научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ПОЖАРОВ НА СВОЙСТВА ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПРИАМУРЬЯ (НОРСКИЙ ЗАПОВЕДНИК) Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ПОЖАРОВ НА СВОЙСТВА ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПРИАМУРЬЯ (НОРСКИЙ ЗАПОВЕДНИК)»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2008, № 7, с. 783-792

И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

ВЛИЯНИЕ ПОЖАРОВ НА СВОЙСТВА ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПРИАМУРЬЯ

Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы

E-mail: gennad@geogr.msu.ru Поступила в редакцию 04.02.2008 г.

Исследовано влияние лесных пожаров на свойства почв Приамурья, распространенных на территории Норского заповедника - бурых таежных, бурых таежных глеевых, пойменно-болотных. Выявлено, что в течение нескольких первых лет после воздействия огня в большинстве почв происходит увеличение содержания гумуса, особенно в почвах, пройденных пожаром повышенной интенсивности. В почвах крутых склонов отмечается пирогенное уменьшение гумусированности, что связано с повреждением древесной растительности и активизацией латерального и радиального стока после пожара. В пройденных пожаром почвах, как правило, возрастает отношение С гк/С фк, часто коррелируя с силой воздействия пирогенного фактора. Увеличение магнитной восприимчивости почв обнаружено в основном в тех случаях, когда почвы подвергались пожару наибольшей интенсивности. Выявлена некоторая связь лесных пожаров и кислотно-основных свойств почв. Чаще в почвах, пройденных пожаром, величины рН увеличиваются. В виде тенденции обнаружено, что, чем выше интенсивность пожара, тем выше значения рН. Исключение составляют каменистые почвы, где реакция верхних горизонтов после пожара оказывается более кислой. Анализ литературного материала и собственные данные показали, что пи-рогенные изменения ряда свойств почв изучены в настоящее время слабо и требуют дальнейших исследований, в том числе в широком географическом аспекте.

Лесные пожары на территории России представляют собой значительную угрозу для нормального функционирования природных экосистем. Научная база программ противодействия лесным пожарам должна включать данные о последствиях влияния пирогенного фактора на различные компоненты природной среды, в том числе на почвы, которые максимальное время сохраняют следы не только прямого, но и косвенного воздействия огня.

К прямым последствиям влияния пожара на почвы относят изменения их физических и химических свойств, а также микробиологического состояния. Косвенные последствия пожаров выражаются в нарушении биокруговорота, обусловленном сменой растительных ассоциаций.

При анализе литературных данных о влиянии огня на почвы выделяются некоторые общие, однозначно установленные моменты, касающиеся, главным образом, изменения физических свойств почв. Исследователями отмечается, что под влиянием высоких температур ухудшается микроагре-гированность почвы, возрастает объемная масса и уменьшается общая пористость верхних горизонтов, происходит увеличение плотности, а также содержания мелких фракций и уменьшение содержания крупных [1, 13, 14, 37]. Изменяется температурный режим: увеличивается суточная амплитуда температур [19], биологически актив-

ные температуры выше +10°С проникают на большие глубины [14], возрастает температура поверхностных слоев [15, 22]. Но эти различия наблюдаются лишь в самый теплый период года: июнь-июль [22]. В дождливую погоду и в ночное время различия между фоновыми и пирогенными почвами сглаживаются [8]. Сезонно-талый слой в почвах после лесных пожаров становится мощнее, при этом на территориях с несплошной мерзлотой происходит более значительное отступание мерзлоты. Уменьшаются водоудерживающая способность и водопроницаемость почв [19].

Одинаково в литературе оцениваются особенности изменения биологических процессов в почвах, пострадавших от огня. При пожарах слабой интенсивности на гарях происходит активизация биологических почвенных процессов [15, 22, 23]. При сильных пожарах, напротив, биологические процессы замедляются [22].

Менее однозначно характеризуются исследователями послепожарные изменения таких свойств почв, как содержание гумуса, обменных катионов, элементов минерального питания растений, а также значений рН, влажности и некоторых других.

По одним данным влажность почв после пожара возрастает из-за уменьшения транспирацион-ного расхода влаги растительностью и увеличения поступления осадков на поверхность почвенного покрова в результате разрушения древостоя [14]. По другим сведениям - происходит обезво-

Географическое положение Норского заповедника.

живание илистой и коллоидной фракций, которые связывают влагу [13, 37], а также в результате уплотнения почвы происходит уменьшение полной влагоемкости [36].

При оценке изменений кислотно-основных условий в почвах часто отмечается смещение показателя рН от кислого к нейтральному и щелочному диапазону, так как зола нейтрализует органические кислоты верхних почвенных горизонтов [7, 14, 37, 40, 41, 42]. В то же время в других источниках описано пирогенное снижение рН, связанное с выносом щелочноземельных элементов под влиянием осадков и паводковых вод [10, 38].

Некоторые авторы отмечают уменьшение содержания гумуса из-за сгорания органического материала [10, 13, 37, 41]; с другой стороны, подчеркивается, что на гарях интенсифицируется дерновый процесс и содержание гумуса резко увеличивается [25].

