Постпирогенная эмиссия диоксида углерода из дерново-подзолистой почвы в экотоне опушки в зависимости от интенсивности воздействия огня

Abstract

The aim of the study. To assess carbon dioxide emissions during the restoration ecosystems affected to varying degree by fire for further use in determining the dynamic pattern of carbon fluxes. Location and time of the study. The experiment was conducted at the experimental site located in the Alexandrovsky district of the Vladimir region (56.613045 N, 38.362325 E) from the beginning of May till October 2022. Methods. The research included the preparation of experimental sites exposed to fires of varying degrees of intensity, the determination of soil carbon dioxide fluxes by the chamber method, and measurements of key environmental indicators (air and soil temperature, soil moisture). Results. There was a noticeable difference in post-pyrogenic carbon dioxide emissions from sites of varying degrees of burnout. The maximal values of 8.19 ± 5.40 g m-2 day-1 were observed at the site of fresh burning, and the minimal values of 1.22 ± 0.520 g m-2 day-1 were observed at the site that was exposed to the most intense fire. For the rate of CO2 emission from soils during the observation period, intra-seasonal variations were identified, which were related to soil temperature and moisture. Conclusions. The data we obtained on CO2 emissions at the control site of an undisturbed ecotope correspond to estimates previously obtained by other authors for sod-podzolic soils. CO2 emissions from the soil during the recovery period after prolonged pyrogenic exposure were significantly lower compared with the control sites and sites affected by the short-term exposure to fire. The restoration of the latter, associated with a significant increase in emission, requires further research to determine the contribution of microbiota to soil respiration during short-term pyrogenic effects similar to those of accidebntal fires of anthropogenic origin.Цель исследования. Дать количественную оценку постпирогенной эмиссии диоксида углерода на участках дерново-подзолистой почвы, в разной степени подверженных воздействию огня, для установления момента начала нормализации функционирования экосистемы. Место и время проведения. Эксперимент проводили на экспериментальной площадке, расположенной в Александровском районе Владимирской области (56,613045 с.ш., 38,362325 в.д.) с начала мая по октябрь 2022 года. Методы. Исследования включали подготовку экспериментальных площадок, подвергшихся возгораниям разной степени интенсивности, определение почвенных потоков диоксида углерода камерным методом и измерения основных показателей окружающей среды (температуры воздуха и почвы, влажности почвы). Основные результаты. Установлено заметное различие в постпирогенной эмиссии диоксида углерода с участков разной степени выгорания. Максимальные значения 8,19 ± 5,40 г С м-2 сут-1 наблюдались на площадке свежей гари, а минимальные значения 1,22 ± 0,520 г С м-2 сут-1 – на площадке, которая подверглась самому интенсивному воздействию огня. Для скорости эмиссии СО2 за период наблюдений выявлены внутрисезонные вариации, которые связаны с температурой и влажностью почвы. Заключение. Эмиссия СО2 из почвы в период восстановления после длительного пирогенного воздействия значимо меньше по сравнению с контрольными участками и участками, затронутыми кратковременным воздействием огня. Восстановление последних связано со значительным повышением эмиссии и требует дальнейших исследований, которые позволят определить вклад микробиоты в почвенное дыхание при кратковременных пирогенных воздействиях, приближенных к естественным пожарам антропогенного происхождения