Пирогенное изменение болотной растительности и торфа в Западной Сибири

Природные пожары являются важным экологическим фактором, определяющим интенсивность круговорота углерода на болотах. В статье представлены оценки последствий пирогенной трансформации и современного состояния выгоревших участков болот таежной и лесотундровой зон Западной Сибири через 6–8 лет после пожара с учетом их внутрифациальной неоднородности. Полевые исследования проведены в 2022 г. на трех болотах (всего 13 постпирогенных и фоновых точек) и включали тахеометрическую съемку поверхности, оценку встречаемости видов травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов, отбор образцов для лабораторного определения физико-технических свойств и ботанического состава торфа. В качестве видов-индикаторов восстановления рассматривали сфагновые мхи, Polytrichum strictum, лишайники и кустарнички. В результате исследования обнаружено, что интенсивность пирогенной трансформации определяется исходным состоянием болотной экосистемы и увеличивается в ряду: участок гидролесомелиорации на верховом Бакчарском болоте – плоскобугристое болото – верховое Усть-Бакчарское болото, осушенное для торфодобычи. На большинстве исследованных точек выгоранию оказались более подвержены понижения микрорельефа, в то время как положительные формы сохранились, либо выгорели частично. Трансформация свойств торфяной залежи распространяется по глубине за пределы выгоревшего слоя и проявляется в снижении влажности, увеличении зольности, плотности и степени гумификации. На первых этапах постпирогенных сукцессий выявлены схожие закономерности для болот таежной и лесотундровой зон, проявляющиеся в интенсивном зарастании P. strictum. По результатам исследования сделан вывод, что участок гидролесомелиорации на Бакчарском болоте имеет возможность восстановления видового состава растительного покрова и возобновления аккумуляции торфа. На Усть-Бакчарском болоте произошли необратимые изменения растительного покрова, где восстановление сфагновых мхов не происходит даже через 20 лет после пожара.

1. Ахметьева Н.П., Белова С.Э., Джамалов Р.Г., Куличевская И.С., Лапина Е.Е., Михайлова А.В. Естественное восстановление болот после пожаров // Водные ресурсы. 2014. Т. 41. № 4. С. 343–354. DOI: 10.7868/S0321059614040026.

2. Базанов В.А., Егоров Б.А., Льготин В.А., Скугарев А.А. Современная пространственная динамика Большого Васюганского болота (на примере междуречья рек Икса-Шегарка) // Большое Васюганское болото. Современное состояние и процессы развития / под ред. М.В. Кабанова. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2002. С. 190–196.

3. Беручашвили Н.Л., Жучкова В.К. Методы комплексных физико-географических исследований. М.: Изд-во МГУ, 1997. 320 с.

4. Вомперский С.Э., Глухова Т.В., Смагина М.В., Ковалев А.Г. Условия и последствия пожаров в сосняках на осушенных болотах // Лесоведение. 2007. № 6. С. 35–44.

5. Гизатуллин А.Т., Алексеенко Н.А., Моисеева Н.А. Использование данных дистанционного зондирования для предупреждения возгораний торфоразработок // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2020. № 2. С. 45–52.

6. Глухова Т.В., Сирин А.А. Потери почвенного углерода при пожаре на осушенном лесном верховом болоте // Почвоведение. 2018. № 5. С. 580–588.

7. Копотева Т.А., Купцова В.А. Влияние пожаров на функционирование фитоценозов торфяных болот Среднеамурской низменности // Экология. 2016. № 1. С. 14–21.

8. Малащук А.А., Филиппов Д.А. Постпирогенная динамика растительного покрова верхового болота Барское (Вологодская область) // Трансформация экосистем. 2021. № 4(1). С. 104–121.

9. Московченко Д.В., Арефьев С.П., Московченко М.Д., Юртаев А.А. Пространственно-временной анализ природных пожаров в лесотундре Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. 2020. Т. 27. № 2. С. 243–255.

10. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 8: Гидрометеорологические наблюдения на болотах. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 360 с.

11. Сизов О.С., Цымбарович П.Р., Ежова Е.В., Соромотин А.В., Приходько Н.В. Оценка постпирогенной динамики тундровой растительности на севере Западной Сибири за последние 50 лет (1968–2018) на основе данных ДЗЗ детального и высокого разрешения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 137–153.

12. Синюткина А.А., Гашкова Л.П., Малолетко А.А., Магур М.Г., Харанжевская Ю.А. Трансформация поверхности и растительного покрова осушенных верховых болот юго-востока Западной Сибири // Вестник Томского гос. ун-та. Биология. 2018. № 43. С. 196–223.

13. Сирин А.А., Макаров Д.А., Гуммерт И., Маслов А.А., Гульбе Я.И. Глубина прогорания торфа и потери углерода при лесном подземном пожаре // Лесоведение. 2019. № 5. С. 410–422.

14. Торфяные болота центральных областей Европейской части России: их трансформация за последние 100 лет / Н.П. Ахметьева, А.В. Михайлова, Г.Н. Кричевец, А.Ю. Беляев. М.: ГЕОС, 2020. 134 с.

15. Benscoter B.W., Greenacre D., Turetsky M.R. Wildfire as a key determinant of peatland microtopography, Canadian Journal of Forest Research, 2015, no. 45, p. 1133–1137, DOI: 10.1139/cjfr-2015-0028.

16. Benscoter B.W., Vitt D.H. Spatial patterns and temporal trajectories of the bog ground layer along a postfire chronosequence, Ecosystems, 2008, no. 11, p. 1054–1064, DOI: 10.1007/s10021-008-9178-4.

17. Benscoter B.W., Vitt D.H., Wieder R.K. Association of postfire peat accumulation and microtopography in boreal bogs, Canadian Journal of Forest Research, 2005, no. 35, p. 2188–2193.

18. Benscoter B.W., Wieder R.K. Variability in organic matter lost by combustion in a boreal bog during the 2001 Chisholm fire, Canadian Journal of Forest Research, 2003, no. 33(12), p. 2509–2513, DOI: 10.1139/x03-162.

19. Borren W., Bleuten W., Lapshina E.D. Holocene peat and carbon accumulation rates in the southern taiga of western Siberia, Quat. Res., 2004, no. 61, p. 42–51, DOI: 10.1016/j.yqres.2003.09.002.

20. Chambers F.M., Beilman D.W., Yu Z. Methods for determining peat humification and for quantifying peat bulk density, organic matter and carbon content for palaeostructudies of climate and peatland carbon dynamic, Mires and Peat, 2011, vol. 7, article 07, p. 1–10.

21. Feurdean A., Florescu G., Tantau I. et al. Recent fire regime in the southern boreal forests of western Siberia is unprecedented in the last five millennia, Quaternary Science Reviews, 2020, no. 244, 106495, DOI: 10.1016/j. quascirev.2020.106495.

22. Kettridge N., Turetsky M., Sherwood J. et al. Moderate drop in water table increases peatland vulnerability to post-fire regime shift, Scientific Reports, 2015, no. 5, 8063, DOI: 10.1038/srep08063.

23. Moore P.A., Lukenbach M.C., Kettridge N. et al. Peatland water repellency: Importance of soil water content, moss species, and burn severity, Journal of Hydrology, 2017, no. 554, p. 656–665.

24. Sinyutkina A. Drainage consequences and self-restoration of drained raised bogs in the south-eastern part of Western Siberia: Peat accumulation and vegetation dynamics, Catena, 2021, no. 205, 105464, DOI: 10.1016/j.catena.2021.105464.

25. Sinyutkina A.A., Gashkova L.P., Koronatova N.G. et al. Postfire ecological consequences within the drained site of the Great Vasyugan Mire: retrospective water-thermal regime and pyrogenic disturbance estimation, IOP Conference Series: Earth Environment Science, 2020, vol. 408, 012037.

26. Thompson D.K., Waddington J.M. Wildfire effects on vadose zone hydrology in forested boreal peatland microforms, Journal of Hydrology, 2013, no. 486, p. 48–56.

27. Taminskas J., Linkeviciene R., Simanauskiene R. et al. Climate change and water table fluctuation: Implications for raised bog surface variability, Geomorphology, 2018, no. 304, p. 40–49, DOI: 10.1016/j.geomorph.2017.12.026.

28. Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Коршунова Н.Н., Швец Н.В. Описание массива данных месячных сумм осадков на станциях России: свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2015620394. URL: http://meteo.ru/it/178-aisori (дата обращения 14.02.2022).

29. FIRMS (Fire Information for Resource Management System), URL: https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov (дата обращения 10.02.2022).