Пути повышения плодородия лесных почв

Обновлено: 05.07.2024

Положительное влияние леса на плодородие почвы основано на ёмкости и интенсивности биологического круговорота веществ. Но это не исключает применения мало затратных способов повышения плодородия лесных почв:

1) обработка почвы при наличии мощного слоя неразложившейся подстилки;

2) внесение почвы с нитрифицирующими бактериями;

3) известкование подзолистых почв;

4) дренаж избыточно увлажненных почв;

5) смешение древесных и кустарниковых пород;

6) умеренная пастьба скота;

8) очистка лесосек;

9) биологическая и химическая мелиорация лесных почв.

Наиболее эффективны комплексные методы улучшения лесных почв, которые способствуют повышению интенсивности биологического круговорота веществ.

Задание

1. Проанализировать сравнительную продуктивность древостоев в зависимости от механического состава почв и сделать соответствующие выводы (таблица 18).

Таблица 18 – Влияние механического состава почвы на продуктивность древостоев

Г. Ф. Морозов отдавал преимущество смешанным насаждениям перед чистыми, прежде всего, как более устойчивым и продуктивным. Он писал: «Смешанные, сложные и разновозрастные насаждения более совершенны, чем чистые, одноярусные и разновозрастные». Преимущества их заключаются в следующем:

они полнее используют подземную и надземную среду, так как представляют собой комплекс древесных пород, каждая из которых занимает свою «экологическую нишу» в окружающей среде;
они сильнее влияют на среду, причем влияние их на почву, как правило, более благоприятное, чем чистых и одновозрастных насаждений;
они более устойчивы против вредных насекомых и грибных болезней, так как неоднородность их структуры создает препятствия для распространения насекомых и грибов и лучшие условия для поселения и жизни насекомоядных птиц и других полезных животных;
они, как правило, более продуктивны, чем чистые насаждения.

Указанные особенности относятся не ко всем смешанным насаждениям, а лишь к тем, которые являются продуктом длительного естественного отбора или удачного комбинирования древесных пород в эксперименте. Они не относятся к тем неудачным попыткам смешения древесных пород между собой, которые являлись продуктом необоснованного новаторства со стороны отдельных экспериментаторов. Например неудачное смешение дуба с ильмовыми в степном лесоразведении, сосново-дубовые посадки при тесном однорядном смешении на очень бедных песках и т. п.

Г. Ф. Морозов дополняет свою мысль о неповсеместных преимуществах смешанных насаждений следующим образом: «В исключительных почвенно-климатических условиях не может быть ни смешанных, ни сложных насаждений; чистые насаждения там вполне устойчивые образования». Примеры таких насаждений: чистые сосняки сухих боров, чистые дубняки сухих дубрав (с подлеском из степных кустарников), ольшаники на низинных торфяниках, лиственничники на полюсе холода, заросли горной сосны у границы леса и т. п. Все эти условия крайние. Для них свойствен минимум питательных веществ почвы, тепла или влаги. Последняя выступает в качестве ограничителя также и в максимуме, в случае, например, ольса. Следовательно, лесовод в этих крайних условиях не должен создавать смешанных культур, поскольку здесь они неустойчивы и малопроизводительны.

Смешанные насаждения являются образцовыми в тех случаях, когда они создаются не из пород-антагонистов, а из пород, индифферентных друг к другу, а еще лучше — из взаимно благоприятствующих пород. Сочетания пород последнего типа очень редки в природе. Их изредка можно встретить только в естественных смешанных насаждениях, являющихся продуктом тысячелетнего отбора. Чаще всего встречаются сочетания, в которых одна из сторон, получая выгоду от соседней, приносит ей вред. Таковы, например, взаимоотношения сосны и дуба: сосна получает большой выигрыш от дубового подлеска или второго яруса под своим пологом, поскольку он обогащает почву и служит препятствием для распространения ряда насекомых — вредителей сосны. Однако дуб не получает пользы от сосны — он растет значительно лучше, когда его освободят от верхнего соснового яруса. По такому же типу складываются взаимоотношения лиственницы и ясеня, получающего большую помощь от своей соседки.

Лесоводственное правило создания смешанных культур требует смешения пород светолюбивых с теневыносливыми, пород первой величины с породами нижних ярусов, азотолюбов с азотособирателями, пород с разноярусными корневыми системами, пород, не имеющих общих вредителей и болезней, асинхронно поглощающих питательные вещества, и пр.

