СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ, АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИСТВЕННИЧНЫХ ЛЕСОВ СЕВЕРНОГО ОХОТОМОРЬЯ
Пугачев А.А., Тихменев Е.А. (ИБПС ДВО РАН, г. Магадан, РФ)
In the paper of vegetation larch forests of northern coast of Okhotsk sea is considered, the structure of plant biomass and properties of the basic types soils is characterized, its stability to influence of anthropogenic factors and transformation are considered, positions of the concept of rational wildlife management are proved.
Лиственница Каяндера - основная лесообразующая порода Северо-Востока Азии. В условиях Северного Охотоморья на высоких (2,5 – 3,0 м над меженным уровнем рек) частях пойм произрастают лиственничники разнотравно-хвощевые.. Древостой представлен лиственницей с единичной примесью березы плосколистной. Возраст лиственницы колеблется от 150 до 250 лет, бонитет III, полнота 0,8, средняя высота 24,0 м, средний диаметр 27,5 см. Распределение деревьев по площади куртинное, реже единичное. Подрост малочисленный (20-40 шт/га). Подлесок редкий (сомкнутость 0,4) и представлен отдельными кустами кедрового стланика высотой 1,5-3,5 м, жимолости съедобной (0,3-1,3 м), шиповника иглистого (0,7-1,4м), спиреи средней (до 0,9 м), рябинника рябинолистного (до 1,5 м) и, единичного, ивы козьей (до 6,0 м). В напочвенном покрове доминируют хвощ лесной и вейник Лангсдорфа; широко распространено разнотравье, высотой от 0,1 до 1,0 м и проективным покрытием 40-100%. Почвенный покров неоднороден. Фоновыми являются пойменные дерновые, перегнойно-дерновые и торфянисто-перегнойные почвы супесчаного, реже легкосуглинистого механического состава, подстилаемые на глубине 80-140 см гравелисто-галечниковым аллювием. Многолетняя мерзлота отсутствует, сезонная исчезает к середине июля.
К первой террасе (3 – 4 м над урезом рек) приурочены лиственничники зеленомошно-брусничные. Древостой разновозрастный: от 150 до 250 лет, бонитет IY, полнота 0,7, средняя высота 22,2 м, средний диаметр 22,6 см. Подрост в количестве 100-110 шт/га, крупномерный ; сухие особи единичны. Подлесок густой, хорошего развития, представлен кедровым стлаником высотой 1,5-5,0 м и березой Миддендорфа (до 1,5 м). Встречаются шиповник иглистый (до 1,0 м) и жимолость съедобная (до 0,7 м). Общая сомкнутость – 1,0. В напочвенном покрове доминируют брусника и зеленые мхи (птилидий, дикран, политрих и гилокомний). Разнотравье и лишайники распространены диффузно. Почвенный покров образуют старопойменные торфянистые и торфяные почвы, различающиеся между собой по наличию или отсутствию оглеения и степени разложенности торфянистых горизонтов. На глубине 40-90 см они подстилаются щебнисто-галечниковым аллювием. Многолетняя мерзлота отсутствует, сезонная исчезает в конце июля.
Почвам лиственничных лесов свойственно значительное варьирование их морфологического строения на сравнительно небольших площадях. Отмечается изменение характера органогенных горизонтов (от гумусово-аккумулятивных до торфянистых), их мощности, состава почвообразующих пород, окислительно-восстановительных условий. Естественно, что это находит свое отражение в физико-химических свойствах почв.
В составе мелкозема пойменных мелкодерновых почв резко доминирует фракция песка и мелкой пыли. Пойменные оглеенные почвы отличает более тяжелый механический состав, преобладание в нижних горизонтах восстановительных процессов и оглеения, способствующих переводу ряда окисных соединений в закисные. Они характеризуются среднекислой реакцией и высокой гидролитической кислотностью, распределение которой в почвенном профиле четко коррелирует с содержанием гумуса. Им свойственно сравнительное обогащение оксалатнорастворимым железом, что, видимо, указывает на периодическое развитие восстановительных процессов не только в нижней части профиля, но и в верхней. Возможен также аллохтонный подток почвенных растворов.
Сочетание сравнительно высокой величины общего опада (24-95 ц/га. год) и низкой его зольности (0,9% ) обусловливает очень широкое ( до 111 ) отношение между поступающей в опад органической частью и содержащимися в ней зольными элементами. Это обстоятельство, наряду с сильной заторможенностью процессов разложения растительных остатков, недостатком в опаде оснований, присутствием в растениях значительных количеств восков и смол, бедностью и низкой активностью почвенной микрофлоры, предопределяет неусредненностъ продуктов гумификации и образование слабо конденсированных гумусовых веществ преимущественно фульвокислотной группы, в том числе агрессивных фульвокислот. Для синтеза устойчивых органо-минеральных соединений и формирования почвенного поглощающего комплекса с высокой емкостью обмена обстановка здесь неблагоприятна. По существу закрепление элементов питания осуществляется лишь в нижнем слое лесной подстилки и торфянистых горизонтах.
Взаимодействие ненасыщенных фульвокислот с минеральной частью почв приводит к разрушению почвенных алюмосиликатов, утрате кальция, магния, увеличению подвижности коллоидных соединений и кремнезема.
В этих условиях, основным моментом, ослабляющим вынос элементов-органогенов за пределы ландшафтов, является накопление значительных запасов зольных веществ в составе многолетних органов. Усвоенные в процессах жизнедеятельности растений элементы питания возвращаются на поверхность почвы лишь для того, чтобы по возможности без потерь на вымывание снова включиться в биологический цикл. Благодаря этому, лиственничные леса зависят в своем зольном и азотном питании в гораздо большей степени от собственного мертвого опада, чем от минеральной толщи почв.
Основную часть надземной фитомассы составляет стволовая древесина; запас кроновой массы изменяется в широких пределах, не превышая 10% запасов общей биомассы. Запасы хвои максимальны в лиственничнике разнотравно-хвощевом. При этом обращает на себя внимание, что относительное участие ее в формировании растительного вещества в наиболее и наименее продуктивных типах леса практически одинаково (1,4%). Данное обстоятельство, очевидно, можно объяснить приспособительными возможностями лиственницы.
Почвы лиственничных лесов характеризуется сильнокислой реакцией, очень высокой обменной и гидролитической кислотностями, полной ненасыщенностью органогенных и подзолистых горизонтов. В иллювиальной части профиля наблюдается заметное повышение значений рН и снижение гидролитической кислотности (табл. 1).
Содержание обменных оснований, а также подвижных форм калия и фосфора невелико. Их распределение в профиле имеет поверхностно-аккумулятивный характер: максимум содержания приурочен к органогенным горизонтам. В минеральной части количество их резко снижается и практически недифференцировано.
Наиболее благоприятными для развития древесных пород являются пойменные мелкодерновые почвы, т.к. относительно высокое содержание железа в пойменных дерново-глеевых почвах оказывает угнетающее воздействие на рост и развитие лиственницы вследствие своей токсичности и связывания фосфора в недоступные формы.
Таблица 1- Аналитическая характеристика пойменных мелкодерновых почв
|
Гори-зонт |
Глуби-на, см см |
рН KCl |
Гумус, % |
Г.к.** |
Обменные основания |
Содержание частиц, мм |
||
|
Са |
Mg |
<0,01 |
<0,001 |
|||||
|
мг-экв/100 г почвы |
% к мелкозему |
|||||||
|
AO AI Bh B1 B2 Cg |
0- 4 4- 11 12-22 30-40 42-52 55-65 |
4,7 4,5 4,6 4,6 4,6 5,2 |
92,6* 3,1 1,6 0,8 0,4 - |
- 14,7 9,3 4,5 1,9 0,6 |
19,6 3,4 1,8 2,6 3,5 7,3 |
6,6 1,9 1,4 1,4 1,9 2,9 |
- 16 25 14 9 28 |
- 7 16 8 4 18 |
Примечание: « - » - не определялось; * - потеря при прокаливании, %;**-
гидролитическая кислотность
Рассматриваемые ландшафты, сформированы на песчано-супесчаных каменисто-мелкоземистых отложениях различного генезиса, относительно устойчивы к механическим воздействиям; растительный покров и подстилки подвержены пожарам (табл. 2, 3). Из-за выположенности рельефа процессы послепожарного смыва выражены слабо; основной процесс деградации нарушенных экосистем- ветровая эрозия.
Стратегия рационального использования лиственничных лесов основывается на применении экологически обоснованных приемов освоения почвенно-растительных ресурсов, снижении степени нарушения и загрязнения природной среды. Серьезный экологический риск связан с планируемой добычей углеводородного сырья в акватории Тауйской губы.
Таблица 2-Влияние пожаров на состояние ландшафтов лиственничных лесов
|
Ландшафт |
Интенсивность нарушений |
Влияние нарушений |
|
Лиственничные леса в поймах рек в среднем и нижнем течении. |
Сильная |
Смыв мелкозема, выход на поверхность грубообломочных отложений. |
|
Лиственничные леса в поймах рек в нижнем течении. |
Сильная растительного покрова, слабая – почвенного. |
Более глубокое оттаивание. |
Таблица 3- Возможные потери растительной массы, зольных элементов и азота вследствие сгорания лиственничных лесов
Компоненты биомассы |
Лиственничник |
|
|
Calamagrostis langsdorffii-Equisetum sylvaticum |
Ptilidium sp., Dicranum sp.-Vaccinium vitis idaea
|
|
|
Общая биомасса |
308.1/4036.0 |
269.3/3232.9 |
|
Фитомасса |
277.2/3635.3 |
237.7/2741.6 |
|
в т.ч. фотосинтезирующие органы |
5.1 /162.9 |
4.0/129.4 |
|
многолетние органы |
180.5/2419.0 |
143.0/1916.3 |
|
корни |
91.6/1053.4 |
90.7/1695.9 |
|
Мортмасса |
25.9/400.7 |
31.6/491.3 |
|
в т.ч. многолетние органы |
13.0/182.4 |
14.8/207.3 |
|
мхи+лишайники |
0.3/4.1 |
0.4/5.2 |
|
корни |
12.6/214.2 |
16.4/278.8 |
Примечание: в числителе-биомасса, т/га; в знаменателе-зольные элементы и
азот, кг/га
Обеспечение охраны рассматриваемых экосистем должно основываться на учете особенностей их функционирования в целостной системе каждого ландшафта, применении экологически обоснованных технологий освоения и использования. Их рациональное природопользование следует ориентировать на экологически допустимое сбалансирование факторов природной среды и антропогенных воздействий с учетом их регламентации с природно-климатическими условиями конкретной местности и мирового опыта освоения северных территорий в целом.
Доклад выполнен при финансовой поддержке гранта ДВО РАН – 2005 г.