ISSN: 0024-1148 Лесоведение. 2015. № 2. С. 95-104

ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗОВЫХ ПОЖАРОВ НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И АНТИОКСИДАНТНУЮ ЗАЩИТУ МОЛОДНЯКОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Н. Е. Судачкова, И. Л. Милютина , Л. И. Романова, И. В. Косов, Д. С. Собачкин
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50/28
E-mail: biochem@ksc.krasn.ru

 Поступила в редакцию 13.09.2013 г.

Выполнена инструментальная оценка площади ежегодной гибели лесов России от пожаров на основе спутниковых данных. Полученные данные, охватывающие период 2006-2013 гг., впервые позволили объективно оценить масштабы и многолетнюю изменчивость пирогенной гибели лесов, которая, как показали результаты проведенных исследований, характеризуется устойчивым нарастанием в последние годы. Анализ выявленных сезонных различий в характере последствий воздействия лесных пожаров свидетельствует, что к наибольшим разрушениям лесов приводят летние пожары с достижением максимума степени повреждения насаждений в июле. При этом весенний период характеризуется наибольшим вкладом в общую пройденную огнем площадь лесов. Результаты исследований указывают на наличие существенных различий в масштабах пирогенных повреждений лесов в зависимости от древесной породы. Установлено, что в породной структуре площади погибших насаждений доминируют лиственничники, в то время как лиственные породы подвержены деструкции от воздействия огня в наименьшей степени. Оценка доли пирогенной гибели в пройденной огнем площади лесов различных пород, которая может служить критерием их пожароустойчивости, показала, что темнохвойные леса обладают наименьшим, а лиственные леса - наибольшим уровнями устойчивости к деструктивному воздействию огня. В силу того, что представленные в статье результаты характеризуют гибель насаждений непосредственно в год воздействия огня, т.е. без учета послепожарного отпада в лесах в последующие годы, они могут рассматриваться в качестве нижней консервативной оценки, требующей дальнейшего уточнения на основе данных многолетних спутниковых наблюдений за состоянием поврежденных пожарами лесов. Полученные результаты могут быть использованы для выработки оптимальных стратегий организации охраны лесов России от пожаров, направленной на минимизацию потенциального ущерба их ресурсному потенциалу, а также для проведения исследований в области влияния пирогенного фактора на биосферные функции лесов.

• Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-04-00-334-а).


• Ключевые слова: низовые пожары, контролируемое выжигание, сосна обыкновенная, тепловой шок, прикамбиальная зона, окислительный стресс, ферменты антиоксидантной защиты.

Список литературы

1. Буйволов Ю.А., Кравченко М.В., Боголюбов А.С. Методика оценки жизненного состояния леса по сосне. М.: Экосистема, 1998. 25 с.


2. Валендик Э.Н., Косов И.В. Воздействие тепловых потоков лесного пожара на устойчивость хвойных пород // Лесн. хоз. 2007. № 5. С. 43–45.


3. Валендик Э.Н., Косов И.В. Влияние теплового излучения лесного пожара на окружающую среду // Сибирский экологический журнал. 2008. № 4. С. 517–523.


4. Исаев А.С., Гирс Г.И. Взаимодействие дерева и насекомых-ксилофагов. Новосибирск; Наука, 1975. 343 с.


5. Карпец Ю.В., Ястреб Т.О., Обозный А.И., Колупаев Ю.Е. Активность и термостабильность антиоксидантных ферментов корней проростков пшеницы после воздействия экзогенного пероксида водорода // Вiсник Харкiвського нацiонального аграрного унiверситету. Сер. Биол. 2009, Вип. 2 (17). С. 62–70.


6. Курбатский Н.П. Техника и тактика тушения лесных пожаров. М., Гослесбумиздат, 1962. 154 с.


7. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопросы лесной пирологии, – Красноярск: Институт леса и древесины СО АН СССР, 1970. С. 5–58.


8. Мерзляк М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах растительной клетки // М., ВИНИТИ. 1989. Т. 6. 167 с. / Итоги науки и техники. Сер. Физиол. раст.


9. Милютина И.Л., Судачкова Н.Е., Романова Л.И. Активность антиоксидантной системы в хвойных древостоях разной густоты // Лесоведение. 2012. № 3. С. 69–76.


10. Милютина И.Л., Судачкова Н.Е., Романова Л.И. Реакция антиоксидантной системы светолюбивого и теневыносливого видов сосны на фитоценотический стресс // Сибирский экологический журнал. 2013. Т. 20. № 2. С. 187–194.


11. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. Утверждены приказом МПР РФ от 27 декабря 2005 г. № 350 (ред. от 05.04.2006).