Однако указанные рекомендации сочетаний не всегда эффективны. Так, например, асинхронно поглощающие влагу ранний и поздний дуб не следует смешивать в сухих местообитаниях, так как ранний дуб до начала вегетации позднего успевает использовать львиную долю весенних запасов почвенной влаги и его партнеру остается уходить в нижний ярус или совсем исчезать из состава насаждения.

При создании смешанных насаждений подбирают породы по признаку благоприятного влияния друг на друга или хотя бы смягчения остроты конкуренции, особенно — конкуренции второстепенных пород по отношению к главной породе. Если избранные породы соответствуют условиям местообитания и сочетание их удачное, можно достигнуть повышения продуктивности и устойчивости насаждений против вредных влияний, а также улучшения качества древесины. Это достигается без дополнительных капиталовложений и трудовых затрат.

Чтобы резче оттенить особенности рассматриваемого здесь специфического для лесоводства способа повышения продуктивности, сравним его с агрономическими способами. Внесение органических и минеральных удобрений, севообороты, комплекс современной интенсивной обработки почвы и ухода за растениями удорожают культуру. К способам смешанных культур приближаются сидерация, злако-бобовые смеси и особенно — травосмеси у луговодов. В этих случаях используют главным образом удобряющее влияние бобовых растений, доставляющие небобовым растениям связанный азот.

К способу смешанных лесных культур приближается широко практикуемый агрономами плодосмен культур, дающий значительное повышение продуктивности по сравнению с длительными монокультурами.

Плодосмен может быть эффективен также и в лесоводстве. Русскими лесоводами и почвоведами была доказана почвоулучшающая роль насаждений березы и осины, возникающих из самосева после сплошной рубки ельников. В исследованиях многих немецких, шведских, чешских, польских лесоводов была показана необходимость сажать лиственные породы и особенно бук после ухудшающих почву ельников. Из предыдущего текста известно, что лиственные породы в этих случаях нейтрализуют вызванную елью высокую кислотность, накопляют в верхнем горизонте почвы значительные запасы «мягкого гумуса», извести, азота, фосфора, калия, магния и других элементов, ускоряют обмен веществ между деревьями и почвой с помощью сопровождающей их разнообразной и многочисленной почвенной микрофлоры и мезофауны. В составе мезофауны особенно активны и полезны для убыстрения круговорота веществ дождевые черви.

Агрономические севообороты подобны смешанным культурам лесоводов с той лишь существенной разницей, что в первом случае влияние друг на друга видов сельскохозяйственных растений происходит односторонне, без взаимодействия, так как предшествующая во времени культура А влияет на последующую В, обратное же влияние не осуществляется. В смешанных лесах и культурах травянистых растений виды А, В и другие высаживаются совместно, в одно время, поэтому взаимодействие осуществляется между всеми компонентами одновременно.

Из сказанного следует, что лесоводство располагает более широкими, чем агрономия, перспектинами для использования отношений между растениями в интересах повышения их продуктивности. Кроме того, оно более, нежели агрономия, заинтересовано в правильном выборе и приспособлении своих многолетних растений к внешней среде уже хотя бы потому, что лесные культуры закладывают однажды на долгий срок. В этих условиях ошибки, сделанные первоначально, получают резонанс в десятилетиях. Между тем в одно-двухлетних культурах ошибки агронома быстро постигаются и исправляются в течение ближайших лет.

Особенно интересны сочетания пород, проявившие яркий эффект повышения продуктивности и рекомендованные для широкого применения. Для примера остановимся на культуре обыкновенного ясеня и лиственницы, а также смешанных культурах тополя и черной ольхи.

Культура обыкновенного ясеня (Fraxinus excelsior L.) и лиственницы (Larix sibirica Ledeb.) на почвах среднего и высокого плодородия С и D и среднего увлажнения (2 и 3). Эта смесь не встречается в наших естественных лесах и считалась некогда бесперспективной, поскольку обе породы очень светолюбивы. Ее применили в ряде мест Украины случайно в конце прошлого века. Ясень растет хорошо, лиственница в 50—60 лет достигает 30 м высоты. В 60 лет ясень вырастает примерно до той же высоты и диаметра, что и в естественных насаждениях на тех же почвах в 100 лет. В 60 лет лиственница дает 400—500 м 3 общего запаса древесины, ясень — 200—250 м 3 на 1 га; это вдвое больше нормальных естественных насаждений того же возраста в этих условиях местообитания.

