ВЛИЯНИЕ ПИРОГЕННОГО ФАКТОРА НА СВОЙСТВА ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ЗАПОВЕДНОЙ СТЕПИ "АСКАНИЯ-НОВА"
Формирование и функционирование степных экосистем значительным образом обуславливается влиянием пирогенного фактора [1]. В условиях южной степи Украины доминируют летние пожары, которые характеризуются высокой интенсивностью горения и почти полным выгоранием растительного покрова по сравнению с другими зонами. На территории Биосферного заповедника "Аскания-Нова" степные пожары – частое явление. Это позволило нам провести анализ почвенных показателей (содержание гумуса, рН, солевой состав водной вытяжки) участков природного ядра с различным постпирогенным периодом: через 6 лет (2001 г.), через 2 года (2005 г.), в год исследования (2007 г.), с повторным горением: через 6 лет и через 3 года (2001 г. +2004 г.), а также негорелый вариант (контроль).
Полученные данные показали, что все исследуемые варианты горывших темно-каштановых остаточно солонцеватых почвы характеризовались повышенным содержанием гумуса в верхнем 0-5 см слое с последующим очень резким снижением вниз профиля. При сравнении среднего содержания гумуса в 0-30 см слое почвы горелых участков с их негорелым аналогом (у кв. 43), отмечается превышение содержания гумуса на участке, горевшим 2 года назад (кв. 42) – на 0,87% и на участке, горевшим 6 лет назад (уч. Северный) – на 0,66%. По мнению А.И. Попова [2; 3], такое явление объясняется термической коагуляцией колоидов гуминовых веществ и, как результат, их переходом в законсервированное состояние с последующим медленным окислением, вплоть до полного торможения. То есть, происходит "псевдонакопление" углерода и извлечение его из биологического круговорота (растение его не может усваивать). Следует отметить уменьшение среднего содержания гумуса на участке, сгоревшем в год исследований (2007 г.) на 0,17% и на участке, выгоревшем дважды, на 0,75 %, по сравнению с контрольным (негорелым) вариантом.
Анализируя содержание гумуса в почве исследуемых вариантов в порядке возрастания постпирогенного периода: год исследования (кв. 68) – через 2 года (кв. 42) – через 6 лет (уч. Северный), можно предварительно констатировать, что при восстановлении постпирогеннотрансформированного органического вещества в профиле целинных почв доминирующим является временной фактор. То есть, во время пожара происходит ряд последовательных деструктивных процессов органического вещества, что приводит к образованию "черного углерода" (проявляется также визуально), затем, втечение двух лет, происходит "псевдонакопление" углерода с последующим извлечением его из биологического круговорота. Эта фаза продолжается втечение 6 лет, медленно возвращаясь к исходному состоянию за счет трансформации органического вещества.
При сравнении показателей рН на горелых участках природного ядра заповедника "Аскания-Нова", выявлено, что через 6 лет значения рН в верхнем 0-10 см слое темно-каштановой почвы приближались (рН=6,47) к контрольному варианту (рН=6,50). На участках, сгоревших 2 года назад, показатель рН равен 6,13, на сгоревшем в год исследований – 6,15, на дважды горевшем – 6,16, то есть происходит слабое подкисление. Можно предположить, что водорастворимые соли выщелачивались весенними талыми водами вниз по профилю, или же коагуляция коллоидов гуминовых веществ привела к образованию хелатных органо-минеральных комплексов, имеющих кислую природу. В нижних горизонтах достоверных изменений не выявлено.
Зафиксировано превышение концентрации легкорастворимых солей. Содержание их в почвенном растворе (в 0-30 см слое почвы) увеличивается в зависимости от длительности постпирогенного периода. Так, по сравнению с контрольным (негорелым) вариантом, среднее содержание солей в почве через 2 года после пожара увеличилось в 2,75 раза, а в почве через 6 лет после пожара – соответственно в 2,84 раза. На участке, который горел дважды – 6 лет и 3 года назад, – содержание солей в почве увеличилось в 2,35 раза. Тип засоления после пожаров изменился с хлоридно-сульфатного на сульфатно-хлоридный. При этом выявлена тенденция к накоплению в верхнем 0-30 см слое почвы MgSO4 (21% Mg2+ та 46% SO42- от ? ионов), что является признаком развития процессов вторичного засоления, характерного для остаточно солонцеватых почв аридных областей. Также установлено появление Na+ в почвенном растворе пирогеннотрансформированных почв при отсутствии его в контрольном варианте. Максимальное содержание Na+ было отмечено в почве участка, который горел дважды.
Собранный фактический материал свидетельствует о том, что пирогенный фактор можно рассматривать, как активное звено в механизме биологического круговорота вещества в степных экосистемах на локальном уровне за счет трансформации органического вещества и растворимых минеральных солей. Для выявления степени и интенсивности постпирогенного засоления почв сгоревших участков необходим дальнейший педогалогеохимический мониторинг. Оценка устойчивости почвенного органического вещества кинетически устойчивых и сбалансированных степных экосистем к термодеструкционным процессам и определение степени динамического равновесия между ее компонентами с разными окислительными свойствами возможны при углубленных исследованиях в этом направлении, в первую очередь это касается качественного состава почвенного органического вещества, и, в частности, необходимо определение фракционно-группового состава гумуса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Одум Ю. Экология / Ю. Одум. – М.: Мир, 1986. – Т. 2. –328 с.
2. Попов А.И. Биогеоценотическая роль органического вещества почв / А.И. Попов, О.Г. Чертов // Вестн. СПб. ун-та. – 1996. –– С. 88–97. – (Серия: 3. Биол.: Вып. 2).
3. Попов А.И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование [пособие/ред. Е. И. Ермаков]. – СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2004. – 248 с.
Е.Н. Моргун, Т.И. Ушачева