Влияние лесных пожаров на почву

Лесные пожары оказывают огромное влияние на почву. Так, пожары сильной интенсивности возникают в районах с длительной сезонной мерзлотой, где древесные породы имеют поверхностную корневую систему, способствуют образования бугристо-западного микрорельефа (результат послепожарного ветровала деревьев.) В плане бугристо-западный микрорельеф представляет собой сочетание микроповышений и микропонижений (ветровальные ямы). Площадь свежих ветровальных ям достигает 2,7 — 4,3 м²; со временем они постепенно засыпают и уменьшаются до 0,4 — 1,0 м². Неотъемлемой частью микрорельефа является упавшие стволы деревьев (валежины), процесс разложения которых может идти очень долго (Частухин, Николаевская, 1969).

Образование подобных форм рельефа влечет за собой нарушение почвенного покрова, вызывает перемещение 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). Кроме изменения естественного строения профиля, почвы отдельных элементов микрорельефа отличаются водно-температурным режимом, реакцией среды, содержанием гумуса, обменных катионов, питательных веществ, показателями биологической активности.

Выявлено, что количество золы от сгорания упавших стволов может достичь 3,8 — 9,9 кг/м². При этом кислотность подстилок через 2 недели после прохождения огня различна на участках с разной интенсивностью пожара. Гидролиз органики сопровождается сдвигом кислотности в сторону нейтрализации. При сильной интенсивности пожара рН водной вытяжки из золы может достичь величин 7,34 — 9,39 кг/м².

Изменение кислотности верхних горизонтов почв наиболее заметно в год прохождения пожара или на следующий. В нижележащих горизонтах сдвиг реакции среды часто происходит с некоторым запозданием во времени (Горбачев и др., 1982). Нейтрализация горизонтов идет постоянно, по мере проникновения в почвенную толщу влаги атмосферных осадков.

Продукты пиролиза подстилки и опада, поступая в почву в окисленном состоянии, повышают общий уровень окислительных реакций в почве, а сдвиг рН в нейтральный или щелочной интервал способствует переводу железа и марганца из восстановленного в окисное состояние и выпаденного их в осадок, что сопровождается также повышением окислительно-восстановительного потенциала (Таблица 1).Улучшение окислительно-восстановительных условий в почве отражается и на емкости обмена. При этом в случае сгорания гумуса содержание обменных оснований резко снижается, а без потери его — увеличивается (Таблица 2). Увеличение обменных оснований связано 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 (Горбачев и др., 1982). Это явление отмечалось исследователями и на Урале (Арефьева, Колесников, 1963; Фирсова, 1969; и др.).

Наиболее благоприятные условия для питания растений создаются в почвах после прохождения огня средней интенсивности. Спустя четыре года происходит выравнивание в содержании питательных элементов на участках, пройденных огнем различной интенсивности, и на контроле (Горбачев и др., 1982).

Влияние огня существенно отражается на биологическом состоянии почв. Наиболее благоприятные условия (продуцирования углекислоты, активность каталазы, уреазы) создаются в почвах после прохождения огня средней интенсивности пожаров с потерей гумуса происходит резкая депрессия биологических процессов.

Исследователем Н. Д. Сорокиной (1983) установлено, что пожары сильной интенсивности резко изменяют соотношение основных групп в микробных комплексах — практически исчезает мицелий грибов и актиномицетов; на средах преобладают споровые формы микроорганизмов и бактерии, использующие минеральный азот; снижается численность аммонификаторов и целлюлозоразрушающих форм микроорганизмов; возрастает олиготрофность почв в отношении азота. Однако пожары слабой и средней интенсивности вызывают некоторую активизацию микробиологических процессов и способствуют усилению биологического круговорота и улучшению питания растений.

Анализируя полученные данные и материалы других исследователей, можно прийти к выводу, что пожары, особенно в районах с небольшим количеством атмосферных осадков, являются важным экологическим фактором рельефообразования и почвообразования. После пожарный ветровал деревьев создает бугристо — западный микрорельеф. Возникающая при этом в почвах перераспределения тепла и влаги, элементов питания приводит к нарушению естественного хода почвообразовательного процесса.

С часто повторяющимися пожарами в значительной степени связана маломощность гумусовых горизонтов в почвах континентальность районов Среднего Приморья и вариабельность их свойств. Пожары наряду с другими факторами почвообразования тормозят развитие элементного процесса. Пожары, являясь фактором, определяющим смену древесных пород, существенно влияют на количество поступающих в почву органических веществ и энергии, а следовательно, и на направленность почвообразования.