В некоторых случаях отмечается, что в первые годы после пожара в почвах имеет место увеличение содержания калия и фосфора, но через некоторое время оно возвращается к допожарно-му уровню. Аналогичная ситуация наблюдается по содержанию обменных катионов [9, 10, 19, 38]. Вместе с тем, есть указания на то, что содержание обменных катионов, а также валовых азота и фосфора после пожара не меняется [1, 22].

Таким образом, особенности изменения почв в результате воздействия на них лесных пожаров требуют дальнейшего изучения. Необходимо расширить географию исследований и хронологические ряды наблюдений, а также спектр рассматриваемых почвенных свойств.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Работы проводились на территории Норского заповедника, расположенного на северо-востоке

Амуро-Зейской равнины на стыке с Зейско-Буре-инской равниной и подножием Селемджинского хребта (рисунок). Южная часть заповедника -равнинная, с пологими склонами и плоскими водоразделами, а на севере поверхность всхолмленная: выделяются отдельные вершины останцо-вых гор [2, 12].

Климат территории резко континентальный с муссонными чертами. Осадков выпадает около 500 мм, причем их основная часть приходится на лето. Весна сравнительно короткая и засушливая. Засухи в конце апреля-начале мая приводят к широкому распространению низовых пожаров. В пределах территории переходят одна в другую зоны светлохвойных и широколиственных лесов; здесь присутствуют сибирские, охотские и маньчжурские виды растений, распространены болотный, лесной, кустарниковый и луговой типы растительности. В настоящее время во многих лесах произошли глубокие изменения - на месте елово-пихтовых и лиственничных лесов возникли моховые болота и вейниковые кустарники. Главной причиной этих изменений считаются лесные пожары. В настоящее время на территории заповедника трудно найти район, не затронутый огнем [32]. Почвенный покров данного района представлен бурыми таежными почвами разной степени оглеения [6], бурыми таежными мерзлотными, торфянисто- и торфяно-глеевыми мерзлотными, горными бурыми таежными почвами, а также криотурбированными почвами бугров пучения [11, 28, 29, 30, 31, 39].

При наблюдении пожара его силу определяют по высоте пламени и скорости ветра. В данном исследовании лесные пожары ранжируются по их последствиям - на основе особенностей повреждения древостоя. Выделяется 5 следующих степеней силы лесного пожара в порядке от слабой до сильной [18]:

I - древостой повреждается незначительно, почти не изреживается, возможный отпад составляет 0-30% по числу деревьев или 0-25% по запасу древесины;

II - происходит заметное изреживание древостоя в основном за счет отмирания подчиненной его части; отпад 31-70% по числу стволов и 26-60% по запасу древесины;

III - сильное повреждение древостоя, выражено его усыхание. Возможно сохранение жизнедеятельности незначительной части стволов деревьев верхнего яруса после верховых или сильных низовых пожаров. Отпад 71-100% стволов и 61-100% по запасу древесины;

IV - древостой гибнет полностью во время верхового пожара вследствие обгорания крон; отпад по числу стволов и запасу древесины -100%;

ПОЧВОВГДГНИГ < 7 2008

Таблица 1. Ряды изученных почв

Почвы и растительность, участок Фон Степень повреждения древостоя, годы последнего пожара

Бурые таежные глеевые под лиственнично-березовыми лесами; участок "Грящинский-1" Бурые таежные под сосновыми лесами; участок "Бурундинский" Пойменно-болотные под елово-пихто-выми лесами; участок "Антоновский" Бурые таежные поверхностно-каменистые под сосновыми лесами сопок; участок "Грящинский-2" НА-37 НА-30 НА-32 НГ-10, 2006 НА-38, 1999 НГ-24, 2006 НГ-18, 2006 НБ-8, 2006 НГ-13, НГ-14, 2002 НГ-19, 2006 НБ-9, 2001 + 2006 НГ-11, НГ-12, 2002

V - древостой после пожаров вываливается и представляет собой влажный горельник; отпад 71-100% по числу стволов и 61-100% по запасу древесины.

На территории заповедника было исследовано три ключевых участка: в среднем течении р. Бурун-да - участок "Бурундинский", где были заложены разрезы НБ-8 и НБ-9, в среднем течении р. Нора -участок "Грящинскии" (разр. НГ-10, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 24) и в верхнем течении р. Норы - участок "Антоновский" (разр. НА-30, 32, 37, 38).

Было изучено несколько рядов почв, в каждый из которых вошли почвенные разности, сформировавшиеся в сходных условиях рельефа и растительности, но подвергшиеся воздействию пиро-генного фактора разной интенсивности и в разное время (табл. 1).

Первый ряд включает бурые таежные глее-вые почвы (разр. НА-37, НГ-10, НГ-18, НГ-19), сформированные под лиственнично-березовыми лесами. Фоновый разрез этого ряда (НА-37) заложен на о-ве Антоновский, куда пожары не доходят. Лиственнично-березовые леса участка "Гря-щинский-1" в значительной степени пострадали от пожаров в 2006 г. Разр. НГ-10 приурочен к древостою, характеризующемуся первой степенью пи-

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