The effect of wildfires on the composition of bottom sediments of rivers and lakes in urbanized areas of the Middle Amur lowland

Ландшафтные пожары, являющиеся важным фактором функционирования и трансформации геосистем (наземные геосистемы, атмосферный воздух, растительный и животный мир), оказывают существенное влияние и на водные экосистемы. Настоящая работа посвящена оценке влияния пожаров на водные экосистемы урбанизированных территорий Среднеамурской низменности (в пределах Хабаровского края). Задачами работы являются оценка горимости и пирогенной трансформации исследуемой территории на основе анализа и дешифрирования многолетних рядов данных ДЗЗ; анализ особенностей состава и закономерностей постпирогенного изменения донных отложений ключевого участка (бассейн р. Симми, малый приток р. Амур). Для определения среднемноголетних характеристик природных пожаров и тенденций их изменения были использованы безоблачные данные свободного доступа со спутников Landsat 5, 7 и 8 за период с 1984 по 2020 гг. Обработка данных ДЗЗ проводилась методом экспертного дешифрирования в программе ArcGIS 10.5.На основе многолетних рядов данных ДЗЗ были выделены площади ландшафтных пожаров за период с 1984 по 2020 год. Анализ полученных данных свидетельствует о значительных масштабах и высокой повторяемости пирогенного воздействия на геосистемы территории. Результаты работы показывают значительное занижение площадей луговых пожаров по данным официальной статистики. По среднемноголетним данным ДЗЗ в пределах Среднеамурской низменности пожарами затронуто от 27 до 35% нелесных экосистем, а в отдельные годы площади пожаров превышают 50% территории, что сопоставимо с площадями лесных пожаров в Хабаровском крае в целом. При этом по официальным данным на нелесные пожары в крае приходится лишь 8,9%. Недооценка влияния луговых пожаров связана, по нашему мнению, в первую очередь с несовершенством методов автоматического картирования гарей, что приводит к занижению их площадей.В пределах ключевой территории были изучены донные отложения р. Симми. Отбор проб (15 образцов, по стандартным методикам) был проведен в мае 2018 года (на третий год после осеннего пожара 2016 г.) и в июле 2019 г. после весеннего (март–апрель) пожара. Основными методами исследования были гранулометрический и валовой химический анализы, а также сканирующая электронная микроскопия (СЭМ). Гранулометрический состав определяли методами седиментации по Качинскому и лазерной дифракции на анализаторе размера частиц (SALD-2300, Shimadzu, Japan). Валовой состав определяли рентгенфлуоресцентным методом (Pioneer S4, Bruker AXS, Germany). СЭМ-анализ проводили с помощью сканирующего электронного микроскопа VEGA 3 LMH (TESCAN, Czech Republic). Основные методы исследования были дополнены стандартными физико-химическими методами анализа.Полученные нами данные для ключевого участка свидетельствуют, что прохождение луговых пожаров на водосборной территории влечет за собой изменение химического состава отложений. В первые месяцы после пожара реакцией речной системы является секвестирование растворимых соединений P, которые образуются при "огневой" минерализации. Это происходит в результате связывания фосфат-ионов в вивианит, растворимость которого чрезвычайно мала в отсутствие сульфатов и сульфат-редуцирующих бактерий. Вивианит осаждается на поверхности глинисто-железтстых микроагрегатов взвешенной фракции наносов, которая со временем (2–3 года) выносится потоком, что приводит к снижению масштабов воздействия пожара на локальных участках.