| Авторы |
Камиль Шагидуллович Казеев, д.г.н., профессор, профессор кафедры экологии и природопользования, Южный федеральный университет (344090, Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1); e-mail: kamil_kazeev@mail.ru
Татьяна Анатольевна Полторацкая, студентка, Южный федеральный университет (344090, Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1).
Анастасия Сергеевна Якимова, студентка, Южный федеральный университет (344090, Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1).
Мэри Юрьевна Одабашян, аспирантка, Южный федеральный университет (344090, Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1).
Аслан Капланович Шхапацев, к.с.-х.н., доцент, декан факультета аграрных технологий Майкопского государственного технологического университета.
Сергей Ильич Колесников, д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования, Южный федеральный университет, Академия биологии и биотехнологий им. Д.И. Ивановского (344090, Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1); e-mail: kolesnikov@sfedu.ru |
| Аннотация |
Уникальные экосистемы Абраусского полуострова Черноморского побережья Кавказа, сохранившиеся в заповеднике «Утриш» представлены сухими восточно-средиземноморскими субтропиками с большим числом эндемиков и реликтов, сохранившимся с третичного периода. Это одно из немногих в России мест произрастания можжевелово-фисташковых (Pistacia atlantica, Juniperus excelsa, J. foetidissima, J. oxycedrus) редколесий. В 2016–2018 гг. проведено исследование содержания биологических свойств коричневых почв на двух участках Абраусского полуострова. Основной упор сделан на исследование мониторинговой площадки Водопадной щели заповедника «Утриш», расположенной на постпирогенном участке можжевелового редколесья на высоте 110–140 м н.у.м. на южных отрогах хребта Навагир. Пожар случился в 2009 г. Дополнительно в апреле 2018 г. был исследован участок пожарища 2013 г. в непосредственной близости от Сухой щели заповедника «Утриш». Площадь пожарищ с нарушением наземной растительности и изменением экологического состояния почв составляет несколько гектар. Показано, что на большей части Абраусского полуострова, включая природный заповедник «Утриш», распространены редкие для России коричневые почвы (Cromic Cambisol и Cromi-Leptic Luvisol по международной классификации WRB). Главными признаками коричневых почв являются: коричневый цвет профиля, интенсивное текстурное оглинивание средней части профиля почвы, элювиально-иллювиальный тип декарбонизации, близкая к нейтральной реакция среды, богатство почвы элементами минерального питания. Особенности исследованных почв заповедника «Утриш», обусловленные низкогорным рассеченным рельефом территории, – это более короткий почвенный профиль, высокая каменистость и щебенчатость, отсутствие карбонатных новообразований, фрагментарность и маломощность лесной подстилки. Исследования эколого-биологических свойств почв (температуры, влажности, плотности почв, содержание гумуса и карбонатов, численности бактерий, активности ферментов каталазы, пероксидазы, дегидрогеназ, инвертазы и др.) проводили по общепринятым методам. Показано развитие восстановительной сукцессии в травянисто-кустарниковой стадии на обоих пожарищах. Установлено значительное влияние пожаров на эколого-биологические свойства коричневых почв. Спустя 5–9 лет после пожара многие биологические свойства постпирогенных почв значительно различаются по сравнению со свойствами контрольных участков можжевелового редколесья. Содержание гумуса и биологическая активность постпирогенных почв, в целом, снижены по сравнению с почвами контрольных участков можжевелового редколесья. При этом было отмечено высокое варьирование биологических показателей почв на разных участках одного пожарища. Варьирование связано как с особенностями горного рельефа, так и с характером растительности, образующей разные по количеству растительных остатков рефугиумы. Интенсивность продуцирования углекислого газа в поверхностных горизонтах почв пожарища более чем в 2 раза ниже по сравнению с контрольными значениями. Постпирогенная почва участка Сухой щели, спустя 5 лет после пожара, содержит почти вдвое меньшее содержание гумуса в поверхностном пятисантиметровом слое по сравнению с почвой контрольного участка можжевелового редколесья. На глубине 15–25 см различие между почвами участками сохраняются на том же уровне, что и для верхних горизонтов. Таким образом показано значительный эффект пожаров на биологические параметры субтропических почв заповедника «Утриш», сохраняющийся в течение многих лет. |
| Список цитируемой литературы |
Adam G., Duncan H. 2001. Development of a sensitive and rapid method for the measurement of total microbial activity using fluorescein diacetate (FDA) in a range of soils. Soil Biology and Biochemistry 33(7–8): 943–951. DOI: 10.1016/S0038-0717(00)00244-3
Adkins J., Sanderman J., Miesel J. 2019. Soil carbon pools and fluxes vary across a burn severity gradient three years after wildfire in Sierra Nevada mixed-conifer forest. Geoderma 333: 10–22. DOI: 10.1016/j.geoderma.2018.07.009
Alcañiz M., Outeiro L., Francos M., Farguell J., Úbeda X. 2016. Long-term dynamics of soil chemical properties after a prescribed fire in a Mediterranean forest (Montgrí Massif, Catalonia, Spain). Science of the Total Environment 572: 1329–1335. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.01.115
Bünemann G.E.K., Bongiorno G., Bai Z., Creamer R.E., De Deyn G., de Goede R., Fleskens L., Geissen V., Kuyper T.W., Mäder P., Pulleman M., Sukkel W., van Groenigen J.W., Brussaard L. 2018. Soil quality – A critical review. Soil Biology and Biochemistry 120: 105–125. DOI: 10.1016/j.soilbio.2018.01.030
Burns R.G., DeForest J.L., Jürgen M., Sinsabaugh R.L., Stromberger M.E., Wallenstein M.D., Weintraub M.N., Zoppini A. 2013. Soil enzymes in a changing environment: Current knowledge and future directions. Soil Biology and Biochemistry 58: 216–234. DOI: 10.1016/j.soilbio.2012.11.009
Catalanotti A.E., Giuditta E., Marzaioli R., Ascoli D., Esposito A., Strumia S., Mazzoleni S., Rutigliano F.A. 2018. Effects of single and repeated prescribed burns on soil organic C and microbial activity in a Pinus halepensis plantation of Southern Italy. Applied Soil Ecology 125: 108–116. DOI: 10.1016/j.apsoil.2017.12.015
Dadenko E.V., Kazeev K.S., Kolesnikov S.I., Valkov V.F. 2009. Changes in the enzymatic activity of soil samples upon their storage. Eurasian Soil Science 42(12): 1380–1385.
Dadenko E.V., Myasnikova M.A., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Valkov V.F. 2014. Biological activity of ordinary chernozem with long-term use under arable land. Eurasian Soil Science 6: 724–733. [In Russian]
Demina O.N., Rogal L.L., Suslova E.G., Dmitriev P.A., Kozhin M.N., Seregin A.P., Bykhalova O.N. 2015. Synopsis of the flora of the State Natural Reserve «Utrish». Zhivye i biokosnye sistemy 13. Available from http://www.jbks.ru/archive/issue-13/article-8 [In Russian]
Dose H.L., Fortuna A.M., Cihacek L.J., Norland J., DeSutter T.M., Clay D.E., Bell J. 2015. Biological indicators provide short term soil health assessment during sodic soil reclamation. Ecological Indicators 58: 244–253. DOI: 10.1016/j.ecolind.2015.05.059
Fernández-García V., Miesel J., Baeza M.J., Marcos E., Calvo L. 2019. Wildfire effects on soil properties in fire-prone pine ecosystems: Indicators of burn severity legacy over the medium term after fire. Applied Soil Ecology 135: 147–156. DOI: 10.1016/j.apsoil.2018.12.002
Fonseca F., Figueiredo T., Nogueira C., Queirós A. 2017. Effect of prescribed fire on soil properties and soil erosion in a Mediterranean mountain area. Geoderma 307: 172–180. DOI: 10.1016/j.geoderma.2017.06.018
Francos M., Úbeda X., Pereira P., Alcañiz M. 2018. Long-term impact of wildfire on soils exposed to different fire severities. A case study in Cadiretes Massif (NE Iberian Peninsula). Science of the Total Environment 615: 664–671. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.09.311
Galstyan A.Sh. 1978. Unification of methods for studying the activity of soil enzymes. Eurasian Soil Science 2: 107–114. [In Russian]
Girona-García A., Badía-Villas D., Martí-Dalmau C., Ortiz-Perpíña O., Mora J.L., Armas-Herrera C.M. 2018. Effects of prescribed fire for pasture management on soil organic matter and biological properties: A 1-year study case in the Central Pyrenees. Science of the Total Environment 618: 1079–1087. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.09.127
Gongalsky K.B. 2011. The spatial distribution of large soil invertebrates on burned areas in xerophilous ecosystems of the Black sea coast of the Caucasus. Arid Ecosystems 1(4): 260–266. DOI: 10.1134/S2079096111040068
Hobley E.U., Le Gay Brereton A.J., Wilson B. 2017. Forest burning affects quality and quantity of soil organic matter. Science of the Total Environment 575: 41–49. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.09.231
Hugh H.A.L. 2012. Soil extracellular enzyme dynamics in a changing climate. Soil Biology and Biochemistry 47: 53–59. DOI: 10.1016/j.soilbio.2011.12.026
Jongman R.G.G., Ter Braak S.J.F., Van Torgeren O.F.R. 1995. Data Analysis in Community and Landscape Ecology. Cambridge: Cambridge University Press. 324 p.
Kazeev K.S., Kutrovskii M.A., Dadenko E.V., Vezdeneeva L.S., Kolesnikov S.I., Valkov V.F. 2012. The influence of carbonates in parent rocks on the biological properties of mountain soils of the northwest Caucasus region. Eurasian Soil Science 45(3): 282–289. DOI: 10.1134/S1064229312030052
Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Akimenko Yu.V., Dadenko E.V. 2016. Methods of bio-diagnostics of terrestrial ecosystems. Rostov-on-Don: Southern Federal University. 356 p. [In Russian]
Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Bykhalova O.N. 2013. Brown soils of the Utrish Reserve. In: Biodiversity of the Utrish State Nature Reserve. Vol. 1. Anapa. P. 154–163. [In Russian]
Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Valkov V.F. 2003. Biological diagnostics and indication of soils: methodology and research methods. Rostov-on-Don: Rostov State University. 204 p. [In Russian]
Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Valkov V.F. 2004. Soil biology of the South of Russia. Rostov-on-Don: Publisher of CVVR. 350 p. [In Russian]
Khanina L.G., Smirnov V.E., Romanov M.S., Bobrovsky M.V. 2018. Effect of spring grass fires on vegetation patterns and soil quality in abandoned agricultural lands at local and landscape scales in Central European Russia. Ecological Processes 7: 38. DOI: 10.1186/s13717-018-0150-8
Khaziev F.Kh. 2005. Methods of soil enzymology. Moscow: Nauka. 252 p. [In Russian]
Kuleshova L.V., Korotkov V.N., Potapova N.A., Evstigneev O.I., Kozlenko A.B., Rusanova O.M. 1996. Complex analysis of post-fire successions in the forests of the Kostomuksha State Nature Reserve (Karelia). Bulletin of Moscow Society of Naturalists 101(4): 3–15. [In Russian]
Kutrovsky M.A., Valkov V.F., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. 2008. Ecological features of rendzin of the Black Sea coast of the Caucasus. University news. North-Caucasian region. Natural sciences series 6: 97–101. [In Russian]
Lucas-Borja M.E., Calsamiglia A., Fortesa J., García-Comendador J., Guardiola E.L., García-Orenes F., Gago J., Estrany J. 2018. The role of wild fire on soil quality in abandoned terraces of three Mediterranean micro-catchments. Catena 170: 246–256. DOI: 10.1016/j.catena.2018.06.014
Magzanova D.K., Khiyalieva R.G. 2013. Investigation of the influence of field fires on the state of soil microbiocenosis. Advances in Modern Natural Science 4: 160–161. [In Russian]
Maksimova E.Y., Abakumov E.V., Kudinova A.G. 2017. Functional activity of soil microbial communities in post-fire pine stands of Tolyatti, Samara oblast. Eurasian Soil Science 50(2): 239–245. DOI: 10.1134/S1064229317020119
Moya D., González-De Vega, Lozano E., García-Orenes F., Mataix-Solera J., Lucas-Borja M.E., de Las Heras J. 2019. The burn severity and plant recovery relationship affect the biological and chemical soil properties of Pinus halepensis Mill. stands in the short and midterms after wildfire. Journal of Environmental Management 235: 250–256. DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.01.029
Odabashyan M.Yu., Trushkov A.V., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. 2017. The influence of the fall on the enzymatic activity of chernozem. Proceedings of Samara Scientific Centre of RAS 19(2–3): 482–485. [In Russian]
Pingree M.R.A., DeLuca T.H. 2018. The influence of fire history on soil nutrients and vegetation cover in mixed-severity fire regime forests of the eastern Olympic Peninsula, Washington, USA. Forest Ecology and Management 422: 95–107. DOI: 10.1016/j.foreco.2018.03.037
Raiesi F., Salek-Gilani S. 2018. The potential activity of soil extracellular enzymes as an indicator for ecological restoration of rangeland soils after agricultural abandonment. Applied Soil Ecology 126: 140–147. DOI: 10.1016/j.apsoil.2018.02.022
Valkov V.F., Kazadaev A.A., Kremenitsa A.M., Suprun V.A., Sukhanova V.M., Tashchiev S.S. 1996. The effect of stubble burning on chernozem biota. Eurasian Soil Science 29(12): 1412–1416. [In Russian]
Valkov V.F., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Kutrovsky M.A. 2007. Soil formation on limestone and marl. Rostov-on-Don: Rostizdat. 198 p. [In Russian]
Valkov V.F., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. 2008. Soils of the South of Russia. Rostov-on-Don: Everest Publishing House. 276 p. [In Russian]
Vassoevich N.B. 1948. Flysch and methods of its study. Leningrad; Moscow: Gostoptekhizdat. 216 p. [In Russian]
Wardle D.A., Nilsson M.C., Zackrisson O. 2008. Fire-derived charcoal causes loss of forest humus. Science 320(5876): 629–630. DOI: 10.1126/science.1154960 |
