2. Оценка воздействия пожаров на экосистемы степей, в том числе на ООПТ

2.1. Воздействие степных пожаров на почвенный покров и свойства почв

Почва является самым консервативным элементом экосистемы. Поэтому существенные изменения под действием степных пожаров почвенного покрова вряд ли возможны. Однако изменения отдельных свойств почв, несомненно, происходят. Работ ученых-почвоведов, посвященных данной проблеме практически нет. В литературе большей частью преобладают исследования геоботаников, изучающих влияние пирогенного фактора на растительность и параллельно дающих оценку изменению свойств почв в зависимости от пожаров. Для характеристики влияния пирогенного фактора на свойства почв нужны систематические исследования, так как данные авторов порой очень противоречивы. В данном разделе приведены отдельные позиции, изложенные в отдельных почвенных исследованиях.

В однородных условиях интенсивностью пожаров определяется степень изменений температурного режима почв. Последствия этих изменений нельзя оценить однозначно. С одной стороны, более контрастный температурный режим поверхности гарей затрудняет естественное возобновление растительности, а с другой – лучшее прогревание почвы способствует активизации многих важных почвообразовательных и физиологических процессов.

Одно из влияний пожаров на почвы заключается в том, что на оголенном участке в ближайшие 2—3 месяца после пожара на поверхности почвы резко увеличивается испарение, повышается горизонт вскипания. На повышение карбонатного горизонта в следующем году после пожара, возможно, влияет зимнее сдувание снега, что, вызывая большую сухость почв, влечет за собой подъем солей и их накопление в верхних горизонтах. По данным украинских исследователей показатели ряда эдафических факторов (кислотности почв, а также содержания в них минерального азота и соединений кальция) до и после степных пожаров проявляют значительную вариабельность в направлении смен в различных типологических вариантах степей. Отметим также, что лишенная растительности земля слабо противостоит воздействию ветровой эрозии. На возвышенных участках ветровая эрозия проявляется в сильной степени с образованием небольших по размерам (0,1 – 1,2 га) очагов барханных песков. На значительной части выгоревшей территории ветровая эрозия проявляется в слабой степени в виде формирования кочек песка.

После пала, как правило, остается достаточно большая и трудно затлевающая щетка прикорневых и придернинных остьев, которые начинают гнить. В природе инициация этого гниения нормально происходит осенью. Летом это стимулирует вспышку роста грибов. Они выделяют большое количество кислых веществ, которые попадают в корнеобитаемый слой. Если степной пожар имел место в зоне некарбонатных почв, то следствием его является резкое обеднение и закисление почв. После палов на песчаных почвах разрастаются щавель и хвощ, а на глинистых можно видеть большую группу других растений, которые наглядно демонстрируют, что качество почв ухудшилось.

Травяные пожары приводят к заметному снижению плодородия почвы. Травяной пожар не увеличивает количество минеральных питательных веществ в почве — он лишь высвобождает их из сухой травы, делает доступными для питания растений. Однако при этом теряются азотные соединения. Основная часть запасенного в растительности связанного азота высвобождается в атмосферу, становясь для подавляющего большинства растений недоступной. Сгорает и мертвое органическое вещество почвы, образующееся из отмирающих частей растений, в том числе собственно сухой травы. Сокращение количества мертвого органического вещества в почве — это главный фактор снижения почвенного плодородия. Многие плодородные почвы, например, черноземы, в условиях постоянного выжигания сухой травы просто не смогли бы образоваться, поскольку не было бы необходимого для их формирования постоянного пополнения почвы мертвым органическим веществом.

Но есть и противоположные мнения. Группа американских ученых во главе с Уильямом Хольбеном провела исследование последствий природных пожаров, показав, что содержание нитратов в почве после этого природного бедствия резко увеличивается, причем эффект оказывается долговременным. В работе группы Хольбена показано, что на территориях, недавно пострадавших от пожара, количество азотфиксирующих бактерий заметно возрастает. Правда, «недавно» в данном случае означает срок в 12 лет до проведения опытов. Исследованные регионы показали существенно возросшую эффективность азотфиксации. Обуглившиеся растительные остатки, оставшийся на поверхности земли, стимулирует один из ключевых шагов этого процесса, превращение аммиака в нитрат. В исследовании анализировалась почва, полученная с территорий, где за последние 94 года пожар полыхал 2-3 раза. Показано, что видовой набор бактерий в ней существенно менялся и приближался к набору, который обнаруживается в более продуктивных почвах, так что и рост растений здесь происходит намного быстрее.

В работах микробиологов, посвященных влиянию пожаров на микробный комплекс почв, подчеркивается, что после пожара почти все микроорганизмы сохраняются в определенных локусах почвы и в несгоревших растительных остатках и дают быстрый рост. Спонтанно появляются микроводоросли. Деградация микробного комплекса определяется длительностью высокого термического воздействия в соответствии с количеством сгораемых материалов и корневых остатков в почвенном слое.

Интересные данные приводит Ушнаев А.Г. Им показано, что на территории Предкавказья отчетливо выражено повышение температуры и снижение влажности с юго- запада и запада на северо-восток и восток. В этом же направлении меняется и состав растительности, в полном соответствии с изменением климата, от влажных степей к разнотравно-дерновинно-злаковым степям с полупустынной растительностью. При движении с юго-запада на северо-восток в составе растительного сообщества количество злаков уменьшается и начинает преобладать полынь. Растительность при этом становится низкорослой, не густой, с сильно развитой корневой системой, интенсивно использующей почвенную влагу. Этот факт, по мнению автора, является ключевым фактором в распределении пожаров по территории Центрального Предкавказья. Учитывая тот факт, что две зоны почв данного Предкавказья занимают примерно одинаковые по площади территории 50 % и 46 %. Каштановые почвы преобладают на территории провинции полупустынных ландшафтов и части провинции степных ландшафтов. Плотность пожаров в этой зоне составляет примерно 5,5*10-3шт./кв. км. Зона почв черноземов расположена на территориях провинции степных ландшафтов, провинции лесостепных ландшафтов и ландшафтов Большого Кавказа. Плотность пожаров в этой зоне составляет примерно 40,5*10-3 шт./кв. км, что больше предыдущего показателя в 7,36 раза. Что касается более подробного описания ситуации, связанной с зависимостью видов почв и плотности пожаров, то она собрана в таблицу 2.1, где отчетливо видно, что больше пожаров по показателю плотности за исследуемый период произошло на тех ландшафтах Центрального Предкавказья, которые расположены в зоне почв черноземов.

В целом, состояние почв определяются природными и антропогенными факторами, в том числе пожарами, которые при частом повторении приводят к нарушению равновесия естественного почвообразовательного процесса и ухудшению качеств почвенного покрова.

Таблица 2.1.

Пожары в различных типах почв на территории Центрального Предкавказья

Воздействие степных пожаров на растительность, пирогенная сукцессия в степных сообществах

2.2.1. Огонь – как фактор формирования степных экосистем

Процессы горения растительности – важный компонент динамики степных экосистем. Огонь (точнее – пирогенный фактор), являлся одним из мощных факторов трансформирующих растительность в степях до их распашки. Намеренное выжигание растительности (палы) — прием, заимствованный доисторическим человеком у природы, используется и в настоящее время. С развитием человеческого общества (Комаров, 1951) пожары в травянистой растительности приняли систематический характер. По данным американских авторов (Sauer, 1950; Malin, 1953), индейцы, обитавшие в американских прериях, прибегали к палам для привлечения на свежие пастбища бизонов и других копытных. Н.Ф. Комаров (1951) считает, что с возникновением производящего хозяйства человек начал использовать палы с целью улучшения пастбищ для домашнего скота. Это произошло на территории Евроазиатских степей в энеолите (Мерперт, 1974). Кроме того, человек прибегал к использованию палов и в целях охоты, это явление до сих пор имеет место в саваннах Африки (Rue A. de la et al., 1957). С.В. Кириков (1983), описывая влияние человека на природу степной зоны Европейской части СССР в X – XIX вв., указывает на широкое использование палов в военных целях как степными кочевниками, так и оседлым славянским земледельческим населением. По мнению целого ряда авторов (Данилов, 1936; Родин, 1946, 1981; Лавренко,1950; Комаров, 1951; Семенова-Тян-Шанская, 1966; Работнов, 1978), растительность аридных и семиаридных территорий сформировалась под действием пирогенного фактора. За период тысячелетнего свирепствования ежегодных весенних и осенних палов виды, не имеющие или не развившие полезных признаков против огня, давно выпали из степного травостоя, сохранилось же все то, что более или менее хорошо защищено от палов. В западной половине европейской части степной зоны нашей страны распашки приобрели сплошной характер в конце XVIII – первой половине XIX вв., в восточной части – во второй половине XIX – первой половине XX вв., сокращая роль палов как одного из основных трансформирующих факторов степных экосистем.

В настоящее время, когда значительные пространства степей распаханы и преобразованы, палы не охватывают таких больших пространств наших степей, как в прошлом. Однако они с завидным постоянством возникают на сохранившихся участках целинных степей, и вероятность их возникновения увеличивается по мере снижения интенсивности выпаса скота. К сожалению, работ, свидетельствующих о динамике пожаров в степных районах России за последние 100 лет, не удалось найти, но по косвенной статистике можно предположить, что последние 5 лет характеризуются возрастанием числа возгораний и площадей пожаров за последние 20 лет. Вместе с тем, все острее необходимость сохранения эталонных участков зональных типов степей с присущим им биоразнообразием, а также возрастает практическая важность комплексного изучения влияния палов на степную растительность.

Палы являются экстенсивной формой улучшения летних степных пастбищ. Это значение огня сохранилось и до сих пор, но, по мнению специалистов ряда исследователей в области сельского хозяйства, должно быть заменено правильным пастбищеоборотом, при котором может быть сокращено или вовсе приостановлено накопление ветоши. Огонь уничтожает ветошь, которая, как броня, закрывает почву и препятствует развитию отдельных видов растений. Выжигание степей проводилось и проводится сейчас для уничтожения именно этой ветоши — «старики», т.е. очищения травостоя от прошлогодних мертвых остатков весной или летом, после высыхания степи, чтобы получить свежий зеленый ковер подрастающей травы. Весенние палы, проводимые по еще довольно влажной земле, относительно легко управляются человеком, не выходя за пределы намеченных для выжигания участков.

В зависимости от времени возникновения и развития пожара, вегетативные части растений отрастают быстро (во влажное время года) или по прошествии нескольких месяцев (в сухое время года). Как свидетельствует В.И. Данилов с соавторами, ранневесенние палы в заповеднике «Галичья гора» не оказывают губительного воздействия на травянистые растения и не препятствуют нормальному ходу семенного возобновления. Но летние пожары, возникающие, когда высохшая трава, подобно пороху, вспыхивает от малейшей искры, обычно с трудом подавляются, охватывая нередко площади несколько десятков километров в поперечнике.

Однако, систематических многолетних исследований влияния палов на растительность Евразийских степей различных типов не проводились. Имеющаяся информация не позволяет достоверно оценить географические масштабы применения огня в степи в историческом прошлом, учитывая, что плотность населения и освоенность ряда регионов была значительно ниже. В русскоязычной литературе опубликованы отдельные исследования разных авторов, проведенные в разных географических условиях и различными, порой несопоставимыми, методами. Сведения эти противоречивы. Анализ литературных источников позволяет выделить несколько точек зрения о влияние пожаров на растительность степи.

Известно, что выжигание или выгорание растительности в степях вызывает разнообразные изменения в последующем развитии растительного покрова. Степные экосистемы восстанавливаются сравнительно быстро, стремясь в своем развитие к увеличению видового разнообразия и усложнению структуры. Однако в силу того, что различные виды по-разному реагируют на факторы выжигания, влияние последнего сказывается не только на последующей судьбе отдельных видов, но и на перестройке всего ценоза в целом, так как происходит быстрая пирогенно-демутационная смена. По мнению многих авторов современный облик и организация степей сложился в значительной степени под влиянием пирогенного фактора. Отдельные ученые считают, что ковыльные степные ценозы вообще сформировались под воздействием выгорания и выжигания. С этим можно спорить и не соглашаться, но следует учесть, что в степных сообществах преобладают виды с органами вегетативного размножения, хорошо защищенными от действия огня, и корнеотпрысковые виды (корневищные, луковичные, клубнекорневые).

