Статьи 2024 г.

DOI: 10.15372/SJFS20210602

© Ефремова Т. Т., Пименов А. В., Ефремов С. П., Аврова А. Ф., 2021

Изучались эутрофные торфян(ист)ые (Hypereutric Sapric Histosols) пирогенные почвы положительных и отрицательных элементов фитогенного микрорельефа спустя 20 лет после крупного пожара в ельнике зеленомошно-гипновом (Picea obovata Ledeb.) восточного макросклона Кузнецкого Алатау. В настоящее время пожарище занято густым березняком (Betula pubescens Ehrh.) кустарниково-осоково-зеленомошным. Пирогенные почвы (механический и химический недожог), дифференцированные по элементам (группам) микрорельефа, характеризуются выраженной внутригрупповой пространственной неоднородностью физико-химических свойств (Cv 21–39%). Однако по средним показателям большинства признаков, кроме влажности, почвы микроповышений и мочажин достоверно не различаются между собой. Содержание зольных веществ находится в пределах 52.5–53.5 %, углерода – 20.4–21.2 %, объемная масса составляет 0.29–0.31 г/см³, объемная влажность – 49–60.8 %, реакция почвенной среды преимущественно слабощелочная. Процесс пассивного тления (ниже точки воспламенения) торфяной залежи сопровождается дополнительной убылью углерода, которую рассчитали непосредственно по элементу с использованием естественного эксперимента до-после пожара. Величина потерь характеризуется высокой вариабельностью (Cv 34–42%) вследствие разнообразного термического воздействия, обусловленного экологическими факторами и особенностями горения. В пространстве микроповышений объективно выявлен меньший уровень потерь углерода и слабее выраженную мозаичность относительно мочажин. Дополнительная убыль углерода – лимиты, среднее (стандартное отклонение) составляют: в пирогенных почвах микроповышений 1.4–4.4, 2.98 ±1.05, в мочажинах – 0.4–5.7, 3.71±1.57 кг/м². На гари в среднем это соответствует 33.5 т/га, что эквивалентно выбросам в атмосферу 122.9 т/га СО₂. Интенсивность потерь углерода в процессе пассивного тления по сравнению с выгоранием торфяной залежи ориентировочно ниже в 3–4 раза. 

Текст статьи

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)

Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 436 с. [Agrokhimicheskie metody issledovaniya pochv (Agrochemical methods of soil studies). Moscow: Nauka (Science), 1975. 436 p. (in Russian)].

Амосов Г. П. Некоторые особенности горения при лесных пожарах. Л.: ЛенНИИЛХ, 1958. 29 с. [Amosov G. P. Nekotorye osobennosti goreniya pri lesnykh pozharakh (Some features of burn at the forest fires). Leningrad: LenNIILKH, 1958. 29 p. (in Russian)].

Васильев С. В. Лесные и болотные ландшафты Западной Сибири. Томск: Изд-во науч.-тех. лит-ры, 2007. 276 с. [Vasil'ev S. V. Lesnye i bolotnye landshafty Zapadnoy Sibiri (Forest and swamp landscapes of Western Siberia). Tomsk: Izd-vo nauch.-tekh. lit-ry, 2007. 276 p. (in Russian)].

Вомперский С. Э., Глухова Т. В., Смагина М. В., Ковалев А. Г. Условия и последствия пожаров в сосняках на осушенных болотах // Лесоведение. 2007. № 6. С. 35–44 [Vomperskiy S. E., Glukhova T. V., Smagina M. V., Kovalev A. G. Usloviya i posledstviya pozharov v sosnyakakh na osushennykh bolotakh (The conditions and consequences of fires in pine forests on drained bogs) // Lesovedenie (For. Sci.). 2007. N. 6. P. 35–44 (in Russian with English abstract)].

Глухова Т. В., Сирин А. А. Потери почвенного углерода при пожаре на осушенном лесном верховом болоте // Почвоведение. 2018. № 5. С. 580–588 [Glukhova T. V., Sirin A. A. Poteri pochvennogo ugleroda pri pozhare na osushennom lesnom verkhovom bolote // (Losses of soil carbon upon a fire on a drained forested raised bog) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 2018. V. 51. N. 5. P. 542–549 (in Russian with English abstract)].

Ефремова Т. Т. Структурообразование в торфяных почвах. Новосибирск: Наука, 1992. 191 с. [Strukturoobrazovanie v torfyanykh pochvakh (Structure formation in peat soils). Novosibirsk: Nauka (Science), 1992. 191 p. (in Russian)].

Ефремова Т. Т., Ефремов С. П. Торфяные пожары как экологический фактор развития лесоболотных экосистем // Экология. 1994. № 5. С. 27–34 [Efremova T. T., Efremov S. P. Torfyanye pozhary kak ekologicheskiy faktor razvitiya lesobolotnykh ekosistem (Peat fires as an ecological factor in the development of forest-swamp ecosystems) // Ekologiya (Ecol.). 1994. N. 5. P. 27–34 (in Russian with English abstract)].

Ефремова Т. Т., Аврова А. Ф., Ефремов С. П. Морфолого-генетические типы подстилок болотных ельников // Сиб. лесн. журн. 2015. № 1. С. 58–73 [Efremova T. T., Avrova A. F., Efremov S. P. Morfologo-geneticheskie tipy podstilok bolotnykh el'nikov (Morphogenetic litter types of bog spruce forests) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2015. N. 1. P. 58–73 (in Russian with English abstract)].

Ефремова Т. Т., Аврова А. Ф., Ефремов С. П. Расчетный метод определения углерода в торфах и моховых подстилках лесных болот по зольности растительного субстрата // Сиб. лесн. журн. 2016. № 6. С. 73–83 [Efremova T. T., Avrova A. F., Efremov S. P. Raschetny metod opredeleniya ugleroda v torfakh i mohovykh podstilkakh lesnykh bolot po zol'nosti rastitel'nogo substrata (Calculation method for determination of carbon in the peatland moss litter of forest swamps by ash content of plant substrates) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2016. N. 6. P. 73–83 (in Russian with English abstract)].

Ефремова Т. Т., Аврова А. Ф., Ефремов С. П. Пространственная дифференциация содержания углерода в торфяных почвах болотных ельников восточного макросклона Кузнецкого Алатау // Лесоведение. 2018. № 4. С. 273–284 [Efremova T. T., Avrova A. F., Efremov S. P. Prostranstvennaya differentsiatsiya soderzhaniya ugleroda v torfyanykh pochvakh bolotnykh el'nikov vostochnogo makrosklona Kuznetskogo Alatau (Spatial varyety of carbon storages of peat soils of paludified spruce forests on eastern slopes of Kuznetskiy Alatau) // Lesovedenie (For. Sci.). 2018. N. 4. P. 273–284 (in Russian with English abstract)].

Классификация и диагностика почв России / Авторы и сост.: Шишов Л. Л., Тонконогов В. Д., Лебедева И. И. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с. [Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii / Avtory i sost.: Shishov L. L., Tonkonogov V. D., Lebedeva I. I. (Classification and diagnostics of soils in Russia / Authors and compilers: Shishov L. L., Tonkonogov V. D., Lebedeva I. I.) Smolensk: Oykumena, 2004. 342 p. (in Russian)].

Курбатский Н. П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопросы лесной пирологии. Красноярск: Ин-т леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР, 1970. С. 5–58 [Kurbatskiy N. P. Issledovanie kolichestva i svoystv lesnykh goryuchikh materialov (The study of the amount and properties of combustible forest materials) // Voprosy lesnoj pirologii (Questions of forest pyrology). Krasnoyarsk: In-t lesa i drevesiny im. V. N. Sukacheva SO AN SSSR (V. N. Sukachev Inst. For. & Timber Sib. Br. USSR Acad. Sci.), 1970. P. 5–58 (in Russian)].

Лайком А. О., Голубина О. А. Деградация эвтрофных торфяных почв при пожарах на примере месторождения Таган // Вестн. Том. гос. пед. ун-та. 2013. № 8. С. 137–142 [Laykom A. O. Golubina O. A. Degradatsiya evtrofnykh torfyanykh pochv pri pozharakh na primere mestorozhdeniya Tagan (Degradation of pyrogen peat soil at fires (data of Tagan Excavation)) // Vestn. Tom. gos. ped. un-ta (Bull. Tomsk St. Ped. Univ.). 2013. N. 8. P. 137–142 (in Russian with English abstract)].

Липатов Д. Н., Щеглов А. И., Манахов Д. В., Брехов П. Т. Пространственная неоднородность свойств торфяных почв верховых болот в условиях локального пирогенеза на северо-востоке острова Сахалин // Почвоведение. 2016. № 2. С. 261–274 [Lipatov D. N., Shcheglov A. I., Manakhov D. V., Brekhov P. T. Prostranstvennaya neodnorodnost' svoystv torfyanykh pochv verkhovykh bolot v usloviyakh lokal'nogo pirogeneza na severo-vostoke ostrova Sakhalin (Spatial heterogeneity in the properties of high-moor peat soils under local pyrogenesis in northeastern Sakhalin) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 2016. V. 49. N. 2. P. 238–250 (in Russian with English abstract)].

Мелехов И. С., Душа-Гудым С. И., Сергеева Е. П. Лесная пирология: учеб. пособ. М.: МГУЛ, 2007. 296 с. [Melekhov I. S., Dusha-Gudym S. I., Sergeeva E. P. Lesnaya pirologiya: ucheb. posob. (Forest fire science: study guide). Moscow: MGUL (Moscow St. Univ. For.), 2007. 296 p. (in Russian)].

Мировая реферативная база почвенных ресурсов 2014. Международная система почвенной классификации для диагностики почв и создания легенд почвенных карт. Исправленная и дополненная версия 2015 / Науч. ред. перевода: М. И. Герасимова, П. В. Красильников. Переводчик: И. А. Спиридонова. ФАО и Моск. гос. ун-т им. М. В. Ломоносова, 2018. 203 с. [IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014. Int. soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Res. Rep. N. 106. 2014. FAO, Rome. 181 p.].

Пономарев Е. И., Харук В. И. Горимость лесов Алтае-Саянского региона в условиях наблюдаемых изменений климата // Сиб. экол. журн. 2016. № 1. С. 38–46 [Ponomarev E. I., Kharuk V. I. Gorimost' lesov Altae-Sayanskogo regiona v usloviyakh nablyudaemykh izmeneniy klimata (Wildfire occurrence in forests of the Altai-Sayan region under current climate changes) // Sib. Ekol. Zhurn. (Sib. Ecol. J.). 2016. V. 9. N. 1. P. 29–36 (in Russian with English abstract)].

Раковский В. Е., Каганович Ф. Л., Новичкова Е. А. Химия пирогенных процессов. Минск: АН БССР, 1959. 208 с. [Rakovskiy V. E., Kaganovich F. L., Novichkova E. A. Khimiya pirogennykh protsessov (Chemistry of pyrogenic processes). Minsk: AN BSSR (Acad. Sci. Belarus Sov. Soc. Rep.), 1959. 208 p. (in Russian)].

Сирин А. А., Макаров Д. А., Гуммерт И., Маслов А. А., Гульбе Я. И. Глубина прогорания торфа и потери углерода при лесном подземном пожаре // Лесоведение. 2019. № 5. С. 410–422 [Sirin A. A., Makarov D. A., Gummert I., Maslov A. A., Gul'be Ya. I. Glubina progoraniya torfa i poteri ugleroda pri lesnom podzemnom pozhare (Depth of peat burning and carbon losses from an underground forest fire) // Lesovedenie (For. Sci.). 2019. N. 5. P. 410–422 (in Russian with English abstract)].

Софронов М. А. Волокитина А. В. Пожары в заболоченных лесах Западной Сибири // Гидроморфные лесоболотные экосистемы. Красноярск: Ин-т леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР, 1986 С. 139–150 [Sofronov M. A. Volokitina A. V. Pozhary v zabolochennykh lesakh Zapadnoy Sibiri (Fires in swampy forests of Western Siberia) // Gidromorfnye lesobolotnye ekosistemy (Hydromorphic forest ecosystems). Krasnoyarsk: In-t lesa i drevesiny im. V. N. Sukacheva SO AN SSSR (V. N. Sukachev Inst. For. & Timber Sib. Br. USSR Acad. Sci.), 1986. P. 139–150 (in Russian)].

Софронов М. А., Волокитина А. В. Рекомендации по охране от пожаров южно-таежных заболоченных лесов Сибири. Красноярск: Ин-т леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 2012. 42 с. [Sofronov M. A., Volokitina A. V. Rekomendatsii po okhrane ot pozharov yuzhno-taezhnykh zabolochennykh lesov Sibiri (Recommendations for fire protection of the swampy forests in Southern taiga of Siberia). Krasnoyarsk: In-t lesa im. V. N. Sukacheva SO RAN (V. N. Sukachev Inst. For. Sib. Br. Rus. Acad. Sci.), 2012. 42 p. (in Russian)].

Фуряев В. В. Влияние уровней грунтовых вод на пожарное созревание заболоченных и болотных лесов Кеть-Чулымского междуречья // Вопросы лесной пирологии. Красноярск, 1970. С. 186–220 [Furyaev V. V. Vliyanie urovney gruntovykh vod na pozharnoe sozrevanie zabolochennykh i bolotnykh lesov Ket'-Chulymskogo mezhdurech'ya (Influence of ground water levels on fire maturation of swampy and bog forests of the Ket-Chulym interfluve) // Voprosy lesnoy pirologii (Questions of forest pyrology). Krasnoyarsk, 1970. P. 186–220 (in Russian)].

Халафян А. А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных: учеб. 3-е изд. М.: Бином-Пресс, 2007. 515 с. [Halafyan A. A. STATISTICA 6. Statisticheskiy analiz dannykh: ucheb. 3-e izd. (STATISTICA 6. Statistical data analysis: textbook. 3^rd ed.). Moscow: Binom-Press, 2007. 515 p. (in Russian)].

Benscoter B. W., Greenacre D., Turetsky M. R. Wildfire as a key determinant of peatland microtopography // Can. J. For. Res. 2015. V. 45. N. 8. P. 1132–1136.

Dyrness C. T., Norum R. A. The effects of experimental fires on black spruce forest floors in interior Alaska // Can. J. For. Res. 1983. V. 13. N. 5. P. 879–893.

Efremova T. T., Efremov S. P. Ecological effects of peat fire on forested bog ecosystems In: Fire in ecosystems of boreal Eurasia / J. G. Goldammer and V. Furyaev (Eds.). Springer Netherlands, 1996. P. 350–357.

Giovannini G., Lucchesi S., Giacheffi M. Soil aggregation and cementation as affected by heating // Trans. 13. Congr. Int. Soc. Soil Sci., Hamburg, 13–20 Aug., 1986. V. 2. P. 58–59.

Glukhova T. V., Sirin A. A. Losses of soil carbon upon a fire on a drained forested raised bog // Euras. Soil. Sci. 2018. V. 51. Iss. 5. P. 542–549 (Original Rus. Text © T. V. Glukhova, A. A. Sirin, 2018, publ. in Pochvovedenie. 2018. N. 5. P. 581–588).

Hu Y., Fernandez-Anez N., Smith T. E. L., Rein G. Review of emission from smouldering peat fire and their contribution to regional haze episodes // Int. J. Wildland Fire. 2018. V. 27. Iss. 5. P. 293–312.

Huang X., Rein G. Downward spread of smouldering peat fire: the role of moisture, density and oxygen supply // Int. J. Wildland Fire. 2017. V. 26. Iss. 11. P. 907–918.

Kasischke E. S., Johnstone J. F. Variation in post-fire organic layer thickness in a black spruce forest complex in interior Alaska and its effects on soil temperature and moisture // Can. J. For. Res. 2005. V. 35. N. 9. P. 2164–2177.

Lipatov D. N., Shcheglov A. I., Manakhov D. V., Brekhov P. T. Spatial heterogeneity in the properties of high-moor peat soils under local pyrogenesis in northeastern Sakhalin // Euras. Soil. Sci. 2016. V. 49. Iss. 2. P. 238–250 (Original Rus. Text © D. N. Lipatov, A. I. Shcheglov, D. V. Manakhov, P. T. Brekhov, 2016, publ. in Pochvovedenie. 2016. N. 2. P. 261–274).

Miyanishi K., Johnson E. A. Process and patterns of duff consumption in the mixedwood boreal forest // Can. J. For. Res. 2002. V. 32. N. 7. P. 1285–1295.

Pitkänen A., Turunen J., Tolonen K. The role of fire in the carbon dynamics of a mire eastern Finland // Holocene. 1999. V. 9. Iss. 4. P. 453–462.

Ponomarev E. I., Kharuk V. I. Wildfire occurrence in forests of the Altai-Sayan region under current climate changes // Contemp. Probl. Ecol. 2016. V. 9. Iss. 1. P. 29–36 (Original Rus. Text © E. I. Ponomarev, V. I. Kharuk, 2016, publ. in Sib. Ekol. Zhurn. 2016. N. 1. P. 38–46).

Poulter В., Christensen N. L., Halpin P. N. Carbon emissions from а temperate peat fire and its relevance to interannual variability of trace atmospheric greenhouse gases // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. Iss. D6. 11 p.

Tuitila E.-S., Väliranta M., Laine J., Korhola A. Quantifying patterns and controls of mire vegetation succession in a southern boreal bog using a combination of partial ordinations // J. Veget. Sci. 2007. V. 18. Iss. 6. P. 891–902.

Turetsky M. R., Wieder R. K. A direct approach to quantifying organic matter lost as a result of peatland wildfire // Can. J. For. Res. 2001. V. 31. N. 2. P. 363–366.

Wieder R. K., Scott K. D., Kamminga K. K., Vile M. A., Vitt D. H., Bone T., Xu B., Benscoter B. W., Bhatti J. S. Postfire carbon balance in boreal bogs of Alberta, Canada // Glob. Change Biol. 2009. V. 15. Iss. 1. P. 63–81.