Пути миграции углистых частиц в постпирогенных почвах тайги и тундры в зависимости от особенностей пожара и факторов среды

Пути миграции углистых частиц в постпирогенных почвах тайги и тундры в зависимости от особенностей пожара и факторов среды

Автор: Петров Д. Г.

Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil

Рубрика: Статьи

Статья в выпуске: 105, 2020 года.

Бесплатный доступ

Работа посвящена анализу закономерностей перемещения углистых частиц в испытывающих периодическое влияние пожаров экосистемах средней тайги, северной тайги и южной тундры. Так как хвойная растительность подвержена интенсивному горению, пожары часто приводят к циклическим изменениям в растительном покрове. В ходе горения происходит повреждение подстилки, что делает почвенный покров уязвимым для эрозии. Интенсивные пожары оказывают влияние на количество пирогенного материала, способного храниться тысячелетиями в благоприятных условиях. Целью исследования стало оценить воздействие факторов среды на особенности миграции углистых частиц в современных хронорядах пожаров (от 1 года до 119 лет). Были рассмотрены особенности почв (гранулометрический состав, влажность), особенности рельефа (наличие понижений), влияние интенсивности осадков после пожара, а также специфика горючего материала подстилки. На территории средней и северной тайги, в Печоро-Илычском и Пинежском заповедниках, рассмотрены текстурно-дифференцированные и альфегумусовые почвы. На территории южной тундры, в районе п. г. т. Заполярный, рассмотрены торфяно-глееземы. Выявлено, что миграция углей в глубину почвенного профиля в наибольшей степени зависит от гранулометрического состава - так, в более опесчаненных почвах угли рассеяны по всему профилю, а в тяжелых почвах они сконцентрированы выше первого тяжелого горизонта. Характер миграции углей определяет их форма и размер, которые зависят от типа сгоревшего растительного сообщества. Сообщества с разрозненным древостоем с преобладанием в мохово-лишайниковом покрове лишайников горят с образованием микрочастиц угля или дисперсных углистых частиц, легко перемещающихся по профилю почвы (до глубины 80 см). Растительные сообщества, имеющие в своем составе больше древесных видов, формируют при горении крупные углистые частицы, часто присутствующие в новообразованной подстилке. На миграцию угля оказывает влияние как климат природной зоны, так и постпирогенная эрозия. Таким образом, в зависимости от разнообразия условий среды скорость и объемы миграции углистых частиц значительно варьируют как при сравнении разных природных зон, так и в пределах одной зоны. Разработаны четыре схемы путей миграции углистых частиц по профилю с течением времени: равномерно-диффузная, неравномерно-диффузная, барьерная и турбационная.

Еще

Дисперсные углистые частицы, пирогенез, пирогенное событие, интенсивность пожара, послепожарная эрозия, периодичность пожаров, республика коми

Короткий адрес: https://sciup.org/143173095

IDR: 143173095   |   DOI: 10.19047/0136-1694-2020-105-109-145

Список литературы Пути миграции углистых частиц в постпирогенных почвах тайги и тундры в зависимости от особенностей пожара и факторов среды