Следует отметить, что результаты степного пожара определяются различно в зависимости от выгорающей ассоциации, времени пожара, последующей погоды, характера и степени использования пожарища. Весеннее выгорание в ковыльных и типчаковых степях уничтожает сухие прошлогодние остатки, обеспечивает скорейшее развитие растений, повышая кормовое значение пастбища, летние пожары в тех же ассоциациях приводят к частичному выпадению и уменьшению численности экземпляров злаков (ковыль, типчак, тонконог), взамен которых начинают появляться полыни. Выжигание залежей (как весеннее, так и летнее) очищает поле от ряда сорняков и ускоряет переход залежи из стадии бурьянов в стадию корневищных злаков. В злаковых ассоциациях пожары, повторяющиеся из года в год, сопровождаясь последующим выпасом, играют роль опустынивающего фактора, но в полынных группировках они, наоборот, являются причиной остепнения. В результате выжигания злаки высвобождаются из-под гнета эдификатора — полыни, их мощного конкурента в ценозе, и начинают быстро занимать освобожденное место. При этом возрастает не только общее количество особей на единицу поверхности, но и увеличивается площадь, занимаемая отдельными экземплярами. Особенно пышно разрастается Stipa capillata, Agropyron desertorum. В итоге возникает новый фитоценоз, в котором оба участника как бы поменялись местами. Многолетники и двулетники почти не уничтожаются огнем, а влияние последнего сводится к временной приостановке роста и к значительному отставанию стадий развития растений как проявлению временного угнетения последних. Так, ковыли не цветут и через год после пожара. Однолетники-эфемеры в значительной части уничтожаются пожаром, однако их зачатки, сохраняющиеся в почве, повреждаются огнем, по-видимому, лишь частично, так что нормальное количество однолетников в степи восстанавливается через несколько лет.

С другой стороны, пирогенный фактор изменяет ход и направление природного процесса в биоценозе. Уничтожается семенной материал большинства видов растений, за исключением ковыля и осоки. У растений ковыля-тырсы за счет плотной дернины сохраняется 20-30% почек возобновления. Растения осоки и волосенца гигантского размножаются, в основном, с помощью корневищ, и это придает им устойчивость к пожарам. Так пожары на территории заповедника «Черные земли» способствуют формированию монодоминантных и флористически очень бедных сообществ господствующих ассоциаций. Интересны данные зависимости растительности от пожаров по заповеднику «Хакасский». Сравнение видового разнообразия, встречаемости, плотности и возрастного состава ценопопуляций эдификаторов и доминантов фитоценоза в год пожара и за год до него позволило сделать следующие выводы:

а) Уменьшение в год пожара видового разнообразия лугово-степных фитоценозов сопровождается заметным увеличением обилия сорных вегетативно-подвижных видов, в норме несвойственных этим сообществам.

б) Положительное или отрицательное влияние весенних палов на состояние ценопопуляций эдификаторов и доминантов луговой степи в условиях заповедного режима определяется жизненной формой растений и положением почек возобновления относительно поверхности почвы.

в) Плотность ценопопуляции эдификатора исследуемой стадии послепастбищной сукцессии – мятлика узколистного (корневищно-кустовой травянистый многолетник) увеличилась в год пожара в 2,3 раза. При этом его генеративная функция снизилась в 1,4 раза.

г) Второй эдификатор – люцерна серповидная (стержнекорневой гемикриптофит), как и доминант – клубника (многолетняя столонообразующая трава), уменьшили плотность своих ценопопуляций в 1,5–1,8 раза. Генеративная функция люцерны не изменилась, клубники – снизилась в 7 раз.

д) Существенное увеличение под действием пожара плотности ценопопуляции мятлика узколистного, свойственного в большом обилии вторичным (нарушенным) луговостепным сообществам, и снижение обилия люцерны серповидной и клубники, характерных для малоизмененных разнотравно-злаковых луговых степей, снижают скорость восстановительной постпастбищной сукцессии, возвращая ее на три года назад.

е) Сенокошение эффективно ограничивает площадь распространения огня. За годы исследований изменений в составе эдификаторов и их позиций на сенокосе, в отличие от участка с заповедным режимом, не произошло.

Положительное воздействие пожаров на растительный покров степи отмечается в изменении возрастного состава сообществ, выпадении сорных видов растений, обогащение зольными элементами почвенных горизонтов. Через год после пожара повышается степень проростаемости семян из-за отсутствия ветоши, увеличивается высота и густота травостоя, улучшается его кормовое качество, увеличивается количество растений на единицу площади. Стимулируется плодоношение, то есть большее число видов и особей проходят полный цикл развития, нежели на невыжженных площадях. Усиливается в травостое роль злаков, особенно дерновинных и корневищных и очень заметно ослабляется роль полыней, осок и разнотравья. Возрастает относительная роль бобовых растений. Более длительное время продолжается вегетация растений, что позволяет пользоваться пастбищами дольше Отрицательные факторы воздействия пирогенной нагрузки на растительность степи следующие — выпадают из травостоя или уменьшается количество некоторых ценных в кормовом отношении трав и некоторые виды однолетних растений, повышается температура верхних слоев почвы тем самым усиливая процесс опустынивания степи, вымерзают подземные побеги и семена в зимний период. Слабее задерживается снег и меньше влаги попадает в почву. Усиливается ветровая эрозия. Исчезают поверхностно коренящиеся травы, уничтожается моховый и лишайниковый покров.

Изучение влияния пожаров на растительный покров степи, выявили факторы, оказывающие ведущее значение в восстановлении растительного покрова после пожаров. К таким факторам относятся: климатические — температура, осадки, высота снежного покрова; эдафические — почвенный покров, рельеф территории; физические — направление и сила ветра, характер пожара; биотические - стадия развития и время вегетативного периода на момент пожара, видовые особенности растений. Наиболее неустойчивые виды к пирогенному фактору отмечены в семействах Роасеае (5), Rosaceae (-3), Rubiaceae (-3); практически неизменными по количеству видов семейства Liliaceae, Iridaceae, Brassicaceae, и др; увеличение числа видов отмечено в семействах Fabaceae (+3), Euphorbiaceae (+2), Caiyophyllaceae (+2).

2.2.3. Пирогенные флуктуации растительности степи

В отличие от лесных пожаров травяные пожары не могут стать причиной коренной перестройки экосистемы. В то же время имеется мнение, что после сильного пожара в период дождей здесь активизируются эрозионные процессы и происходит рост оврагов. Поэтому традиции использования огня для мелиорации степных пастбищ ориентировались на сухой весенний период, а не на осень.

Циклы формирования степей знаменовались не только изменениями состава растительных сообществ, но и специализацией крупных травоядных животных, насекомых- фитофагов и сапрофагов, а также усилению роли огня как фактора отбора растений и животных. Первично современные степные экосистемы и их сукцессионные системы сформировались в условиях субтропиков с выраженной сезонностью гидротермического режима. Дальнейшая экспансия степных растений и травоядных животных шла в направлениях тропиков и умеренных широт одновременно. Степи оказались достаточно устойчивыми сообществами, хотя, как показала история последних тысячелетий, "уязвимым местом" сукцессионной системы степей оказалась частота нарушений и снижение пресса травоядных млекопитающих.

Периодические (раз в несколько лет) пожары в степях вызывают пирогенные флуктуации структуры и состава растительного покрова. Не все растения одинаково реагируют на огонь:

эфемеры (однолетние раннецветущие растения) успевают отцвести и дать семена в короткий влажный период весной;

также весной сразу после схода снега цветут и формируют органы размножения эфемероиды (многолетние раннецветущие растения);

кустарники адаптированы к периодической потере надземной части в результате воздействия копытных животных и пожаров; почки возобновления у них защищены почвой; у большинства многолетних корневищных злаков исключительно активно вегетативное размножение и отрастание после пожара;

дерновинные злаки при сильном ветре («беглом пожаре») сохраняют середину сердцевины дерновины (например Stipa, Festuca).

Пирогенные флуктуации возникают в травяных экосистемах в случаях периодических пожаров, которые не вызывают разрушительных последствий для растительности. В результате действия огня лишь меняется соотношение разных групп растений, усиление позиций растений-однолетников, ослабление роль кустарников и крупных трав. Но после нескольких лет структура сообщества входит в норму до следующего пожара. Пирогенные сукцессии - это следствие сильного пожара, когда накопление органического материала на поверхности почвы привело к действию высоких температур на растения и к их гибели на отдельных участках. В данном случае, ранние стадии вторичной пирогенной сукцессии формируются сорно-бурьянным комплексом растений, семена которых начинают прорастать на гари за счет грунтового запаса. В его составе закономерно представлены именно сорняки, а не растения климаксной степи. На средних стадиях сукцессии, например в настоящих степях Евразии, доминируют многолетние корневищные злаки (типа Agropyron repens) и разнотравье. Заключительная стадия восстановления знаменуется возвращением на свои позиции дерновинных злаков и полным исчезновением сорных видов. В итоге весь цикл сукцессии охватывает 8-15 (до 30) лет. Быстрому восстановлению способствует умеренный выпас домашнего скота или диких копытных, а также весенние палы, уничтожающие сорные растения и создающие условия для приоритетного развития степных растений.

Как правило, на следующий после пожара год уцелевшие куртины приносят обильный урожай семян. То есть включается компенсаторный механизм восстановления степного травостоя. Скорость и успешность постпирогенной сукцессии зависит от площади участка, пострадавшего от пожара, погодных условий, при которых проходил пожар, сезона и фенологического периода. Кроме того, в различных природных комплексах пирогенные сукцессии проходят с разной скоростью: быстрее всего восстанавливаются тростниковые заросли, затем степные участки. Огонь в значительной мере способен изменить облик и даже тип сообщества. В первую очередь, он действует на ксероморфные виды растений (произрастающие засушливых местообитаниях). Мезофиты (растения, приспособленные к жизни в условиях среднего увлажнения почвы и воздуха) меньше подвержены действию огня; их листья, с крупными не опушёнными или слабо опушёнными пластинками) при кратковременном пожаре могут почти без особых повреждений переживать воздействие огня. Адонисы весенний и волжский за счет достаточно высокой обводненности тканей, остаются неповрежденными во время весеннего пожара, при котором сгорает в основном сухой степной войлок. Установлено, что ранневесенние пожары менее губительны для вегетативных органов растений и их диаспор, поскольку почва еще насыщена влагой, при этом большинство видов трав успевают накопить значительную фитомассу, отличающуюся высоким содержанием воды. Несмотря на некоторую устойчивость, воздействие огня все же проявляется: сгоревшие растения повторно отрастают в более поздние сроки, что влечет за собой смещение фаз развития (например, у ветреницы лесной, астры альпийской, копеечников крупноцветкового, Разумовского и Гмелина, астрагала Цингера и др.). В некоторых случаях растения в данный вегетационный сезон не успевают проходить стадии цветения и плодоношения из-за наступления периода низких температур (ковыль Лессинга, оносма простейшая). В ряде случаев не вызревают завязавшиеся плоды. Таким образом, огневое воздействие приводит к уменьшению семенной продуктивности, вследствие чего происходит постепенное старение фитоценопопуляций. В последние годы нередко наблюдается появление в составе ценопопуляций квазисенильных растений. Квазисенильность - явление морфологической имитации сенильности, возникающее у растений в фитоценотически и экологически неблагоприятных условиях, дающих им возможность длительно находиться на предельно низком уровне жизненности, а при улучшении условий существования омолаживаться.

2.3. Воздействие степных пожаров на фауну

Пожары можно отнести как к локальным прямым антропогенным факторам, так и к абиотическим природным факторам воздействия на животное население степей, в зависимости от причины их возникновения. Скорость возникновения и распространения пожаров определяет катастрофический характер воздействия этого фактора на биоценозы. Если площадь сгоревших участков незначительна, то степень воздействия на фауну наземных позвоночных минимальна. Частые пожары неизбежно приводят к изменению видового состава животных и выпадению, тог есть сокращению численности и исчезновению ряда видов, связанных с экосистемами, растительными сообществами климаксовых стадий.

