 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Влияние пожаров на почвыПожарам 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
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
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
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: 3694 | Нарушение авторских прав |