CC BY
53
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2014, том 20, № 4 (61), с. 76-85 ——== ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ
УДК 631.14
ВЛИЯНИЕ ПОЖАРА НА ПОЧВЕННЫЙ И РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ ЛЕСОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ РОССИИ1
© 2014 г. Ю.С. Горбунова, Т.А. Девятова, А.Я. Григорьевская
Воронежский государственный университет Россия, 394006 Воронеж, Университетская пл. 1.
E-mail: gorbunova.vsu@mail.ru, devyatova@bio.vsu.ru, grigaya@mail.ru
Поступила 01.10.2013
Впервые рассмотрено изменение состава и свойств почв и структуры растительного покрова в лесах Центрального Черноземья России (ЦЧР) после пожара 2010г. В почвах установлено снижение содержания органического вещества и соединений щелочногидролизуемого азота на фоне увеличения содержания зольных элементов (P2O5, K2O). Отмечена степень трансформации фиторазнообразия и развитие начальной стадии пирогенной сукцессии. Ключевые слова: леса ЦЧР, структура, лесной пожар, почвы, растительный покров, пирогенная сукцессия.
Актуальность исследований заключается в решении одной из фундаментальных проблем экологии - изучении динамики почвенного и растительного покрова в лесных экосистемах под влиянием пирогенных воздействий. Мощнейшим фактором изменения почвенного и растительного покрова явились лесные пожары 2010 г., которые охватили большие территории Европейской части России. Лесной пожар - один из важных экологических факторов, нарушающих естественное равновесие между отдельными компонентами биогеоценоза, влияющих на тип растительности, динамику почв и растительных сообществ, а также их состояние. Почвы, как эдафический фактор, являются важнейшим компонентом биосферы и находятся в неразрывной связи с геолого-геоморфологическими, климатическими и биотическими условиями среды. Именно почвы чутко реагируют на изменения в растительном покрове, гидрологическом режиме, развитии элементарных геологических процессов и, особенно, на антропогенные воздействия, в качестве которых выступает лесной пожар. Литературные сведения о динамике лесных растительных сообществ имеются в работах Л.А. Димеевой (2011), М. Гамун (2012). Сообщения о трансформации лесов ЦентральноЧерноземного района под влиянием пирогенного фактора отсутствуют, кроме краткого упоминания о пожаре 2010 г. в заповеднике Галичья гора Липецкой области (Скользнева, 2011). В научной литературе имеются сведения об изменении фитоценозов после степных пожаров на юге России (Чибилев, 1999; Бармин, Голуб, Дормидонтова, Лысенко, 2004; Лебедева, Ильина, Пономарев, Савицкий, 2011).
Очень многие исследователи обращаются к проблеме взаимоотношений лесообразующих пород в связи с пожарами. Имеются утверждения, что в тайге существование сосняков в естественных условиях обеспечивается пожарами. Они периодически уничтожают еловые массивы и подрост ели под пологом сосновых древостоев и, тем самым, предотвращают неизбежную смену сосны елью (Валяев, 1971; Листов, 1980; Зябченко, 1984; Колесников, 1985; Громцев, 2000). По мнению И.С. Мелехова в тайге идет непрерывная «война» между сосновой и еловой ратью (1980). В.Н. Сукачев (1975) считал, что большинство сосновых насаждений не являются коренными, а в известном смысле временными, наподобие березняков и осинников.
Цель исследования - установление особенностей изменения физико-химических, химических, биологических свойств почв и растительного покрова под влиянием лесных пожаров.
В задачи исследований входило: изучение влияния лесного пожара на основные химические, биологические и физико-химические свойства почв; выявление и оценка степени трансформации структуры растительного покрова исследуемых лесов; вариационно-статистическая обработка
1 Работа выполнена при поддержке грантов № 12-05-00139-а, ГР 0120-1364994
полученных результатов с использованием программ Stadia и Microsoft Excel, и их сравнительный анализ.
Методика
Исследования проводились на территории ЦЧР - северная часть Воронежской области (с.ш. 51°48'37.4'' в .д. 39°23'42.6'') и южная - Липецкой области (с.ш. 52°30'40.0''в.д. 38°57'31.6''). Средние широты и значительная удаленность территории от морей и океанов определяют умеренно-континентальный климат изучаемого района. Исследуемая территория характеризуется относительным дефицитом и неравномерностью атмосферного увлажнения (Климатические ресурсы..., 1978). Задонский район Липецкой области расположен на Среднерусской возвышенности, которая характеризуется преобладанием долинно-балочного и овражно-балочного типов рельефа. Территория Усманского бора приурочена к левобережным песчаным террасам Дона, Воронежа и по рельефу территория является полого-волнистой равниной (Мильков, 1994). Коренные породы перекрыты флювиогляциальными и древнеаллювиальными отложениями.
Согласно ботанико-географическому районированию Липецкая и Воронежская области относятся к Евроазиатской степной области Восточноевропейской лесостепной и Причерноморской (Понтической) степной провинциям (Лавренко, 1942; Исаченко, Лавренко, 1980), а по принятому делению «Флоры Европейской части СССР» (1974) они лежат в пределах Волжско-Донского района. По ботанико-географическому подразделению Воронежской области Усманский бор относится к Усманскому району зеленомошных сосновых и осоковых дубовых лесов Боброво-Усманского округа Среднерусской дубово-сосновой провинции (Хмелев, 1992), он сформировался в древнем голоцене. Лесной массив Задонского района расположен в Олымо-Донском районе (Флора., 1996). Основными почвообразующими породами на исследуемой территории являются четвертичные отложения. Они представлены в Задонском районе Липецкой области покровным карбонатным суглинком, а в Усманском бору - древнеаллювиальными отложениями (Самойлова, 1983).
Объектами исследований являются почвы и растительный покров лесных экосистем: чернозем глинисто-иллювиальный типичный насыщенный среднемощный тяжелосуглинистый на покровном карбонатном суглинке и структура пирогенных и фоновых фитоценозов субори и широколиственного леса в Задонском районе Липецкой области; дерново-элювозем глееватый ненасыщенный неглубокоэлювиальный супесчаный на древнеаллювиальных отложениях и дерново-элювозем глеевый глинисто-иллювиированный ненасыщенный поверхностно оглеенный песчаный на древнеаллювиальных отложениях и структура пирогенных и фоновых фитоценозов бора и широколиственного леса в Новоусманском районе Воронежской области, биоцентр ВГУ «Веневитиново».
Лесные пожары возникли в результате продолжительного и жаркого периода в июле и августе 2010 года. Они носили тотальный характер и затронули около 20000 га Воронежской области (Доклад..., 2011) и 9117 га Липецкой области (Состояние ., 2011).
Фоновый участок находился в 1 км от пирогенного, имел идентичное с ним сходство с ним по строению и свойствам почв и фитоценозов. Отбор почвенных образцов сделан послойно, через каждые 10 см до глубины 50 см. В статье приведены данные для 0-10 см слоя почв, т.к. он оказался наиболее чувствительным к пирогенному воздействию и в нем установлено наибольшее скоплением корней растений. Основные химические и физико-химические показатели в почвенных образцах определялись по общепринятым методикам (Воробьева, 1998). Растительный покров данных участков изучался методом закладки пробных площадей, размером 10 м х 10 м. Всего было заложено 20 пробных площадей на которых выявлялся видовой состав растений, проективное покрытие каждого вида и видовое обилие. На основе списков растений каждой пробной площади составлен как общий список из 104 видов растений для пирогенных и фоновых фитоценозов бора, субори и мелколиственного леса, так и для каждого из 20 растительных сообществ. Показатель обилия для каждого вида указан по О. Друде (1913). Проективное покрытие выражено в процентах и учитывалось отношением проекций надземных частей растений к общей площади участка определяемого покрытия. Виды, имеющие 15-20% покрытия от общего числа проективного покрытия площади выявления считались доминантами и входили в название фитоценоза. Ярусы устанавливались по распределению надземных растений в пространстве с учетом разной высоты над
поверхностью почвы. Количественные показатели указанных признаков отражают структуру сообщества. Названия растительных сообществ установлены по доминантному признаку (Камышев, 1963, 1964).
Результаты и обсуждение
Распределение гумуса по профилю фоновых дерново-элювоземов и глеевых дерново-элювоземов происходит по регрессивно-аккумулятивному типу, а в черноземах глинисто-иллювиальных типичных - по равномерно-аккумулятивному. В исследованных пирогенных почвах выявлена тенденция к снижению содержания гумуса в слое 0-10 см на следующий год после пирогенного воздействия. Максимальные потери установлены в 2011 году в дерново-элювоземе, расположенном под бором - на 1.53%, что в относительных процентах составляет 38.9%. В дерново-элювоземе глеевом, расположенном под березняком содержание гумуса спустя 1 год после пирогенного воздействия снизилось на 1.46% (в относительных процентах - 29.9%). Максимальные потери в черноземе глинисто-иллювиальном типичном под суборью составили 1.65%, (в относительных процентах - 27.1%), а под широколиственным лесом - 1.48% (в относительных процентах - 23.1%) (рис. 1).
со
О с
Щ
m m ге
чернозем глинисто-иллювиальныи типичный под суборью
иллювиированныи
дерново-элювозем глееватыи
2012 год 2011 год I фон
0,007A,00°/2,00°/S,0074,00°/S,00°/Ê,00°/ff,007o Содержание гумуса, %
Рис. 1. Содержание гумуса, % в 0-10 см слое исследуемых почв. Fig. 1. The maintenance of a humus, % in 0-10 cm layer of studied soils.
В пирогенных дерново-элювоземах под сосновым бором содержание щелочногидролизуемого азота в слое 0-10 см в 2011 году уменьшилось на 32.8% по сравнению с фоновыми почвами, а в березняке - на 26.0%, что объясняется разрушением большей части органических соединений азота при температурах около 500° С. В 2012 году также произошло некоторое снижение содержания щелочногидролизуемого азота в почвах под бором - на 3.14%, а в березняке - на 4.85%. В субори после лесного пожара содержание щелочногидролизуемого азота в слое 0-10 см уменьшилось на 24.5% по сравнению с фоновыми почвами, а в широколиственном лесу на 26.8% (рис. 2).
Через год после лесного пожара, т.е. в 2011 году содержание Р205 в дерново-элювоземе глееватом под сосновым бором увеличилось на 14.3% по сравнению с фоновыми почвами, в 2012 году дальнейшего увеличения содержания Р205 не произошло (рис. 3). В дерново-элювоземе глеевом глинисто-иллювиированном расположенном под березняком через год после пирогенного воздействия произошло увеличение в содержании Р205 на 13.3%. Содержание Р205 в почвах под суборью после лесного пожара увеличилось на 12.1%, а под широколиственным лесом - на 11.4%.
Содержание К 2 О в 2011 году после пожара в дерново-элювоземе глееватом под сосновым бором увеличилось на 7.82% по сравнению с фоновыми почвами, а под березняком в дерново-элювоземе глеевом глинисто-иллювиированном - на 6.11%. В черноземе глинисто-иллювиальном типичном под суборью содержание К2О увеличилось на 3.78% по сравнению с фоновыми почвами, а под
широколиственным - на 4.28%. Наблюдаемое увеличение в содержании К 2О в пирогенных почвах произошло из-за большего их содержания в образовавшейся после лесного пожара золе. В 2012 году содержание К 2О в исследуемых почвах стабилизировалось (рис. 4).
Рис. 2. Содержание в исследуемых почвах щелочногидролизуемого азота, мг/100 г почвы. Fig. 2. The contents in studied soils of alkali hydrolysed nitrogen, mg /100 g of the soil.
Рис. 3. Содержание в исследуемых почвах подвижных соединений фосфора, мг/100 г почвы. Fig. 3. The contents in studied soils of mobile compounds of phosphorus, mg / 100 g of the soil.
Для всех исследованных почв на следующий год после лесного пожара установлена тенденция к росту значений рНводн.. Смещение показателя рНводн. произошло от 6.01 до 7.21. Под широколиственным лесом на фоновом участке чернозем глинисто-иллювиальный типичный с поверхности имеет слабокислую реакцию - 6.47, через год после пирогенного воздействия реакция среды стала нейтральной - 7.51. Это объясняется тем, что зольные водорастворимые соединения, проникая в почву, насыщают поглощающий комплекс щелочноземельными элементами и вызывают сдвиг реакции среды к нейтральному диапазону. В дерново-элювоземе глеевом глинисто-иллювиированном в 2011 году произошло смещение показателя рНводн. от кислого - 5.21 к слабокислому - 5.93 диапазону на глубине 0-10 см под березняком и от сильнокислой - 4.12 к кислой - 4.83 в дерново-элювоземе глееватом под бором, из-за того, что зола нейтрализует органические
кислоты верхних почвенных горизонтов. В 2012 году, мы отмечали определенную стабилизацию значений рНводн. во всех исследованных почвах и некоторое стремление их значений к фоновым.
Рис. 4. Содержание в исследуемых почвах обменного калия, мг/100 г почвы. Fig. 4. The contents in studied soils of exchange potassium, mg / 100 g of the soil.
Пирогенный фактор оказал влияние на содержание обменных катионов в почвенно-поглощающем комплексе, в сторону их снижения, за счет перехода части обменных оснований в нерастворимую форму СаСО3. Содержание обменных катионов Ca2+ и Mg2+ в слое 0-10 см дерново-элювоземе глееватом сократилось на 14.1 % относительно фоновых почв. В почвах под березняком наблюдается та же закономерность. В верхнем слое почвы их содержание уменьшилось на 12.1%. После воздействия лесного пожара в 2011 году в черноземе глинисто-иллювиальном типичном мы наблюдали уменьшение в содержании обменных катионов Ca2+ и Mg2+ в слое 0-10 см как в субори, так и в широколиственном лесу на 4.08% и на 4.68%. В 2012 году содержание обменных катионов Ca2+ и Mg2+ в слое 0-10 см для всех исследованных почв не изменялось по сравнению с первым годом после пирогенного воздействия. Степень насыщенности почв основаниями после пирогенного воздействия возросла в слое 0-10 см во всех исследованных почвах чему способствовало снижение гидролитической кислотности.
В Усманском бору были описаны формации: березовая со следующими сообществами: 1) березняк щавелево-мелколепестниковый (Betula pendula-Erigeron canadensis+Rumex acetosella) с.ш. 51°48'33.4'' в.д. 39°24'3.1''; 2) березняк разнотравный (Betula pendula±variiherbitas) с.ш. 51°48'30.1'' в.д. 39°23'58.4'' и сосновая с сообществами: 1) сосняк разнотравный (Pinus sylvestris±variiherbitas) с.ш. 51°48'37.4'' в.д. 39°23'42.6''; 2) сосняк мелколепестниковый (Pinus sylvestris-Erigeron canadensis) с.ш. 51°48'39.6'' в.д. 39°23'39.2''.
В Задонском районе описана сосновая формация, включающая 11 растительных сообществ: 1) березово-сосновое малиново-мятликовое (Betula pendula+Pinus sylvestris-Rubus idaeus-Poa angusnidolia) с.ш. 52°30'37.3'' в.д. 38°57'28'', 2) березяняк малинниково-вейниковый (Betula pendula-Rubus idaeus-Calamagrostis epigeies) с.ш. 52°30'38.4'' в.д. 38°57'28.6'' 3) сосновое-полевицевое (Agrostis canina-Pinus sylvestris) с.ш. 52°30'38.5'' в.д. 38°57'28.4''; 4) березовое малиновое (Betula pendula-Rubus idaeus) с.ш. 52°30'38.6'' в.д. 38°57'28.2''; 5) сосновое полевицево-земляничное (Fragaria vesca-Agrostis canina-Pinus sylvestris) с.ш. 52°30'38.8'' в.д. 38°57'28.9''; 6) рябиново-малиновое разнотравное (Rubus idaeus-Sorbus aucuparia+variiherbitas) с.ш. 52°30'39.1'' в.д. 38°57'30.1''; 7) малиновое разнотравное (Rubus idaeus+variiherbitas) с.ш. 52°30'39.2'' в.д. 38°57'30.3''; 8) сосновое недотроговое (Impatiens noli-tangere-Pinus sylvestris) с.ш. 52°30'40.0'' в.д. 38°57'31.6''; 9) рябиновое земляничное (Sorbus aucuparia-Fragaria vesca) с.ш. 52°30'40.1'' в.д. 38°57'31.7''; 10) рябиновое пырейное (Sorbus aucuparia-Elytrigia repens) с.ш. 52°30'0.5'' в.д. 38°57'31.9''; 11) малиново-
черемухово-караганниковое (Caragana arborescens-Padus racemosa-Rubus idaens) с.ш. 52030'37.5'' в.д. 38057'33.4''. Березовая формация представлена следующими сообществами: 1) березняк полевицевый (Betulapendula-Agrostis gigantea) с.ш. 52030'36.4' в.д. 38057'24.8''; 2) кленово-березовое полевицевое (Betula pendula-Acer tataricum-Agrostis gigantea) с.ш. 52030'36.1'' в.д. 38057'24.5''; 3) ясенево-березовое мятликовое (Betula pendula-Fraxinus excelsior-Poa nemoralis) с.ш. 52030'36.1'' в.д. 38057'24.5''; 4) кленово-акациевое полевицевое (Caragana arborescens+Acer negundo-Agrostis gigantea) с.ш. 52030'36.6'' в.д. 38057'24.6''; 5) акациево-березовое разнотравное (Betula pendula-Caragana arborescens±variiherbitas) с.ш. 52030'36.3'' в.д. 38057'24.7''.
Дадим характеристику растительного покрова анализируемых пирогенных и фоновых лесных массивов Усманского бора Воронежской области и Задонского района Липецкой области. В Усманском бору изучаемые растительные сообщества (табл.) сосновой и березовой формаций включают 35 видов сосудистых растений из 30 родов 23 семейств 2-х отделов Pinophyta и Magnoliophyta. Такие показатели пирогенных фитоценозов как: малая видовая насыщенность семейства - 1.5 вида, рода - 1.2 вида, видовое обилие sp. (редко), sol. (единично), общее проективное покрытие до 50%, констатируют высокую степень их трансформации.
Наблюдается полное отсутствие лесных элементов флоры, кроме Polygonatum odoratum и Origanum vulgare в пирогенных фитоценозах. Произошло активное внедрение сорного вида Erigeron canadensis, интенсивное разрастание Chelidonium majus и расселение Chamaenerion angustifolium, который является первопоселенцем пирогенных экотопов. На осветленных местах хорошо развивается Calamagrostis epigeios. Ярусная структура фитоценоза полностью изменена. Особенно пострадала от пожара Pinus sylvestris, обгоревшие стволы имеют средний диаметр 30-40-60 см, высоту до 40 м. На площади в один ap в среднем отмечается сухостойных деревьев - 32, вегетирующих - 9, ветровальных - 35, со средним диаметром стволов до 35-45 см и высотой до 30 м. Порослевое восстановление древесных пород отсутствует. В некоторых местах травянистый покров представлен одним ярусом из Erigeron canadensis. Сведения о современном состоянии растительного и почвенного покрова данного пирогенного участка бора может выступать в качестве индикатора степени трансформации экосистем и составят основу длительных мониторинговых исследований..
В пирогенной формации Betula pendula на площади в один ap насчитывается сухостойных деревьев - 22, вегетирующих - 19, ветровальных - 14 со средним диаметром стволов 35 см и высотой до 30 м. На фоновом участке площадью в один ap отмечены 3 сухих дерева сосны обыкновенной, 86
- вегетирующих со средним диаметром ствола 40 см, высотой до 28 м.
В Задонском районе Липецкой области на изучаемых участках леса с черноземом глинисто-иллювиальным типичным выявлено 97 видов сосудистых растений из 76 родов 33 семейств и 2-х отделов Pinophyta и Magnoliophyta (табл. 1). В одном семействе в среднем насчитывается - 2.9 вида, а рода - 1.3. Такие показатели пирогенных фитоценозов как видовое обилие sp. (редко), sol. (единично), видовая насыщенность от 10 до 37 видов на ape, общее проективное покрытие от 40% до 50% констатируют отрицательное влияние пирогенного фактора на лесные экосистемы. Активно расселились сорные растения - Sonchus arvensis, Erigeron canadensis, Lapsana communis, Berteroa incana и пирофитный вид - Chamaenerion angustifolium, уменьшилась встречаемость лугово-степных
- Trifolium pratense, Elytrigia repens, видов рода Agrostis. На осветленных местах в хорошем фитоценотическом состояние находятся: Fragaria vesca, Chelidonium majus, виды рода Viola, Rumex acetosella, Impatiens noli-tangere, Urtica dioica, Geranium robertianum.
На фоновом участке в формации Betula, наблюдается повышенная гидроморфность почвы и спораедическое преобладание следующих видов растений: Caragana arborescens Lam., Impatiens noli-tangere, Trifolium pratense L., Poa angustifolia, Chelidonium majus L., Geranium robertianum L. Идет порослевое восстановление деревьев: Betula pendula, Quercus robur, редко появляются всходы Pinus sylvestris. В некоторых местах Rubus idaeus образует сплошные заросли. Сохраняется в основном структура и трех ярусное строение фитоценозов.
Точная привязка пробных площадей с указанием их расположения по данным GPS закладывает первичную основу для динамики и мониторинга по изучению сукцессий в региональных пирогенных лесах.
Таблица. Характеристика видового состава растений фитоценозов фоновых и пирогенных участков лесов Воронежской и Липецкой областей. Table. Characteristic of species composition of phytocoenoses in test and fire-induced forest sites in Voronezh and Lipetsk areas
Название растительных формаций
Название растений Усманского бора (фоновый/пирогенный участок) Задонского района (фоновый/пирогенный участок)
Сосновая формация Березовая формация Сосновая формация Березовая формация
1 2 3 4 5
Отдел 1. Pinophyta
1. Pinaceae
Pinus sylvestris L. sp./un. un./sol. sol./un. -/-
Отдел 2. Magnoliophyta
2. Aceraceae
Acer negundo L. sol./- -/- sol./sol. sp./sol.
Acer platanoides L. -/- -/- -/un. -/-
Acer tataricum L. sol./- -/- -/- sp./-
Acer campestre L. sol./- -/- -/- -/-
3. Betulaceae
Betula pendula L. sol./- sol./un. un./un. sp./un.
4. Caprifoliaceae
Sambucus racemosa L. -/- -/- un./- un./-
Lonicera xylosteum L. -/- -/- -/un. -/-
5. Celastraceae
Euonymus verrucosa L. sp./- -/- -/- un./-
б. Fabaceae
Caragana arborescens Lam. sp./- -/- sp./- sp./-
Coronilla varia L. -/- -/- un./- -/un.
