THE INFLUENCE OF FOREST FIRES ON THE FORMATION OF THE PROFILE OF PODZOLS

М.А. Надпорожская, Б.А. Павлов, Д.М. Мирин, К.Л. Якконен, А.М. Седова

Abstract


In recent years, the number and intensity of forest fires has increased and thus more attention is paid to studying the pyrogenic soils. Parameters under study include, the post-fire return of phosphorus, alkali and alkaline earth metals, etc. from burnt plants and forest floor to the soil, but the related dynamics of iron and aluminum compounds has been poorly studied. However, these two elements are crucial for soil-forming processes and the productivity of many soils, in particular of the podzols under the most fire-hazardous pine forests in dry habitats. The present analysis comparative geographic is based on literature and original data related to podzols on quartz sand, in which the eluvial-illuvial distribution of sesquioxide compounds along its profile is one of important diagnostic features. An increase in the frequency of forest fires disrupts the bio-pedogenic accumulation of R2O3 in podzol profile. It is suggested that sorption on charcoal and detritus does not compensate for the removal of iron and aluminum from the podzol profile. The problems of taxonomy of post-pyrogenic soils are discussed.

Keywords


Forest fires, dry pine forest, quartz sands, podzols

References


Алексеев ВА, Зимницкий ПВ. Статистические данные о биоразнообразии древесных ресурсов России на начало XXI века. СПб.: Санкт-Петербургский лесной экологический центр; 2006.

Аринушкина ЕВ. Химический анализ почв и грунтов. М.: МГУ; 1970.

Аристовская ТВ. Микробиология подзолистых почв. М.-Л.: Наука; 1965.

Бараш ИГ, Буланов ВА, Гладкочуб ДП, Донская ТВ, Иванов АВ, Летникова ЕФ, Миронов АГ, Сизых АИ, Скляров ЕВ. Интерпретация геохимических данных. М.: Интерметинжиниринг; 2001.

Безкоровайная ИН, Иванова ГА, Тарасов ПА, Сорокин НД, Богородская АВ, Иванов ВА, Конард СГ, Макрае ДДж. Пирогенная трансформация почв сосняков средней тайги Красноярского края. Сибирский экологический журнал. 2005;12;(1):143-152. Bezkorovainaya IN, Ivanova GA, Tarasov PA, Sorokin ND, Bogorodskaya AV, Ivanov VA, Konard SG, McRae DJ. Pyrogenic Transformation of Pine Stand Soil in Middle Taiga of Krasnoyarsk Region. Contemporary problems of Ecology. 2005;12;(1):143-152.

Брянин СВ. Миграция и аккумуляция зольных элементов в лесных ландшафтах под влиянием периодических пожаров на Амуро-Зейской равнине. Фундаментальные исследования. 2014;(8):859-863.

Виноградов АП. Проблемы геохимии и космохимии. Избранные труды. М.: Наука;1988.

Воробьева ЛА. Теория и практика химического анализа почв. М.: Геос; 2006.

Герасименко ГГ, Ипатов ВС. Влияние низовых пожаров на развитие сухих сосновых лесов на песчаных почвах. Вестник ЛГУ;1984;(9):32-36.

Герасимова МИ, Чертов ОГ, Надпорожская МА. Формы гумуса в почвенных классификациях. В кн.: Лесные почвы и функционирование лесных экосистем. Материалы III Всероссийской научной конференции с международным участием. 2019. с. 18-20.

Горшков ВВ. Характеристики восстановления лесных экосистем после пожаров. Доклады Академии наук. 1993;333;(6):811-813.

Горшков ВВ. Принципы и методы анализа давности и периодичности пожаров. Методы изучения лесных сообществ. СПб: ВВМ, 2002. с.201-213.

Горшков ВВ, Ставрова НИ. Возрастная структура популяций Pinus sylvestris L. в северотаежных лесах с различной давностью пожара. Растительные ресурсы. 2002а; (1): 3-24.

Горшков ВВ, Ставрова НИ. Динамика возобновления сосны обыкновенной при восстановлении бореальных сосновых лесов после пожаров. Бот. журн. 2002б;87;(2): 62-77.

Горшков ВВ, Ставрова НИ, Баккал ИЮ. Динамика восстановления лесной подстилки в бореальных сосновых лесах после пожаров. Лесоведение. 2005;(3):37-45.

Гынинова АБ, Дыржинов ЖД, Куликов АИ, Гынинова БД, Гончиков БН. Послепожарная эволюция песчаных почв под сосновыми лесами в Прибайкалье. Почвоведение. 2019;(4):451-463.

Гынинова АБ, Убугунов ЛЛ, Куликов АИ, Гынинова БД, Гончиков БМ, Бадмаев НБ, Сымпилова ДП. Послепожарная эволюция лесных экосистем на песчаных террасах юго-восточного Прибайкалья. Сибирский экологический журнал. 2020;27;(010):13-25.

Дымов АА, Дубровский ЮА, Габов ДН. Пирогенные изменения подзолов иллювиально-железистых (средняя тайга, республика Коми). Почвоведение. 2014;(2): 144-154.

Журкова ИС. Влияние низового пожара на перераспределение химических элементов. Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2014;3;(2):246-250.

Забоева ИВ. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар: Коми книжное издательство; 1975.

Ипатов ВС, Мирин ДМ. Описание фитоценоза: методические рекомендации. СПб: ВВМ; 2008.

Исаев АС, Коровин ГН. Лес как национальное достояние России. Лесоведение. 2013;(5):5-12.

Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена; 2004.

Краснощеков ЮН, Безкоровайная ИН, Кузьмиченко ВВ. Трансформация свойств лесной подстилки. Почвоведение. 2007;(2):171-178.

Методы изучения лесных сообществ. СПб: СПбГУ; 2002.

Морозова РМ. Лесные почвы Карелии. Л.: Наука; 1991.

Морозова Р М, Федорец НГ. Современные процессы почвообразования в хвойных лесах Карелии. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН; 1992.

Павлов БА, Вариончик СВ, Павлова МР. Подзолы на песках в центральной Якутии. В кн.: Тезисы докладов V Международной. нау. конф.: «Отражение био-гео-антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове». Томск: ТГУ; 2015, с. 73-76.

Пестряков ВК. Почвы Ленинградской области. Л.: Лениздат; 1973.

Пономарева ВВ. Теория подзолообразовательного процесса. М.–Л.: Наука; 1964.

Розанов БГ. Морфология почв. М.: Академический проект; 2004.

Санников СН. Экологические катастрофы и микроэволюция популяций. Эко-потенциал. 2014;(2;6):42-54.

Сапожников АП, Карпачевский ЛО, Ильина ЛС. Послепожарное почвообразование в кедровошироколиственных лесах. Лесной вестник. 2001;(1):132-165.

Стрелкова АА, Морозова РМ. О соотношении процессов биогенной аккумуляции и миграции веществ в подзолистых почвах Карелии. Почвоведение. 1979; (6):62-74.

Тонконогов ВД. Автоморфное почвообразование в тундровой и таежной зонах ВосточноЕвропейской и Западно-Сибирской равнин. М.: Почв. ин-т им В.В. Докучаева; 2010.

Тарабукина ВГ, Саввинов ДД. Влияние пожаров на мерзлотные почвы. Новосибирск: Наука (Сибирское отделение);1990.

Урбан АА, Галанин АА, Чжан ТР. Литолого-минералогическая характеристика перевеваемого песчаного комплекса «Кызыл-Сырский». Разведка и охрана недр. 2013;(12): 23-27.

Чевычелов АП. География, состав и свойства пирогенно-трансформированных мерзлотных почв Якутии. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013;(8):193-196.

Чертов ОГ. О гумусе поверхностно-подзолистых лесных почв Карельского перешейка. Почвоведение. 1973;(1):35-42.

Чертов ОГ. Экология лесных земель (почвенно-экологическое исследование лесных местообитаний). Л.: Наука; 1981.

Чертов ОГ, Надпорожская МА. Формы гумуса: концепции, классификации, перспективы развития и использования. Почвоведение. 2018;(10):1-13.

Шаяхметова АФ, Надпорожская МА, Ковш НВ. Трансформация соединений азота в почвах сосновых лесов. Материалы IX Международной Экологической школы-конференции в усадьбе «Сергиевка». СПб.: ВВМ; 2014, с. 290-294.

Alekseev VA, Zimnickij PV. Statisticheskie dannye o bioraznoobrazii drevesnyh resursov Rossii na nachalo XXI veka. SPb.: Sankt-Peterburgskij lesnoj ekologicheskij centr; 2006.

Arinushkina EV. Himicheskij analiz pochv i gruntov. M.: MGU; 1970.

Aristovskaya TV. Mikrobiologiya podzolistyh pochv. M.-L.: Nauka; 1965.

Barash IG, Bulanov VA, Gladkochub DP, Donskaya TV, Ivanov AV, Letnikova EF, Mironov AG, Sizyh AI, Sklyarov EV. Interpretaciya geohimicheskih dannyh. M.: Intermetinzhiniring; 2001.

Bezkorovainaya IN, Ivanova GA, Tarasov PA, Sorokin ND, Bogorodskaya AV, Ivanov VA, Konard SG, McRae DJ. Pyrogenic Transformation of Pine Stand Soil in Middle Taiga of Krasnoyarsk Region. Contemporary problems of Ecology. 2005;12;(1):143-152.

Bryanin SV. Migraciya i akkumulyaciya zol'nyh elementov v lesnyh landshaftah pod vliyaniem periodicheskih pozharov na Amuro-Zejskoj ravnine. Fundamental'nye issledovaniya. 2014;(8):859-863.

Vinogradov AP. Problemy geohimii i kosmohimii. Izbrannye trudy. M.: Nauka;1988.

Vorob'eva LA. Teoriya i praktika himicheskogo analiza pochv. M.: Geos; 2006.

Gerasimenko GG, Ipatov VS. Vliyanie nizovyh pozharov na razvitie suhih sosnovyh lesov na peschanyh pochvah. Vestnik LGU;1984;(9):32-36.

Gerasimova MI, Chertov OG, Nadporozhskaya MA. Formy gumusa v pochvennyh klassifikaciyah. V kn.: Lesnye pochvy i funkcionirovanie lesnyh ekosistem. Materialy III Vserossijskoj nauchnoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. 2019. s. 18-20.

Gorshkov VV. Harakteristiki vosstanovleniya lesnyh ekosistem posle pozharov. Doklady Akademii nauk. 1993;333;(6):811-813.

Gorshkov VV. Principy i metody analiza davnosti i periodichnosti pozharov. Metody izucheniya lesnyh soobshchestv. SPb: VVM, 2002. s.201-213.

Gorshkov VV, Stavrova NI. Vozrastnaya struktura populyacij Pinus sylvestris L. v severotaezhnyh lesah s razlichnoj davnost'yu pozhara. Rastitel'nye resursy. 2002a; (1): 3-24.

Gorshkov VV, Stavrova NI. Dinamika vozobnovleniya sosny obyknovennoj pri vosstanovlenii boreal'nyh sosnovyh lesov posle pozharov. Bot. zhurn. 2002b;87;(2): 62-77.

Gorshkov VV, Stavrova NI, Bakkal IYU. Dinamika vosstanovleniya lesnoj podstilki v boreal'nyh sosnovyh lesah posle pozharov. Lesovedenie. 2005;(3):37-45.

Gyninova AB, Dyrzhinov ZHD, Kulikov AI, Gyninova BD, Gonchikov BN. Poslepozharnaya evolyuciya peschanyh pochv pod sosnovymi lesami v Pribajkal'e. Pochvovedenie. 2019;(4):451-463.

Gyninova AB, Ubugunov LL, Kulikov AI, Gyninova BD, Gonchikov BM, Badmaev NB, Sympilova DP. Poslepozharnaya evolyuciya lesnyh ekosistem na peschanyh terrasah yugo-vostochnogo Pribajkal'ya. Sibirskij ekologicheskij zhurnal. 2020;27;(010):13-25.

Dymov AA, Dubrovskij YUA, Gabov DN. Pirogennye izmeneniya podzolov illyuvial'no-zhelezistyh (srednyaya tajga, respublika Komi). Pochvovedenie. 2014;(2): 144-154.

Zhurkova IS. Vliyanie nizovogo pozhara na pereraspredelenie himicheskih elementov. Geologiya i mineral'no-syr'evye resursy Sibiri. 2014;3;(2):246-250.

Zaboeva IV. Pochvy i zemel'nye resursy Komi ASSR. Syktyvkar: Komi knizhnoe izdatel'stvo; 1975.

Ipatov VS, Mirin DM. Opisanie fitocenoza: metodicheskie rekomendacii. SPb: VVM; 2008.

Isaev AS, Korovin GN. Les kak nacional'noe dostoyanie Rossii. Lesovedenie. 2013;(5):5-12.

Klassifikaciya i diagnostika pochv Rossii. Smolensk: Ojkumena; 2004.

Krasnoshchekov YUN, Bezkorovajnaya IN, Kuz'michenko VV. Transformaciya svojstv lesnoj podstilki. Pochvovedenie. 2007;(2):171-178.

Metody izucheniya lesnyh soobshchestv. SPb: SPbGU; 2002.

Morozova RM. Lesnye pochvy Karelii. L.: Nauka; 1991.

Morozova R M, Fedorec NG. Sovremennye processy pochvoobrazovaniya v hvojnyh lesah Karelii. Petrozavodsk: Karel'skij nauchnyj centr RAN; 1992.

Pavlov BA, Varionchik SV, Pavlova MR. Podzoly na peskah v central'noj YAkutii. V kn.: Tezisy dokladov V Mezhdunarodnoj. nauch. konf.: «Otrazhenie bio-geo-antroposfernyh vzaimodejstvij v pochvah i pochvennom pokrove». Tomsk: TGU; 2015, s. 73-76.

Pestryakov VK. Pochvy Leningradskoj oblasti. L.: Lenizdat; 1973.

Ponomareva V V. Teoriya podzoloobrazovatel'nogo processa. M.–L.: Nauka; 1964.

Rozanov BG. Morfologiya pochv. M.: Akademicheskij proekt; 2004.

Sannikov SN. Ekologicheskie katastrofy i mikroevolyuciya populyacij. Eko-potencial. 2014;(2;6):42-54.

Sapozhnikov AP, Karpachevskij LO, Il'ina LS. Poslepozharnoe pochvoobrazovanie v kedrovoshirokolistvennyh lesah. Lesnoj vestnik. 2001;(1):132-165.

Strelkova AA, Morozova RM. O sootnoshenii processov biogennoj akkumulyacii i migracii veshchestv v podzolistyh pochvah Karelii. Pochvovedenie. 1979;(6):62-74.

Tonkonogov VD. Avtomorfnoe pochvoobrazovanie v tundrovoj i taezhnoj zonah Vostochno-Evropejskoj i Zapadno-Sibirskoj ravnin. M.: Pochv. in-t im V.V. Dokuchaeva; 2010.

Tarabukina VG, Savvinov DD. Vliyanie pozharov na merzlotnye pochvy. Novosibirsk: Nauka (Sibirskoe otdelenie);1990.

Urban AA, Galanin AA, Chzhan TR. Litologo-mineralogicheskaya harakteristika perevevaemogo peschanogo kompleksa «Kyzyl-Syrskij». Razvedka i ohrana nedr. 2013;(12): 23-27.

Chevychelov AP. Geografiya, sostav i svojstva pirogenno-transformirovannyh merzlotnyh pochv YAkutii. Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovanij. 2013;(8):193-196.

Chertov OG. O gumuse poverhnostno-podzolistyh lesnyh pochv Karel'skogo pereshejka. Pochvovedenie. 1973;(1):35-42.

Chertov OG. Ekologiya lesnyh zemel' (pochvenno-ekologicheskoe issledovanie lesnyh mestoobitanij). L.: Nauka; 1981.

Chertov OG, Nadporozhskaya MA. Formy gumusa: koncepcii, klassifikacii, perspektivy razvitiya i ispol'zovaniya. Pochvovedenie. 2018;(10):1-13.

Shayahmetova AF, Nadporozhskaya MA, Kovsh NV. Transformaciya soedinenij azota v pochvah sosnovyh lesov. Materialy IX Mezhdunarodnoj Ekologicheskoj shkoly-konferencii v usad'be «Sergievka». SPb.: VVM; 2014, s. 290-294.Bodi Merche B, Doerr Stefan H, Cerdа Artemi, Mataix-Solera Jorge. Hydrological effects of a layer of vegetation ash on underlying wettable and water repellent soil.Geoderma. 2012; 191: 14-23.

Certini G. Fire as a soil forming factor. Ambio. 2014;43:191-195.

Dymov AA, Gabov DN. Pyrogenic alterations of Podzols at the North-east European part of Russia: Morphology, carbon pools, PAH content. Geoderma. 2015; 241-242: 230-237.

Duchaufour Ph, Souchier B. Roles of iron and clay in Genesis of acid soils under a humid, temperate climate. Geoderma. 1978; 20; (1): 15-26.

Giesler R, Ilvesniemi H, Nyberg L, van Hees P, Starr M, Bishop K, Kareinen T, Lundstrom US. Distribution and mobilization of Al, Fe and Si in three podzolic soil profiles in relation to the humus layer. Geoderma. 2000;94;(2-4): 249-263.

Gonzalez-Perez JA, Gonza.lez-Vila FJ, Almendros G, Knicker H. The effect of fire on soil organic matter—a review. Environ Int. 2004; 30:855-870.

Kurth VJ, Hart S C, Ross ChS, Kaye JP, Fule PZ. Stand-replacing wildfires increase nitrification for decades in southwestern ponderosa pine forests. Oecologia. 2014;175;(1):395-407.

Lundstrom US, et Аl. Advances in understanding the podzolization process resulting from a multidisciplinary study of three coniferous forest soils in the Nordic Countries. Geoderma. 2000;94:335-353.

Nadporozhskaya MA, Chertov OG, Bykhovets SS, Shaw CH, Maksimova EY, Abakumov EV. Recurring surface fires cause soil degradation of forest land: A simulation experiment with the EFIMOD model. Land Degrad Dev. 2018;29;(7):2222-2232.

Neary DG, Klopatek СС, DeBano LF, Ffolliott PF. Fire effects on belowground sustainability: a review and synthesis. Forest Ecology and Management. 1999;122:51-71.

Wang J, Xiong Zh, Kuzyakov Ya. Biochar stability in soil: meta-analysis of decomposition and priming effects. Bioenergy. 2016;8;(3):512-523.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v12i1.525

Refbacks

  • There are currently no refbacks.