Изменение верхних горизонтов почв и лизиметрических вод в первые годы после низового пожара в сосняке лишайниковом Республики Коми

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено изменение химического состава верхних горизонтов подзолов иллювиально-железистых (Albic Podzol) сосняков лишайниковых, пройденных беглым низовым пожаром на территории средней тайги Республики Коми. Выявлено, что через 2 сут после пожара общее содержание углерода в пирогенном горизонте (Qpyr) возрастает в 1.3 раза по сравнению с подстилкой условно-фонового участка. В ходе дальнейшей постпирогенной сукцессии общее содержание углерода в верхнем пирогенном горизонте уменьшается. Непосредственно после пожара выявлено возрастание содержания бензолполикарбоновых кислот в пирогенном горизонте в 14.5 раз по сравнению с подстилкой условно-фонового участка. Концентрация полициклических ароматических углеводородов в 7 раз превышает их содержание в подстилке исходного леса. Показано, что в первые 10 сут после пожара из-под пирогенного горизонта происходит “залповый” вынос углерода – 4 г/м2 и ПАУ – 11.5 мкг/м2. Повышенный по сравнению с условно-фоновым участком вынос прослеживается в первые три месяца. В ходе дальнейшей эволюции происходит приближение химического состава лизиметрических вод к условно-фоновым значениям, и через два года концентрация как углерода, так и ПАУ близка к условно-фоновым показателям.

Об авторах

И. В. Паюсова

Институт биологии ФИЦ Коми научного центра УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: pajusova@ib.komisc.ru
ORCID iD: 0000-0002-7169-3727
Россия, Сыктывкар

Д. Н. Габов

Институт биологии ФИЦ Коми научного центра УрО РАН

Email: pajusova@ib.komisc.ru
ORCID iD: 0000-0002-3786-9872
Россия, Сыктывкар

И. В. Груздев

Институт биологии ФИЦ Коми научного центра УрО РАН

Email: pajusova@ib.komisc.ru
ORCID iD: 0000-0002-6693-3925
Россия, Syktyvkar

А. А. Дымов

Институт биологии ФИЦ Коми научного центра УрО РАН

Email: pajusova@ib.komisc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1284-082X
Россия, Сыктывкар