По данным проф. Д. Д. Лавриненко, влияние сибирской лиственницы на ясень можно представить в следующих цифрах запаса в 52-летнем возрасте.

Влияние сибирской лиственницы на ясень, м3/га

Разгадка причины успеха указанной комбинации пород была найдена в сфере череспочвенного обмена веществ (П. С. Погребняк, 1939). Ясень, как это было доказано вегетационными опытами, является нитро-фосфорофилом. Лиственница подкармливает ясень продуктами разложения своего отпада, богатого фосфорной кислотой и калием. Кроме того, она создает лучший микробиологический режим для азотного режима почвы (азотфиксация, аммонификация, нитрификация); позволяет экономно использовать влагу верхнего почвенного слоя благодаря подстилке типа «модер», мульчирующей поверхность почвы, способствует большому доступу тепла и осадков к почве и т. п.

Смешанные культуры тополя и черной ольхи. Эту рекордную по продуктивности комбинацию древесных пород обнаружил аспирант Г. И. Редько в 1955 г. (Г. И. Редько, 1958).

Взрослых смешанных культур из тополя и ольхи он не нашел и изучил взаимное влияние упомянутых пород в местах контакта соседних участков их чистых культур. Ольха положительно влияет на рост тополя. В молодом возрасте наибольший рост по высоте и диаметру обнаружил второй от ольхи ряд тополя, так как первый попал под затенение более старшей по возрасту и более высокой ольхи. Второй и последующие ряды тополя, не воспринимая светового угнетения, лучше используют преимущества, создаваемые ольхой в почве. Именно взаимоотношения в почвенной сфере являются главной причиной рекордного повышения производительности тополя под влиянием ольхи: по высоте в молодом возрасте (до 10 лет) — до 100%, в старом — до 20%; по диаметру в молодом возрасте — до 200—250%, в старом — до 30—70%; по запасу в возрасте спелости — до 100—150%.

Как показали раскопки, горизонтальные корни тополя растут предпочтительно в сторону ольхи, преодолевая 20—30-метровые расстояния. Попадая в зону ольхи, они густо разветвляются. Г. И. Редько констатировал многочисленные случаи проникновения корешков тополя в желваки на корнях ольхи. С помощью химического анализа он установил, что тополь поглощает из желваков азотные соединения. Перед нами типичный случай благоприятствования одного компонента другому, эффективно использующему предоставленные ему преимущества для повышения прироста.

На основе упомянутых исследований рекомендуются совместные культуры тополя с ольхой, особенно в местообитаниях В и С, где без удобрений тополь не может дать среднего прироста выше 8 м 3 в год. Свою почвоудобряющую роль черная ольха (Alnus glutinosa Gaertn) может осуществлять лишь в местообитаниях 3 и 4-го ряда увлажнения; во 2-м ряду увлажнения следует применять менее влаголюбивые виды — серую (A. incana Moench) и зеленую (A. viridis DC) ольху.

П. С. Пастернак (1954) установил, что желтая акация представляет собою продуктивный азотсобиратель, но лишь на почвах, лучше обеспеченных влагой. На степном юге ее роль как обогатителя почвы азотом ничтожна. Г. И. Редько (I960) исследовал тополевые плантации с подлеском желтой акации и установил положительное влияние этого кустарника на тополь, выразившееся в поднятии прироста древесины до 30% против контроля.

Из таблицы видно, что желтая акация дает ежегодно прибавку 3,3 м 3 древесины тополя на 1 га.

Влияние желтой акации на тополевые плантации (по данный Г. И. Редько)

Благоприятное взаимное влияние древесных пород может проявляться не только в форме мобилизации и накопления ими дефицитных элементов почвенного питания, но и в результате удаления из почвы избытка того или иного элемента. Так, в чистых насаждениях белой акации накопляется избыток азота в почве, который может быть поглощен растениями нитрофилами, особенно — подлеском из бузины (Sambucus nigra L.). Уменьшая количество азота в почве, бузина приводит соотношение N : Р : К к более благоприятному для белой акации.

