ВВЕДЕНИЕ
Природные пожары являются одним из важнейших экологических факторов, определяющих
состояние почвы и процессы возобновления растительности. В Республике Башкортостан
пирогенные изменения свойств почв изучены единично и фрагментарно . Вместе с тем лесные пожары, в том числе на заповедных территориях – явление очень
распространенное. В работе [] показано, что на хребтах массива Южный Крака, где расположен Башкирский государственный
природный заповедник (БГПЗ), не было встречено ни одного лесного участка, не затронутого пожарами, за исключением
березняков по поймам ручьев и речек. Об этом свидетельствует и дендрологические наблюдения
в лесах этого региона []. БГПЗ был образован в 1929 г. и является вторым из старейших на Южном Урале []. В нем накоплен огромный бесценный материал о развитии природы региона, анализ которого
дает возможность перейти к наиболее рациональному экологически безопасному природопользованию
на сопредельных территориях и сохранить богатейшую природу Южного Урала. Локальные
низовые пожары на территории заповедника случаются практически ежегодно, а последний
сильный низовой пожар прошел в заповеднике в 1975 г., охватив около 10 тыс. га покрытых
лесом площадей.
Влияние пожаров на комплекс морфологических, физических, химических и биологических
свойств почв изучено в мировой практике достаточно широко, но гораздо меньше работ,
посвященных проблеме постпирогенной эрозии. В разных природно-климатических условиях
лесные пожары приводят к усилению водно-эрозионных процессов на склонах. Так, в Испании
смыв почвы с горелых мест в 8.5 [] и 10 раз [] больше, чем с аналогичных участков, не подвергшихся пожару. Похожие результаты получены
и на территории Большого Бассейна (США) в полузасушливых условиях через 5 лет после
пожара []. Исследования при моделировании дождевой эрозии в гористой местности штата Колорадо
показали, что после сильного пожара смылось в 10–26 раз больше почвы, чем со слабо-
и негорелых склонов []. В средиземноморской лесной экосистеме с преобладанием сосны (Израиль, гора Кармель)
вынос почвенных частиц с горелых участков был в 5 раз выше по сравнению с контролем
[]. В провинции Самсун (Турция), средние потери почвы вследствие послепожарной эрозии
составили 15 против 6 кг/га на фоновом склоне [].
Растительность является одним из факторов противоэрозионной устойчивости почв. На
незащищенную растениями почву оказывают непосредственное воздействие капли дождя,
которые разбивают почвенные агрегаты, закупоривая поры и приводя к уменьшению объема
макропор и скорости инфильтрации воды . Кроме того, водопроницаемость снижается за счет теплового разрушения агрегатов
и осаждения слоя золы на поверхности почвы, что, в свою очередь, усиливает ее водоотталкивающие
свойства []. После пожара изменяется соотношение физического песка и глины в гранулометрическом
составе почв . Уменьшение содержания органического вещества и физической глины после пожара приводит
к повышению плотности почвы []. В результате этих изменений физических свойств почвы неизбежно увеличение поверхностного
стока в склоновых ландшафтах.
Таким образом, деградация почв на склонах происходит как непосредственно после лесных
пожаров, так и вследствие последующей эрозии.
Список литературы Исследование влияния лесных пожаров на почвы широколиственных лесов (на примере Еврейской автономной области)
- Антипов М.А., Голицын М.С. Подвижные формы тяжелых металлов в почвогрунтах зоны аэрации. М.: ООО Геоинформмарк, 2002. 64 с.
- Аткин А.С, Аткина Л.И. Запасы напочвенных горючих материалов в сосняках//Лесные пожары и их последствия: Красноярск: ИЛиД, 1985. С. 92-101.
- Безкоровайная И.Н. Пирогенная трансформация почв сосняков средней тайги//Сибирский экологический журнал. 2005. № 1. С. 143-152.
- Белобров В.П., Замотаев И.В., Овечкин С.В. География почв с основами почвоведения. учеб. пособие для студ. педвузов. М.: Академия, 2004. 352 с.
- Гречин И.П., Кауричев И.С., Никольский Н.Н., Панов Н.П., Поддубный Н.Н. Практикум по почвоведению. М.: Колос, 1964. 422 с.
- Громцев А.Н. Динамика коренных таежных лесов в Европейской части России при естественных нарушениях//III Всероссийская школа-конференция «Актуальные проблемы геоботаники» Петрозаводск, 24-29 сентября 2007 г. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2007.С. 14-45.
- Гуревич В.С., Рянский Ф.Н. Еврейская автономная область: энциклопедический словарь. Хабаровск: РИОТИП краевой типографии, 1999. 368 с.
- Кауричев И.С. Практикум по почвоведению. М.: Колос, 1973. 279 с.
- Краснощеков Ю.Н. Почвозащитная роль горных лесов бассейна озера Байкал. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. 224 с.
- Лебедева М.И., Анкудимова И.А. Экология: учеб. пособие. Тамбов: Тамбовский гос. ин-т, 2002. 80 с.
- Методы контроля за состоянием почвы//http://garbageinfo.ru/catalog/zagreznenie_okryg_sr/metod_ kontrolya_pochva.html
- Никольский Н.Н. Практикум по почвоведению. М.: Просвещение, 1965. 200 с.
- Попова Э.П. Пирогенная трансформация свойств лесных почв Среднего Приангарья//Сибирский экологический журнал. 1997. № 4. С. 413-418.
- Природные ресурсы ЕАО/Журнист В.И., Коган Р.М., Кодякова Т.Е. и др.//Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН, 2004. 112 с.
- Сапожников А.П. Роль огня в формировании лесных почв//Экология. 1976. № 1. С. 43-46.
- Трофимов И.Т., Бахарева И.Ю. Особенности послепирогенной трансформации дерново-подзолистых почв юго-западной части ленточных боров Алтайского края//Вестник Алтайского гос. аграр. ун-та. 2007. № 11 (37). С. 31-34.
- Христофорова Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток -Приморье: учеб. пособие. Владивосток; Хабаровск: Хабаровск. кн. изд-во, 2005. 304 с.
- Шейнгауз А.С. Природопользование российского Дальнего Востока и Северо-Восточная Азия. Хабаровск: Риотип, 1997. 224 с.
- Ярошенко А.Ю. Все о палах (когда горит трава)//http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/90170/90659/1902222.
Причины лесных пожаров:
Человеческий фактор
Около 90% всех лесных пожаров вызваны людьми. Человеческая беззаботность, такая как оставленные без присмотра костры и небрежное выбрасывание тлеющих окурков сигарет, приводят к стихийным бедствиям каждый год. Несчастные случаи, преднамеренные акты поджога, сжигание мусора и фейерверки также являются существенными причинами лесных пожаров.
Курение
Курильщики порой становятся небрежными при тушении окурков сигарет после курения. Некоторые из них могут курить во время езды на велосипеде, авто или на прогулке, а после окончания они просто выбрасывают тлеющий окурок. Такая небрежность может привести к стихийным бедствиям во многих областях, поскольку окурок способен спровоцировать серьезный пожар.
Походные костры
Поход — увлекательный опыт общения с природой и хорошее времяпровождение на свежем воздухе
Однако во время такого активного отдыха люди зачастую оставляют горящие угли костра без присмотра, и результатом такой неосторожности являются лесные пожары. Поэтому, чтобы избежать стихийных бедствий, следует выбирать безопасные места для разведения огня, а после отдыха убедиться, что костёр полностью потушен и не несет угрозы воспламенения
Сжигание мусора и листьев
Различные отходы и опавшие с деревьев листья сжигаются дотла, как способ уменьшить накопление мусора. Медленно тлеющий мусор может спровоцировать поджег чего-то легко воспламеняющегося и начать лесной пожар.
Фейерверки
Фейерверки широко используются людьми на различных торжествах. Однако их взрывной характер может вызывать лесные пожары. Кроме того, из-за медленной скорости горения, оставшиеся части могут приземляться в самых различных местах, тем самым увеличивая риск пожаров.
Дорожно-транспортные происшествия
Несчастные случаи с автомобилями, такие как взрыв газовых баллонов и автомобильные аварии, могут привести к возгоранию лесов. Искры и взрывоопасные вещества в машинах или двигатели могут стать причиной масштабных лесных пожаров.
Поджоги
Некоторые люди могут преднамеренно поджигать леса, дома или любое другое имущество. Такие злонамеренные действия ответственны за около 30% всех случаев пожаров. Пожары, вызванные поджогами, можно избежать в том случае, если люди откажутся от такого рода нечестивого поведения, что маловероятно.