Список литературы

  1. Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов / Под ред. Н.В. Лукиной. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2018. 232 с.
  2. Бескоровайная И.Н., Иванова Г.А., Тарасов П.А., Сорокин Н.Д., Богородская А.В., Иванов В.А., Конард С.Т., Макаре Д.Дж., Пирогенная трансформация почв сосняков средней тайги Красноярского края // Сибирский экологический журнал. Т. 1. 2005. С. 143–152.
  3. Брянин С.В. Миграция и аккумуляция зольных элементов в лесных ландшафтах под влиянием периодических пожаров на Амуро-Зейской равнине // Фундаментальные исследования. 2014. № 8-4. С. 859–863.
  4. Брянин С.В., Данилов А.В., Суслопарова Е.С., Иванов А.В. Пулы пирогенного углерода лесных почв Верхнего Приамурья // Лесоведение. 2022. № 3. С. 285–296. https://doi.org/10.31857/S0024114822030044
  5. Ведрова Э.Ф., Евдокименко М.Д., Безкоровайная И.Н., Мухортова Л.В., Чередникова Ю.С. Запасы углерода в органическом веществе послепожарных сосняков Юго-Западного Прибайкалья // Лесоведение. 2012. № 1. С. 3–13.
  6. Ведрова Э.Ф., Корсунов В.М. Миграция водорастворимых продуктов в почвах сосновых лесов // Почвы сосновых лесов Сибири. Красноярск: Ин-т леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН СССР, 1986. С. 24–33.
  7. Габов Д.Н., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М., Полициклические ароматические углеводороды в подзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почвах фоновых ландшафтов // Почвоведение. 2007. № 3. С. 282–291.
  8. Габов Д.Н., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М., Яковлева Е.В., Закономерности формирования полициклических ароматических углеводородов в почвах северной и средней тайги // Почвоведение. 2008. № 9. С. 66-74.
  9. Дымов А.А. Сукцессии почв в бореальных лесах Республики Коми. М.: ГЕОС, 2020. 336 c. https://doi.org/10.34756/GEOS.2020.10.37828
  10. Максимова Е.Ю., Цибарт А.С., Абакумов Е.В. Полициклические ароматические углеводороды в почвах, пройденных верховым и низовым пожаром // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15. № 3. С. 63–68.
  11. Полевой определитель почв России. М., 2008. 182 с.
  12. Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В., Бобкова К.С. Химический состав жидких атмосферных осадков в старовозрастных ельниках средней тайги // Геохимия. 2013. № 1. С. 72. https://doi.org/10.7868/S001675251211009X
  13. Тарасов П.А., Иванов В.А., Иванова Г.А., Безкоровайная И.Н., Постпирогенная динамика агрохимических показателей песчаных подзолов в сосняках Южной тайги // Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. XLI. № 2. С. 162–175. https://doi.org/10.53374/1993-0135-2023-2-162-175
  14. Baldock J.A., Preston C.M. Chemistry of carbon decomposition processes in forests as revealed by solid-state carbon-13 nuclear magnetic resonance // Carbon Forms and Functions in Forest Soils. Soil Science Society of America. Madison, Wisconsin, 1995. P. 89–117.
  15. Bento-Goncalves A., Vieira A., Ubeda X., Martin D. Fire and soils: Key concepts and recent advances // Geoderma. 2012. V. 191. P. 3–13. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2012.01.004
  16. Brodowski S., Rodionov A., Haumaier L., Glaser B. and Amelung W. Revised black carbon assessment using benzene polycarboxylic acids // Organic Geochemistry 2005. V. 36. Р. 1299–1310. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2005.03.011
  17. Certini G. Fire as a soil-forming factor // Ambio. 2014. V. 43. P. 191–195. https://doi.org/10.1007/s13280-013-0418-2
  18. Chebykina E.Y., Abakumov E.V., Kimeklis A.K., Gladkov G.V., Andronov E.E., Dymov A.A. Wildfires’ Effect on Soil Properties and Bacterial Biodiversity of Postpyrogenic Histic Podzols (Middle Taiga, Komi Republic) // Forests. 2024. 15. 145. https://doi.org/10.3390/f15010145
  19. Czimczik C.I., Schmidt M.W.I., Schulze E.D. Effects of increasing fire frequency on black carbon and organic matter in Podzols of Siberian Scots pine forests // Eur. J. Soil Sci. 2005. V. 56. P. 417–428. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2004.00665.x
  20. Dymov A.A., Abakumov E.V., Bezkorovaynaya I.N., Prokushkin A.S., Kuzyakov Y.V., Milanovsky Y.E. Impact of forest fire on soil properties (review) // Theor. Appl. Ecol. 2018. V. 4. P. 13–23. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2018-4-013-023
  21. Dymov A.A., Gorbach N.M., Goncharova N.N., Gabov D.N., Kutyavin I.N., Startsev V.V., Karpenko L.V., Mazur A.S., Grodnitskaya I.D. Holocene and recent fires influence on soil organic matter, microbiological and physico-chemical properties of peats in the European North-East of Russia // Catena. 2022. V. 217. P. 106449. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106449
  22. Dymov A.A., Startsev V.V., Yakovleva E.V., Dubrovskiy Y.A., Milanovsky E.Y., Severgina D.A., Panov A.V., Prokushkin A.S. Fire-induced alterations of soil properties in Albic Podzols developed under pine forests (middle taiga, Krasnoyarsky Kray) // Fire. 2023. V. 6. P. 67. https://doi.org/10.3390/fire6020067
  23. Egli M., Mastrolonardo G., Seiler R., Raimondi S., Favilli F., Crimi V., Krebs R., Cherubini P., Certini G. Charcoal and stable soil organic matter as indicators of fire frequency, climate and past vegetation in volcanic soils of Mt. Etna, Sicily // Catena. 2012. V. 88. Р. 14–26. https://doi.org/10.1016/j.catena.2011.08.006
  24. Forbes M.S., Raison R.J., Skjemstad J.O. Formation, transformation and transport of black carbon (charcoal) in terrestrial and aquatic ecosystems // Sci. Total Environ. 2006. V. 370. Р. 190–206. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2006.06.007
  25. Glaser B., Haumaier L., Guggenberger G. and Zech W. Black carbon in soils: The use of benzenecarboxylic acids as specific markers // Organic Geochemistry. 1998. V. 29. P. 811– 819.
  26. Ponomarev E.I., Zabrodin A.N., Shvetsov E.G., Ponomareva T.V. Wildfire Intensity and Fire Emissions in Siberia // Fire. 2023. V. 6. P. 246. https://doi.org/10.3390/fire6070246
  27. Preston C.M., Schmidt M.W.I. Black (pyrogenic) carbon: a synthesis of current knowledge and uncertainties with special consideration of boreal regions // Biogeosciences 2006. V. 3. P. 397-420.
  28. Reisser M., Purves R.S., Schmidt M.W.I., Abiven S. Pyrogenic carbon in soils: a literature-based inventory and a global estimation of its content in soil organic carbon and stocks // Frontiers of Earth Science. 2016. V. 4. P. 1–14. https://doi.org/10.3389/feart.2016.00080
  29. Startsev V., Gorbach N., Mazur A., Prokushkin A., Karpenko L., Dymov A. Macrocharcoal Signals in Histosols Reveal Wildfire History of Vast Western Siberian Forest-Peatland Complexes // Plants. 2022. V. 11. P. 3478. https://doi.org/10.3390/plants11243478
  30. Sushkova S.N., Minkina T. M., Dudnikova T. S. et al. Reduced plant uptake of PAHs from soil amended with sunflower husk bio // Eurasian J. Soil Sci. 2021. V. 10. P. 269–277. https://doi.org/10.18393/ejss.935397
  31. Vergnoux А., Malleret L., Asia L., Doumenq P., Theraulaz F. Impact of forest fires on PAH level and distribution in soils // Environmental Research. 2011. V. 111. P. 193–198. https://doi.org/10.1016/j.envres.2010.01.008
  32. Wiedemeier D.B., Brodowski S., Wiesenberg G.L.B. Pyrogenic molecular markers: Linking PAH with BPCA analysis // Chemosphere. 2015. V. 119. P. 432–437. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2014.06.046

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024