Взаимовлияние древесных пород может выступать в различной сфере. Нередко встречаются прямые химические воздействия, носящие характер так называемой «аллелопатии» (W. Molisch, 1937). В эту категорию попадают преимущественно прямые токсические (ингибиторные) воздействия одного вида растения на другой в корневой сфере. Однако в большинстве случаев они несущественны. В природе преобладают более многосторонние и сложные взаимоотношения, осуществляющиеся через длинную цепь посредствующих звеньев. Во всех случаях решающее значение имеет взаимодействие растений с средой — нищей. Так, благоприятное влияние граба, клена, скумпии (Rhus cotimus L.), ели на соседние породы особенно эффективно на почвах, богатых известью, и на солонцеватых, поскольку упомянутые породы своей подстилкой способствуют подкислению почвы. Подщелачивающие почву лиственные, особенно бузина и другие кустарники (у них pH промывных вод из лесной подстилки достигает 9,5), способны быстро и эффективно нейтрализовать кислую реакцию подзолистых почв. Древесные породы, отпад которых является любимой пищей дождевых червей (кустарники, клены, липа, ильмовые и другие), способны быстро повышать почвенное плодородие и производительность насаждений.

Как правило, наибольший антагонизм пород присущ смешанным насаждениям в периоде от начала смыкания до конца жердняковского возраста. В средневозрастных и приспевающих насаждениях антагонизмы прекращаются в связи с выпадением одних пород и взаимным благоприятствованием или по крайней мере индифферентным отношениям со стороны других.

Как было упомянуто, особое значение для успеха смешанных посадок приобретает гнездовой способ культур. С его помощью антагонизм между породами смягчается, полностью устраняются нежелательные последствия антагонизма в первой фазе жизни культур, после смыкания крон.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Положительное влияние леса на плодородие почвы основано на ёмкости и интенсивности биологического круговорота веществ. Но это не исключает применения малозатратных способов повышения плодородия лесных почв:

1) обработка почвы при наличии мощного слоя неразложившейся подстилки;

2) внесение почвы с нитрифицирующими бактериями;

3) известкование подзолистых почв;

4) дренаж избыточно увлажненных почв;

5) смешение древесных и кустарниковых пород при создании лесных культур;

6) умеренная пастьба скота;

8) очистка лесосек;

9) биологическая и химическая мелиорация лесных почв.

Задание

1. Проанализировать сравнительную продуктивность древостоев в зависимости от механического состава почв и сделать соответствующие выводы, используя данные таблицы 20.

Таблица 20 – Влияние механического состава почвы на продуктивность древостоев

Водный режим почв рассматривается как один из важнейших показателей их лесорастительных свойств.

Древесные породы характеризуются разной требовательностью к условиям водного питания и поглощают из почвы неодинаковое количество влаги. Показателем расхода влаги деревьями является величина транспирации — физиологического испарения воды листьями (хвоей) растений. Высокопродуктивные насаждения расходуют на транспирацию больше влаги.

Величина транспирации зависит от запасов влаги в почве. Наибольший расход влаги на транспирацию соответствует некоторому среднему запасу влаги в почве (например, для сосняка — около 180 мм за вегетационный период в слое почвы 100 см). При запасах выше и ниже этого значения расход влаги древостоем меньше.

Величина транспирации изменяется в зависимости от возраста древостоя. Д ля сосновых насаждений расход влаги на транспирацию максимален в возрасте 20—40 лет. Установлена положительная зависимость между величиной годичного текущего прироста древостоя и расходом влаги на транспирацию.

В качестве интегральной экологической характеристики отношения древесных пород к почвенной влаге выдающийся русский лесовод Г. Ф. Морозов предложил использовать понятия «потребность» и «требовательность». Потребность — это количество влаги, которое необходимо для жизнедеятельности растений (нормального хода фотосинтеза, дыхания, обмена веществом между органами и т. д.). Требовательность — это отношение растений к условиям водного режима почв, их способность взять необходимое количество влаги в тех или иных почвенных условиях.

Запасы продуктивной влаги, необходимые для роста и развития растений, неодинковы в разных типах почв.

По Г. Ф. Морозову (1926), потребность древесных пород во влаге может быть охарактеризована как совокупность признаков: интенсивности, продуктивности и экономности транспирации. Первая величина измеряется количеством воды на единицу площади листьев, вторая — на количество всего органического вещества прироста дерева, третья — на количество начального запаса влаги во всем растении.