  • Бобровский М.В. Лесные почвы Европейской части России: биотические и антропогенные факторы формирования. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 481 c.
  • Дымов А.А., Милановский Е.Ю., Холодов В.А. Состав и гидрофобные свойства органического вещества денсиметрических фракций почв Приполярного Урала // Почвоведение. 2015. № 11. С. 1335-1345. DOI: 10.7868/s0032180x15110052
  • Классификация и диагностика почв России / Авторы и сост. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  • Пучнина Л.В., Горячкин С.В., Рыков А.М., Рыкова С.Ю., Шаврина Е.В., и др. Структура и динамика природных компонентов Пинежского заповедника (северная тайга ЕТР, Архангельская область). Биоразнообразие и георазнообразие в карстовых областях. Архангельск, 2000. 257 с.
  • Семиколенных А.А., Бовкунов А.Д., Алейников А.А. Почвы и почвенный покров таежного пояса Северного Урала (верховья реки Печора) // Почвоведение. 2013. № 8. С. 1-13. DOI: 10.7868/s0032180x1308008x
  • Таргульян В.О. Теория педогенеза и эволюции почв. М.: ГЕОС, 2019. 296 с.
  • Чевычелов А.П. Пирогенез и горно-таежное континентальное гумидное автоморфное почвообразование на северо-востоке Азии (на примере Южной Якутии): Дисс. … канд. биол. наук: 03.00.27. Новосибирск: СО РАН, 1997. 281 c.
  • Bobrovsky M. V., Kupriaynov D.A., Khanina L.G. Anthracological and morphological analysis of soils for the reconstruction of the forest ecosystem history (Meshchera Lowlands, Russia) // Quaternary International. 2018. P. 1-13.
  • DOI: 10.1016/j.quaint.2018.06.033
  • Bodí M.B., Mataix-Solera J., Doerr S.H., Cerdà A. The wettability of ash from burned vegetation and its relationship to Mediterranean plant species type, burn severity and total organic carbon content // Geoderma. 2011. Vol. 160. No. 3-4. P. 599-607.
  • DOI: 10.1016/j.geoderma.2010.11.009
  • Bustin R.M., Guo Y. Abrupt changes (jumps) in reflectance values and chemical compositions of artificial charcoals and inertinite in coals // International Journal of Coal Geology. 1999. No. 38. Р. 237-260.
  • DOI: 10.1016/S0166-5162(98)00025-1
  • Certini G. Effects of fire on properties of forest soils: a review // Oecologia. 2005. Vol. 143. No. 1. P. 1-10.
  • DOI: 10.1007/s00442-004-1788-8
  • Collinson M.E., Steart D., Scott A.C., Glasspool I.J., Hooker J.J. Fire and episodic runoff and deposition at the Paleocene-Eocene boundary // Journal of the Geological Society. 2007a. No. 167. Р. 87-97.
  • DOI: 10.1144/0016-76492005-185
  • Clark J.S. Particle motion and the theory of charcoal analysis: Source area, transport, deposition and sampling // Quaternary Research. 1988. No. 30. Р. 67-80.
  • DOI: 10.1016/0033-5894(88)90088-9
  • Clark J.S., Patterson W.A. Background and local charcoal in sediments: scales of fire evidence in the palaeo record // Sediment Records of Biomass Burning and Global Change. NATO Advanced Science Institutes. 1997. Series I. Vol. 51. P. 23-48.
  • DOI: 10.1007/978-3-642-59171-6_3
  • Carcaillet C., Thinon M. Pedoanthracological contribution to the study of the evolution of the upper treeline in the Maurienne Valley (North French Alps): methodology and preliminary data // Review of Palaeobotany and Palynology. 1996. Vol. 91. No. 1-4. Р. 399-416.
  • DOI: 10.1016/0034-6667(95)00060-7
  • Jones T.P., Scott A.C., Cope M. Reflectance measurements against temperature of formation for modern charcoals and their implications for the study of fusain // Bulletin de la Société Géologique de France. 1991. No. 162. P. 193-200.
  • Komarek E.V., Komarek B.B., Carlysle T.C. The ecology of smoke particulates and charcoal residue from forest and grassland fires: a preliminary atlas. Miscellaneous Publication 3. Tall Timbers Research Station. Tallahassee, 1973.
  • Lupia R. Palaeobotanical data from fossil charcoal: an actualistic study of seed plant reproductive structures // Palaios. 1995. No. 10. Р. 465-477.
  • DOI: 10.2307/3515048
  • Moody J.A., Martin D.A. Hydrological and sedimentologic response of two burned watersheds in Colorado // Water-Resources Investigation Report. Series Report Number 2001-4122.
  • DOI: 10.3133/wri014122
  • Nichol G.J., Cripps J., Collinson M.E., Scott A.C. Experiments in waterlogging and sedimentology of charcoal: results and implications // Palaeogeography, Palaeoclimatology Palaeoecology. 2000. No. 164. Р. 43-56.
  • DOI: 10.1016/s0031-0182(00)00174-7
  • Prior J., Alvin K.L. Structural changes on charring woods of Dichrostachys and Salix from Southern Africa // International Association of Wood Anatomists Bulletin. 1983. No. 4. Р. 197-206.
  • DOI: 10.1163/22941932-90000782
  • Pyne S.J., Andrews P.L., Laven R.D. Introduction to Wildland Fire. New York: J. Wiley and Sons, 1996. 808 p.
  • Sander M., Pignatello J.J. Characterization of charcoal adsorption sites for aromatic compounds: insights drawn from single-solute and bi-solute competitive experiments // Environmental science & technology. 2005. Vol. 39. No. 6. P. 1606-1615.
  • DOI: 10.1021/es049135l
  • Scott A.C. The Pre-Quaternary history of fire // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2000a. Vol. 164. P. 281-329.
  • DOI: 10.1016/s0031-0182(00)00192-9
  • Scott A.C. Fossil Plants. In: The Oxford Companion to the Earth. Oxford: Oxford University Press, 2000b. P. 364-371.
  • Scott A.C. Preservation by fire. In: Palaeobiology II. Oxford: Blackwell Science Publ., 2001. P. 277-280.
  • Scott A.C. Forest Fire in the Fossil Record. In: Fire Effects on Soils and Restoration Strategies. New Hampshire: Science Publishers Inc., 2009. P. 1-37.
  • Scott A.C., Jones T.P. Microscopical observations of recent and fossil charcoal // Microscopy and Analysis. 1991. No. 25. P. 13-15.
  • Shakesby R.A., Doerr S.H. Wildfire as a hydrological and geomorphological agent // Earth-Science Reviews. 2006. No. 74. P. 269-307.
  • DOI: 10.1016/j.earscirev.2005.10.006
  • Vaughan A., Nichols G.J. Controls on the deposition of charcoal: implications for sedimentary accumulations of fusain // Journal of Sedimentary Research. 1995. Vol. 65A. No. 1. P. 129-135.
  • DOI: 10.1306/d426804a-2b26-11d7-8648000102c1865d
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp