Restoration of biogeochemical indicators in post-pyrogenic bogs

Обложка
  • Авторы: Gashkova L.P.1, Sinyutkina A.A.1
  • Учреждения:
    1. Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа – филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН
  • Выпуск: Том 16, № 4 (2025)
  • Страницы: 177-187
  • Раздел: Экспериментальные работы
  • URL: https://medbiosci.ru/2218-4422/article/view/368021
  • DOI: https://doi.org/10.18822/edgcc693476
  • ID: 368021

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Мониторинг последствий природных пожаров необходим для формирования подходов защиты окружающей среды, сохранения стабильности экосистем. Изучение как постпирогенных, так и прилегающих к ним участков позволяет сравнивать уровни аэрогенного загрязнения и прогнозировать скорость восстановления нарушенных территорий. Особенно контрастно дисбаланс элементов выявляется на верховых болотах с преимущественно атмосферным питанием в условиях дефицита большинства элементов. Объектами для мониторинга последствий пожара послужили три болотных массива, расположенные в таёжной и лесотундровой зонах. В представленной работе производится оценка изменения элементного состава торфа выгоревших и прилегающих к ним болот спустя 6-8 лет после пожара. Использованы сравнительно-географический, биогеохимический и аналитический методы. Элементный состав растений, торфа и подстилающей породы определён методом масс-спектрометрии. В результате мы выяснили, что в торфе исследованных участков происходят процессы как накопления, так и выщелачивания элементов, характерные для постпирогенных болот. Обнаружено, что на болотах, расположенных в лесотундре, по сравнению с объектами в таёжной зоне в два и более раза ниже содержание P, Mg, Ca, Mn, Fe, Zn, Pb и в три раза ниже содержание Cu в подстилающей торф породе. Коэффициенты концентрации содержания элементов в торфе относительно подстилающей породы более высокие в зоне лесотундры и превышают 1 для элементов P, Ca, Mn, Zn и Cd.

Об авторах

L. P. Gashkova

Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа – филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gashkova-lp@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-6159-8294
Россия, Томск

A. A. Sinyutkina

Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа – филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН

Email: gashkova-lp@rambler.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Alves C.A., Gonçalves C., Pio C.A., Mirante F., Caseiro A., Tarelho L., Freitas M.C., Viegas, D.X. 2010. Smoke emissions from biomass burning in a Mediterranean shrubland. Atmospheric Environment, 44(25): 3024-3033. doi: 10.1016/j.atmosenv.2010.05.010
  2. Belkova T.A., Perminov V.A., Alekseev N.A. 2016. Review of eoological and economic impacts of peat fires. XXI century. Technosphere safety.; 1(3): 35-44 (In Russian). [Белькова Т.А., Перминов В.А., Алексеев Н.А. 2016. Обзор эколого-экономических последствий торфяных пожаров // XXI век. Техносферная безопасность. № 3. C. 35-44.]
  3. Colin P.R. McCarter C.P.R., Clay G.D., Wilkinson S.L., Sigmund G., Davidson S.J., Taufik M., Page S., Shuttleworth E.L., McLagan D., Chenier G., Clark A., Waddington J.M. 2024. Peat fires and legacy toxic metal release: An integrative biogeochemical and ecohydrological conceptual framework. Earth-Science Reviews, 256: 04867. doi: 10.1016/j.earscirev.2024.104867
  4. Dymov A.A., Gorbach N.M., Goncharova N.N., Karpenko L.V., Gabov D.N., Kutyavin I.N., V Startsev.V., Mazur A.S., Grodnitskaya I.D. 2022. Holocene and recent fires influence on soil organic matter, microbiological and physico-chemical properties of peats in the European North-East of Russia. Catena, 217: 106449. doi: 10.1016/j.catena.2022.106449.
  5. Efremova T.T., Efremov S.P., Onuchin A.A. Kutsenogii K.P., Peresedov V.F. 2003. Biogeochemistry of Fe, Mn, Cr, Ni, Co, Ti, V, Mo, Ta, W, and U in a low moor peat deposit of the Ob'-Tom' interfluve. Eurasian Soil Science. 36(5):501-510.
  6. Gajendiran K., Kandasamy S., Narayanan M. 2024. Influences of wildfire on the forest ecosystem and climate change: A comprehensive study. Environmental Research, 240(2): 117537. doi: 10.1016/j.envres.2023.117537
  7. Gashkova L.P. 2022. Influence of fire on the distribution of elements in the peat deposit of the bog. Geosphere Research, 1: 118-125. doi: 10.17223/25421379/22/9
  8. Gashkova L.P., Sinyutkina A.A. 2025. Assessment of post-fire transformation of element uptake by plants in bogs in the taiga and forest-tundra zones of Western Siberia. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 336(9): 227-238. doi: 10.18799/24131830/2025/9/4924
  9. Granged A.J.P., Zavala L.M., Jordán A., Bárcenas-Moreno G. 2011. Post-fire evolution of soil properties and vegetation cover in a Mediterranean heathland after experimental burning: A 3-year study. Geoderma, 164(1-2): 85-94. doi: 10.1016/j.geoderma.2011.05.017
  10. Gray D.M., Dighton J. 2006. Mineralization of forest litter nutrients by heat and combustion. Soil Biology and Biochemistry, 38(6): 1469-1477. doi: 10.1016/j.soilbio.2005.11.003
  11. Hall G.E.M. 1992. Inductively coupled plasma mass spectrometry in geoanalysis. Journal of Geochemical Exploration, 44(1-3): 201-249. doi: 10.1016/0375-6742(92)90051-9.
  12. Kala C.P. 2023. Environmental and socioeconomic impacts of forest fires: A call for multilateral cooperation and management interventions. Natural Hazards Research, 3(2): 286-294. doi: 10.1016/j.nhres.2023.04.003
  13. Karavaeva N.A. 1973. Soils of the taiga of Western Siberia. Nauka, Moscow, 168 p. (In Russian). [Караваева Н.А. 1973. Почвы тайги Западной Сибири. Москва, Наука. 168 с.]
  14. Kuzmina D., Lim A.G., Loiko S.V., Pokrovsky O.S. 2022. Experimental assessment of tundra fire impact on element export and storage in permafrost peatlands. Science of The Total Environment, 853: 158701. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.158701
  15. Leonard J.M., Magaña H.A., Bangert R.K., Neary D.G., Montgomery W.L. 2017. Fire and Floods: The Recovery of Headwater Stream Systems Following High-Severity Wildfire. Fire Ecology, 13: 62-84. doi: 10.4996/fireecology.130306284
  16. Li G., Sun L., Ji S., Li X., Cong J., Han D., Wang G., Gao C. 2025. Low-severity fire promote carbon emissions in permafrost peatlands of the Great Khingan Mountains, Northeast China. Catena, 252: 108870. doi: 10.1016/j.catena.2025.108870
  17. Lipatov D.N., Shcheglov A.I., Manakhov D.V., Brekhov P.T. 2016. Spatial heterogeneity in the properties of high-moor peat soils under local pyrogenesis in northeastern Sakhalin. Eurasian Soil Science, 2016. 49(2): 238-250. doi: 10.7868/S0032180X16020076
  18. Mergelov N.S. 2015. Post-pirogenic Transformation of Soils and Soil Carbon Stocks in Sub-Tundra Woodlands of Kolyma Lowland: a Cascading Effect and Feedbacks. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya, (3): 129-140 (In Russian). [Мергелов Н.С. 2015. Постпирогенная трансформация почв и запасов почвенного углерода в предтундровых редколесьях Колымской низменности: каскадный эффект и обратные связи // Известия Российской академии наук. Серия географическая. № 3. С. 129-140.] doi: 10.15356/0373-2444-2015-3-129-140
  19. Ortíz-Rodríguez A.J., Muñoz-Robles C., Borselli L. 2019. Changes in connectivity and hydrological efficiency following wildland fires in Sierra Madre Oriental, Mexico. Science of The Total Environment, 655: 112-128. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.236
  20. Pechkin A.S., Shinkaruk E.V., Pechkina Yu.A., Krasnenko A.S., Kolesnikov R.A. 2021. Content of heavy metals and metalloids in pyrogenic northern taiga soils of the Nadym-Pur-Taz interfluve. Scientific Bulletin of the Yamal-Nenets Autonomous District, 111(2): 112-123 (In Russian). [Печкин А.С., Шинкарук Е.В., Печкина Ю.А., Красненко А.С., Колесников Р.А. 2021. Содержание тяжелых металлов и металлоидов в пирогенных северотаежных почвах Надым-Пур-Тазовского междуречья // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. Т. 111 № 2. С. 112-123.] doi: 10.26110/ARCTIC.2021.111.2.008
  21. Romanenko E.A., Moskovchenko D.V., Kudryavtsev A.A., Shigabaeva G.N. 2020. Mobile forms of metals in soils in the Nadym-Pur interfluve (Western Siberia). Bulletin of Nizhnevartovsk State University, 2: 136-145(In Russian). [Романенко Е.А., Московченко Д.В., Кудрявцев А.А., Шигабаева Г.Н. 2020. Подвижные формы металлов в почвах Надым-Пуровского междуречья (Западная Сибирь) // Вестник Нижневартовского государственного университета. № 2. C. 136-145.] doi: 10.36906/2311-4444/20-2/18
  22. Rybina T. A., Bazanov V. A., Golubina O. A., Sergeeva M. A. 2015. Studying the active layer of oligotrophic bogs in the Taiga zone of Western Siberia. International Journal of Environmental Studies, 72(3): 448-455. doi: 10.1080/00207233.2015.1027588
  23. Sinyutkina A.A., Gashkova L.P., Kharanzhevskaya Yu.A. 2024. Pyrogenic changes of bog vegetation and peat in Western Siberia. Lomonosov Geography Journal. 1: 78-88 (In Russian). [Синюткина А.А., Гашкова Л.П., Харанжевская Ю.А. Пирогенное изменение болотной растительности и торфа в Западной Сибири // Вестник Московского университета. Сер. 5. География. 2024. Т. 79. № 1. С. 78-88]. doi: 10.55959/MSU0579-9414.5.79.1.6
  24. Sinyutkina A.A., Gashkova L.P. 2025. Assessment of Post-Fire Vegetation Dynamics in a Raised Bog (Western Siberia) Based on Landsat Satellite Data. Regional Geosystems, 49(1), 112-127 (In Russian). [Синюткина А.А., Гашкова Л.П. 2025. Оценка постпирогенной динамики растительности верхового болота (Западная Сибирь) на основе спутниковых данных Landsat // Региональные геосистемы, 49, № 1. С. 112-127.] doi: 10.52575/2712-7443-2025-49-1-112-127
  25. Stavrova N.I., Kalimova I.B., Gorshkov V.V., Drozdova I.V., Alekseeva-Popova N.V., Bakkal I.Yu. 2019. Long-Term Postfire Changes of Soil Characteristics in Dark Coniferous Forests of the European North. Eurasian Soil Science. 52(2): 218-227. doi: 10.1134/S1064229319020133
  26. Stepanova V.A., Pokrovsky O.S. 2011. Macroelements composition of raised bogs peat in the middle taiga of Western Siberia (the bogs complex Mukhrino). Tomsk State University Journal, 352: 211-214 (In Russian). [Степанова В.А., Покровский О.С. 2011. Макроэлементный состав торфа выпуклых верховых болот средней тайги Западной Сибири (на примере болотного комплекса «Мухрино» // Вестник Томского государственного университета. № 352. С. 211-214].
  27. Ukraintsev A.V., Plyusnin A.M., Zhambalova D.I. 2016. Using the chemical composition of snow to assess the long-term impact of forest fires on the ecological state of territories. Proceedings of Voronezh State University. Series: Geography. Geoecology, 2: 56-62. (In Russian) [Украинцев А.В., Плюснин А.М., Жамбалова Д.И. 2016. Использование химического состава снега для оценки долгосрочного влияния лесных пожаров на экологическое состояние территорий // Вестник ВГУ, серия: География. геоэкология, № 2. С. 56-62.]
  28. Voronova I.V., Grebenyuk G.N. 2018. Engineering and geocryologic conditions of the Harampur oil-gas condensate field Pur-Tazovsky of entre rios. Geology, Geography and Global Energy, 2 (69): 48-57 (In Russian). [Воронова И.В., Гребенюк Г.Н. 2018. Инженерно-геокриологические условия Харампурского нефтегазоконденсатного месторождения Пур-Тазовского междуречья // Геология, география и глобальная энергия. № 2(69). С. 48-57.]
  29. Wu Y., Zhang N., Slater G., Waddington J.M., Lannoy Ch.F. 2020. Hydrophobicity of peat soils: Characterization of organic compound changes associated with heat-induced water repellency. Science of The Total Environment, 714: 136444. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.136444.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Gashkova L.P., Sinyutkina A.A., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).