Research of the pyrogenic effect on agrochemical indicators of soils in Shushensky bor national park

The results of agrochemical studies of sod-boron sandy and gray humus light loamy soils formed on various elements of the mesorelief, but in plantations close in terms of forestry indicators, traversed by low-level runaway fires of the same strength, are presented.

It has been established that post-pyrogenic changes in the main agrochemical indicators of the studied soils, in general, have a general trend. However, the extent of these changes is determined by factors such as topography and soil properties.

So, for example, due to the very high rate of fire propagation due to the location of the sod-boron soil on a steep southern slope, its litter was to a lesser extent subjected to pyrolysis. As a result, the reduction in the capacity and stock of litter was somewhat weaker here, which, in turn, determined a smaller change in physico-chemical parameters, as well as the content of mobile phosphorus and potassium. In addition, to an important extent, this is due to the active influence of surface and subsurface runoff, due to the location of this soil on a slope and high-water permeability, due to its sandy granulometric composition.

The factor that determined a noticeably lower post-pyrogenic increase in ammonium nitrogen in sod-boron soil is the combination of a lower total content of this element and humus with hydrothermal mineralization conditions characteristic of the southern slopes unfavorable for microorganisms.

Thus, when fires of the same intensity are exposed to forest biogeocenoses with similar characteristics, the initial properties of the latter and the relief play a decisive role in quantitative post-pyrogenic changes in the agrochemical parameters of their soils.

1. Azotnyj fond peschanyh podzolov posle kontroliruemyh vyzhiganij sosnyakov Srednej Sibiri / I. N. Bezkorovajnaya, P. A. Tarasov, G. A. Ivanova [i dr.] // Pochvovedenie. 2007. № 6. S. 775–783.

2. Aref'eva Z. N. Vliyanie ognya na nekotorye biohimicheskie processy v lesnyh pochvah // Trudy In-ta biologii UF AN SSSR. Ufa : In-t biologii UF AN SSSR. 1963. Vyp. 36. S. 39–55.

3. Aref'eva Z. N., Kolesnikov B. P. Dinamika ammiachnogo i nitratnogo azota v lesnyh pochvah Zaural'ya pri vysokih i nizkih temperaturah // Pochvovedenie. 1964. № 3, S. 30−43.

4. Atkin A. S., Atkina L. I. Zapasy napochvennyh goryuchih materialov v sosnyakah // Lesnye pozhary i ih posledstviya. Krasnoyarsk : In-t lesa i drevesiny im. V. N. Sukacheva SO AN SSSR. 1985. S. 92–101.

5. Bogatyrev L. G. Obrazovanie podstilok – odin iz vazhnejshih processov v lesnyh ekosistemah // Pochvovedenie. 1996. № 4. S. 501–511.

6. Bogorodskaya A. V., Ivanova G. I., Sorkin N. D. Vliyanie pirogennogo faktora na mikrobnye kompleksy pochv sosnyakov Srednej Sibiri // Lesovedenie. – 2005. – № 2. – S. 25–31.

7. Bogorodskaya A. V., Sorkin N. D. Mikrobiologicheskaya diagnostika sostoyaniya pirogenno-izmenennyh pochv sosnyakov Nizhnego Priangar'ya // Pochvovedenie, 2006. № 10. S. 1258–1266.

8. Bogorodskaya A. V., Ivanova G. I., Tarasov P. A. Poslepozharnaya transformaciya mikrobnyh kompleksov pochv listvennichnikov Nizhnego Priangar'ya // Pochvovedenie. 2011, № 1. S. 56–63.

9. Borisova I. V. Pochvoobrazovanie na peschanyh otlozheniyah v doline srednego Eniseya : avtoref. dis. … kand. geogr. nauk. Barnaul : Altajskij gos. un-t, 2005. 24 s.

10. Vliyanie kontroliruemogo vyzhiganiya shelkopryadnikov na svojstva dernovo-podzolistyh pochv v Nizhnem Priangar'e / Yu. N. Krasnoshchekov, E. N. Valendik, I. N. Bezkorovajnaya [i dr.] // Lesovedenie. 2005. № 5. S. 16–24.

11. Vliyanie pozharov na emissii ugleroda v sosnovyh lesah Srednej Sibiri / G. A. Ivanova, V. A. Ivanov, E. A. Kukavskaya [i dr.] // Sibirskij ekologicheskij zhurnal. 2007. № 6. S. 885–895.

12. Vozdejstvie pozharov na komponenty ekosistemy srednetaezhnyh sosnyakov / G. A. Ivanova, S. G. Konard, D. D. Makrae [i dr.]. Novosibirsk : Nauka, 2014. 232 s.

