ВЛИЯНИЕ ДРЕВЕСНОГО ПОЛОГА НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ ЛЕСНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ

 

Новогородова Г.Г., Алесенков Ю.М.

(Отдел лесоведения Ботанического сада УрО РАН, г.Екатеринбург, РФ)

 

In operation the process humus formation is considering on structure of the stand.

 

Тесная связь растительного сообщества с почвой легко прослеживается в процессе самозарастания «мертвых послепромышленных земель» (техногенных субстратов), на которых под воздействием растительности почвообразование идёт,  начиная с «нуля» [3]. Проявляется эта связь в формировании в новообразующихся почвах биогенно-аккумулятивных гумусовых слоев, морфологически и химически различающихся в соответствии с типом поселившихся растительных сообществ. Сама почва при этом является «порождением» живой системы, центром которой является растительность [1]. Это наводит на соображение, что в лесной зоне связь современных лесных биогеценозов с процессами почвообразования наиболее отчетливо должна проявиться в составе гумуса их почв.

Эдификатором лесных биогеоценозов является древостой. Поэтому в работе анализируется  гумусное состояние почв в зависимости от породного состава древесного полога лесных насаждений.

 

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ   

Изучались почвы коренных и послерубочных насаждений  ельников высокотравно-папоротниковых (Е втр-пап) и ельников липняковых (Е лп) в Висимском биосферном заповеднике, а также  почвы   сосняков зеленомошно-ягодниковых (С зм-яг) под условно-коренным насаждением   и почвы  этого же экотопа под культурами  лиственницы в лесопарках г.Екатеринбурга. Пробные площади расположены в южнотаежном лесорастительном округе Среднеуральской низкогорной провинции, входящей в  Уральскую горно-лесную область [2]. Состав гумуса почв определялся методом И.В. Тюрина в модификации В. В. Пономаревой  и Т.А. Плотниковой [4].

 

Таблица 1 - Состав гумуса почв ельников

Разрез,№	Гори-зонт	Глубина,см	С общ.,%	% к  С общ.			Сгк:Сфк
				Сгк	Сгк+Сфк	Гумин
Ельник втр-пап коренной, 7Е3П
109-01	А0 А0А1 А1 В1 В2 ВС	0-3 3-8 15-25 30-40 45-50 60-70	37,72* 34,58 6,00 4,64 4,10 1,53	19,4 8,3 15,0 15,5 12,7 11,7	33,2 15,0 28,6 32,7 26,0 25,4	68,8 58,0 71,4 67,3 74,0 74,6	1,4 1,2 1,1 0,9 0,9 0,8
Е втр-пап, давность рубки 100 лет, 1яр-10Б, 2 яр-7Е3П
71-03	А0 А0А1 А1 А1А2 АВ В1 В2 ВС	0-3 3-6 6-15 20-30 30-35 35-45 50-60 70-80	33,23 * 10,60 4,11 2,72 0,94 0,41 0,32 0,29	38,5 65,1 47,9 42,3 22,9 11,0 6,2 10,3	61,0 91,9 98,1 85,4 39,4 28,1 16,1 22,3	39,0 8,1 1,9 14,6 60,6 17,9 83,9 77,7	1,8 2,4 0,9 1,0 1,4 0,6 0,6 0,8
Е лп коренной, 6Е3П1Р+Лп ед. К, Б
2-94	А0 А1 АВ В1 В2 ВС	0-3 3-12 12-17 20-30 50-60 80-90	49,47 * 24,3 11,44 4,60 4,56 1,90	22,3 27,3 26,7 21,6 15,3 10,6	44,2 58,6 53,1 49,8 49,3 38,4	55,8 41,4 46,9 50,2 50,7 61,6	1,0 0,9 1,0 0,8 0,4 0,4
Е лп, давность рубки 100 лет, 1 яр-8Б1Лп1Е, 2 яр-7П3Е+Лп
4-93	А0 А1 АВ А2В В ВС	0-1 1-8 8-24 25-30 30-35 50-60	46,16 * 15,98 2,19 1,22 0,63 0,61	3,0 7,1 25,9 10,6 14,3 6,1	13,0 22,0 58,8 54,9 47,6 32,8	87,0 78,0 41,2 45,1 52,4 67,2	0,4 0,5 0,8 0,2 0,4 0,2

37,72* - углерод по Анстету

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В верхних гумусовых горизонтах изученных почв коренных и условно-коренных типов леса отношения углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот (Сгк:Сфк) близки к единице, что определяет фульватно-гуматный и гуматно-фульватный их состав (табл. 1 и 2). В почвах коренных ельников (разрезы 109-01 и 2-94) в составе гумуса преобладают наиболее прочно связанные с минеральной частью гумусовые кислоты – группа гумина. Лишь в почве условно-коренного сосняка зеленомошно-ягодникового с участием в древостое до 4 единиц березы в горизонтах А0 и А1 сумма растворимых гумусовых кислот превышает содержание гумина. Наибольшие в профиле степень (содержание гуминовых кислот) и глубина (отношения Сгк:Сфк) гумификации, а также сумма растворимых  органических кислот однозначно присущи аккумулятивным горизонтам А1 и (или) А0. Количества гуминовых кислот при этом вниз по профилю закономерно уменьшаются. Роль фульвокислот с глубиной увеличивается.