Medicago falcata L. -/- -/- -/sol. -/un.
Onobrychis arenaria (Kit.) DC -/- -/- un./- un./-
Trifolium pratense L. -/- -/- sol./- sp./-
7. Fagaceae
Quercus robur L. sol./- un./- un./- un./-
в. Rosaceae
Agrimonia eupatoria L. -/- -/- sol./- -/-
Agrimonia pilosa Ledeb -/- -/- -/un. -/-
Filipendula vulgaris Moench -/- -/- un./- un./-
Fragaria vesca L. -/- -/- un./- sp./un.
Malus praecox (Pall.) Borkh. -/- -/- -/- un./-
Malus sylvestris (L.) Mill. -/- -/- -/- -/un.
Padus avium Mill. -/- -/- -/un. un./-
Potentilla argentea L. -/- -/- -/- un./-
Pyrus communis L. -/- -/- -/- -/un.
Rubus caesius L. -/- -/- sp./un. -/-
Rubus idaeus L. -/- -/- cop./un. -/-
Sorbus aucuparia L. sp./- -/- sp./un. -/-
9. Oleaceae
Fraxinus excelsior L. -/- -/- -/un. -/-
10. Salicaceae
Salix caprea L. -/- sol./- -/- un./-
11. Apiaceae
Carum arvi L. -/- -/- -/- sol./-
Eryngium planum L. -/- -/- un./- -/-
Oreoselinum nigrum Delarbre -/- sp./- -/- -/-
12. Araceae
Scirpoides holoschoenus (L.) sojak -/- un./- -/- -/-
13. Asteraceae
Achillea millefolium L. -/- -/- un./- un./-
Achillea nobilis L. -/- -/- -/un. -/-
Artemisia austriaca Jacq. -/- -/- -/sol. -/un.
1 2 3 4 5
Artemisia vulgaris L. -/- -/- un./- -/un.
Carduus acanthoides L. -/- -/- sol./- un./-
Carlina biebersteinii Bernh. -/- -/- un./- -/-
Cirsium arvense L. -/- -/- sol./un. -/un.
Cirsium vulgare (Savi) Ten. -/- -/- -/un. -/un.
Erigeron annuus (L.) Pers. sp./- -/- -/sol. -/un.
Erigeron canadensis L. -/cop2. -/sp. cop./sp. -/-
Helichrysum arenarium L. -/- -/- -/sol. -/-
Hieracium echioides Lumn. -/- -/- -/un. -/un.
Hieracium pilosella L. -/- -/- sol./- -/-
Hieracium umbellatum L. sol./- sp./- -/sol. un./-
Inula britannica L. -/- -/- -/un. -/un.
Lactuca tatarica (L.) C.A. Mey. -/- -/- un./- sol./-
Lapsana communis L. -/- -/- -/un. -/-
Picris hieracioides L. -/- -/- -/un. sol./un.
Solidago virgaurea L. -/- sp./ sol. -/- -/un.
Sonchus arvensis L. -/- -/- -/- un./un.
Tanacetum vulgare L. -/- -/- sol./- un./-
14. Balsaminaceae
Impatiens noli-tangere L. -/- -/- sp./- sp./-
15. Brassicacea
Berteroa incana (L.) DC. -/- -/- sol./un. sol./un.
Erysimum cheiranthoides L. -/- -/- -/un. -/-
Sisymbrium strictissimum L. -/- -/- -/un. -/-
16. Boraginaceae
Echium vulgare L. -/- -/- sol./- sol./-
17. Campanulaceae
Campanula rotundifolia L. -/sol. -/- -/- un./-
18. Caryophyllaceae
Cucubalus baccifer L. -/- -/- -/un. -/-
Gypsophila paniculata L. -/- -/- -/un. -/-
Silene nutans L. sol./- -/- -/- -/-
Steris viscaria (L.) Rafin. -/- sp./- -/- -/-
19. Crassulaceae
Sedum telephium L. -/- sol./- un./- -/-
20. Cyperaceae
Carex caryophyllea L. sol./- -/- -/- -/-
Carex contigua Hoppe -/- -/- un./- un./-
21. Euphorbiaceae
Euphorbia virgata Waldst et -/- -/- sol./- sp./-
22. Geraniaceae
Geranium robertianum L. -/- -/- sp./- sol./-
23. Hypericaceae
Hypericum perforatum L. -/- -/- un./- sp./un.
24. Lamiaceae
Acinos arvensis (Lam.) Dandy -/- -/- un./- -/-
Betonica officinalis L. sol./- -/- -/- -/-
Origanum vulgare L. -/ sol. -/- -/- sp.-sol./-
Stachys recta L. -/- -/- -/- sol./-
25. Liliaceae
Polygonatum odoratum Mill. sol./sol. sp./- -/- -/-
Convallaria majalis L. sp./- -/- -/- -/-
26. Onagraceae
Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. -/- -/cop. -/sp. -/-
27. Papaveracea
Chelidonium majus L. sp./sp. -/- sp./- -/-
28. Poaceae
Agrostis canina L. -/- -/- sp./sol. -/-
Agrostis gigantea Roth -/- -/- -/- cop./-
Agrostis syreischikowii P. Smirn. -/- sp./sp. un./- -/-
Agrostis tenuis Sibth. -/- -/- un./- sol./-
1 2 3 4 5
Bromus arvensis L. -/- -/- -/- un./-
Calamagrostis arundinacea L. sp./- -/- sp./sol. sol./un.
Calamagrostis canescens (L.) Roth. -/- -/- sol./- un./-
Calamagrostis epigeios L. sp./- sp./sp. sp./- sp./-
Elytrigia repens (L.) Nevski -/- -/- sp./- sol./-
Festuca altissima All. -/- -/sp. -/- -/-
Festuca beckeri (Hackel) Trautv. sol./- -/sp. -/- -/-
Festuca pratensis Huds. -/- -/- -/un. -/-
Koeleria glauca (Spreng.) DC. -/- -/- un./- -/-
Melica transsilvanica Schur. -/- -/- un./- -/-
Poa angustifolia L. -/- -/- un./- sp./-
Poa nemoralis L. -/- -/- sp./- sp./un.
29. Plantaginaceae
Plantago lanceolata L. -/- -/- -/un. -/un.
Plantago major L. -/- -/- un./- -/-
30. Polygonaceae
Rumex acetosella L. -/- sp./ cop3. -/- sp./-
31. Primulaceae
Lysimachia vulgaris L. -/- -/+ -/un. -/-
32. Rubiaceae
Galium mollugo L. -/- -/- un./- un./-
Galium verum L. -/- -/- sol./- un./-
33. Scrophulariaceae
Linaria vulgaris Mill. -/- -/- -/un. un./-
Melampyrum nemorosum L. -/- sol./- -/- -/-
Veronica anagallis-aquatica L. -/- -/- -/- un./-
Verbascum orientale Bieb. -/- -/- -/un. -/-
Veronica spicata L. -/- -/- un./- un./-
34. Violaceae
Viola canina L. -/- -/- -/sol. sol./-
Viola odorata L. -/- -/- -/sol. -/-
Viola rupestris Schmidt -/- -/- sp./- sp./-
35. Urticaceae
Urtica dioica L. -/- -/- sp.-cop2./- sol./sol.
Видовая насыщенность 20/6 15/11 52/39 51/23
Заключение
В верхнем 0-10 см горизонте различных типов почв ЦЧР на следующий год после лесного пожара происходят потери гумуса в среднем на 1.5%, что в относительных процентах составляет 29.8% и азоторганических веществ в среднем на 27.5%, что связано с непосредственным разрушением органических веществ под действием высоких температур. Особенно ярко выражены потери гумуса и щелочногидролизуемого азота в 0-10 см слое. После пирогенного воздействия происходит значительное подщелачивание почвенного раствора, рНводн. увеличивается во всех исследованных почвах в среднем на единицу, наблюдается увеличение содержания зольных элементов P2O5 и K2O в среднем на 12.8% и 5.5% соответственно в верхнем 0-10 см слое из-за высокого содержания их в золе, образовавшейся после лесного пожара.
Пирогенное нарушение лесных сообществ приводит к развитию начальной сукцессионной стадии, с доминированием иван-чая узколистного - Chamaenerion angustifolium (L.) Scop., малины обыкновенной - Rubus idaeus L., чистотела лекарственного - Chelidonium majus L. на черноземе глинисто-иллювиальном типичном и мелколепестника канадского - Erigeron canadensis L. на песчаных почвах. Полученные результаты составляют основу для изучения динамики сукцессионных стадий региональных пирогенных лесов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Александрова К.И., Казакова М.В., Новиков В. С. 1996. Флора Липецкой области. М.: Аргус. 376 с.
Бармин А.И., Голуб В.Б., Дормидонтова Г.Н., Лысенко Г.М. 2004. Оценка динамики травяной растительности
Волго-Ахтубинской поймы во второй половине 20 столетия // Аридные экосистемы. Т. 10. № 21. С. 50-56. Валяев В.Н. 1971. Смена сосны елью в Карелии и ее проблемы // Лесоведение. №1. С. 3-11.
Воробьева Л.А. 1998. Химический анализ почв. М.: МГУ. 272 с.
Гамун М., Ханчи Б., Неффати М. 2012. Динамика растительных сообществ на сахарских пастбищах в Тунисе // Аридные экосистемы. Т. 18. №2. С. 54-61.
Громцев А.Н. 2000. Ландшафтная экология таежных лесов: теоретические и прикладные аспекты. Петрозоводск. 160 с.
Димеева Л.А. 2011. Закономерности первичных сукцессий Каспийского побережья // Аридные экосистемы. Т. 17. №3. С. 49-63.
Фролова С. В. Доклад о государственном надзоре и контроле за использованием природных ресурсов и состоянием окружающей среды Воронежской области в 2010 году. 2011. Доклад. Воронеж. 131 с.
Исаченко Т.И., Лавренко Е.М. 1980. Ботанико-географическое районирование // Растительность Европейской части СССР. Л. С. 10-20.
Камышев Н.С. 1963. Опыт систематизации фитоценозов Центрального Черноземья // Изв. Воронеж. Отделения Всесоюзн. бот. о-ва. Вып. 2. С. 35-41.
Камышев Н.С. 1964. К теории систематики и географии фитоценозов // Научные записки Воронежск. отделения Всесоюзного бот. о-ва. Воронеж. Вып. 3. С. 27-33.
Климатические ресурсы Центрально-Черноземной, Брянской и Орловской областей. 1978. Л.: Гидрометеоиздат. С. 5-9.
Лавренко Е.М. 1942. О провинциальном расчленении Евроазиатской степной области // Ботанический журн. Т.27. №6. С. 36-50.
Лебедева Н.В., Ильина Л.П., Пономарев А.В., Савицкий Р.М. 2011. Влияние пастбищной нагрузки на трансформацию сухостепных экосистем в долине Маныча // Аридные экосистемы. Т. 17. № 4(49). С. 8394.
Листов А.А. 1980. Формирование возрастной структуры древостоев в лишайниковых борах Европейского Севера // Лесное хозяйство. № 8. С. 25-29.
Мелехов И.С. 1980. Лесоведение. М. 408 с.
Мильков Ф.Н., Михно В.Б., Поросенков Ю.В. 1994. География Воронежской области. Воронеж: Изд-во ВГУ. 130 с.
Самойлова Е.М. 1983. Рыхлые осадочные породы. Почвообразующие породы. М.: Изд-во МГУ. С. 47-86.
Скользнева Л.Н. 2011. Влияние пожара 2010 года на состояние редких видов растений в урочище Морозова гора // Редкие виды грибов, растений и животных Липецкой области: Информационный сборник материалов. Выпуск 4. Воронеж. Научная книга. 204 с.
Состояние и охрана окружающей среды Липецкой области в 2010 г. 2011. Доклад. Липецк, 192 с.
Сукачев В.Н. 1975. Избранные труды. Проблемы фитоценологии. Л. Т. 3. 544 с.
Флора Европейской части СССР. 1974. Л.: Наука. Т.1. 404 с.
Хмелев К. Ф. 1992. Программа исследования пространственно-временных флуктуаций биоценозов и экосистем Усманского бора // Состояние и проблемы экосистем Усманского бора. Воронеж. С. 114-118.
Чибилев А.А. 1999. Стратегия сохранения природного разнообразия в Российско-Казахстанском приграничном регионе // Аридные экосистемы. Т. 5. № 10. С. 28-35.
Drude O. 1913. Die Okologie der Pflanzen // Braunschweig. Цит. по: Шмитхюзен Й. 1966. Общая география растительности. М.: Прогресс. 74 с.
THE EFFECT OF FIRE ON SOIL AND VEGETATION OF THE FORESTS OF CENTRAL
CHERNOZEM REGION OF RUSSIA
© 2014. J.S. Gorbunova, T.A. Devyatova, A.Y. Grigorjevskaya
Voronezh State University Russia, 394006 Voronezh, Universitetskaya Square 1. E-mail: gorbunova.vsu@mail.ru, devyatova@bio.vsu.ru, grigaya@mail.ru
Change of structure and properties of soils and structure of a vegetable cover in the woods of the Central Chernozem Region Russia (CCRR) after a fire 2010 is for the first time considered. In soils decrease in the content of organic substance and compounds of shchelochnogidrolizuyemy nitrogen against increase in the maintenance of cindery elements (P2O5, K2O) is established. Extent of phytodiversity transformation and development of an initial stage of fire-induced succession is noted. Keywords: CCR woods, structure, forest fire, soils, vegetable cover, fire-induced succession.
