ПОСТПИРОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ И ЗАПАСОВ ПОЧВЕННОГО УГЛЕРОДА В ПРЕДТУНДРОВЫХ РЕДКОЛЕСЬЯХ КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ: КАСКАДНЫЙ ЭФФЕКТ И ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ
https://doi.org/10.15356/0373-2444-2015-3-129-140
Аннотация
Установлено, что высокое разнообразие плакорных экосистем предтундровых редколесий Нижней Колымы обусловлено частыми пожарами. От силы и давности пожара зависит тип сукцессий, мощность деятельного слоя, степень оглеенности почвенного профиля, интенсивность процессов криогенного массообмена, величина запасов углерода, классификационный статус почв. Постпирогенные трансформации растительности, почв и древесных пород развиваются по каскадному принципу, когда каждое предыдущее изменение генерирует и усиливает последующее изменение. Активно работают механизмы обратных связей. В первые годы после пожара наблюдается ожидаемое снижение запасов углерода органогенных горизонтов (∆ = –3.4 кг С /м2 ), однако на более поздних стадиях возникает постпирогенный эффект избыточного (по отношению к первоначальному) накопления ОВ на минеральной поверхности (∆ = +1.7 кг С/м2 ). Такие последствия пожаров как опускание–поднятие кровли мерзлоты и интенсификация криогенного массообмена в условиях активного накопления органического вещества верхних горизонтов могут приводить к постпирогенному росту пула углерода минеральной толщи (∆ = +2.5 кг С/м2 ). Время, необходимое для восстановления после сильного пожара исходных запасов почвенного Сорг, составляет 60–200 лет.
Ключевые слова
предтундровые редколесья,
почвы,
почвенный углерод,
деятельный слой,
лесные пожары,
экстремальные условия почвообразования,
пирогенные катастрофы
При поддержке: Президиум РАН, РНФ
Список литературы
1. Богданов В.В. Влияние низовых пожаров на органическое вещество почвы в криолитозоне Центральной Эвенкии. Автореф. ... дис. канд. биол. наук: Красноярск. 2010. 20 с.
2. Ведрова Э.Ф., Мухортова Л.В., Безкоровайная И.Н. и др. Органическое вещество почв лиственничников Северной тайги // Почвоведение. 2002. № 8. С. 967–974.
3. Габышева Л.П. Влияние пожаров на структуру и фитомассу лесных сообществ центральной Якутии // Совр. пробл. науки и образования. 2012. № 6.
4. Губин С.В. Динамика формирования структуры тундровых мерзлотных неглеевых почв (тундровых криоземов) // Почвоведение. 1993. № 10. С. 62–70.
5. Губин С.В. Палеогеографические аспекты почвообразования на Приморских низменностях Якутии. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1987. 27 с.
6. Губин С.В. Позднеплейстоценовое почвообразование на лёссово-ледовых отложениях Северо-Востока Евразии. Автореф. дис. ... докт. биол. наук: 1999. 36 c.
7. Губин С.В., Лупачев А.В. Подходы к выделению и изучению погребенных почв в мерзлых толщах отложений ледового комплекса // Криосфера Земли. 2012. Т. XVI. № 2. С. 79–84.
8. Исаев А.П. Устойчивость лесов криолитозоны к антропогенным факторам // Успехи совр. естествознания. 2012. № 11. С. 41–43.
9. Шишов Л.Л. и др. Классификация почв России / М.: Почв. ин-т им. В.В.Докучаева, Докучаевское о-во почвоведов при РАН, 1997. 235 с.
10. Кобак К.И. Биотические компоненты углеродного цикла. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 246 с.
11. Мажитова Г.Г. Об особенностях почвообразования на едомах Колымской низменности // Почвоведение. 1989. № 9. С. 15–25.
12. Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Процессы накопления органического вещества в минеральной толще мерзлотных почв приморских низменностей Восточной Сибири // Почвоведение. 2011. № 3. С. 275–287.
13. Прокушкин А.С. Водорастворимое органическое вещество в криогенных почвах пирогенных сукцессий. Аннотация к отчету по результатам реализации проекта РФФИ: 05-05-64208. 2005.
14. Тарабукина В.Г., Шумилов Ю.В. Пирогенная трансформация лесных почв в условиях криолитозоны // Продуктивность и устойчивость лесных почв / Мат-лы III междунар. конф. (Петрозаводск 7–11.09.2009 г.). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. C. 112–116.