Естественные (природные) причины
Природные причины составляют около 10% всех лесных пожаров. Тем не менее лесные пожары, происходящие в результате естественных причин, варьируются от одного региона к другому в зависимости от растительности, погоды, климата и топографии. Выделяют две основные природные причины лесных пожаров:
Молния
Всякий раз, когда бушует молния, возникают искры, которые могут вызвать лесные пожары. Как правило, пожары, вызванные ударом молнии происходят в сухую погоду (без осадков). Возгорание лесов из-за молнии в отдаленных от людей районах, зачастую имеет более разрушительные последствия, чем те пожары, которые спровоцированы людьми.
Извержение вулкана
Горячая магма, возникающая в земной коре, становится лавой во время извержения вулканов. Лава распространяется на близлежащие поля или леса, вызывая пожары.
Как лес воздействует на почву?
Этот вопрос весьма многогранен, ведь чётко нельзя сказать, усугубляет лес почву или же делает её лучше. Причём, данная тема касается как пространства, так и времени. Данная многогранность проявляется в следующих фактах:
- Воздействие на почву, её уровень влажности и микроклимат полога леса;
- Взаимодействие корней деревьев с почвенным покровом, их воздействие на физиологическом, а также на химическом уровнях;
- Изменение почвы из-за всевозможных микроорганизмов и различных живых существ, имеющих место в лесу.
В результате данных вмешательств почва наделяется специфическими особенностями. Они кроются в режимы температуры покровов леса, их влажности, химическом составе и богатством микроэлементов различного происхождения.
Далее будут приведены доказательства, основанные на примерах. Они объяснят то, почему лес имеет огромное влияние на почву:
- Температурный режим лесных почв намного ниже, чем в других местах по одной простой причине: растительность леса является в данном случае своеобразным защитным слоем от прямых солнечных лучей. Можно отметить и то, что в таких местах невозможно наблюдать низкие перепады почвенной температуры;
- Корни различных пород деревьев и кустарников значительно влияют на влажность почвы, наполненность её кислородом, уплотненность и некоторые иные особенности физического происхождения;
- Существует такое понятие как «леснойопад». Это совокупность листьев, хвои, сучьев, иголок, ветрей и иных элементов растительного мира. Эта растительность образуют центральную основу для создания гумуса, а также лесной подстилки. Дело в том, что именно эти части растений весьма богаты азотом, а также зольными веществами. Составом и количеством «лесного опада» в огромной степени определяется процесс формирования почвенного покрова.
Учёные разработали даже определенное разделение на группы рассматриваемых подстилок, защищающих лесной покров. Выделяют следующие группы:
- Фульфатная с практически отсуствующим гумусонакоплением и отношением гуминовых кислот к фульвокислотамменее 0,2. В данном случае действие на минеральную часть почвы очень агрессивно;
- Гуматно-фульватная имеет среднее гумусонакопление, отношение кислот 0,2 – 0,5 и слабоагрессивное воздействие на минеральную часть почвы;
- Фульватно-гуматная группа определяется таким же уровнем гумусонакопления, как и предыдущая группа, отношением кислот 0,5 – 0,7 и слабоагрессивным воздействием;
- Гуматная имеет интенсивный способ гумусонакопления, отношение кислот более 0,7, а также аккумулятивное действие на часть почвы, богатую минералами.
В заключение можно сделать вывод о том, что почва и лес – это единая экосистема, функционирование отдельных частей которой практически невозможно или приводит к существенным изменением (в случае, если не брать лес в рассмотрение). Почвенный покров влияем не только на количество леса, но и на его качество, плодородие. В свою очередь, лес имеет большое значение для образования качественной почвы. Таким образом, происходит круговорот почва – лес – почва, и данный факт в очередной раз является доказательством тому, что два рассматриваемых элемента представляют собой сложноорганизованную экосистему, взаимозависимость элементов которой достаточная велика.
Влияние лесных пожаров на экологию и окружающую среду:
Потеря экосистем и биоразнообразия
Лесные пожары уничтожают среду обитания и сложные межвидовые отношения разнообразной флоры и фауны, а также приводят к потере экосистем леса и биоразнообразия. Они наносят ущерб обитаемой и пригодной для жизни конкретных видов животных и растений среды обитания. Пожары изменяют или уничтожают огромное количество растений, которые поддерживают жизнь тысяч диких видов, тем самым вытесняя животных из определенных регионов или даже убивая их.
Маленькие и редкие животные, включая птиц, белок, насекомых, кроликов и змей, в основном подвержены высоким рискам гибели, в случае полного сгорания некоторых видов растений. Кроме того, пожары могут даже привести к исчезновению некоторых видов животных.
Деградация лесов
Лесные пожары, такие как те, которые обычно происходят в сухих тропических лесах, являются основной причиной деградации лесов. Всякий раз, когда происходят лесные пожары, уничтожаются тысячи гектаров деревьев и растительного покрова. Почти каждый год в разных лесных регионах наблюдаются пожары, которые сильно снижают качество некоторых видов леса, включая плодородие почв, биоразнообразие и экосистемы.
Снижение качества и загрязнение воздуха
Деревья и растительный покров действуют как очистители воздуха, которым мы дышим, поглощая диоксид углерода и другие парниковые газы, а также выделяя кислород, в процессе фотосинтеза. Когда горят деревья, в атмосфере увеличивается концентрация парниковых газов, что приводит к глобальному потеплению. Кроме того, в атмосферу выбрасывается огромное количество дыма и пыли, вызывая загрязнение окружающей среды.
Деградация почв
Лесные пожары наносят непосредственный ущерб наземной среде, почве, сжигая ее составляющие. В результате почва теряет свою плодородность и ценность в отношении составов природных элементов и питательных веществ. Лесные пожары также убивают полезные почвенные микроорганизмы. Сжигание деревьев и растительного покрова также оставляет почву обнаженной, что делает ее уязвимой перед эрозией.
Экономические потери
Лесные пожары затрагивают все на своем пути, включая землю, дикую природу, дома и многое другое. Миллионы долларов расходуются во время и после пожаров, чтобы погасить огонь, и восстановить разрушенные объекты.
Когда такие пожары распространяются на сельскохозяйственные земли, урожай и животные уничтожаются. Аналогичным образом потери также возникают, когда пожары распространяются на зоны отдыха. Экономические потери, связанные с лесными пожарами, значительные.
Воздействие на благополучие и здоровье людей
Лесные пожары могут повлечь за собой гибель людей, особенно это относится к пожарным и спасателям. Дым и пыль вызывают сильный дискомфорт при дыхании и могут ухудшить состояние здоровье людей с аллергией и респираторными заболеваниями.
Мне нравится5Не нравится
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Низовые лесные пожары в условиях расчлененного рельефа Южного Урала приводят к изменению
комплекса свойств почв и возникновению эрозии, наиболее негативному последствию пирогенеза.
Выявлено, что после воздействия огня в верхних горизонтах почв происходит уменьшение
плотности сложения, увеличение величины наименьшей, капиллярной и полной влагоемкости,
подщелачивание почвенного раствора, увеличение содержания углерода, азота и зольных
элементов: калия, кальция, магния и фосфора. Наряду с этим заметно изменение гумусного
состояния почвы: в его составе снижается относительное содержание свободных гуминовых
кислот, повышается доля гуминовых кислот, связанных с кальцием, негидролизуемого остатка,
тип гумуса становится более гуматным и возрастает обогащенность гумуса азотом.
Сгорание растительности нижнего яруса и лесной подстилки вызывает поверхностный смыв
почвы на крутых склонах, причем в первый год после пожара было смыто 7.1 ± 2.3 см,
а в последующие 3 года интенсивность смыва снизилась в среднем до 4.6 ± 1.3 в год,
что в пересчете с учетом плотности почвы составило бы соответственно 150–400 и 360–540
т/га в год. Смыв и переотложение эрозионного материала приводят к существенным различиям
свойств почв в зависимости от рельефа. На образовавшихся эродированных участках происходит
некоторое подкисление почвенного раствора в пирогенных горизонтах, уменьшение содержания
органического углерода, азота и обменного калия; а также значительное уменьшение содержания
кальция в ППК и подвижного фосфора. В местах аккумуляции наносов во многих случаях
даже через 4 года сохраняется высокое содержание этих элементов.
Низовые пожары, даже относительно небольшой интенсивности, являются важным фактором
современного почвообразовательного процесса в лесах Южного Урала.
Благодарность. Исследование выполнено при частичной финансовой поддержке РФФИ в рамках научного
проекта № 18-34-00477.