Вопрос 27

Влияние пожаров на население почвы

Степень воздействия пожара на почвенных беспозвоночных зависит, прежде всего, от интенсивности и длительности теплового воздействия на почву. Из-за неравномерности распределения горючих материалов, различий в микро- и нанорельефе, характере растительности термическое воздействие на почву значительно варьирует. Там, где огонь прошел бегло, температура почвы либо не изменяется, либо повышается незначительно или на короткое время. В местах скопления горючих материалов почва может прогреваться до температуры, летальной для обитателей почвы. Обычно в результате пожара население почвенных беспозвоночных обедняется, при этом в таежной зоне наиболее велики потери среди обитателей подстилки: дождевых червей, моллюсков (Gasrtopoda), костянок (Lithobiomorpha) (Кулешова и др., 1996). При этом для них значимы как прямое тепловое воздействие, так и уменьшение мощности подстилки (или ее исчезновение) в ходе пожара.

Серия экспериментов для оценки воздействия на почвенных беспозвоночных теплового потока при пожарах была проведена Е.Н. Краснощековой с коллегами (2008) (в мелкотравно-зеленомошных лиственничниках Нижнего Приангарья, почвы – буроземы). Непосредственное воздействие огня, повышение температуры на поверхности напочвенного покрова и на границе подстилки и минерального горизонта почвы выше 50 °С в течение 16 минут привели к гибели и снижению численности микроартропод в 10 раз. В другом эксперименте температура в верхней части мохового слоя (3 см) достигала 200 °С, а в подстилке – 63 °С, при этом общее количество микроартропод снизилось в 5 раз. Практически полное уничтожение микроартропод низовыми пожарами показано также работой J. Hanula и D. Wade (2003).

Полученные в экспериментах Е.Н. Краснощековой с соавторами (2008) температурные максимумы при слабой силе пожара были недостаточными, чтобы прогреть моховой покров, вследствие чего почвенная биота не страдала. В то же время, при длительном тлении слоя мха и прогревании подстилки наблюдалось резкое снижение численности мелких беспозвоночных. Высокие температуры (выше 50 °С), сохраняющиеся в подстилке в течение часа, приводили к почти полному уничтожению почвенного населения (до 96 % от исходной численности).

Рядом исследователей показано, что низовые пожары являются причиной уменьшения численности дождевых червей. Время восстановления плотности популяции зависит, в значительной степени, от влажности почвы в период после.

Показательны результаты исследования воздействий на население почвы всего лишь однократного сжигания пожнивных остатков зерновых культур, проведенные В.Ф. Вальковым с коллегами (1996). В верхнем почвенном слое (0–5 см) почвообразующие животные исчезали; в нижележащих слоях (в опыте – до 20 см) уменьшалась их численность. В целом численность клещей (Oribatei), ногохвосток (Collembola), жесткокрылых (Coleoptera) в опыте уменьшилась в три раза. Отмечено резкое устойчивое уменьшение численности разных групп микроорганизмов и активности дыхания почвы, особенно в слое 0–5 см. Наиболее чувствительны к выжиганию оказались азотобактер, бактерии и актиномицеты (снижение численности в 325–694 раза), более устойчивы микроскопические грибы (снижение численности в 200–315 раз). Таким образом, в результате действия огня происходит исчезновение основных деструкторов растительного опада, что приводит, в конечном итоге, к снижению биологической активности почв.

В целом, на настоящий момент практически нет данных о влиянии пожаров на долговременную динамику почвенного населения. Пожары могут приводить к сокращению численности одних групп почвенной фауны при увеличении численности других групп; через несколько лет после пожара может произойти восстановление населения почвы (Engstrom, 2010). Однако следует отметить, что исследования влияния пожаров на состав и численность населения почвы обычно проводят в экосистемах, где периодические пожары являются обычным явлением (прерии, степи, сосновые и лиственничные леса и т.п.). Вероятно, в таких случаях мы имеем дело с фаунистическими комплексами, уже отобранными на относительно высокую устойчивость к воздействию пожаров в ходе многовековых воздействий огня. Поэтому результаты этих исследований не позволяют с достаточной полнотой оценить роль пожаров в преобразовании видового состава и структуры населения почвы.