2.3.1. Воздействие степных пожаров на птиц

Степные пожары представляют очень большую опасность для птиц, гнездящихся на земле. Россия – основной регион охраны степных птиц в Европе: для 21 из 27 видов птиц концентрация популяций в российских степях составляет более 75%. В России гнездятся 39% гнездящихся в Европе популяций этих двадцати семи видов – и это самая большая цифра по странам Европы. 10 из этих видов имеют глобальное значение; в России гнездятся девять из них – это больше чем в любой другой стране Европы. Вот эти 9 видов: степной лунь (Circus macrourus), могильник (Aquila heliaca), степная пустельга (Falco naumanni), балобан (Falco cherrug), дрофа (Otis tarda), стрепет (Tetrax tetrax), степная пигалица (Vanellus gregarious), тонкоклювый кроншнеп (Numenius tenuirostris) и степная тиркушка (Glareola nordmanni).

Красная книга России (1998) включает 126 видов и подвидов птиц, 30 из которых являются типично степными или тесно связаны со степными местообитаниями. Дрофа (Otis tarda) относится по категории МСОП к «уязвимым», стрепет (Tetrax tetrax) близок к «угрожаемым» - и эти две птицы являются своеобразной эмблемой этого биома. Точных данных по численности этих видов нет, но Россия предположительно хранит наибольшие по численности популяции этих видов. В степных регионах России 88 ключевых орнитологических территорий (КОТР).

Наиболее губительны для птиц пожары, возникающие поздней весной и летом – в разгар вегетационного периода и периода гнездования птиц и активности насекомых. В поздневесенний период это приводит к гибели кладок и выводков птиц, гнездящихся на земле и в кустарниковом ярусе, ухудшает защитные условия для птиц и млекопитающих. Пожары стали сильнее и охватывают огромные территории, вследствие уменьшения выпаса животных и накопления ветоши. От гибели трав и кустарников страдает популяция степной пищухи, вместе с колками из степных массивов исчезает множество связанных с ними видов птиц. По-видимому, пожары снижают успех размножения всех наземногнездящихся птиц, включая степного орла, луней, болотную сову, журавля-красавку, жаворонков и др. В водно- болотных угодьях, тростниковых зарослях травяные пожары опасны для многих глобально угрожаемых видов птиц, в том числе журавлей (стерх (Grus leucogeranus), черный журавль (Grus monachus), даурский журавль (Grus vipio), серый журавль (Grus grus), журавль- красавка (Anthropoides virgo)) и гусеобразных (например, гусь-сухонос (Anser cygnoides). Пожар в гнездовой период приводит к гибели кладок и птенцов, а предгнездовой препятствует своевременному гнездованию птиц.

В Юго-Восточном Забайкалье ежегодно выгорает около 30% степей и тростниковых зарослей в поймах рек и котловинах озер, а в экстремальные периоды - до 70%. Наиболее часты пожары весной и в начале лета. Страдают все степные (в том числе и хищные) и большая часть водно-болотных видов птиц. В огне гибнут кладки и птенцы. Если пожар случается осенью или ранней весной до начала гнездования, то подавляющая часть птиц не может загнездиться на голой, лишенной прошлогодней растительности земле. Как сообщается на сайте Сибирского экологического центра, первые итоги изучения популяции степного орла в Даурии, проведённого в рамках международного проекта совместно с экологическим центром «Дронт» из Нижнего Новгорода и заповедником «Даурский» следующие. Численность степного орла существенно сократилась в последнее десятилетие, о чём свидетельствовали находки множества старых гнёзд этого вида на пустующих участках. В частности, узкая лесостепная полоса по периферии степных котловин, являющаяся основным гнездовым биотопом другого орла - могильника, полностью пройдена пожарами и гнездопригодные для орлов деревья здесь практически уничтожены».

Конечно, существование многих природных (полуприродных) экосистем, в том числе степей, поддерживается традиционным сельскохозяйственным использованием, и его прекращение само по себе становится угрозой для таких экосистем и отдельных входящих в них видов. Среди наиболее значительных примеров глобально угрожаемые виды птиц – орел-могильник (Aquila heliaca) и кречетка (Vanellus gregarius), связанные с интенсивно выпасаемыми пастбищами, и западный подвид дрофы (Otis tarda tarda), в последние десятилетия гнездящийся преимущественно на полях и залежах, где его благополучие зависит от сроков и технологии полевых работ, а также пожаров.

2.3.2. Воздействие степных пожаров на амфибий, рептилий и млекопитающих

Амфибии страдают от пожаров больше, чем другие группы наземных позвоночных. Небольшая мобильность этих животных, а также потребность во влаге определяют уязвимость этой группы вследствие пожаров. Степень пирогенного повреждения степи в значительной мере зависит от силы и направления ветра в момент возгорания. При сильном ветре верхний слой почвы остается нетронутым.

Млекопитающие и рептилии успешно скрываются от пожара в норах. При слабом ветре поверхностный слой почвы выгорает сильнее, особенно в небольших подах со значительным слоем мортмассы. В таких местах погибают норные мелкие млекопитающие и рептилии, которые укрываются в их норах. При сгорании тростниковых зарослей меняются все основные характеристики данного биотопа: закрытость, сомкнутость, кормность и др. Пожары тростниковых массивов опасны по скорости распространения огня и практически полной невозможности млекопитающих средних и мелких размеров избежать гибели. При сгорании тростниковых зарослей погибают мыши-малютки (Micromus minutus), землеройки (Sorex minutus & S. araneus, Crocidura suaveolens), молодняк мелких Куньих (Mustela nivalis), ондатры (Ondatra zibethicus). В тростниковых пожарах (в зависимости от сезона года) погибают молодняк кабана, взрослые земноводные (если нет водоемов) и рептилии околоводного фаунистического комплекса. Однако восстановление тростниковых массивов после пожара происходит довольно быстро. Заселяется он обычными обитателями по- разному: амфибиями и околоводными рептилиями – в течение 2-3 месяцев, мелкими млекопитающими – до 1 года.

В Алтайском крае масштабные осенние травяные пожары в предгорных и горных степях могут приводить к уничтожению кормовой базы копытных, в результате чего марал и косуля перекочевывают в менее благоприятные для зимовки местообитания (это наблюдалось зимой 2010 – 2011 гг. после пожара в Чинетинском заказнике). Представители макро- и мезо- териофауны благополучно покидают места пожарищ, представители микротериофауны, в основном это виды – норники, могут пережидать пожар в норах. Уже через год популяции мелких млекопитающих на пожарищах полностью восстановливается, первыми занимают поврежденные огнем территории землеройки (Crocidura suaveolens), затем полевки (Microtus socialis & M. rossiaemeridionalis) и тушканчики (Stylodipus telum falz-feini), потом мыши (Mus sergii, Apodemus agrarius, Sylvaemus uralensis). Рептилии также довольно успешно могут пережидать пожары в норах грызунов. На остывших пожарищах отмечено повышенная численность змей, которые кормятся здесь погибшими крупными насекомыми.

Во время пожаров в заповеднике «Хомутовская степь» (Украина) отмечалась гибель многих животных. Большой пожар в апреле 2003 г. уничтожил водяных ужей (Natrix tesselata), вышедших после зимовки. После пожара 2002 г. на береговом склоне выше усадьбы заповедника перестали встречаться медянки. Этот же пожар погубил большое количество улиток, которые в тот период были активны. Однако небольшой по размерам выгоревший участок был довольно быстро заселен улитками, пришедшими с уцелевшей окрестной территории. Скорость и успешность постпирогенной сукцессии зависит не только от площади участка, пострадавшего от пожара, но и от погодных условий, при которых проходил пожар, сезона и фенологического периода. Кроме того, в различных природных комплексах пирогенные сукцессии проходят с разной скоростью: быстрее всего восстанавливаются тростниковые заросли, затем степные участки.

Для сухих степей Северо-Западного Прикаспия (Черные земли, Калмыкия) показано, что при самой экстремальной ситуации полуденные и тамарисковые песчанки и даже зеленоядная общественная полевка в течение достаточно длительного времени сохраняются на пожарищах. При этом для двух видов песчанок на пожарище отмечено снижение темпов размножения. Отмечено, что темпы размножения общественной полевки тесно коррелируют с развитием зеленой растительной массы. Установлено, что фоновые виды грызунов сохраняются на пожарищах за счет депонированных адаптивных возможностей, в частности, используя в своем рационе дополнительные пищевые объекты.

Российские степи являются местообитаниями для одиннадцати глобально значимых видов млекопитающих; здесь живут два наиболее привлекательных вида копытных – сайгак и дзерен. Два других вида копытных - европейский бизон и лошадь Пржевальского – более не встречаются в дикой природе. Сайгак (Saiga tatarica) включен в Приложение II Боннской конвенции и относится к категории "критически угрожаемых" по классификации МСОП (2002). Дзерен (Procapra gutturosa) представляет наиболее крупную и наиболее обширно мигрирующую глобально значимую популяцию копытных в умеренных широтах северного полушария. Среди других глобально значимых видов степной кот (Felis manul), даурский еж (Mesechinus dauuricus), монгольский сурок (Marmota sibirica).

Оценки ученых института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН позволяют заключить, что в настоящее время основные места обитания сайгаков отличаются низким кормовым качеством растительного покрова, и даже большой общий запас растительной массы не обеспечивает полноценного питания животных. То есть речь идёт о низкой кормовой ёмкости имеющихся пастбищ и об отсутствии условий для роста численности поголовья. Исследования показали, что наиболее пригодны для сайгака пустынно-степные пространства с доминированием ксерофильных двудольных травянистых растений и полукустарничков, располагающиеся в зоне полупустыни. Менее пригодны (или совсем непригодны) для постоянного обитания типично степные территории.

По литературным данным известно, что к концу 90-х годов XX в. произошло масштабное остепнение полупустынь Калмыкии, выразившееся прежде всего в экспансии и абсолютном доминировании в растительном покрове тырсово-ковыльных ассоциаций. Среди причин экспансии ковыля в Калмыкии помимо прекращения выпаса скота важную роль сыграли и два других фактора: климатические изменения, выразившиеся в увеличении атмосферной увлажнённости, и ежегодные степные пожары. Это способствовало, во-первых, замене сформировавшихся здесь коренных ксерофильно-полукустарничковых белополынных фитоценозов на степные дерновинно-злаковые и, во-вторых, росту продуктивности растительности, ежегодному накоплению большого объёма надземной фитомассы. Последнее оказалось важным средообразующим фактором. Накапливающаяся в большом количестве фитомасса степного типа рано прекращающая вегетацию и засыхаю- щая, в отличие от полукустарничковых фитоценозов пустынного типа, уже к середине лета, представляет собой легковоспламеняющийся горючий материал. При почти полном отсутствии утилизации животными эта горючая масса стала источником ежегодных степных пожаров, в результате которых с середины лета громадные площади чёрноземельских равнин превращаются в чёрные оголённые пространства. За период 2000-2004 гг. ежегодно огнём уничтожалось от 134.5 тыс. до 597.8 тыс. га пастбищ, то есть до ежегодно от 2 до 11 % пастбищных ландшафтов Калмыкии. Такие пожары создают благоприятные условия для распространения и доминирования дерновинных злаков, особенно ковылей, устойчивых к воздействию огня в отличие от полукустарничков и поздно вегетирующего разнотравья, а именно эти виды составляют основу питательного рациона сайгака. Ежегодные степные пожары оказывают негативное воздействие на условия питания сайгаков, а следовательно и на численность их популяции. Следствием нарушений трофической цепи и рациона питания явилось снижение поголовья сайгака. Важно отметить, что вышеизложенное лишь одна из причин спада и нынешней низкой численности сайгаков, является пока лишь гипотезой.

Таким образом, если исчезновение европейского бизона и почти полное уничтожение лошади Пржевальского было связано с вытеснением и заменой этих животных в их местообитаниях, то есть основания для увязывания сокращения численности сайгака и дзерен с современным преобразованием сухостепных и полупустынных ландшафтов, в том числе под воздействием пожаров.

2.3.3. Воздействие степных пожаров на беспозвоночных животных

Пагубное влияние ежегодных палов на педобионтов, особенно поверхностнообитающих, отмечалось неоднократно. Остановимся на влияние степных пожаров на численность наземных членистоногих на примере Буртинской и Айтуарской степях (заповедник «Оренбургский). Анализ показывает, что при накоплении подстилки появляются или увеличивают свою численность виды, характерные для целинных степей. Участившиеся пожары тормозят или вообще сводят на нет это восстановление. Главное последствие пожаров - разрушение или уничтожение местообитаний (растительного покрова, подстилки) и иссушение (ксерофитизация) биотопов. Наглядным примером может служить такой факт: в периоды между пожарами в некоторых балках, ручьи, питающиеся запасами талой воды, текут до июля; после осеннего пожара, когда Буртинская степь выгорела дотла, ручей в балке Муелды высох уже в третьей декаде мая; отсутствие растительного покрова и подстилки весной вызвало быстрый сток талой воды и иссушение почвенного покрова.

В работе оренбургских ученых подчеркивается, что в результате палов изменяется пространственная структура беспозвоночных. Отмечается некоторое перераспределение беспозвоночных по профилю. На фоновых степных участках более 80% всех беспозвоночных сосредоточено поровну в дернине и в верхнем пятисантиметровом слое почвы. В импактной зоне дернина менее насыщена беспозвоночными, их относительное обилие в слое 5—25 см увеличивается почти вдвое. Такая реакция может вызывается как угнетением поверхностно-подстилочных видов, так и изменением распределения пищевого ресурса по профилю.

При нарастании степени нарушенности биотопа наблюдается также резкое снижение общей биомассы педобионтов. Это отражается и на трофической структуре комплекса мезофауны. Так, соотношение биомасс хищников, сапрофагов и фитофагов в ряду — ненарушенный биотоп — горевший — деградированный меняется следующим образом: 15 : 65 : 20 — 25 : 40 : 35 — 50 : 15 : 35. Как видно, прежде всего, угнетается сапротрофный комплекс. Наибольшему риску исчезновения подвержены представители группировки минерализаторов. В этом ряду катастрофически снижается видовое разнообразие наземных брюхоногих моллюсков (8—2—1) и двупарноногих многоножек (5—3—0). Из группировки гумификаторов навсегда исчезают такие виды червей, как Eisenia nordenskioldi, а также личинки мух, вы-полняющие основную функцию в поддержании естественного почвенного плодородия.

В результате палов, приводящих к коренным перестройкам биоценозов, исчезает кормовая база для многих жуков-фитофагов. Такие изменения приводят к распаду характерного комплекса этой трофической группы. В горевших биотопах не отмечаются мягкотелки, пластинчатоусые и листоеды, значительно обеднен видовой состав слоников. Структурные перестройки комплекса педобионтов вызваны и разрушением среды обитания. Происходит оно в основном за счет уменьшения мощности дернины, что сводит к минимуму объем обитаемого пространства. При уменьшении абсолютной численности беспозвоночных в первую очередь угнетаются обитатели подстилочного яруса. Такой характер изменения вертикальной структуры педобионтов является закономерным для подобного рода воздействий.

Кроме косвенного влияния через изменения окружающей среды пожары вызывают и прямую гибель членистоногих. Членистоногие - обитатели подстилки и травостоя - погибают практически полностью, их численность восстанавливается медленно, в течение нескольких лет, и восстановление часто не заканчивается до следующего пожара. Ксерофитизация условий обитания, разрушение местообитаний и прямая гибель членистоногих приводят к серьезным изменениям в их фауне. Одни группы членистоногих (чернотелки, жужелицы, саранчовые), более тесно связанные с почвой, реагируют на последствия пожаров изменением видовой структуры без значительного снижения численности. После пожаров в их составе возрастает доля ксеробионтных и эврибионтных видов, характерных для сухих степей и антропогенных ландшафтов. В ряде случаев отмечается активный выбор выгоревших участков. По мере накопления подстилки видовая структура постепенно восстанавливается.

Другие группы (долгоносики, наземные клопы, степной таракан, пауки, мокрицы, многоножки) после пожара резко снижают свою численность вплоть до исчезновения в уловах, что связано с их массовой гибелью в результате выгорания растительного покрова, ветоши и подстилки. Восстановление их численности идет медленно, годами. Ситуация осложняется тем, что пожары часто охватывают весь заповедный участок, и практически не остается резерватов, из которых могло бы идти расселение целинных видов. Третья группа членистоногих, представленная некрофагами, не только снижает численность, но и резко меняет видовую структуру. С момента заповедания резко снизилась численность специализированных могильщиков Nicrophorus sp., развивающихся в трупах крупных животных - птиц, млекопитающих, и так же резко возрастает численность эврибионтных мертвоедов Silpha sp. и кожееда Dermestes laniarius 111., которые могут питаться трупами мелких животных, в т.ч. беспозвоночных, a Silpha sp. - и гниющими растительными остатками. Эту перестройку видовой структуры некрофагов связывают с выводом скота и регулярными пожарами. Преобладание среди некрофагов Silpha sp. и Dermestes laniarius 111. характерно для окружающих агроценозов, что говорит о выравнивании условий обитания.

Подводя итог отметим, что степные пожары отрицательно влияют на фауну наземных членистоногих, снижая их общую численность и изменяя видовую структуру в сторону ксеробионтных и эврибионтных видов; таким образом, происходит деградация фауны. Происходит максимальное упрощение комплекса крупных беспозвоночных, однако это не влияет на его бесконечно долгое существование во времени. Таким образом, антропогенное вмешательство в экосистему (в виде пирогенного фактора) приводит к уменьшению или увеличению числа видов или частоты их встречаемости, следовательно — к изменениям системы взаимоотношений в биогеоценозе. Структурные перестройки комплексов мезофауны переходят в функциональные нарушения. Это приводит к локальным изменениям характеристик зонального типа биологического круговорота, происходит смена лимитирующих продукцию химических элементов.

Изменение экологических условий на гарях настолько существенно, что для большинства видов беспозвоночных они остаются непригодными в течение 10 и более лет. В биогеоценозах снижается плотность популяций зоофагов и сапрофагов, значительно увеличивается количество фитотрофных насекомых.

Сравнительный анализ количественных характеристик структурно-функциональных групп беспозвоночных позволил определить основные тенденции изменения зооценозов, вызванные антропогенными причинами. При трансформации природных экосистем перестройка биотических сообществ в большинстве случаев идет в сторону уменьшения видового разнообразия и упрощения структуры зооценозов. Численность и биомасса животного населения, как правило, уменьшаются, исчезают мезофильные формы и начинают превалировать менее требовательные к эдафическим условиям или ксерорезистентные представители. Возрастает удельный вес фитотрофной группы за счет появления специализированных фитофагов, а также эвритопных, более адаптационно-способных видов. Вероятность проявления нежелательных последствий увеличивается адекватно росту степени воздействия, преломляясь через экологические параметры среды. Численность и биомасса животного населения, как правило, уменьшаются, исчезают мезофильные формы и начинают превалировать менее требовательные к эдафическим условиям или ксерорезистентные представители. Возрастает удельный вес фитотрофной группы за счет появления специализированных фитофагов, а также эвритопных, более адаптационно- способных видов. Вероятность проявления нежелательных последствий увеличивается адекватно росту степени воздействия, преломляясь через экологические параметры среды. Особенности структуры зооценозов могут служить одним из критериев оценки состояния природной среды и использоваться для индикации степени нарушенности экосистем и биомониторинга.

Многократно возросшее пирогенное воздействие на естественные растительные сообщества приносит ощутимый экологический ущерб животному миру степей. В огне гибнут мелкие и крупные млекопитающие, рептилии, насекомые и представители других таксономических групп, кладки птиц, личинки и др. По некоторым данным, при быстро протекающем пожаре могут сохраниться мелкие роющие животные, переживающие неблагоприятные условия в почве на достаточно большой глубине, в развитой системе нор и ходов. В этой ситуации запас воздуха, находящегося в норах является достаточным, а температура почвы повышается незначительно. В большей степени от пожаров страдает фауна беспозвоночных, связанных с травостоем – долгоносики, листоеды, равнокрылые, чешуекрылые и др. Медленно происходит восстановление фауны беспозвоночных, связанных с подстилкой – многоножек, некоторых пауков, клопов. Обычно их не фиксируют на выгоревшей территории по прошествии 3-х и большего количества лет. Наименьшее влияние пожоги оказывают на насекомых, тесно связанных с почвой – жужелиц, чернотелок. Ежегодные степные пожары накладывают определенный отпечаток на особенности питания сайгаков, а следовательно и на численность их популяции.

Падает численность редких степных птиц: степного орла, степной тиркушки, дрофа и стрепет на грани исчезновения. И хотя по ряду исследований пожары в степях здесь не играют определяющего значения, но оказывают существенное негативное воздействие. Сурка из Красной книги убрали как восстановившего свою численность и расселившегося по степной зоне. Но зато сайгака впору в Красную книгу включать. Для такого вида тридцать с небольшим тысяч - численность недостаточная, так как любые климатические аномалии и браконьерство способны в несколько лет полностью уничтожить популяцию. Не надо далеко ходить - почти миллионное в середине 1990-х годов стадо дзерена в Монголии за последние пять лет настолько сократило численность, что стоит вопрос о полном запрете охоты на него. В Китае этих антилоп почти не осталось, а в России - от силы несколько сот особей. Необходимо охранять сайгака, дзерена, дрофу, следует обратить внимание на проблемы охраны степей, в том числе и от пожаров.

2.4. Особенности протекания пожаров в модельных регионах

2.4.1. Оренбургские степи, государственный природный заповедник «Оренбургский»

По представленным Министерством лесного и охотничьего хозяйства Оренбургской области данным по лесным и степным пожарам, произошедшим на территории Оренбургской области:

В 2009 году зарегистрировано 465 очагов пожаров на общей площади 2206,51 га., из них площадь: лесных пожаров 1963,48 га., лесных верховыми 699 га., степных 243,03 га.

В 2010 году зарегистрировано 754 очагов пожаров на общей площади 5206,86 га., из них площадь: лесных пожаров 5064,18 га., лесных верховыми 452,50 га., степных 142,68 га.

Площадь сельхозугодий области составляет 10839,6 га, из них пашня 6132,5 и 3995,3 га пастбища. То есть, по данным Министерства лесного и охотничьего хозяйств, ежегодно пожарами проходится не более 2% сельхозземель. При этом, сельхозпалы и многие пожары предположительно не включаются в официальную статистику пожаров.

На территории области учреждено 513 ООПТ с общей площадью 143081,8 га, что составляет 1,17 % от общей площади региона. Для охраны биоразнообразия степей наибольшее значение имеет заповедник «Оренбургский». Площадь заповедника составляет 21653 га., площадь охранной зоны около 12208 га. Заповедник состоит из 4-х участков, расположенных в Первомайском, Беляевском, Кувандыкском и Светлинском районах Оренбургской области.

- участок «Таловская степь» - на крайнем юго-западе области на территории Первомайского района на стыке границ Самарской, Саратовской и Западно-Казахстанской (Казахстан) областей - в 9 км к востоку от п. Курлин.

- участок «Буртинская степь» - на территории Беляевского района в центральной части Оренбургской области - в 12 км к востоку от с. Воздвиженка.

- участок «Айтуарская степь» - на территории Кувандыкского района, в южной части Оренбургской области, на левобережье р. Урал по границе с Актюбинской областью (Республика Казахстан) - в 0,2 км к югу от с. Айтуарка.

- участок «Ащисайская степь» - на территории Светлинского района, на востоке области - в 9 км к северу от п. Первомайский Светлинского района.

На заповедной территории нет населенных пунктов и дорог общего пользования. Основным источником внешнего воздействия по-прежнему остается хозяйственная деятельность акционерных обществ и фермерских хозяйств - выпас скота, сенокошение, распашка, применение ядохимикатов. Хозяйственная деятельность заповедника ограничивается сенокошением и заповедно-режимными мероприятиями. В 2011 году на территории заповедника осуществлялось режимное сенокошение на площади 559,0 га. Общая площадь, занятая отдельными жилыми и производственными строениями составляет 0,05 га.

Таким образом, по имеющиеся данные показывают парадоксальную ситуацию, когда в Оренбургском заповеднике ежегодно сгорает до 20% и более территории, в то время как за его пределами, на сельхозземлях сгорает не более 2% по официальным данным. При том, что в 90% случаев основной причиной пожаров послужило неосторожное обращение с огнем. Это дополнительно подтверждает существенное занижение в официальных данных площадь пожаров.

Постоянно действующей потенциальной угрозой природным комплексам и объектам на территории заповедника являются травяные пожары, возникающие преимущественно весной и осенью из-за неосторожности при проведении сельскохозяйственных палов на сопредельных территориях, иногда на значительных от территории заповедника расстояниях.

Охрана природных комплексов и объектов на территории заповедника, в том числе охрана заповедника от возникновения пожаров, осуществляется специальной государственной инспекцией, которая ежедневно производит мониторинг пожарной ситуации, включая в себя круглосуточное патрулирование по территории заповедника. Сотрудниками заповедника в ряде случаев возгорания применяется космический мониторинг для уточнения площади пройденной степными пожарами. Службой охраны заповедника контролируется также охранная зона. Ширина охранной зоны составляет 1 км, площадь - около 12925 га.

Работа службы охраны заповедника направлена на предупреждение нарушений. Для этого по периметру участков заповедника выставлены в пределах видимости противопожарные аншлаги. В местах примыкания полевых дорог к границе участков заповедника, которые до создания заповедника массово использовались хозяйствами для передвижения техники, установлены шлагбаумы, красочные панно, содержащие сведения о режиме, растительном и животном мире охраняемых территорий. Ежегодно вдоль границ участков заповедника идет работа по обустройству минерализованных полос (ширина полос от 4 м до 9 м) и канавы (арыки) с пологими склонами глубиной 0,7 м, шириной 1м. Вся охрана заповедника радиофицирована.

На территории заповедника охраняются 50 видов млекопитающих, 214 видов птиц, 8 - рептилий, 6 - амфибий, 7 - рыб, более 1600 видов насекомых, 785 видов высших сосудистых растений, 53 - мохообразных, 172 - лишайников, 58 видов грибов-макромицетов. Значительное количество видов растений и животных, охраняемых в заповеднике, включены в Красные книги МСОП, России и Оренбургской области:

- млекопитающие - 4 вида, что составляет более 30 % от общего количества видов, включенных в Красную книгу Оренбургской области;

- птицы - 30 видов (более 50 %);

- рептилии - 3 вида (60 %);

- насекомые - 13 видов (41 %);

- растения - 28 видов (более 50 %).

Из глобально редких, исчезающих видов животных Европы, внесенных в Красный список Международного союза охраны природы, на территории заповедника зарегистрировано в разные фенологические сезоны 6 видов насекомых и 16 видов птиц. Из вышесказанного следует, что на территории заповедника, площадь которого составляет только 0,17 % территории Оренбургской области, под охраной находится 48,7 %, а вместе с охранной зоной - 83,7 % флористического богатства (1612 высших сосудистых растений в пределах области), 61 % млекопитающих, до 79 % птиц, 67 % представителей герпетофауны и брахиофауны Оренбуржья. Это позволяет рассматривать заповедник не только как особо охраняемую природную территорию, созданную для сохранения редких видов, но и как ценный резерват естественного фонда настоящих ковыльных степей, эталонной флоры и фауны.

Помимо биоты, на территории заповедника охраняются историко-археологические памятники - курганы и курганные могильники, принадлежащие сарматской культуре VII-III вв. до нашей эры.

За первые 10 лет существования заповедника (1991-2001 гг.) пожары на его территории случались 25 раз и суммарная пройденная ими площадь составила 30424 га. В том числе, три участка заповедника за это время по два раза выгорали на 70-80 % площади. Известно, что из этого числа лишь 4 возгорания имели естественную причину (молния). Остальные были вызваны деятельностью людей - выжиганием соломы на полях соседних хозяйств, искрами от ЛЭП, неосторожным обращением с огнем на сенокосе. Осенью 2003 г. выгорело 85 % из 21,65 тыс. га степей Оренбургского госзаповедника. В 2004-2005 гг. заповедник заключает договоры с соседними хозяйствами на проведение опашки территории заповедных участков. Но надо заметить, что хотя ширина опашки ОГЗ доходит местами до девяти метров, это не дает гарантии от перебрасывания огня на сильном степном ветру. В 2007 году произошел 1 степной пожар на участке «Айтуарская степь» на площади 5800 га, причиной возгорания явился грозовой разряд.

В 2008 году 21 апреля на участке «Буртинская степь» заповедника возник пожар, пришедший с сопредельной территории. Вероятной причиной возникновения пожара явились сельхозпалы, проводимые фермерами. В результате пожара выгорело 12 га надземной части травянистой растительности, древесно-кустарниковая растительность не пострадала.

В 2009 году произошло 2 степных пожара на участке: «Буртинская степь» выгорело 1900 га, на участке «Айтуарская степь» пожаром пройдено 10 га. Все два возгорания произошли от грозового разряда.

В 2010 году в результате пожаров на участках «Айтуарская степь» и «Буртинская степь» выгорело 8100 га травянистой растительности. Пожары распространились с сопредельных территорий, в т.ч. с территории Республики Казахстан. На участке «Таловская степь» – 1 пожар на площади около 2000 га., на участке «Айтуарская степь» - 3 пожара, уничтожено 6100 га сухой травы.

По состоянию на 30.11.2011 на территории заповедника «Оренбургский» 24 мая в Светлинском районе на участке Ащисайской степи произошел 1 степной пожар на площади 1 га. Пожар произошел по вине физического лица. По всем случаям возникновения пожаров проведены внутренние расследования, по результатам расследования виновников ни в одном случае не выявлено. Правоохранительные органы не расследовали причины пожаров. Выделенные финансовые средства, выделенные на профилактику и защиту от пожаров в 2010 году – 520 тыс. рублей, запланировано в 2011 году – 5, 161 млн. рублей, выделено в 2011 году – 1,830 млн. рублей.

Управление Росприроднадзора по Оренбургской области при проведении проверок по государственному пожарному надзору руководствуется и применяет Правила пожарной безопасности в лесах (Утвержденных постановлением Правительства РФ от 30 июня 2007года № 417). В 2011 году в органы дознания поступило 35 сообщений о преступлениях, связанных с природными пожарами, отказано в возбуждении уголовного дела в 33 случаях, в 1 случае предано сообщений о преступлениях по подследственности, возбуждено 1 уголовное дело, которое судом прекращено в связи с примирением сторон. Кроме того, органами государственного пожарного надзора рассмотрено 3 протокола об административном правонарушении, предусмотренном ст. 8.32 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях.

Проведенными научными исследованиями выявлены закономерности в изменении флористического состава под воздействием огня. Отмечено: Положительное воздействие огня на растительный покров в части изменения возрастного состава сообществ, выпадение сорных видов растений, обогащение зольными элементами почвенных горизонтов. После пожара повышается степень прорастаемости семян из-за отсутствия ветоши, увеличивается кормовое качество травостоя. Отрицательные факторы воздействия пирогенной нагрузки, на растительность степи следующие - выпадают из травостоя некоторые виды однолетних растений, повышается температура верхних слоев почвы, тем самым, усиливая процесс опустынивания степи, вымерзают подземные побеги и семена в зимний период. Результаты степного пожара определяются различно в зависимости от выгорающей ассоциации, времени пожара, последующей погоды, характера и степени использования пожарищ. В некоторых сообществах появляются виды, не отмеченные до пожара: Veronica incana L., Allium flavescens Bess., Trinia muricata Godet, Medicago romanica Prod. Чувствительный вид к действию огня Koeleria cristata (L.) Pers., после пожара он выпадает из состава большинства сообществ (Рябинина и др., 2010).

В условиях заповедного режима и при благоприятных метеорологических условиях степь восстанавливается в течение 9-17 месяцев и пожар не наносит растительному покрову катастрофических изменений.

Беспозвоночные (чернотелки, жужелицы, саранчовые), более тесно связанные с почвой, реагируют на последствия пожаров изменением видовой структуры без значительного снижения численности. После пожаров в их составе возрастает доля ксеробионтных и эврибионтных видов, характерных для сухих степей и антропогенных ландшафтов. В ряде случаев отмечается активный выбор выгоревших участков. По мере накопления подстилки видовая структура постепенно восстанавливается. Долгоносики, наземные клопы, степной таракан, пауки, мокрицы, многоножки после пожара резко снижают свою численность вплоть до исчезновения в уловах, что связано с их массовой гибелью в результате выгорания растительного покрова, ветоши и подстилки. Восстановление их численности идет медленно, годами. Ситуация осложняется тем, что пожары часто охватывают весь заповедный участок, и практически не остается резерватов, из которых могло бы идти расселение целинных видов. Членистоногие, представленные некрофагами, не только снижают численность, но и резко меняют видовую структуру. Стихийные пожары в заповеднике «Оренбургский» отрицательно влияют на фауну наземных членистоногих, снижая их общую численность и изменяя видовую структуру в сторону ксеробионтных и эврибионтных видов; таким образом, происходит деградация фауны. Регулярные пожары в итоге приведут к тому, что заповедные степные экосистемы превратятся в травянистые сообщества, находящиеся на разных стадиях послепожарной сукцессии, а фауна приобретет сходство с фауной окружающих сельскохозяйственных угодий.

Рекомендуем использовать участки, пострадавшие от стихийно возникающих пожаров в качестве пастбищ на второй-третий год после пожара, когда окрепнут пострадавшие от огня дерновины злаков, в противном случае пастбище превратиться в сбой. Для предотвращения возникновения стихийных пожаров необходимо ежегодно производить окашивание полосы вспашки с внешней стороны участка заповедника на расстоянии 50 метров.

Для поддержания квазинатурального состояния растительности степи и для уменьшения ветоши, как горючего материала производить регламентированный прогонный выпас, в исключительных случаях использовать контролируемые палы. Организовать в заповеднике комплексные исследования влияния пожаров и выпаса на степные экосистемы.

Усилить противопожарную охрану заповедника, чтобы полностью предотвратить доступ огня на заповедные территории. Осуществление пожарного надзора и охрана территории в данных памятниках природы отсутствует, отсюда возникает ежегодная высокая вероятность возгорания. На территории заповедника «Оренбургский» не применялись искусственные палы.

2.4.2. Степи Забайкальского края, государственный природный заповедник «Даурский»

По материалом дистанционного зондирования Земли из космоса, полученные спутником Modis-Terra за период 2000-2010 произведена оценка площадей, подвергшихся пожарам в степной и лесостепной зоне Даурии в пределах девяти административных районов Забайкальского края: Ононского, Борзинского, Забайкальского, Александрово- Заводского, Краснокаменского, Приаргунского, Калганского, Нерчинско-Заводского, Газимуро-Заводского. Нами использовались результаты обработки в виде шейп-файлов, размещенных на сайте «Гис-лаб» (http://gis-lab.info). Спутником Modis производится ежесуточная съемка земной поверхности, что дает возможность использовать их для целей мониторинга наземных объектов, в том числе отслеживать возникновение и распространение пожаров. На основе шейп-файлов, представляющих собой результат обработки космоснимков, с использованием программных средств ArcView GIS 3.3 (модуль CS3.0) и Excel нами произведен расчет площадей, охваченных пожарами за каждый год в промежутке 2000-2010 включительно. Даже при довольно грубом пространственном разрешении, которое дают эти космоснимки в масштабах крупных регионов картина пространственно- временного распределения пожаров получается достаточно полной. За весь период 2000- 2010 гг. пожарами пройдено 9442,986 тыс. га, включая территории пройденные огнем неоднократно (рис. 3). Общая площадь земель сельхозназначения составляет около 9000 тыс. га.

Рис. 3. Площади пожаров в 2000-2010 гг.

Районы существенно различаются по площади пожаров (рис. 4 и 5). Наибольшие площади пожаров наблюдались за истекшее десятилетие в Борзинском, Забайкальском, Александрово-Заводском, Краснокаменском, Приаргунском районах. Пожарами сельхозугодья пройдено в этих районах за десятилетия по 2-3 и более раза. В большинстве случаев площади пожаров положительно коррелируют с плотностью населения (рис.6). Исключение составляют Александрово-Заводский и Ононский районы.

Рис. 4 Площадь пожаров по районам Забайкальского края

Рис. 5. Площади пожаров в %% от площади района

Рис. 6. Суммарная площадь пожаров за 2000-2010 гг. по районам в сравнении с плотностью населения.

При очень низкой плотности населения в Александрово-Заводском районе он находится в группе районов, ведущих по абсолютной и относительной суммарной площади пожаров. Ононский район, наоборот, при относительно высокой для Забайкальского края плотности населения имеет самую малую абсолютную площадь выгорания и одну из самых низких относительных суммарных площадей пожаров. В целом наименьшую площадь пожаров относительно общей площади района имеет Газимуро-Заводский район, плотность населения в котором составляет менее одного человека на кв. километр. Наибольшие площади по сравнению с площадью района пройдены в Приаргунском и Краснокаменском районах, имеющих плотность населения более 4 чел./кв.км.

Анализ данных дистанционного зондирования по динамике пожаров показывает, что наибольшее количество пожаров случается в степных и лесостепных районах Забайкальского края в апреле и мае (рис. 7).

Рис. 7. Распределение количества пожаров в районе исследований по месяцам (по данным ДЗЗ за 2000-2010 гг.)

Причины, вызвавшие пожары при опросе заместителей государственных инспекторов по пожарному надзору в пяти районах Забайкальского края, за 2006-2010 гг. выявилось следующее:

60% степных пожаров возникает по причине неосторожного обращения с огнем;

30% возгораний происходит вследствие передвижения по степным дорогам неисправной техники (в основном это изношенные тракторы без искрогасителей на выхлопной трубе);

1-2% - вдоль полотен железных дорог;

0,5% - упущение искусственных палов при отжигах вдоль дорог, границ, степных стоянок (халатность);

1% - от удара молнией (природный пожар).

Остальные возгорания происходят по причинам:

- специального выжигания травы для очищения от ветоши сенокосных угодий;

- неисправных печных труб на степных стоянках;

- переходом огня в степи из лесных массивов (в этом случае фактор природного пожара возрастает).

При опросе следователей МВД, а также работников прокуратуры ответ однозначен – правоприменительной практики в расследовании степных антропогенных пожаров не существует т.к. нет ущерба.

В нашем законодательстве не предусмотрены иски за уничтожение пожаром травяной растительности.

Инспекция заповедника, пользуясь статьей 8.39 административного кодекса, налагает штрафы за нарушения правил пожарной безопасности от 1 до 2 тыс. руб. независимо от того какая площадь степи пострадала от пожара по вине человека.

Степные пожары по региону тушат отряды пожарной охраны. На ООПТ тушит степные пожары инспекция заповедника и местное население (добровольные пожарные дружины – ДПД) согласно заключенным Соглашениям с Главами сельских поселений. Затраты на тушение зависят от удаленности пожара от населенных пунктов, площади распространения огня, оснащенности ДПД и инспекции заповедника.

Государственный природный биосферный заповедник "Даурский" расположен на юге Читинской области, на границе с Монголией, создан 25 декабря 1987 года. Площадь заповедной зоны 45 790 га, охранной зоны - 163 530 га.

Типичные ландшафты этой охраняемой территории - водно-болотные угодья и холмистые степи. Большую часть заповедника занимает озеро Барун-Торей. На озере много мелких и средних островов. Их главное богатство - колонии различных видов птиц (чайки, цапли, бакланы, гуси и др.) Наиболее интересная колония реликтовой чайки - одна из четырех известных миру. Озеро Барун-Торей образует единую систему с озером Зун-Торей. Оба озера с реками Ульдза и Ималка, впадающими в озеро Барун-Торей, включены в список водно-болотных угодий международного значения (Рамсарская конвенция). Экосистемы заповедника, особенно прибрежной зоны, сильно изменяются в зависимости от уровня озер. Уровень воды в озерах и количество островов не постоянны, периодичность их колебаний обусловлена в значительной степени климатом: за последние 200-220 лет озера неоднократно высыхали и наполнялись с периодичностью около 30 лет.

Рис. 8.

Заповедник "Даурский" - это кластерная, состоящая из 9 разрозненных участков территория (см. рис.8). Несколько отличается от озерной части заповедника скальный массив "Адун-Челон", что в переводе с бурятского означает "табун каменных лошадей". Живописные гранитные останцы-скалы, напоминающие застывших животных или уснувших гигантов. Богатейшее разнотравье луговой степи, крики стрижей, гнездящихся в скалах, создают неповторимое очарование этой местности. В ведении заповедника находится государственный заказник "Цасучейский бор" - участок островного соснового леса, сформированного редчайшим подвидом сосны обыкновенной - сосной Крылова, идеально приспособленной к жизни в засушливых степях Забайкалья.

К настоящему моменту в заповеднике и его охранной зоне зарегистрировано 440 видов сосудистых растений с несколькими эндемиками и более чем 20 видами, редкими для региона или страны; 47 видов млекопитающих, 317 видов птиц, 3 вида рептилий, 2 вида амфибий. Четыре вида млекопитающих, обитающих в заповеднике, и 42 вида птиц, внесены в Красную книгу России, 20 видов птиц - в Красный список Международного союза охраны природы. Торейская котловина единственное место в мире, где одновременно обитают 6 видов журавлей, из которых 4 (даурский, красавка, серый и японский) гнездятся, а 2 (стерх и черный) бывают на пролете и летовках.

Это также важнейшее место кормежки и скопления множества мигрирующих птиц. Более чем 3 миллиона пернатых останавливается здесь во время весеннего пролета и более чем 6 миллионов - осенью. Среди них численность только журавля-красавки достигает 30 тысяч (около 14% общей численности в мире).

Для млекопитающих эта территория также имеет важное значение. Торейская котловина - единственное место в России, где постоянно обитает и размножается антилопа дзерен. Здесь можно встретить монгольского сурка, даурского ежа, манула. Даурские степи - обширный регион (около 300 000 км2), расположенный на стыке границ трех государств - России, Монголии, Китая. Сегодня Даурия - это степи, живописные бархатные сопки и множество мелких, теплых, соленых озер. Сформировавшиеся здесь растительные сообщества уникальны, богаты эндемиками и, в отличие от других степных регионов планеты, во многом сохранили свой первозданный вид.

В 2000 году Всемирный фонд дикой природы включил Даурские степи в число 200 экорегионов планеты, имеющих особое значение для сохранения жизни на Земле. Однако сберечь уникальные экосистемы возможно только совместными усилиями многих стран. Ключевую роль в сохранении биоразнообразия Даурии играет созданный в 1994 году на базе заповедников "Даурский" (Россия), "Монгол Дагуур" (Монголия) и "Далайнор" (Китай) Международный российско-монгольско-китайский заповедник "Даурия".

За годы существования Международного заповедника сделана большая работа: проведены более 50 совместных экспедиций по изучению флоры и фауны региона, ряд совместных эколого-просветительских акций. Результатом этой деятельности стали конкретные меры по сохранению редких видов, обоснования предложений к развитию сети охраняемых природных территорий региона, разработка общих стратегий сохранения глобально угрожаемых дрофы, журавлей и многолетний мониторинг экосистем и др. Сегодня значимость трехстороннего заповедника подтверждена рядом международных инициатив: все три резервата имеют статус водно-болотных угодий международного значения (Рамсарская конвенция), заповедники "Даурский" (Россия) и "Далайнор" (Китай) входят в международную сеть биосферных резерватов. В настоящее время обсуждается вопрос о присвоении общего статуса биосферного резервата всему Международному заповеднику, а также внесение его в Список ЮНЕСКО объектов всемирного природного наследия Земли.

На территории заповедника «Даурский» за 10 лет произошло 14 пожаров. Общая площадь с 2000 по 2010 гг. пройденная огнем на степных и лесостепных участках составляет 13 416 тыс. га. За 11 лет некоторые участки ООПТ подвергались воздействию огня по нескольку раз. Например, степь участка №1 (рис.7) горела частями за 11 лет 8 раз, а на участке №5 за 11 лет не было ни одного пожара, также не было пожаров на островах. Общая площадь растительных сообществ, подверженных пожарам примерно 7 тыс.га. Наибольшие пожары были в 2010 году, площадь пожаров составила 4950 га.

Все пожары на участки заповедника приходили из вне, кроме 1 случая, когда чабан зашел на территорию заповедника и развел костер, произошло возгорание, пожар затушили, а чабан заплатил 2 тыс. за незаконное нахождение. В затраты заповедника «Даурский» на тушение степных пожаров не компенсируются Минприроды России. Согласно договора с «Читинской базой авиационной охраны лесов» на тушение пожаров наземным способом - оплачиваются затраты на тушение лесных пожаров, в нашем случае в заказнике «Цасучейский бор», находящегося в ведении заповедника «Даурский Экономическая оценка последствий от степных пожаров в регионе практически не проводится, хотя негативные последствия для биоразнообразия существенны.

Воздействие пожаров на растительность степей Забайкалья

Сотрудниками Даурского заповедника совместно со студентами Забайкальского Государственного гуманитарного педагогического университета проводились исследования в охранной зоне заповедника. Для исследования были взяты три площадки 10х10 м которые ежегодно выжигались. Исследования степных участков, неоднократно подвергавшихся палам, показали увеличение количественного участия корневищных и луковично- корневищных видов. После пожаров может происходить увеличение видового разнообразия растительных сообществ за счет снижения конкуренции и освобождения территории от ветоши и старых дерновин. Нами также выявлен эффект снижения запаса надземной фитомассы в степных фитоценозах юга Даурии после пожаров, что отрицательно сказывается на хозяйственной ценности фитоценозов.

Пирогенный фактор изменяет конкурентные отношения не только между растениями в фитоценозе, но и между зональными экосистемами в экотонных районах. Так, на материале послелесных пирогенных участков степи Б.И.Дулеповой (1993) показано, что в условиях недостатка влаги на месте сгоревших лесов в лесостепной зоне Даурии формируются степи, сходные с прилежащими участками степей. При этом, в первые годы наблюдается «взрыв» однолетников и корневищных видов, которые на последующих стадиях снижают обилие или выпадают из травостоя, сменяясь мелкодерновинными и стержнекорневыми видами, характерными для коренных степей данного района.

Таким образом, увеличение частоты антропогенных пожаров по сравнению с естественными условиями способствуют смещению границ природных зон в районах интенсивно осваиваемых человеком. Особенно сильно данный эффект должен проявляться в засушливые многолетние периоды.

Влияние экспериментального выжигания травянистой растительности показали, что основным механизмом изменений, происходящих в фитоценозе, является выгорание ветоши и многолетних частей растений, в частности, дерновин. Восстановление проективного покрытия и запасов наземной массы ветоши происходит на протяжении нескольких лет (в нашем эксперименте, с 2006 по 2010 гг.). На протяжении четырех лет наблюдений после искусственного выжигания сохранялись различия в температурном режиме почв пирогенных и контрольных участков в трех различных фитоценозах. В целом температурный режим пирогенных участков характеризуется более высокими средними температурами, большими суточными амплитудами температур, более ранним наступлением дневного пика температуры вследствие быстрого прогревания почвы, лишенной теплоизолирующего слоя ветоши. Наиболее быстро после искусственного выжигания восстанавливается проективное покрытие зеленых частей растений, высота травостоя и запасы наземной зеленой фитомассы. Как показывают наши наблюдения в разных районах Даурии, выгорание ветоши и дерновин может приводить в условиях легких по механическому составу почв к усилению водной и ветровой эрозии почв, особенно на пологих склонах сопок и степных увалов, почвы которых обычно песчаные или супесчаные.

В Даурии пожары оказывают существенное негативное воздействие на птиц степного и водно-болотного комплексов. Пожары наиболее часты в мае – то есть в период гнездования птиц. Согласно нашим оценкам, в 2004 - 2011 гг. ежегодно выгорало около 40 - 80% территории степей и пойм рек в юго-восточном Забайкалье. Особенно опасны пожары для рано гнездящихся видов, среди которых много редких охраняемых, особенно водоплавающих и околоводных видов. В степи от огня сильно страдают фоновые виды жаворонков: полевой, солончаковый, монгольский. Из них, монгольский занесен в Красную книгу Российской Федерации. Из других редких видов часто гибнут гнезда и кладки дрофы, степного орла, филина, реже – мохноногого курганника и красавки.

На заболоченных участках часто гибнут гнезда фоновых видов уток (кряквы, чирка- трескунка, серой утки, широконоски), цапель, бакланов. Из редких видов особую опасность пожары представляют для выпи, рыжей цапли, колпицы, журавлей (японский, даурский, серый), гусей (сухонос, серый), лебедей-кликунов, черной кряквы. Например, на российской части поймы Аргуни ежегодно выгорает около 40 - 80% территории. В среднем здесь ежегодно огнем уничтожается до половины (30 - 50%) гнезд рано гнездящихся видов (в том числе и таких ключевых глобально угрожаемых видов как сухонос и японский журавль, для которых Аргунь – одно из важнейших мест обитания в России и мире). При этом гибнут в основном гнезда наиболее зрелых, сильных и здоровых особей. Такие птицы приступают к гнездованию раньше остальных. Кроме того, они откладывают больше яиц и выращивают больше птенцов, чем поздно гнездящиеся сородичи, и дают популяции наиболее сильное и жизнеспособное потомство. Молодые и ослабленные птицы приступают к гнездованию позже (после окончания части пожаров) и потому имеют больше шансов сохранить гнезда. Таким образом, пожары оказывают наиболее губительное воздействие на элитную часть популяций птиц, ответственную за ее воспроизводство. Кроме прямого уничтожения кладок пожары оказывают сильное негативное влияние в результате уничтожения растительности - мест размножения птиц. В этом отношении опасность представляют и осенние пожары. Все рано гнездящиеся в пойме виды располагают гнезда среди прошлогодней растительности (тростника, осоки, злаков), либо на кустах ивы. Прошлогодняя растительность служит не только материалом для строительства гнезд, но и обеспечивает их маскировку. Поэтому птицы не гнездятся на полностью выгоревших участках. В результате пожаров значительно обедняются кормовые ресурсы рыб, поскольку уничтожается растительность на заливных лугах.

Влияние пожаров на млекопитающих. Постоянное выгорание травы лишает травоядных млекопитающих кормовой базы и вынуждает их мигрировать. Пожары, возникающие ранней весной, влекут за собой гибель зайчат, даурских ежей – большинство которых дневку проводят на поверхности земли. Вследствие сгорания травяного покрова, лишаются корма монгольские сурки-тарбаганы, часто молодые особи погибают. Негативно влияют степные пожары на мелких грызунов, хотя пожары уничтожают в основном обитателей прибрежных зарослей (тростников). Наиболее негативно влияют на грызунов осенние пожары – ряд видов гибнет от бескормицы (пищухи, хомячки).

Влияние пожаров на насекомых. В условиях степной зоны число укрытий для беспозвоночных животных сильно ограничено. Фактически в роли таких укрытий могут выступать лишь почва (преимущественно, ее верхний слой) и травяная подстилка. Именно они обеспечивают большинству видов возможности для зимовки, а для многих видов – развитие личинок и сохранение куколок в летнее время.

Лишь сравнительно небольшое число видов насекомых перезимовывает на стадии яйца глубоко в почве.

Оценивая негативное влияние и потенциальные угрозы степных палов для фауны насекомых, можно отметить следующее.

1. Степные пожары обеспечивают физическую гибель многих видов насекомых, скрывающихся в подстилке и верхнем слое почвы.

2. Степные пожары уничтожают подстилку и начинающие вегетировать весенние побеги, ухудшая условия для укрытия и питания насекомых.

3. Уничтожение подстилки, кроме того, может изменить динамику суточных температур в почве и приземном слое воздуха, что также способно негативно сказаться на условиях жизни насекомых.

4. Степные пожары сокращают количество гумуса в почве, способствуют ее минерализации и эрозии, что может негативно сказывается на жизни отдельных видов растений – кормовой базе многих насекомых. Следует отметить, что реальные оценки данных угроз в условиях Забайкалья не проводились. Степень их влияния нуждается в эмпирической оценке.

Специальные искусственные палы в регионе не проводятся. В Ононском районе Забайкальского края проводили искусственные палы вдоль государственной границы с Моноголией (отжиги), но они защищают сопредельные государства от перехода огня только в безветренную погоду или незначительный ветер. В соответствующую погоду такие палы эффективны. В сильный ветер горящая ветошь переносится на расстояние до 0,5 км.

2.5. Воздействие сельскохозяйственных палов на плодородие почв

Как изложено в предыдущих разделах, в России на ООПТ практически не применяется использования огня для целевого воздействия на компоненты природных экосистем в целях управления биоразнообразием, сохранения определенных природных компонентов. Пожары на ООПТ лишь в редких случаях возникают по природным причинам. Как правило, огонь на ООПТ либо приходит с соседних территорий, где активно применяются сельскохозяйственные палы, либо пожар вызван нарушениями правил пожарной безопасности на заповедной территории.

В настоящий момент в России активизация сельского хозяйства, особенно в южных областях, неразрывно связана с допотопной практикой применения сельхозпалов. Это старая идея, восходящая еще к сельскохозяйственным инструкциям советских времен, основанная на том, чтобы сделать план любой ценой с обязательной экономией ресурсов. Сельхозпалы укладывались в генеральный лозунг страны: «Экономика должна быть экономной», и эта практика была общепринятой. Многие сельскохозяйственные организации и сейчас, годами находясь на грани выживания, прибегают к самому дешевому способу очистки сенокосов и пастбищ от стерни или утилизации отходов — выжиганию.

Так в Украине проблема поджогов пожнивных остатков стала особенно острой после проведения земельной реформы, когда на месте упраздненных крупных кооперативов появились десятки частных фермерских хозяйств. В связи с тяжелыми экономическими условиями, в которых оказались труженики сельскохозяйственного сектора, все чаще наблюдаются случаи пренебрежения правилами противопожарной безопасности и нарушения природоохранного законодательства.

Особую опасность несут сельхозпалы особо охраняемым природным территориям (ООПТ). С наступлением периода созревания колосовых культур и началом уборки озимых, когда некоторые сельхозпредприятия практикуют повсеместное выжигание растительных остатков, степные заповедники постоянно находятся под угрозой. Приходящие на ООПТ с окружающих сельхозугодий пожары в летнее-осенний период являются наиболее сильными по масштабам и оказывают наибольшее негативное воздействие на природу. В подавляющем большинстве случаев в России как и в других странах СНГ, выжигание происходит целенаправленно для удаления с полей мешающей обработке почвы стерни. Палы также применяют в качестве метода борьбы с сельхозвредителями и заболеваниями растений. Часто степной пожар оказывается побочным следствием сжигания соломы в скирдах - откуда огонь перекидывается на стерню или соседние пастбищные угодья. Значительное количество правонарушений в данной сфере совершается не только простыми гражданами, но и главами крестьянских (фермерских) хозяйств, а также иными сельскохозяйственными товаропроизводителями. По традиции, по установившемуся порядку вещей и в связи с отсутствием в хозяйствах техники и применения прогрессивных технологий, альтернатив палам нет.

Считается, что сельскохозяйственные палы осуществляется собственниками, землевладельцами, землепользователями и арендаторами земельных участков в целях повышения плодородия почв. Пал способен на некоторое время улучшить условия минерального питания растений (так как в почву тут же возвращаются минеральные вещества, бывшие связанными в мертвой растительной массе) и их водный режим (так как почва лучше промачивается, не будучи защищена с поверхности слоем войлока и ветоши). И это, и само кратковременное действие огня стимулирует отрастание молодых побегов дерновинных злаков. В результате, скоту облегчается доступ к наиболее питательным молодым листьям. Кроме того, пал, устраняя ветошь и войлок, способствует возрастанию роли многих видов бобовых и разнотравья в степном травостое, что особенно заметно в первый год после пала. Он также стимулирует развитие и цветение растений многих видов, особенно эфемероидов, некоторые из которых могут вообще проявляться в травостое только после палов. Кроме того, если не применять дискование, то старая трава и стерня мешают пахать, забивают предплужники.

Однако наблюдаемый положительный эффект от палов в конечном итоге приводит к обеднению почв органическим веществом и другим негативным последствиям.

Часто агрономы, сельхозпроизводители оправдывают необходимость палов: они, дескать, помогают быстрее провести важные полевые работы, от которых зависит урожай. Обычная, к сожалению, ситуация. Многие руководители свое варварское отношение к природе оправдывают важными хозяйственными целями. А как они идут к своей цели, чем при этом жертвуют их не заботит. Быстрее вспахать, уложиться в сроки без лишних затрат — важное государственное дело. Так сельхозтоваропроизводители решают проблему стерни и пожнивных остатков просто: сжиганием. И быстро получается, и дешево. Нет стерни - нет проблемы!

Популярность в России применения сельскохозяйственных палов связано с отсталой агротехникой, в том числе обусловлено следующими причинами.

1. Слабое техническое оснащение и экономия топлива, сжигание стерни позволяет отказаться от дискования, запахивания стерни и «сэкономить» на этом время, ресурс техники и горюче-смазочные вещества.

2. Плохая планировка полей, что приводи к необходимости поднимать жатку комбайнов выше и оставлять значительно большую высоту стерни, чем требуется. Особенно это характерно для орошаемых полей степной зоны.

3. Распространенная практика отказа от севооборота и использования травополья, при производстве зерновых, стремление получить урожай любой ценой, не заботясь о сохранении и преумножении плодородия почв. Нередки случаи, когда озимую пшеницу сажают на только что убранные поля пшеницы в течение более 3-х лет подряд и в этом случае сжигание стерни является необходимым элементом «агротехники».

4. Попытка заменить использование органических (в том числе через запахивание стерни) и минеральных удобрений простым сжиганием растительных остатков для внесения в почву минимально необходимой минеральной подкормки для получения урожая. При этом потери плодородия почв в целом не заметны на глаз и могут быть выявлены только по прошествии нескольких лет и лишь при наличии специальной почвенной службы.

5. Сжигание травы на пастбищах заменяет, отчасти, проведение более дорогостоящих мелиоративных мероприятий по повышению качества и продуктивности пастбищ, например применение растений-сидератов и иных мероприятий.

Вместе с тем, многолетний опыт работы ряда ответственных хозяйств показывает, что использование соломы в качестве органического удобрения способствует повышению урожайности на 15-20 процентов, позволяет приостановить деградацию почв. По заключению Кубанского агроуниверситета и других научно- исследовательских институтов сельского хозяйства, выжигание стерни не приводит к улучшению фитосанитарного состояния полей. Проведенный сравнительный эксперимент на 2-х соседних участках с сжиганием и запахиванием стерни показал, что за 10 лет исследований произошло заметное снижении органики, обеднение популяций микроорганизмов, перераспределение и смена таксономической и функциональной структуры микробных сообществ в почве, где проводилось сжигание соломы. Запахивание растительных остатков наоборот благоприятствует развитию сапрофитной микрофлоры и поддержанию в почве относительно высоких уровней гумуса, азота и фосфора.

По оценке специалистов Ставропольского края, экономические потери от сжигания незерновой части урожая составляют свыше 10 тыс. рублей на одном гектаре земли. Это ни много ни мало - треть того, что крестьяне могут при нынешних ценах получить с гектара собранного урожая! А вред окружающей среде при выжигании 1 гектара стерни составляет, по экспертным оценкам, от 10 000 до 8 000 000 рублей.

Таким образом, традиционное уничтожение пожнивных остатков огневым способом является неприемлемым не только с точки зрения экологической безопасности, но и с точки зрения негативного воздействия на состояние почвенного плодородия. Прежде всего, плодородие почв снижается за счёт сжигания органического вещества, уничтожения микроорганизмов в верхних слоях почвы. Воздействие пламени и высокой температуры на почву при проведении палов приводит к выгоранию не только неразложившихся растительных остатков, но и гумуса в верхнем слое почвы. Вместе с гумусом теряется азот. Снижение содержания гумуса в почве или снижение покрытия её поверхности стернёй и растительностью способствует усилению ветровой эрозии почв и уничтожению самой почвы.

В итоге мы имеем печальный факт: по сравнению с данными даже 50-летней давности алтайские чернозёмы сильно обеднены гумусом. Плодородный слой в результате разных деградационных процессов, в том числе огневого метода очистки полей, за 100 лет уменьшился со 120 см до 25-40 см и менее. Экономия средств на заботе о плодородии полей приводит к тому, что эту проблему мы оставим нашим внукам и правнукам, потому что 2,5 см пахотного слоя почвы восстанавливаются от 200 до 1000 лет. Установлено опытным путем и подтверждено расчётами, что сжиганием стерни озимых культур при их урожае 25- 30 ц/га всего один раз за ротацию севооборота уничтожается такое количество органического вещества из поверхностного слоя почвы, которое можно компенсировать внесением не менее 15 тонн навоза.

Восстановление черноземов при установлении щадящих режимов использования агроландшафта - эффективное средство стабилизации глобального баланса углерода и, соответственно, климата. В этом случае у собственника земли, занятого аграрным производством, возникает реальный стимул думать не о расширении пашни, а о повышении ее продуктивности. Высвободившиеся земельные ресурсы становятся "полигонами" для экологической реставрации, восстановления степей и черноземных почв или лесовосстановления. По данным Г.В. Добровольского, запасы гумуса при восстановлении деградированных распашкой и эрозией черноземов центра и юга России могут составить до 350-500 т/га и более в метровой толще (сейчас не менее 70-80 % всех черноземных почв потеряли до половины своего гумуса). По данным А.С. Исаева и Н.Г. Коровина, объемы годичного депонирования углерода лесной растительностью центра и юга Европейской России превышают 1,25-1,50 т/га в год, что в 3-4 раза выше, чем в сибирских и дальневосточных лесах. И это естественно, так как леса здесь омоложенные, быстро растущие и дают, в отличие от старовозрастных лесов, высокую "чистую продукцию". Комплексная вредоносность от сжигания растительных остатков и послужила поводом законодательно запретить этот процесс рядом нормативных актов, как на федеральном уровне, так и на уровне субъектов Российской Федерации. Федеральный закон «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения» призывает собственников, владельцев, пользователей и арендаторов земельных участков производить сельскохозяйственную продукцию способами, обеспечивающими воспроизводство или ограничивающими неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду. К сожалению, в правоприменительной практике собственники, землепользователи, землевладельцы или арендаторы земельного участка не привлекаются к ответственности за порчу и уничтожение плодородного слоя почвы, невыполнение или некачественное выполнение обязательных требований при проведении хозяйственных работ, несоблюдение установленных экологических и других стандартов, правил и норм при проведении сельскохозяйственных палов. В условиях отсутствия в России почвенной службы, которая могла бы оценить снижение качества почв и привлечь к ответственности виновника, данная норма закона не может работать.

Вредные последствия палов можно было бы свести к минимуму, если бы они проводились организованно, с учетом интересов всех заинтересованных сторон, на ограниченных площадях, и распространение огня находилось бы под постоянным контролем. Но в действительности даже целенаправленно пущенный пал почти всегда развивается стихийно. Огонь предоставляется самому себе, так что его распространение нередко создает угрозу не только природе, но и посевам, и даже населенным пунктам и жизням людей.

2.6.Интегральная оценка воздействия степных пожаров

Биологическое разнообразие - главный природный и генетический ресурс России и всей планеты, обеспечивающий возможность их устойчивого развития. Это - непреходящая ценность, имеющая ключевое экологическое, социальное, экономическое и эстетическое значение. Не вызывает сомнений и тот факт, что оно является своего рода потенциалом самоорганизации биосферы, обеспечивающим ее регенерацию, устойчивость к негативным природным и антропогенным воздействиям, ресурсом для компенсации потерь отдельных биотических элементов. Его сохранение и инвестирование в охрану живой природы России, принимая во внимание ее экосистемные услуги – экономически выгодные мероприятия. Под биологическим разнообразием теоретики и практики экологии и охраны природы понимают не всегда одно и то же. Так, Конвенция о биологическом разнообразии (1992) трактует это понятие как «вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем». В более широкой современной трактовке под биоразнообразием понимается – разнообразие живого на всех уровнях его проявления, формирующееся в результате действия эволюционных, экологических, а в последние тысячелетия – и антропогенных факторов.

Степные пожары - разновидность ландшафтных пожаров, возникающих спонтанно (молнии) или по вине человека (выжигание растительности для улучшения пастбищ или для создания пашни). Эволюция степей происходила большей частью под контролем огня. При этом адаптация растений к постоянному воздействию природных пожаров, в отличие от лесов, шла здесь сопряженно с их адаптацией к воздействию диких животных-фитофагов - насекомых, грызунов и копытных. Роль последних заключалась не только в поддержании биологического круговорота и потоков энергии в экосистеме, но и в сокращении надземной массы растительного опада - потенциального горючего материала. Это снижает риск возникновения пожара, его интенсивность и последствия для биоты. В подтверждение можно отметить, что до аграрного освоения в степях Евразии выпасались крупные стада копытных, в т.ч. дикой лошади. Их нагрузка на растительный покров достигает 100 - 300 кг на гектар, что соответствует выпасу 1-2 голов крупного рогатого скота на 1 га пастбища. В случае длительного отсутствия воздействия фитофагов на травяной покров или при низких пастбищных нагрузках накопление растительной массы достигает значительных масштабов - огонь выжигает верхние слои почвы, уничтожает травы с неглубокой корневой системой и деревья с низкой кроной, вызывает гибель животных. При длительном отсутствии огня происходит накопление в экосистеме опада, подстилки и ветоши, снижается разнообразие трав, происходит закрепление и развитие древесных растений.

Огонь стал неотъемлемой частью технологии земледелия и скотоводства в степях. Как и в случае с подсечно-огневым земледелием лесной зоны в степях целинный участок выжигали. Кроме того, выжигание применяли и для борьбы с сорняками и бурьяном, которые в изобилии появлялись на залежах. Очаги первобытного земледелия у человека каменного века формировались в грасландах южной и восточной Европы и восточной Азии. Но огонь по-прежнему играет существенную роль в динамике растительного покрова. Во-первых, периодические палы уничтожают накопленную ветошь и подстилку, препятствуя процессами «олуговения» степей в отсутствии крупных потребителей их фитомассы - копытных. Во-вторых, периодический огонь не дает кустарниками и деревьям закрепиться в степи и поменять ее микроклимат в сторону лесного (задержание снега зимой, повышение влажности почвы, затенение, снижение летних температур, увеличение влажности приземного слоя воздуха и пр.). В-третьих, пожары определяют состав наземной фауны (т.к. непосредственно к действию огня адаптированы исключительно степные виды млекопитающих, птиц и насекомых). В итоге, огонь в степях Евразии не только фактор, определяющий взаимодействие леса и трав, но и поддерживающий здесь достаточное присутствие настоящих степных растений и животных (Чибилев, 1992; Мордкович, и др., 1997).

С другой стороны, частые пожары являются мощным негативным фактором, снижающим биологическое разнообразие степи.

1. От пожаров прежде всего страдает основа экосистемы – почвенный покров. Травяные пожары приводят к заметному снижению плодородия почвы. Как уже сказано выше, травяной пожар не увеличивает количество минеральных питательных веществ в почве - он лишь быстро высвобождает их из сухой травы и делает доступными для питания растений. Однако, при этом теряются азотные соединения (основная часть запасенного в растительности связанного азота высвобождается в атмосферу, становясь для подавляющего большинства растений недоступной), и мертвое органическое вещество почвы (образующееся из отмирающих частей растений, в том числе собственно сухой травы). Сокращение количества мертвого органического вещества в почве - это главный фактор снижения почвенного плодородия. Кроме того, органическое вещество во многом определяет способность почвы противостоять водной и ветровой эрозии - скрепленные мертвой органикой частицы песка и глины труднее смываются водой или сдуваются ветром, а значит, плодородный слой почвы лучше сохраняется с течением времени. Наконец, мертвое органическое вещество высвобождает имеющиеся в нем элементы минерального питания постепенно, по мере разложения - в то время как при сгорании этого вещества минеральные элементы переходят в растворимую форму быстро и в последствии легко вымываются первым же сильным дождем. Стоит повторить о том, что многие плодородные почвы, например, черноземы, в условиях постоянного выжигания сухой травы просто не смогли бы образоваться - поскольку не было бы необходимого для их формирования постоянного пополнения почвы мертвым органическим веществом.

2. Травяные пожары наносят существенный ущерб опушкам леса, уничтожают молодую древесную поросль, служат одним из главных источников пожаров в лесах и на торфяниках. Даже слабый и беглый травяной пожар способен привести к гибели молодых лесных посадок, создаваемых для защиты полей от иссушения, берегов от эрозии, дорог от снежных и пыльных заносов и т.д. При благоприятных погодных условиях пожары могут становиться причиной верховых лесных пожаров и гибели значительных по площади лесных массивов, в первую очередь – сосновых боров.

3. Травяные пожары наносят существенный ущерб биологическому разнообразию многих типов травяных экосистем. При сильном травяном пожаре гибнут практически все животные, живущие в сухой траве или на поверхности почвы - кто-то сгорает, кто-то задыхается в дыму; на пожарищах очень часто находятся сгоревшие птичьи гнезда со следами яиц, обгоревшие улитки, грызуны, мелкие млекопитающие. Многие виды растений также с трудом переживают травяные пожары - особенно те, чьи почки находятся на самой поверхности почвы или чьи семена наиболее чувствительны к нагреванию. Травяные пожары, особенно если они повторяются ежегодно, приводят к значительному обеднению природных экосистем, потере биологического разнообразия.

4. Травяные пожары служат одним из важнейших источников выбросов в атмосферу углекислого газа, связанных с хозяйственной деятельностью человека. В естественных условиях - когда сухая трава не горит вообще или горит крайне редко в результате попадания молний во время сухих гроз - органическое вещество отмирающих растений или их частей скапливается на поверхности почвы. Там оно проходит сложный цикл превращений, частичного разложения, перемешивания с верхними слоями минеральной почвы (за счет деятельности многочисленных почвенных животных), и постепенно преобразуется в длительно-устойчивые органические соединения почвы - разумеется, с некоторыми потерями общей массы. Почва на протяжении тысячелетий продолжает накапливать это органическое вещество, исключая его из атмосферного круговорота (редкие травяные пожары, случающиеся в природе и без вмешательства человека, коренным образом этот процесс не нарушают). Если же пожары становятся слишком частыми - то в атмосферу выделяется углекислый газ не только за счет сгорания свежей сухой травы, но и за счет частичного выгорания исторически накопленного в почве мертвого органического вещества. А значит - усугубляется так называемый "парниковый эффект", приводящий к неблагоприятным изменениям и более резким колебаниям климата нашей планеты.

5. Травяные пожары часто приводят к повреждению различных хозяйственных построек и объектов - домов, сараев, линий электропередачи и связи, деревянных мостов и других. Ежегодно в России в результате поджогов сухой травы сгорают тысячи домов и дач, нередко страдают памятники истории и культуры, старинные деревянные постройки. Местные линии электропередачи и связи, для прокладки которых до сих пор используются преимущественно деревянные столбы, являются традиционными жертвами травяных пожаров - подгоревшие снизу столбы падают, обрывая провода и оставляя без света и связи целые деревни и поселки. При этом нередко поджигателями сухой травы являются сами жители этих деревень и поселков, или гости, выбравшиеся из города, чтобы порадоваться наступившей весне. В условиях и без того небогатой жизни большинства российских сел и деревень ущерб, наносимый народному хозяйству травяными пожарами, выглядит весьма внушительным.

6. Травяные пожары могут служить причиной гибели людей - даже несмотря на то, что непосредственной угрозы для жизни человека каждый конкретный поджог травы, на первый взгляд, не несет. Причины гибели людей могут быть разными.