12. Чудинова В.В., Алексеев С М., Захарова Е.И., Евстигнеева Р.П. Перекисное окисление липидов и механизм антиоксидантного действия витамина Е // Биоорганическая химия. 1994. Т. 20. № 10. С. 1029–1046.


13. Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука. 1971. С. 154–170.


14. Aebi H. Catalase. Methods of enzymatic analysis. Weinheim, New York, San Francisco, London: Verlag Chemie, 1974. V. 2. P. 673–684.


15. Arabaci G., Usluoglu A. Catalytic properties and immobilization studies of catalase from Malva sylvestris L. // Journal of Chemistry 2013. V. 2013, Article ID 686185, http://dx.doi.org/10.1155/2013/686185.


16. Bergmeyer H.U. Enzymes as biochemical reagents // Methods of enzymatic analysis. Weinheim, New York, San Francisco, London: Verlag Chemie. 1974. V. 1.P. 425–522.


17. Blokhina O., Virolainen E., Fagerstedt K.V. Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review // Ann. Bot. 2003. V. 91. N 2. P. 179–194.


18. Cheeseman J.M. Hydrogen peroxide and plant stress: a challenging relationship //Plant stress 2007. V. 1. N 1. P. 4–15.


19. Dipierro S., Leonardis S.D. The Ascorbate system and lipid peroxidation in stored potato (Solanum tuberosum L.) tubers // J. Exp. Bot. 1997. V. 48. N 3, P. 779–783.


20. Gill S.S., Tuteja N. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants // Plant Physiol. Bioch. 2010. V. 48. N 12. P. 909–930.


21. Kumar A., Dutt S., Bagler G., Ahuja P.S., Kumar S., Engineering a thermo-stable superoxide dismutase functional at sub-zero to >50°C, which also tolerates autoclaving // Sci. Rep. 2. 2012 Article number: 387.


22. Kumar G.N.M., Knowles N.R. Changes in lipid peroxidation and lipolytic and free-radical scavenging enzyme activities during aging and sprouting of potato (Solanum tuberosum) seed-tubers // Plant Physiol. 1993.V. 102. No 1. P. 115–174.


23. Marjamaa K., Lehtonen M., Lindell T., Toikka M., Saranpaa P., Fagerstedt K.V. Developmental lignifi cation and seasonal variation in β-glucosidase and peroxidase


24. activities in xylem of Scots pine, Norway spruce and silver birch. // Tree Physiol. 2003.V. 23. N 14. P. 977–986.


25. Pastori G.M., Trippi V.S. Oxidative stress induces high rate of glutathione reductase synthesis in a droughtresistant maize strain // Plant Cell Physiol. 1992. V. 33. No 7. P. 957–961.


26. Polle A., Chakrabarti K., Schurmann W., Renneberg H. Composition and properties of hydrogen peroxide decomposing systems in extracellular and total extracts from needles of Norway spruce (Picea abies L., Karst.) // Plant Physiol. 1990. V. 94. N 1. P. 312–319.


27. Putter J. Peroxidases. Methods of enzymatic analysis. Weinheim, New York, San Francisco, London: Verlag Chemie. 1974. V. 2. P. 685–690.


28. Sumner J.B., Howell S.F. A method for determination of saccharase activity // J. Biol. Chem. 1935. N 108. P. 51–54.


29. Uggla C., Magel E., Moritz T.,Sundberg B. Function and dynamics of auxin and carbohydrates during earlywood / latewood transition in Scots pine // Plant Physiol. 2001. V. 125. N 4. P. 2029–2039.


30. Vaganov E.A., Kirdyanov A.V. Dendrochronology of larch trees growing on Siberian perma-frost //Premafrost ecosystems Siberian larch forests Ecol. Stud. 209. Eds Akiro Osawa, Olga Zyryanova, Yojiro Matsuura, Takuya Kajimoto, Ross W. Wein Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer, 2010. P. 347–366.


31. Velikova V., Jordanov I., Edreva A. Oxidative stress and some antioxidant system in acid-rain treated bean plants: Protective role of exogenous polyamines // Plant Sci. 2000. V. 151. N 1. P. 59–66.


32. Volkov R.A., Panchuk I.I., Mullineaux P.M., Schoffl F. Heat stress indced H2O2 is required for effective expression of heat shock genes in Arabidopsis // Plant Mol. Biol. 2006. V. 61. N 4–5. P. 733–746.


33. Wingsle G., Mattson A., Ekblad A., Hallgren J.E., Selstam E. Activities of glutathione reductase and superoxide dismutase in relation to changes of lipids and pigments due to ozone in seedlings of Pinus sylvestris (L) // Plant Sci. 1992. V. 82. N 2. P. 167–178.