Оценка пирогенного воздействия на биологическое состояние чернозема обыкновенного ростовской области в модельных экспериментах. Мангутов Эрдни.

Пожар – важное природное явление, встречающееся в естественных условиях и являющееся важнейшим фактором, который приводит к существенным изменениям экосистем (Bento-Goncalves et al., 2012). Природные пожары зачастую являются следствием антропогенного воздействия на экосистему, что привело к существенному увеличению как частоты, так и интенсивности пoжаров. С каждым годом их количество, распространение и воздействие пирoгенных факторов на экосистемы увеличиваются. Так, в России площадь всех пожаров за 2018 г. составила 8 млн 675 тыс. га – это в 3 раза больше, чем в 2017 году, а в Сибири лесные пожары 2019 года стали рекордными по площади пожаров за последние годы – 1 млн 602 тыс. га – по данным «Авиалесохраны». На это есть множество причин: примерно 95% пожаров в мире происходят с связи с деятельностью человека, и всего лишь 5% пожаров возникает в результате абиотических факторов – таких погодных условий, как длительных периодов жары, извержений вулканов, сильного ветра, засухи и ударов молний (Ходаков, 2011).

Еще более века тому назад проводились первые исследования, посвященные влиянию пирогенных факторов на педосферу (Seaver, 1909). Но по сей день нет единого мнения в литературе о воздействии пожаров на экосистемы, в нашем случае, на почвенную микробиоту: можно встретить научные работы, как о положительных (возобновлении старого растительного покрова на более новые продуктивные слои), так и об отрицательных воздействиях пожара на экосистемы. Пожар оказывает влияние на все компоненты биоценоза и выполняет важную роль в изменении химических, физических и биологических свойств почв. Как правило, в любом процессе можно найти положительные последствия в кратковременном сроке, но в долгосрочном периоде они являются губительным явлением для экосистем и человека, в частности. Поэтому во многих случаях пожар носит катастрофическое влияние (Lucas-Borja, 2019; Moya, 2019). Активность почвенных ферментов – важное значение при диагностике их экологического состояния и оценке качества почв (Hugh, 2012; Burns et al., 2013; Колесников и др., 2014; Казеев и др., 2015; Kolesnikov et al., 2019). Пирогенный фактор оказывает значительное влияние на ферментативную активность почв (Одабашян и др., 2017; Lucas-Borja et al., 2018; Moya et al., 2019).

Поэтому активность ферментов считается индикаторами последствий пирогенного воздействия на педосферу. Эволюция постпирогенных почв и воздействие пирогенных факторов изучены не до конца, на юге Европейской территории России особенно. Такой особый интерес вызывает оценка таких факторов, как биологических свойств почв, теплового излучения, продуктов горения на биоту и огня. Мы не знаем долгосрочные эффекты после пожаров, мы лишь установили, как сукцессия развивается дальше и какие есть косвенные изменения, влияющие на почву, а если изучать почву без растений и органических элементов, то вопрос становится сложным и нерешенным. Цель работы: оценить факторы пирогенного воздействия на почвенную биоту и биологические свойства чернозема обыкновенного Ростовской области в модельных экспериментах. Объект исследования: чернозем обыкновенный ботанического сада ЮФУ.

Методы: методы определения ферментативной активности почв и микробиологических свойств (Казеев и др., 2016). Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи: 1) проанализировать литературные данные по проблематике; 2) провести модельные эксперименте; 3) проанализировать данные по проведенным экспериментам. В последующем можно будет оценивать воздействие пирогенного фактора и ускорять восстановление природных экосистем, если будут обнаружены причины ухудшения процессов реабилитации. Модельные исследования выполнены в 2020-2021 гг. в соответствии с методами биологической диагностики экологического состояния почв (Казеев и др., 2016). Для этого на поверхности почвы сжигали разное количество (50-105 г) горючего материала (хвоя, ветки, шишки сосны).

Среди определяемых показателей были химические, физикохимические и биологические свойства почв. Модельные и лабораторно-аналитические исследования проводили в лабораториях Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского Южного федерального университета. Проведенное исследование показало, что пирогенный фактор оказывает значительное влияние на экологическое состояние почв, которое зависит от продолжительности и интенсивности воздействия, свойств и глубины почв (рис. 1). В опытах показано увеличение биологической активности в постпирогенных почвах, при том, что литературные данные утверждают, что пирогенное воздействие чаще всего приводит к ее снижению (рис. 2). Возможно, это связано с большей устойчивостью чернозема, а также явлением гормезиса, то есть стимулирующим действием низких и умеренных доз стрессоров. Его еще называют «эффектом малых доз», при котором происходит стимуляция организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов (Southam, 1943)

• Цели
• Задачи
• Актуальность
• Результаты
• Применение
• Оборудование