13. Vozdejstvie pozharov na svetlohvojnye lesa Nizhnego Priangar'ya / G. A. Ivanova, E. A. Kukavskaya, I. N. Bezkorovajnaya [i dr.]. Novosibirsk : Nauka, 2022. 204 s.

14. Voronov M. A. Rekomendacii po profilaktike i tusheniyu prirodnyh pozharov dlya grazhdanskogo obshchestva. Pushkino : Literaturnaya Respublika, 2018. 17 s.

15. Gael' A. G., Trushkovskij A. A. Vozrast i klassifikaciya pochv na eolovyh peskah stepnoj zony // Izvestiya AN SSSR. Seriya geografiya. 1962. № 4. S. 28–42 s.

16. Dmitriev E. A. Matematicheskaya statistika v pochvovedenii. M. : MGU, 1995. 320 s.

17. Kalenskaya O. P. Vliyanie nizovyh pozharov na sostoyanie sosnovyh nasazhdenij v ravninnoj chasti nacional'nogo parka “Shushenskij bor” : avtoref. dis. ... kand. s.-h. nauk. Krasnoyarsk : SibGTU, 2006. 18 s.

18. Karpachevskij L. O. Les i lesnye pochvy. M. : Lesnaya promyshlennost', 1981. 264 s.

19. Karpachevskij L. O. Podstilka – osobyj biogeogorizont lesnogo biogeocenoza // Rol' podstilki v lesnyh biogeocenozah. M. : Izd-vo AN SSSR, 1983. S. 88–89.

20. Klassifikaciya i diagnostika pochv Rossii / sost. L. L. Shishov, V. D. Tonkonogov, I. I. Lebedev [i dr.]. Smolensk : Ojkumena, 2004. 342 s.

21. Klassifikaciya i diagnostika pochv SSSR / sost. V. V. Egorov, V. M. Fridland, E. N. Ivanova [i dr.]. M. : Kolos, 1977. 224 s.

22. Krasnoshchekov Yu. N. Pochvozashchitnaya rol' gornyh lesov bassejna ozera Bajkal. Novosibirsk : Izd-vo SO RAN, 2004. 224 s.

23. Krasnoshchekov Yu. N., Bezkorovajnaya I. N., Kuz'michenko V. V. Transformaciya svojstv lesnoj podstilki pri kontroliruemom vyzhiganii shelkopryadnikov v Nizhnem Priangar'e // Pochvovedenie. 2007. № 2. S. 170–178.

24. Kulagina M. A. Vliyanie nizovogo pozhara na biogennuyu migraciyu elementov pitaniya v sosnyake bagul'nikovo-brusnichnom // Ekologo-fitocenoticheskie osobennosti lesov Sibiri. Krasnoyarsk: In-t lesa i drevesiny im. V. N. Sukacheva SO AN SSSR, 1982. S. 24–37.

25. Lukina N. V., Polyanskaya L. M., Orlova M. A. Pitatel'nyj rezhim pochv severotaezhnyh lesov. M. : Nauka, 2008. 342 s.

26. Mazhitova G. G. Pirogennaya dinamika merzlotnyh pochv Kolymskogo nagor'ya // Pochvovedenie. 2000. № 5. S. 619–629.

27. Myakina N. B., Arinushkina E. V. Metodicheskoe posobie dlya chteniya rezul'tatov himicheskih analizov pochv. M. : Izd-vo MGU, 1979. 62 s.

28. Pirogennaya transformaciya pochv sosnyakov srednej tajgi Krasnoyarskogo kraya / I. N. Bezkorovajnaya, P. A. Tarasov, G. A. Ivanova [i dr.] // Sibirskij ekologicheskij zhurnal. 2005. № 1. S. 143–152.

29. Popova E. P. Azot v lesnyh pochvah. Novosibirsk: Nauka, 1983. 163 s.

30. Popova E. P. Vliyanie pozharov na edaficheskie faktory produktivnosti sosnovyh lesov // Pochvenno-ekologicheskie issledovaniya v lesnyh biogeocenozah. Novosibirsk : Nauka, Sib. otd-nie, 1982. S. 119–138.

31. Popova E. P. Pirogennaya transformaciya svojstv lesnyh pochv Srednego Priangar'ya // Sibirskij ekologicheskij zhurnal, 1997. № 4. S. 413–418.

32. Postpirogennaya dinamika agrohimicheskih pokazatelej peschanyh podzolov v sosnyakah yuzhnoj tajgi / P. A. Tarasov, V. A. Ivanov, G. A. Ivanova [i dr.] // Hvojnye boreal'noj zony. 2023. T. XLI, № 2. S. 161–174.