 

Таблица 2- Состав гумуса почв сосняка и культур лиственницы

Раз-рез,№	Гори-зонт	Глубина,см		С общ.,%		% к С общ.			Сгк:Сфк
						Сгк	Сгк+Сфк	Гумин
С зм-яг условно-коренной, 6С4Б
14-82	А0 А1 А2В В1 В2 ВС		0-3 3-9 9-20 20-30 40-60 90-100		34,19 * 9,17 7,31 2,81 2,78 0,51	26,7 35,5 4,8 6,1 3,5 5,9	56,8 65,9 11,7 12,5 9,3 19,9	43,2 34,1 88,3 87,5 90,7 80,1	0,9 1,2 0,7 0,9 0,6 0,4
Культуры лиственницы, 30 лет
13-82	А0’ А0’’ А1А2 А2 А2В В1 В2		0-1 1-4 4-8 10-20 20-30 40-60 80-90		59,95 * 58,68 * 3,32 2,74 0,59 0,50 0,32	11,2 9,4 39,7 20,0 45,7 14,5 15,0	22,6 21,0 89,7 41,7 98,5 58,5 56,1	77,4 79,0 10,3 58,3 1,5 41,5 43,9	1,0 0,8 0,8 0,9 0,8 0,3 0,4
Культуры лиственницы, 50 лет
13-02	А0’ А0” А1А2 А2В В1 В2 ВС		0-1 1-4 5-10 15-25 40-50 60-70 80-90	25,82 * 23,15 * 2,85 1,40 0,96 0,43 0,69		5,7 9,3 22,1 48,1 3,0 11,6 8,6	27,7 42,6 38,4 81,0 24,8 43,0 30,9	72,3 57,4 61,6 19,0 75,2 57,0 69,1	0,3 0,3 1,3 1,5 0,2 0,4 0,4

 

25,85 *- углерод по Анстету                         

          

В послерубочных насаждениях  с увеличением доли лиственных пород в составе их древостоев (см. табл. 1) закономерный характер распределения ГК и ФК в почвах нарушается. В почвах ельников увеличиваются  количества растворимых гумусовых кислот при снижении доли негидролизуемого остатка - гумина. В гумусово-аккумулятивных горизонтах почвы послерубочного насаждения Е втр-пап (разрез 71-03) тип гумуса переходит в гуматный интервал. В почве производного Е лп (разрез 3-94)  наибольшие в профиле  степень и глубина гумификации, а также сумма растворимых кислот смещаются в прогумусированный новообразованным после рубки гумусом переходный горизонт АВ.

В почве под 30-летними культурами лиственницы, созданными в экотопе  С зм-яг (разрез 13-82),  наибольшие в профиле степень гумификации и сумма ГК и ФК смещаются в оподзоленный горизонт А2В, а максимум глубины гумификации определен для горизонта лесной подстилки. При этом в минеральной части профиля  почвы количества растворимых органических кислот превысили содержание гумина.

Повторный анализ гумусного состояния в почве культур лиственницы через 20 лет (разрез 13-02) показал, что переустройство органопрофиля почвы продолжается. По-прежнему наибольшие степень и глубина гумификации, а также сумма ГК и ФК остаются парадоксально связанными с оподзоленным горизонтом А2В, а глубина гумификации осветленных горизонтов А1А2 и А2В еще увеличилась – Сгк:Сфк = 1,3 и 1,5 соответственно.         

В производных лесах с изменением их породного состава перестройка органопрофиля почв сопровождается уменьшением количеств общего углерода в минеральных горизонтах  (см. табл. 1 и 2). Это свидетельствует о минерализации части гумуса, накопленного в предшествующие этапы фитоценогенеза и педогенеза, и выносе его из почв под влиянием подстилочных растворов, образующихся из смешанного хвойно-лиственного опада.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Увеличение числа листопадных древесных пород в составе производных послерубочных ельников, а также замена соснового древостоя культурами лиственницы усиливают химическую и морфологическую дифференциацию почв в лесных биогеоценозах под воздействием подстилочных растворов иного, чем в коренных лесах, состава.  Наиболее информативными показателями перестройки гумусного состояния почв под влиянием состава древесного полога  являются сумма растворимых гуминовых и фульвокислот,  степень и глубина гумификации.

 

Литература

1.     Арчегова И.Б., Федорович В.А. Методологические аспекты изучения почв на современном этапе. - