

1. Буряк Л.В., Каленская О.П., Пономарев Е.И., Сухинин А.И. Пожары и их последствия в ленточных борах юга Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. 24, № 4–5. С. 398–404.

2. Залесов С.В. Осипенко А.Е., Толстиков А.Ю., Усов М.В., Гоф А.А., Савин В.В. Воспроизводство и омоложение ленточных боров Алтайского края: монография. Екатеринбург: УГЛТУ, 2023. 357 с.

3. Иванова Г.А., Иванов А.В. Пожары в сосновых лесах Средней Сибири. Новосибирск: Наука, 2015. 240 с.

4. Иванова Г.А., Иванов В.А. Зональность лесных горючих материалов и их пирогенная трансформация в сосняках средней Сибири // ИВУЗ. Лесной журнал. 2020. № 4. С. 9–26. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-9-26.

5. Иванова Г.А., Кукавская Е.А., Безкровная И.Н., Богородская А.В., Жила С.В., Иванов В.А., Ковалева Н.М., Краснощекова Е.Н., Тарасов П.А. Воздействие пожаров на светлохвойные леса Нижнего Приангарья. Новосибирск: Наука, 2022. 204 с.

6. Иванова О.И. Анализ изменения климата лесостепной и степной зоны Красноярского края // Современные проблемы землеустройства, кадастров, природообустройства и повышения безопасности труда в АПК: мат. IV нац. науч. конф. Красноярск, 2022. С. 51–54.

7. Каленская О.П., Буряк Л.В., Толмачева А.В. Влияние низовых пожаров на состояние сосновых насаждений в равнинной части национального парка «Шушенский бор». Красноярск: СибГТУ, 2010. 132 с.

8. Коломак Е.А., Шерубнева А.И. Оценка значимости агломерационных эффектов на юге Сибири // Пространственная экономика. 2023. Т. 19, № 1. С. 52–69. DOI: 10.14530/se.2023.1.052–069.

9. Кукавская Е.А., Буряк Л.В., Каленская О.П., Толмачёв А.В., Жила С.В., Барабанцева А.Е. Оценка пирогенной эмиссии углерода на территории национального парка «Шушенский бор» // География и природные ресурсы. 2019. № 1. С. 37–44. DOI: 10.21782/GIPR0206–1619–2019–1(37–44).

10. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопросы лесной пирологии. Красноярск, 1970. С. 5–58.

11. Маленко А.А, Малиновских А.А., Чичкарев А.С. Динамика горимости лесов юга Западной Сибири // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 6. С. 68–72.

12. Матвеев А.М., Барталев С.А. Сравнительный анализ оценок эмиссии углерода от природных пожаров на территории России на основании глобальных продуктов ДЗЗ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21, № 4. С. 141–161. DOI: 10.21046/2070–7401–2024-21-4-141-161.

13. Матвеева Т.А. Запасы лесных горючих материалов в горных лесах южной Сибири // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2008. № 12. С. 30–33.

14. Морозов А.С., Иванова Г.А., Бакшеева Е.О., Иванов В.А. Пожароопасность сосновых молодняков на неиспользуемых сельскохозяйственных землях // Сибирский лесной журнал. 2020. № 3. С. 26–36.

15. Осипенко А.Е. Рост и развитие искусственных и естественных сосновых древостоев в Алтае-Новосибирском районе лесостепей и ленточных боров: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Екатеринбург, 2020. 20 с.

16. Панин И.А., Секерин И.М., Усов М.В., Осипенко А.Е. Специфика тушения лесных пожаров // Международный научно–исследовательский журнал. 2023. № 11(113). Ч. 1. С.166–170.

17. Полякова М.А., Дитц Л.Ю., Ермаков Н.Б. Исследование экологических особенностей ленточных боров Минусинской межгорной котловины методами градиентного анализа // Экология. 2008. № 4. С. 253–260. DOI: 10.1134/S1067413608040024.

18. Пономарев Е.И., Харук В.И. Горимость лесов Алтае-Саянского региона в условиях наблюдаемых изменений климата // Сибирский экологический журнал. 2016. № 1. С. 38–46. DOI: 10.15372/SEJ20160104.

19. Савин М.А., Маленко А.А., Пономарев С.В., Дергунов Р.В. Оценка запаса напочвенных лесных горючих материалов в сосновом молодняке в засушливой степи // Аграрная наука – сельскому хозяйству: сб. мат. XIII межд. науч.–практ. конф. Барнаул, 2018. Т. 1. С. 402–403.

20. Собачкин Р.С., Ковалева Н.М. Влияние периодичности низовых пожаров на запас лесных горючих материалов средневозрастных сосняков в лесостепи Красноярского края // Лесоведение. 2024. № 2. С. 75–84.

21. Собачкин Р.С., Ковалева Н.М., Петренко А.Е., Собачкин Д.С. Структура горючих материалов в сосняках разного возраста Красноярской лесостепи //Лесоведение. 2017. № 6. С. 431–436.

22. Софронов М.А., Волокитина А.В. Запас хвои подроста как горючего материала в лесах Красноярского Приангарья // Хвойные бореальной зоны. 2011. Т. 28, № 1–2. С. 60–63.

23. Усеня В.В. Исследование запасов лесных горючих материалов различных групп в сосновых насаждениях // Проблемы лесоведения и лесоводства: сб. науч. тр. 1997. № 45. С. 124–127.

24. Усольцев В.А. Фитомасса и первичная продукция лесов Евразии. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 575 с.

25. Усольцев В.А. Фитомасса модельных деревьев лесообразующих пород Евразии: база данных, климатически обусловленная география, таксационные нормативы. Екатеринбург: Урал. гос. ун–т, 2016. 336 с.

26. Усольцев В.А., Цепордей И.С., Уразова А.Ф., Борников А.В. Биомасса подроста лесообразующих видов Урала и ее аллометрические модели // Леса России и хозяйство в них. 2023. № 3. С. 51–64. DOI: 10.51318/FRET.2023.3.86.006.

27. Фуряев В.В., Черных В.А., Злобина Л.П. Роль подроста в формировании комплекса лесных горючих материалов и снижении пожароустойчивости ленточных боров Алтая // Лесоведение. 2010. № 3. С. 15–20.

28. Фуряев И.В., Самсоненко С.Д., Фуряев В.В. Роль подроста в формировании комплексов лесных горючих материалов в насаждениях Верхне-Обского лесного массива // Хвойные бореальной зоны. 2010. Т. 27, № 3–4. С. 257–262.

29. Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г. Климатические изменения и лесные пожары в России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 50–61.

30. Ivanova G.A., Conard S.G., Kukavskaya E.A., McRae D.J. Fire impact on carbon storage in light conifer forests of the Lower Angara region, Siberia // Environmental Research Letters. 2011. Vol. 6, № 4. Art. no. 045203. DOI: 10.1088/1748-9326/6/4/045203.

31. Ivanova G.A., Kukavskaya E.A., Ivanov V.A., Conard S.G., McRae D.J. Fuel characteristics, loads and consumption in Scots pine forests of central Siberia // Journal of Forestry Research. 2020. Vol. 31. P. 2507–2524. DOI: 10.1016/j.foreco.2020.118075.

32. Jones M.W., Abatzoglou J.T., Veraverbeke S., Andela N., Lasslop G., Forkel M., Smith A.J.P., Burton C., Betts R.A., van der Werf G.R., Sitch S., Canadell J.G., Santín C., Kolden C., Doerr S.H., Le Quéré C. Global and regional trends and drivers of fire under climate change // Reviews of Geophysics. 2022. Vol. 60, iss. 3. Art. no. e2020RG000726. DOI: 10.1029/2020RG000726.

33. Karsenty A., Blanco C., Dufour T. Forest and climate change. Instruments related to the United Nations Framework Convention on Climate Change and their potential for sustainable forest management in Africa. Rome: FAO, 2003. 82 p.

34. McRae D.J., Conard S.G., Ivanova G.A., Sukhinin A.I., Baker S.P., Samsonov Y.N., Blake T.W., Ivanov V.A., Ivanov A.V., Churkina T.V., Hao W.M., Koutzenogij K.P., Kovaleva N.M. Variability of fire behavior, fire effects, and emissions in Scotch pine forests of Central Siberia // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. Vol. 11, № 1. P. 45–74. DOI: 10.1007/s11027-006-1008-4.

35. Nieder R., Benbi D.K. Carbon and Nitrogen in the Terrestrial Environment. Springer Dordrecht, 2008. 430 p. DOI: 10.1007/978-1-4020-8433-1.

36. Senande-Rivera M., Insua-Costa D., Miguez-Macho G. Spatial and temporal expansion of global wildland fire activity in response to climate change // Nature communications. 2022. № 13. Art. no. 1208. DOI: 10.1038/s41467-022-28835-2

37. The State of the World’s Forests 2020. Forests, biodiversity and people. Rome: FAO and UNEP, 2020. 214 p. DOI: 10.4060/ca8642en.

38. Van Wagner C.E. The line intersect method in forest fuel sampling // Forest Science. 1968. Vol. 14, № 1. P. 20–26. DOI: 10.1093/forestscience/14.1.20.

39. Zhirnova D.F., Belokopytova L.V., Meko D.M., Babushkina E.A., Vaganov E.A. Climate change and tree growth in the Khakass‑Minusinsk Depression (South Siberia) impacted by large water reservoirs // Scientific Reports. 2021. № 11. Art. no. 14266. DOI: 10.1038/s41598-021-93745-0.