Так, потребность во влаге сосны, ели, пихты относительно невелика. Но эти породы сильно различаются по требовательности к содержанию влаги в почве. Сосна (ксерофит с развитой глубинной составляющей корневой системы) нетребовательна к почвенной влаге, тогда как ель и пихта (мезофиты с преимущественно поверхностной корневой системой) более требовательны к содержанию влаги в почве. Сосна и ель близки по интенсивности испарения, однако сосна в два раза экономнее расходует влагу на транспирацию. Ели необходимо в течение суток дважды восполнять запас влаги в своих органах. Следовательно, запасы продуктивной влаги в почвах для ели должны быть выше, чем для сосны.

С особенностью водного режима почв связан тип местообитания леса, характеризуемый количеством продуктивной влаги. Водный режим почв определяется соотношением приходной и расходной частей водного баланса и водоудерживающей способности почв.

Сухие и крайне сухие местообитания

Условия этого типа местообитаний характерны для песчаных малогумусных грубоскелетных почв на глубоких песках с очень низкой влагоемкостью и водовместимостью.

Содержание влаги в почвах сухих местообитаний находится в диапазоне от ВРК до ВЗ. Принято считать, что влажность завядания древесных пород соответствует значению двойной максимальной гигроскопичности. Среди древесных пород в таких местообитаниях произрастают сосны и дубы низкого бонитета, можжевельник, грабинник, а также степные кустарники. В напочвенном покрове преобладают лишайники, бессмертник и другие ксерофиты. При сплошных рубках наблюдается формирование степного растительного покрова.

При наличии в почвах прослоек (псевдофибр), а также утяжелении гранулометрического состава за счет пылеватых фракций, увеличивающих водоудерживающую способность почвы, достигается II класс бонитета сосны и III—IV — дуба. К ним могут примешиваться мезофиты — липа, ясень, бук III—IV классов бонитета.

Различные древесные породы обладают неодинаковой способностью извлекать влагу из почвы. Почвенная засуха является результатом атмосферной и сопровождающей ее сильной транспирации растений. Корни деревьев, поглощая влагу, исчерпывают физиологически доступные ей запасы. Прочно связанная, недоступная растениям влага составляет в песках 0,2—0,5%, в суглинках — 5—10%. Засухе подвержены большие площади земель. Научные основы борьбы с засухой были заложены в трудах В. В. Докучаева, Г. Н. Высоцкого и Г. Ф. Морозова.

Один из эффективных способов повышения плодородия почв, борьбы с опустыниванием и деградацией земель — агролесомелиорация . Основу агролесомелиорации составляют полезащитные лесные насаждения и лесомелиоративные комплексыв в степных и полупустынных ландшафтах. За всю историю защитного лесоразведения на территории России засеяно 5,2 млн га. Главные задачи агролесомелиорации — улучшение водного режима, обустройство земель и защита почв от водной и ветровой эрозии. Для полезащитных лесов засушливого юга главным является не столько прирост древесины, сколько сохранение их жизнеспособности. Для создания полезащитных лесных полос используются устойчивые к засухе породы деревьев, такие как сосна, дуб, мелколиственный берест, белая акация, американский клен, серебристый лох.

Свежие местообитания

Такие местообитания встречаются в разных типах водного режима. При КУ = 1 и непромывном типе водного режима свежие местообитания характерны для серых почв и буроземов. На песчаных почвах свежие местообитания формируются при залегании грунтовых вод на глубине 2—4 м. На суглинистых почвах они обеспечиваются за счет высокой влагоемкости при уровне грунтовых вод глубже 5 м. Наименьшая влагоемкость суглинистых почв в 4 — 5 раз больше, чем песчаных. В сухом климате при КУ < 1 свежие местообитания возникают в почвах понижений, а в средних и нижних частях склонов — за счет дополнительного притока влаги.

Во влажном климате при КУ > 1 свежие местообитания характерны для хорошо дренированных почв. В таких местообитаниях содержание продуктивной влаги оптимально для достижения высшей производительности многих древесных пород: сосны, березы бородавчатой, граба, клена, ясеня, бука, пихты, лиственницы. В свежих местообитаниях в напочвенном покрове сосновых лесов господствуют зеленые мхи, брусника, грушанка, орляк. В напочвенном покрове дубрав преобладают ясменник, сныть и другие характерные растения.

При изменении влажности от НВ до ВУЗ происходит быстрое снижение транспирации и сокращение прироста древостоя. При уменьшении влажности до ВЗ и ниже расход влаги на транспирацию сокращается до чрезвычайно низких величин вследствие прочного удержания почвой остаточной влаги.

Влажные местообитания

Они формируются в песчаных почвах при глубине грунтовых вод от 1 до 2 м, а в суглинистых почвах — от 3 до 5 м. Корнеобитаемый слой в этих почвах находится в зоне капиллярной каймы. При более глубоком залегании грунтовых вод влажные местообитания образуются при двучленном строении почвообразующих пород, когда песчаный верхний слой подстилается суглинистой породой на глубине 80—140 см. В таких почвах образуется верховодка, которая служит источником дополнительной влаги для растений.

Влажные местообитания оптимальны для ели, черешчатого дуба, пушистой березы, ивы, тополей. В еловых лесах в напочвенном покрове преобладают зеленые мхи, кукушкин лен, черника, кислица. Под широколиственными лесами в напочвенном покрове распространены папоротник, сныть, медуница. Встречаются как мезофиты, так и мезогигрофиты и даже гигрофиты.

Сырые местообитания

Данный тип местообитаний характеризуется избыточным увлажнением для большинства пород деревьев. Они образуются, когда зеркало грунтовых вод в песчаных почвах находится на глубине 0,5—1,0 м, а в суглинистых — 1—3 м. На протяжении большей части вегетационного периода со-держание влаги в почвенном профиле превышает НВ. Сырые местообитания характерны для суглинистых почв территории лесной зоны с КУ > 1 вследствие низкой водопроницаемости текстурного горизонта и дополнительного поступления влаги с боковым внутрипочвенным стоком.

В насаждениях сырых местообитаний господствуют ель, сосна, дуб, осина, береза. Будучи мезофитами, эти деревья в условиях избытка влаги в профиле почв развивают приповерхностные корневые системы, что ведет к потере ветроустойчивости, образованию характерного для влажных лесов микрорельефа из-за корневых выворотов.

Сырые местообитания оптимальны для мезогигрофитов — серой ольхи, черемухи, серой ивы. В сырых местообитаниях вырубки заболачиваются и переходят в категорию болот за относительно короткое время.

Влажные местообитания лесных болот

Для них свойственны постоянно избыточные застойные или слабопроточные режимы увлажнения торфяных болотных почв. Грунтовые воды выходят на поверхность почвы весной и сохраняют высокий уровень в вегетационный период. На сфагновых болотах уровень грунтовых вод обычно не опускается ниже 30—50 см, в ольшаниках — до 50—80 см.

Постоянное избыточное увлажнение отрицательно влияет на рост большинства древесных пород. Только черная ольха представляет собой настоящий гигрофит. Наилучшие условия требовательная к минеральному питанию ольха находит в торфяных эутрофных почвах.

Среди древесных пород на торфяных олиготрофных почвах преобладают низкоствольные сосна и береза ниже V класса бонитета. Эти породы приурочены к кочкам и развивают мелкую горизонтальную корневую систему в слое 20—30 см.

Пойменный тип местообитания

Аллювиальные почвы, характеризующиеся контрастным режимом увлажнения, образуют пойменный тип местообитания. На протяжении одного вегетационного периода пойменные территории в зависимости от водного режима реки могут переходить из состояния полного затопления в паводковый период в состояние дефицита влаги на песчаных прирусловых валах в меженный период.

Разные породы деревьев в неодинаковой степени выносят затопление. Древовидная ива (особенно черная и серебристая), тополь способны сохранять жизнеспособность при уровне полых вод до 5—6 м выше шейки корня в течение 2—3 мес. Ольха и вяз выдерживают затопления до 1—1,5 месяцев, дуб — до 1 мес, береза, ель, сосна — до 2—3 недель. Полностью не выносят затоплений бук, граб, пихта.

Влияние увлажнения и аэрации почв на производительность древесных насаждений

Это влияние показано на примере экологического профиля сосняков через боровой комплекс на озовой возвышенности. Почвы на профиле сменяются последовательно от подбуров в сухом и свежем борах (А₁, А₂) через подзолы и подзолы глеевые во влажном и сыром (А₃, А₄) до торфяно-глеевых в сыром (А₅).

Боровой экологический ряд сосняков на склоне дюны от сухого бора А1 на ее вершине до сосны по болоту А5 у ее подножия (по Н.П. Ремезову, П.С. Погребняк, 1965)

Боровой комплекс на профиле бедных песчаных почв формируется под влиянием разных степеней их увлажнения. На верхней части бугра произрастает лишайниковый бор из чистой сосны III—IV классов бонитета (А₁). Ниже по склону он переходит в сосняк зеленомошно-брусничный I—II класса бонитета (А₂). Далее свежий бор сменяется влажным бором зеленомошно-черничным III класса бонитета (А₃). В нижней части склона он сменяется сосняком долгомошным IV класса бонитета с черникой, голубикой, багульником, сфагнумом (А₄). Экологический ряд заканчивается болотом, расположенным у подножия склона с редкой сосной V класса бонитета (А₅).

Влажность почвы в данном случае является ведущим экологическим фактором производительности древостоя. На отрезке профиля от сухого бора до влажного бонитет сосняков увеличивается. Это связано с дополнительным поступлением влаги к корнеобитаемому слою за счет капиллярного подтока из грунтовых вод, более насыщенных минеральными веществами.

Главным фактором высокой продуктивности древостоев является устойчивое обеспечение их продуктивной влагой в течение всего их жизненного цикла.

Ниже по склону водообеспеченность возрастает. Однако в самой нижней части склона, где уровень грунтовых вод достигает корнеобитаемой зоны, резко ухудшается аэрация почвы. При избыточном увлажнении в почве возникают восстановительные условия и дефицит кислорода, появляются токсичные соединения. Это приводит к существенным изменениям в лесорастительном эффекте увлажнения. Бонитет сосняков в местообитаниях влажного сырого бора и болота сильно падает.

Как постоянный избыток, так и постоянный недостаток влаги оказывают сходное влияние на рост деревьев. В обоих случаях корневая система «уплощается», становится приповерхностной, что приводит к уменьшению площади питания растений и, следовательно, ухудшению его пищевого режима. Этому способствуют и косвенные факторы: снижение биологической активности почв, уменьшение количества опада.

Устойчивость водного питания растений тесно связана с уровнем грунтовых вод и водоподъемной способностью почв. При отсутствии связи водного режима почв с грунтовыми водами тип местообитания зависит от объема и характера поступления осадков, их перераспределения в почвенном профиле, водоудерживающей способности почв и степени дренированности территории. Различные типы местообитаний, обусловленные водным режимом почв, могут соседствовать друг с другом, обнаруживая тесную связь со структурой почвенного покрова. При сложном строении почвенного покрова в лесной зоне наблюдается мозаичная структура местообитаний древесных пород.

На развитие корневых систем древесных растений влажных местообитаний большое влияние оказывает аэрация почв. В зону капиллярного подъема грунтовых вод, где содержание воздуха в почве меньше 30 %, корни лиственных пород и ели заходят лишь на небольшую глубину. Она ограничена пределами сезонного колебания верхней границы капиллярной каймы. Корни сосны не выносят такого избытка влаги и ежегодно отмирают.

Влияние аэрации на корни деревьев обусловлено общим количеством воздуха в почве, содержанием в ней кислорода, углекислого газа, сероводорода, метана. Большинство растений бывает угнетено при содержании в почвенном воздухе менее 9—12% кислорода и более 1 % углекислого газа.

Между типом водного режима и морфологическими свойствами почв существует тесная связь. Поэтому морфологические признаки почвенного профиля могут быть индикатором местообитания по степени увлажнения. К ним в лесной зоне относятся мощность органогенного горизонта, строение лесной подстилки, мощность подзолистого горизонта, наличие и формы новообразований, признаки оглеения (сизая окраска и положение глеевого горизонта в профиле), глубина уровня грунтовых вод или верховодки, а также Запах сероводорода в почвенном разрезе.

В степной зоне индикаторами местообитаний могут быть признаки оглеения в профиле почв, граница капиллярной каймы, уровень грунтовых вод, глубина иллювиального карбонатного горизонта, форма новообразований карбонатов.

Морфологическая диагностика потенциального плодородия лесных почв

Показателями относительно высокого потенциального плодородия почв являются полноразвитый почвенный профиль при слабоуплотненном сложении. Мощность гумусового горизонта более 10 см, муллевый тип гумуса, отсутствие признаков постоянного переувлажнения (доля сизых пятен до 30 % от площади профиля), положение уровня грунтовых вод относительно поверхности земли в вегетационный период глубже 2 м в суглинистых почвах, мощность лесной подстилки до 10 см, двучленное строение почвенного профиля (подстилание песка супесью или суглинком на глубине до 120 см), наличие тонких (до 1 см) уплотненных супесчаных или ожелезненных прослоек в профиле песчаных почв.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также: