Бобровский М.В.
RJEE Vol. 4 (1). 2019 | DOI: 10.21685/2500-0578-2019-1-2
Аннотация | PDF (Eng) | Дополнительные файлы
Дата поступления 10.11.2018 | Дата опубликования 26.03.2019
УДК 631.48:574.42
THE HISTORY OF FIRES IN OLD-GROWTH KOREAN PINE – BROADLEAVED FORESTS IN THE MIDDLE REACHES OF THE BIKIN RIVER (WESTERN SLOPE OF THE SYKHOTE-ALIN MOUNTAINS) ACCORDING TO DENDROCHRONOLOGICAL AND PEDOANTHRACOLOGICAL DATA
M. V. Bobrovsky
Institute of Physico-Chemical and Biological Problems in Soil Sciences of the Russian Academy of Sciences, 2 Institutskaya street, Pushchino, 142290, Russia
E-mail: maxim.bobrovsky@gmail.com
ИСТОРИЯ ПОЖАРОВ В СТАРОВОЗРАСТНЫХ КЕДРОВО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСАХ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ р. БИКИН (ЗАПАДНЫЙ СКЛОН СИХОТЭ-АЛИНЯ) ПО ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИМ И ПЕДОАНТРАКОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ
М. В. Бобровский
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, 142290, Россия, Московская область, Пущино, ул. Институтская, 2
E-mail: maxim.bobrovsky@gmail.com
Abstract. The largest unfragmented tract of the rich-in-species old-growth Korean pine (Pinus koraiensis)-broadleaved forests in the world is situated in the basin of the Bikin River. The history of these forests, including the fire history, is very important for understanding factors of dynamics of these forests and prognosis of their development under different climate change scenarios and land-use regimes. However, this history has not been studied in detail so far. Here we aim at reconstructing the local history of fires in the middle reaches of the Bikin River using dendrochronology and pedoanthracology (analysis of charcoal in the soil). We used treefall mounds to search for charcoal in soils; charcoal was selected from 34 treefall mounds, 14 charcoal samples were radiocarbon dated. The age of fire scars on trunks was determined using the increment borer method on 45 Pinus koraiensis individuals. We defined that the main factors responsible for charcoal transport to the mineral soils were past treefalls with uprooting and soil erosion. The most ancient soil charcoals date back to the Upper Neolithic, about 3450 cal BP. The remaining charcoal samples are mainly grouped into four clusters: about 2250, 1610, 1450 and 600 cal BP. The increase of fire frequency is in good agreement with the previous results of lithologic-facies, botanical, spore-pollen and other analyses of bog sediments in the floodplain of the Bikin River. The earliest fires in the study area, which can be associated with human impacts, refer to the end of the first millennium (the time of the Bohai Kingdom). Fire scars were found on cores sampled from 39 out of 45 Pinus koraiensis individuals. The oldest Pinus we dated was 278 years old. Based on the cores, a fire chronology was built, covering the period from 1773 to 1993. Fires were marked for 36 years, while 10 years of them coincided in 3 and more cores. The periods with the highest frequency of fires are from 1937 to 1948 and from 1958 to 1980. We further followed possible connections between the frequency of fires and human activities. We also compared the fire chronology, data on precipitation and the number of fires in the Sikhote-Alin State Nature Reserve located closely to the study area. As expected, fires often occurred in the years with low precipitation or in the years following them. Preservation of a high species diversity of plants, especially the woody ones, with a significant frequency of fires in the study area can be explained by a complex relief determining the local fire spread and the presence of fire refugia. Soil charcoal analysis showed the existence of fire events from 3500 to 600 years BP and tree fire scars analysis showed the intensive fire history of the studied forests during the last 200 years. For the first time, fire regimes were reconstructed for Korean pine-broadleaved forest located on the slopes in the middle reaches of the Bikin River.
Keywords: charcoal, fire scars, tree uprooting, pit-and-mound topography, soil morphology, fire history, radiocarbon dating, Holocene, historical ecology, Russian Far East, Primorsky krai.
For citation: Bobrovsky M.V. The history of fires in old-growth korean pine – broadleaved forests in the middle reaches of the Bikin river (western slope of the Sykhote-Alin mountains) according to dendrochronological and pedoanthracological data. Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2019;4(1). Available from: https://doi.org/10.21685/2500-0578-2019-1-2
Аннотация. В бассейне р. Бикин расположен крупнейший нефрагментированный массив старовозрастных кедрово-широколиственных лесов с Pinus koraiensis, которые характеризуются высоким биологическим разнообразием. История этих лесов, включая историю пожаров, важна для понимания факторов их динамики и прогноза их развития при изменениях климата и природопользования. До настоящего времени эта история мало изучена. Цель этого исследования – реконструкция локальной истории пожаров в среднем течении р. Бикин с использованием методов дендрохронологии и педоантракологии (анализа углей в почве). Бугры ветровалов были использованы для поиска углей в почве; из материала 34 бугров отобраны образцы углей, для 14 из которых определен радиоуглеродный возраст. Для определения возраста пожарных подсушин на стволах Pinus koraiensis использовали анализ кернов из 45 стволов. Показано, что основными факторами перемещения углей в минеральную почву были ветровалы и эрозия. Наиболее древние угли относятся ко времени верхнего неолита, около 3450 кал. л.н. Остальные образцы угля в основном сгруппированы в четыре кластера: около 2250, 1610, 1450 и 600 кал. л.н. Данные о периодах увеличения интенсивности пожаров хорошо согласуются с полученными ранее результатами литолого-фациального, ботанического, спорово-пыльцевого и других анализов седиментов и болотных отложений в пойме р. Бикин. Наиболее ранние пожары на исследованной территории, которые можно связать с деятельностью человека, относятся к концу первого тысячелетия н.э. (времени существования Царства Бохай). Пожарные метки встречены на кернах из 39 стволов Pinus koraiensis. Максимальный возраст Pinus 278 лет. На основе анализа кернов построена пожарная хронология, охватившая период с 1773 по 1993 год. Пожары отмечены для 36 лет, при этом для 10 из них наблюдается совпадение данных по 3 и более кернам. Периоды с наибольшей частотой пожаров – 1937–1948 и 1958–1980 годы. На основе анализа исторических источников об истории хозяйства в регионе рассмотрены возможные связи частоты пожаров с деятельностью человека. Пожарная хронология для исследуемой территории сопоставлена с данными о количестве осадков и числе пожаров на территории Сихотэ-Алинского заповедника. Ожидаемо, что пожары часто случались в год с малым количеством осадков или в следующий за ним. Сохранение высокого видового разнообразия растений, в первую очередь древесных, при значительной частоте пожаров на исследованной территории может быть связано со сложным строением рельефа, определяющим локальное распространение пожаров и наличие пожарных рефугиумов. Таким образом, анализ углей в почве показал наличие пожаров в период с 3500 до 600 л.н., а анализ пожарных подсушин на деревьях показал интенсивную историю пожаров в изученных лесах за последние 200 лет. Впервые были реконструированы пожарные режимы для кедрово-широколиственных лесов на склонах в среднем течении р. Бикин.
Ключевые слова: древесный уголь, пожарные подсушины, ветровал, ветровальный микрорельеф, почвенная морфология, история пожаров, радиоуглеродное датирование, голоцен, историческая экология, Дальний Восток, Приморский край.