33. Postpirogennye izmeneniya gidrotermicheskih parametrov pochv srednetaezhnyh sosnyakov / P. A. Tarasov, V. A. Ivanov, G. A. Ivanova i [i dr.] // Pochvovedenie. 2011. № 7. S. 795–803.

34. Pochvennye faktory produktivnosti sosnyakov / N. V. Orlovskij, S. A. Kolyago, E. E. Boboleva [i dr.]. Novosibirsk : Nauka, Sib. otd-nie, 1976. 237 s.

35. Praktikum po pochvovedeniyu / I. S. Kaurichev, N. P. Panov, M. V. Stranovich [i dr.]. Pod red. I. S. Kauricheva. M. : Kolos, 1980. 272 s.

36. Rastvorova O. G. Fizika pochv (prakticheskoe rukovodstvo). L. : LGU, 1983. 196 s.

37. Sapozhnikov A. P. Rol' ognya v formirovanii lesnyh pochv // Ekologiya. 1976. № 1. S. 42–46.

38. Smol'yaninov I. I., Migunova E. S., Gladkij A. S. Pochvennaya laboratoriya leskhoza. M. : Lesn. prom-st', 1966. 144 s.

39. Sorokin N. D. Vliyanie lesnyh pozharov na biologicheskuyu aktivnost' pochv // Lesovedenie. 1983. № 4. C. 24–28.

40. Sofronov M. A., Vakurov A. D. Ogon' v lesu. Novosibirsk : Nauka, 1981. 124 s.

41. Stefin V. V. Antropogennye vozdejstviya na gorno-lesnye pochvy. Novosibirsk : Nauka, Sib. otd-nie, 1981. 169 s.

42. Tarabukina V. G., Savvinov D. D. Vliyanie pozharov na merzlotnye pochvy. Novosibirsk : Nauka, 1990. 120 s.

43. Tarasov P. A., Tarasova A. V. Issledovanie postpirogennoj dinamiki agrohimicheskih pokazatelej podzolistoj pochvy // Hvojnye boreal'noj zony. 2020. № 5. S. 277–285.

44. Tolmachev A. V. Lesovozobnovlenie v hvojnyh nasazhdeniyah i na garyah gornoj chasti nacional'nogo parka “Shushenskij bor” : avtoref. dis. kand. s.-h. nauk. Krasnoyarsk : SibGTU. 2011. 19 s.

45. Cibart A. S., Gennadiev A. N. Vliyanie pozharov na svojstva lesnyh pochv Priamur'ya (Norskij zapovednik) // Pochvovedenie. 2008. № 7. S.783–792.

46. Cibart A. S., Gennadiev A. N. Napravlennost' izmeneniya lesnyh pochv Priamur'ya pod vozdejstviem pirogennogo faktora // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5. Geografiya. 2009. № 3. S. 66–74.

47. Chevychelov A. P. Pirogenez i postpirogennye transformacii svojstv i sostava merzlotnyh pochv // Sibirskij ekologicheskij zhurnal. 2002. № 3. S. 273–277.

48. Chevychelov A. P., Shahmatova E. Yu. Postpirogennye policiklicheskie pochvy v lesah Yakutii i Zabajkal'ya // Pochvovedenie. 2018. № 2. S. 243–252.

49. Sheshukov M. A., Savchenko A. P., Peshkov V. V. Lesnye pozhary i bor'ba s nimi na severe Dal'nego Vostoka. Habarovsk : Dal'NIILH, 1992. 95 s.

50. Changes in nitrogen-fixing and ammonia oxidizing bacterial communities in soil / C. M. Yeager, D. E. Northup, C. C. Grow [et all.] // Appl. environ. microbiol. 2005. V. 71. P. 2713–2722.

51. Fritze H., Pietikainen J. Recovery of soil microbial biomass and activity from prescribed burning // Can. J. Forest Research. 1993. V. 23. P. 1286–1290.

52. Influence of fire on the soil temperatures in pine forests of the middle taiga (Central Siberia, Russia) / I. N. Bezkorovaynaya, P. A. Tarasov, I. G. Gette [et all.] // Journal of Forestry Research. 2021. 32 (3). R. 1139–1145.

53. Kutiel P., Shaviv A. 1989 Effects of simulated forest fire on the availability of N and P in Mediterranean soils // Plant and soil. 1989. № 1. R. 57–63.

54. Pietikainen J., Fritze H. Clearcutting and prescribed burning in coniferous forest: comparison of effects on soil fungal and total microbial biomass, respiration activity and nitrification // Soil biol. and biochem. 1995.Vol. 27. P. 101–109.

55. FGBU “Nacional'nyj park “Shushenskij bor”. URL: http://www.old.shushbor.ru/index.php?id=32.