АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Влияние пожаров на почвы

Прочитайте:
  1. N 94. Ведущее влияние на работу
  2. VI. Соотношения и взаимное влияние духовных и душевных переживаний при аффективных психозах
  3. Адсорбционные равновесия и процессы на подвижной и неподвижной границах раздела фаз. Влияние различных факторов на величину адсорбции.
  4. Алкоголизм, обусловленный влиянием среды и семьи
  5. Атмосферное давление. Влияние атмосферного давления на организм. Горная и кессонная болезнь.
  6. БАД, оказывающие влияние на клеточный и гуморальный иммунитет
  7. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ, ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ.
  8. Боли возникают преимущественно под влиянием механических раздражителей и сопровождаются кровоточивостью из зуба, редко наблюдаются самопроизвольные боли
  9. В ЧЕМ ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО БЕГА НА ОРГАНИЗМ?
  10. Взаимовлияние Я-концепции и поведения, ведущего к зависимости от наркотиков

Пожарам в системе деградации растительного и почвенного покрова принадлежит особое место, что обусловлено их специфическим воздействием на окружающую среду.

Формирование растительного покрова таежной зоны повсеместно сопровождается лесными пожарами различной силы и интенсивности. Н.П. Курбатский (1964) показал, что с начала голоцена ежегодно возникает несколько тысяч лесных пожаров, которые способны быстро распространяться на большие территории. Причем молнии являются причиной лишь 8-9% пожаров от общего числа в нашей стране (Софронов, Вакулов, 1981). Остальные пожары полностью связаны с деятельностью человека. Большинство лесоводов пожары рассматривают как мощный экологический фактор формирования лесов (Колесников и др., 1973; Фуряев, 1974, 1977; Roe, beufait, 1971; Rowe, Scotter, 1973; Viereck, 1973). Пожары вызывают смену древесных пород, влияют на возрастное строение древостоев, нарушают и изменяют видовой состав травяно-кустарничкового яруса (Новосельцева, 1965). По данным Р. Дажо (1975), лесные пожары ежегодно уничтожают 2 млн т органических веществ.

Велико влияние лесных пожаров на почвообразование. Имеется достаточно много работ, как у нас в стране, так и за рубежом, в которых показаны изменения физических, химических, физико-химических, биохимических и биологических свойств почв под влиянием пожаров (Арефьева, 1963; Арефьева, Колесников, 1964; Фирсова, 1969; Орфанитский, Орфанитская, 1971; Каплюк, Поляков, 1980; Horwood, Jackon, 1975; Christensen, 1977; Flinn, Hormans, Farrel, Jamec, 1979; Ellis, Graley, 1983).

Всесторонние исследования по влиянию лесных пожаров разной интенсивности на почву были проведены лабораторией лесного почвоведения Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН на Братском стационаре в Среднем Приангарье (Попова, 1978, 1979, 1980; Горбачев и др., 1982).

Характер воздействия на окружающую среду обусловлен типом пожаров. В лесоводстве выделяют три группы пожаров: верховые, низовые и подземные. Около 80% всех пожаров составляют низовые пожары. Именно при этих пожарах горят не только нижние ярусы леса, но и повреждаются корневые системы, выгорает подстилка, гумус.

Прежде всего нужно отметить, что пожары сильной интенсивности (полное уничтожение подстилки и части гумусового горизонта) в районах с длительной сезонной мерзлотой, где древесные породы имеют поверхностную корневую систему, способствуют образованию бугристо-западинного микрорельефа (результат послепожарного ветровала деревьев). В плане бугристо-западинный микрорельеф представляет собой сочетание микроповышений и микропонижений (ветровальные ямы). Площадь свежих ветровальных ям достигает 2,7-4,3 м2; со временем они постепенно засыпаются и уменьшаются до 0,4-1,0 м2. Неотъемлемой частью микрорельефа являются упавшие стволы деревьев (валежины), процесс разложения которых идет очень долго.

Образование подобных форм рельефа влечет за собой нарушение почвенного покрова, вызывает перемешивание разных генетических горизонтов и в целом, на отдельных участках прерывает и изменяет направление почвообразовательного процесса. С этим, в значительной степени связана большая вариабельность свойств почв (Горбачев, Попова, 1977). Данные, полученные при закладке траншей на таежной осолоделой красно-бурой и дерново-псевдоподзолистой супесчаной почвах, хорошо иллюстрируют нарушения почвенного покрова (рис. 1). Кроме изменения естественного строения профиля, почвы отдельных элементов микрорельефа отличаются водно-тепловым режимом, реакцией среды, содержанием обменных катионов.

Выявлено, что количество золы от сгорания упавших стволов деревьев может достигать 3,8-9,9 кг/м2. Пиролиз органических веществ сопровождается сдвигом кислотности в сторону нейтрализации. При сильной интенсивности пожара рН водной вытяжки из золы может достигать 7,3-9,4. Изменение кислотности верхних горизонтов почв наиболее заметно в год прохождения пожара или на следующий. В нижележащих горизонтах сдвиг реакции среды происходит с некоторым запаздыванием во времени. Нейтрализация горизонтов идет постепенно, по мере проникновения в почвенную толщу влаги атмосферных осадков.

Продукты пиролиза опада и подстилки, поступая в почву в окисленном состоянии, повышают общий уровень окислительных реакций в почве, а сдвиг реакции в нейтральный или щелочной интервал способствует переводу железа и марганца из восстановленного в окисное состояние и выпадению их в осадок, что сопровождается также повышением окислительно-восстановительного потенциала (табл. 13). Улучшение окислительно-восстановительных в почве отражается

 

Таблица 13

Изменение окислительно-восстановительного потенциала дерново-псевдоподзолистой супесчаной почвы в зависимости от интенсивности пожара, мВ

 

Глубина, см   Контроль Интенсивность пожара
слабая средняя сильная очень сильная
подстилка          
0-5          
5-10          
10-20          
20-30          

 

и на содержании обменных катионов. При этом в случае сгорания гумуса содержание обменных оснований резко снижается, а без потери его – увеличивается (табл. 14). Увеличение обменных оснований

 

Таблица 14

Влияние пожаров на содержание обменных оснований в дерново-псевдоподзолистой супесчаной почве, мг-экв/100 г почвы

 

Интенсивность пожара Глубина, см Кальций Магний
  Контроль 0-5 5-10 10-20 20-30 2,96 1,52 1,52 1,52 1,12 0,88 0,45 0,56
    Слабая 0-5 5-10 10-20 20-30 2,68 1,64 1,12 1,00 0,96 0,72 0,64 0,96  
    Средняя 0-5 5-10 10-20 20-30 6,24 2,00 1,64 0,96 0,90 0,88 0,78 1,20  
  Сильная без потери гумуса 0-5 5-10 10-20 20-30 8,64 1,21 1,47 1,55 1,84 1,03 0,48 1,04  
  Сильная с потерей гумуса 0-5 5-10 10-20 20-30 1,99 0,95 0,86 0,95 0,73 0,42 0,87 0,95  

 

с появлением в почвенном растворе дополнительных доз кальция и магния, способных в условиях нейтральной и щелочной реакции к обмену.

Повышение температуры поверхностных горизонтов почв после прохождения огня вызывает резкое увеличение в них содержания аммиачного азота, фосфора и калия (табл. 15). Это явление отмечалось

 

Таблица 15

Содержание питательных элементов в дерново-псевдоподзолистой супесчаной почве после пожара, мг/100 г почвы

 

Интенсивность пожара Глубина, см NH4 P2O5 K2O
    Контроль 0-5 5-10 10-20 20-30 19,2 12,2 9,9 9,8 4,6 4,6 3,6 5,0 5,2 5,2 4,8 10,1
  Очень слабая 0-5 5-10 10-20 20-30 30,6 14,4 9,1 9,7 5,0 5,0 3,2 3,4 4,8 4,8 11,5 3,0
    Слабая 0-5 5-10 10-20 20-30 35,5 24,0 9,2 9,4 4,6 4,6 2,6 3,2 4,8 4,8 6,8 10,8
    Средняя 0-5 5-10 10-20 20-30 41,7 11,7 11,7 7,2 15,5 15,5 2,8 2,4 5,8 5,8 11,8 11,8
  Сильная без потери гумуса 0-5 5-10 10-20 20-30 93,6 16,4 10,4 5,0 14,5 14,5 3,0 2,8 10,5 10,5 6,5 11,0
  Сильная с потерей гумуса 0-5 5-10 10-20 20-30 42,0 17,4 17,6 5,5 5,0 5,0 3,0 3,2 13,8 13,8 9,5 8,0

 

исследователями и на Урале (Арефьева, Колесников, 1963; Фирсова, 1969 и др.).

Интегральное действие пожаров заключается в перестройке биогеоценоза в целом. Происходят смены основных растений-эдификаторов, животного населения, микроорганизмов. Меньшее воздействие высоких температур испытывают почвообразующие породы, за исключением тех случаев, когда они выходят на поверхность. Более устойчивыми к пожарам оказываются гидроморфные почвы.

Пожары приводят к серьезным изменениям в пределах почвенного профиля. Особенно активны процессы потери гумуса при выгорании подстилки и верхнего гумусового горизонта. Кроме того, происходит деградация первичных минералов и глинистой плазмы. Изменения в морфологии наиболее заметны в верхних горизонтах (широкое распространение угольков, сохранение охристых тонов в окраске горизонтов).

Выгорание подстилки приводит к изменению залегания почвенных горизонтов. По мере становления растительности начинает формироваться новая подстилка, но бывшие пирогенные горизонты сохраняются длительное время. В результате пожаров изменяется кислотность почв, обычно в сторону подщелачивания. В образующейся после пожаров золе отмечается потеря наиболее подвижных элементов. К их числу относятся калий, натрий, магний, марганец.

В послепожарный период увеличивается подвижность органического вещества, в их составе увеличивается количество наиболее агрессивных фракций, представленных фульвокислотами.

Существенные изменения происходят и в термическом режиме почв. На гарях, по сравнению с ненарушенными участками, отмечается увеличение температуры от 3 до 6-10о. К деградационным явлениям относятся также ухудшение структуры, увеличение плотности, возникновение трещин.

Деградация лесных почв после пожаров связана и с изменением водного режима. Как правило, лесные почвы после пожаров склонны к временному или длительному заболачиванию. Период заболачивания сопровождается интенсивным проявлением процессов оглеения, сегрегацией железа, господством восстановительных процессов. Это приводит к потере важнейших элементов из профиля почвы.

Восстановление свойств почв происходит в зависимости от силы воздействия огня и их гранулометрического состав. Например, в меньшей степени воздействие пожаров касается песчаных и супесчаных почв. Длительность восстановления может растягиваться от 1 до 20 лет. Некоторые изменения могут сохраняться чрезвычайно длительное время.

Таким образом, под воздействием пожаров возникают следующие деградационные процессы в почвах:

● выгорание подстилки и потеря гумуса, увеличение в его составе агрессивных фракций;

● нарушение водного режима;

● временное или длительное заболачивание;

● потеря почвенного мелкозема, иногда всей почвенной массы;

● изменение термического режима почв;

● ухудшение структуры, увеличение плотности.

Важнейшим последствием этих нарушений является как изменение собственно почвенных свойств, снижающих устойчивость почв, так и кардинальная смена биологического круговорота.

 

Контрольные вопросы

1. В каких случаях происходит сильное переуплотнение почв при работе сельскохозяйственной техники?

2. Что происходит с черноземами при орошении их слабощелочными водами?

3. Как изменяются вводно-физические свойства почв при использовании тяжелой лесозаготовительной техники?

4. происходят в макроструктурном состоянии почв при использовании комплекта машин ВМ-4 = 2Лп-18А?

5. Как изменяется состав микрофлоры почв на вырубках?

6. Изменяется ли ферментативная активность почв при использовании валочных машин?

7. В каких условиях нельзя использовать валочные машины?

8. Что необходимо делать для предотвращения эрозии почв и переуплотнения генетических горизонтов при использовании тяжелой агрегатной лесозаготовительной техники?

9. Почему пожары являются экологическим фактором формирования лесов?

10. К чему приводят пожары сильной интенсивности?

11. Как изменяются физико-химические свойства почв при пожарах разной интенсивности?

 

 


Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 3474 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.006 сек.)