THE IMPACT OF SURFACE FIRES ON GROUND COVER IN PINE FORESTS OF SOUTHERN TAIGA

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The patterns of restoration of the ground vegetation after experimental fires of different intensity (924-4275 kW/m) in the southern taiga pine forests of the Nizhnee Priangar’e region are considered. Forest fires, depending on their intensity, lead to a decrease in species diversity (Shannon index), species richness, projective cover and ground biomass of grasses and shrubs. On the 12th and 13th years of the pyrogenic succession, the species richness of the grasses and shrubs was 60-75 % represented by species of the pre-fire community. The percent cover of the dominant ground layer Vaccinium vitis-idaea L. was 66-84 % of the pre-fire value. The aboveground biomass of the grasses and shrubs was 43-68 % of the pre fire value. Fires of medium and high intensity led to the death of the moss-lichen layer. After a fire of low intensity, the mosses were preserved in the areas not covered by fire. In the 12th and 13th years after the fires, the percent cover of the moss-lichen layer was 15-26 % of the pre-fire value. Pre-fire mosses as Pleurozium schreberi (Willd. ex Brid.) Mitt. and Dicranum polysetum Sw. are restored in the ground cover, and pioneer lichens of the Cladonia genus as: Cladonia botrytis (K. G. Hagen) Willd, Cl. cenotea (Ach.) Schaer., Cl. cornuta (L.) Hoffm., Cl. deformis (L.) Hoffm., Cl. gracilis (L.) Willd appear. Ground fires led to a change in the structure of pre-fire plant microgroups. In the 12th year after the low-intensity fire, pre-fire microgroups of Vaccinium vitis-idaea -herbs-green moss and Vaccinium vitis-idaea -green moss prevailed. In the 13th year after a medium-intensity fire, within the boundaries of the pre-fire microgroup of Vaccinium vitis-idaea -lichen-green moss a monodominant microgroup of Vaccinium vitis-idaea was formed. The high-intensity fire led to an increase in the number of plant microgroups. In the ground layer were dominated by plant microassociations as - Cladonia - Polytrichum , Vaccinium vitis-idaea - Polytrichum , herbs- Polytrichum , Polytrichum , Maianthemum bifolium , Vaccinium vitis-idaea - Lycopodium - Polytrichum , Vaccinium vitis-idaea - Cladonia , Cladonia.

About the authors

N. M. Kovaleva

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Author for correspondence.
Email: nk-75@mail.ru
Krasnoyarsk, Russian Federation

G. A. Ivanova

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: gaivanova@ksc.krasn.ru
Krasnoyarsk, Russian Federation

S. V. Zhila

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: getgain@mail.ru
Krasnoyarsk, Russian Federation

References

  1. Воздействие пожаров на светлохвойные леса Нижнего Приангарья / Г. А. Иванова, Е. А. Кукавская, И. Н. Безкоровайная и др. Новосибирск: Наука, 2022. 204 c.
  2. Любимова Е. Л. Растительный покров // Средняя Сибирь. М.: Изд-во Наука, 1964. С. 226-276.
  3. Список лихенофлоры России: Справочн. изд. / сост. Г. П. Урбанавичюс. СПб.: Наука, 2010. 194 с.
  4. Шмидт В. М. Математические методы в ботанике: Учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 288 с.
  5. Шумилова Л. В. Ботаническая география Сибири: Учеб. пособие. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1962. 439 с.
  6. Brais S., Camiré C., Bergeron Y., Paré D. Changes in nutrient availability and forest floor characteristics in relation to stand age and forest composition in the southern part of the boreal forest of northwestern Quebec // For. Ecol. Manag. 1995. V. 76. Iss. 1-3. P. 181-189.
  7. Certini G. Effects of fire on properties of forest soils: a review // Oecologia. 2005. V. 143. N. 1. P. 1-10.
  8. Franklin J. F., Spies T. A., Pelt R. V., Carey A. B., Thornburgh D. A., Berg D. R., Lindenmayer D. B., Harmon M. E., Keeton W. S., Shaw D. C., Bible K., Chen J. Disturbances and structural development of natural forest ecosystems with silvicultural implications, using Douglas-fir forests as an example // For. Ecol. Manag. 2002. V. 155. Iss. 1-3. P. 399-423.
  9. Gorshkov V. V., Bakkal I. J. Species richness and structure variations of Scots pine forest communities during the period from 5 to 210 years after fire // Silva Fenn. 1996. V. 30. N. 2-3. P. 329-340.
  10. Grandpré L., Gagnon D., Bergeron Y. Changes in the understory of Canadian southern boreal forest after fire //j. Veg. Sci. 1993. V. 4. N. 6. P. 803-810.
  11. Hart S. A., Chen H. Y. Fire, logging, and overstory affect understory abundance, diversity, and composition in boreal forest // Ecol. Monogr. 2008. V. 78. N. 1. P. 123-140.
  12. Jean M., Alexander H. D., Mack M. C., Johnstone J. F. Patterns of bryophyte succession in a 160-year chronosequence in deciduous and coniferous forests of boreal Alaska // Can. J. For. Res. 2017. V. 47. N. 8. P. 1021-1032.
  13. Jean M., Lafleur B., Fenton N. J., Paré D., Bergeron Y. Influence of fire and harvest severity on understory plant communities // For. Ecol. Manag. 2019. V. 436. P. 88-104.
  14. Köster K., Köster E., Orumaa A., Parro K., Jõgiste K., Berninger F., Pumpanen J., Metslaid M. How time since forest fire affects stand structure, soil physical-chemical properties and soil CO2 efflux in hemiboreal Scots pine forest fire chronosequence? // Forests. 2016. V. 7. Iss. 9. Article: 7090201. 12 p.
  15. Kuuluvainen T., Mäki J., Karjalainen L., Lehtonen H. Tree age distributions in old-growth forest sites in Vienansalo wilderness, eastern Fennoscandia // Silva Fenn. 2002. V. 36. N. 1. P. 169-184.
  16. Liu B., Yang J., Johnstone J. F. Understory vascular plant community assembly in relation to time-since-fire and environmental variables in a Chinese boreal forest //j. Mt. Sci. 2017. V. 14. Iss. 7. P. 1317-1328.
  17. Liu B., Biswas S. R., Yang J., Liu Z., He H. S., Liang Y., Lau M. K., Fang Y., Han S. Strong influences of stand age and topography on post-fire understory recovery in a Chinese boreal forest // For. Ecol. Manag. 2020. V. 473. Article: 118307.
  18. Marozas V., Racinskas J., Bartkevicius E. Dynamics of ground vegetation after surface fires in hemiboreal Pinus sylvestris forests // For. Ecol. Manag. 2007. V. 250. Iss. 1-2. P. 47-55.
  19. McRae D. J., Conard S. G., Ivanova G. A., Sukhinin A. I., Baker S. P., Samsonov Y. N., Blake T. W., Ivanov V. A., Ivanov A. V., Churkina T. V., Hao W. M., Koutzenogij K. P., Kovaleva N. M. Variability of fire behavior, fire effects, and emissions in Scotch pine forests of Central Siberia // Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang. 2006. V. 11. Iss. 1. P. 45-74.
  20. Paquette M., Boudreault C., Fenton N., Pothier D., Bergeron Y. Bryophyte species assemblages in fire and clear-cut origin boreal forests // For. Ecol. Manag. 2016. V. 359. P. 99-108.
  21. Paré D., Bergeron Y. Effect of colonizing tree species on soil nutrient availability in a clay soil of the boreal mixedwood // Can. J. For. Res. 1996. V. 26. N. 6. P. 1022-1031.
  22. Parro K., Köster K., Jõgiste K., Vodde F. Vegetation dynamics in a fire damaged forest area: The response of major ground vegetation species // Balt. For. 2009. V. 15. N. 2. P. 206-215.
  23. Ruokolainen L., Salo K. The effect of fire intensity on vegetation succession on a sub-xeric heath during ten years after wildfire // Ann. Bot. Fenn. 2009. V. 46. N. 1. P. 30-42.
  24. Schimmel J., Granstrom A. Fire severity and vegetation response in the boreal Swedish forest // Ecology. 1996. V. 77. N. 5. P. 1436-1450.
  25. Simard D. G., Fyles J. W., Paré D., Nguyen T. Impacts of clearcut harvesting and wildfire on soil nutrient status in the Quebec boreal forest // Can. J. Soil Sci. 2001. V. 81. N. 2. P. 229-237.
  26. The Plant List (TPL) 2011-2020. http://www.theplantlist.org
  27. Úbeda X., Sarricolea P. Wildfires in Chile: a review // Glob. Planet Change. 2016. V. 146. P. 152-161.
  28. Wang G. G., Kemball K. J. Effects of fire severity on early development of understory vegetation // Can. J. For. Res. 2005. V. 35. N. 2. P. 254-262.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».