15. Тарабукина В.Г., Саввинов Д.Д. Влияние пожаров на мерзлотные почвы. Новосибирск. 1990. 120 с.
16. Тимофеев П.А., Исаев А.П., Щербаков И.П. и др. // Леса среднетаежной подзоны Якутии. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1994. 140 с.
17. Тишков А.А. Биогеографические последствия природных и антропогенных изменений климата // Успехи совр. биологии. 2011. Т. 131. № 4. С. 356–366.
18. Тишков А.А. Пожары в степях и саваннах // Вопр. степеведения. 2003. № 4. С. 9–15.
19. Тыртиков А.П. Лес на северном пределе в Азии. Т-во науч. изд. КМК, 1995. 144 с.
20. Фоминых Л.А. Особенности почвообразования в Колымских тундрах // Почвоведение. 1997. № 8. С. 917–926.
21. Честных О.В., Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.Г. Запасы органического углерода в почвах тундровых и лесотундровых экосистем России // Экология. 1999. № 6. С. 426–432.
22. Balshi M.S. et al. The role of historical fire disturbance in the carbon dynamics of the pan-boreal region: A process-based analysis // Journ. Geophys. Res. 2007. V. 112.
23. Beer C., Lucht W., Gerten D. et al. Effects of soil freezing and thawing on vegetation carbon density in Siberia: A modeling analysis with the Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model (LPJ-DGVM) // Global Biogeochem. Cycles. 2007. V. 21.
24. Chapin F.S. III et al. Role of land-surface changes in arctic summer warming //Science. 2005. V. 310(5748) P. 657–660.
25. Euskirchen E.S., McGuire A.D., Chapin F.S. et al. Changes in vegetation in northern Alaska under scenarios of climate change, 2003–2100: Implications for climate feedbacks // Ecol. Appl. 2009. V. 19(4). P. 1022–1043.
26. Fontaine S. et al. Stability of organic carbon in deep soil layers controlled by fresh carbon supply // Nature. 2007. V. 450. P. 277–280.
27. Fontaine S., Bardoux G., Abbadie L., Mariotti A. Carbon input to soil may decrease soil carbon content // Ecol. Lett. 2004. V. 7. P. 314–320.
28. Grosse G. et al. Vulnerability of high-latitude soil organic carbon in North America to disturbance // Journ. Geophys. Res. 2011. V. 116. P. 1–23.
29. Heimann M., Reichstein M. Terrestrial ecosystem carbon dynamics and climate feedbacks // Nature. 2008. V. 451. P. 289–292.
30. Koven C., Friedlingstein P., Ciais P. et al. The effects of cryoturbation and insulation by organic matter on the formation of high-latitude soil carbon stocks in a land surface model // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36.
31. MacDonald G.M., Kremenetski K.V., Beilman D.W. Climate change and the northern Russian treeline zone // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008. V. 363(1501). P. 2285–2299.
32. Parisien M.A. et al. Contributions of ignitions, fuels, and weather to the spatial patterns of burn probability of a boreal landscape // Ecosystems. 2011. V. 14(7). P. 1141–1155.
33. Scheffer M., Hirotaa M., Holmgren M. et al. Thresholds for boreal biome transitions // PNAS. 2012. V. 109(52). P. 21384–21389.
34. Wirth C. Fire regime and tree diversity in boreal forests: implications for the carbon cycle // Forest Diversity and Function: Temperate and Boreal Systems. Springer. 2005. P. 309–344.
Рецензия
Для цитирования:
Мергелов Н.С. ПОСТПИРОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ И ЗАПАСОВ ПОЧВЕННОГО УГЛЕРОДА В ПРЕДТУНДРОВЫХ РЕДКОЛЕСЬЯХ КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ: КАСКАДНЫЙ ЭФФЕКТ И ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2015;(3):129-140. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2015-3-129-140
For citation:
Mergelov N.S. Post-pirogenic Transformation of Soils and Soil Carbon Stocks in Sub-Tundra Woodlands of Kolyma Lowland: a Cascading Effect and Feedbacks. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2015;(3):129-140. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/0373-2444-2015-3-129-140
Просмотров:
1043
Послать статью по эл. почте 
+7-977-804-81-87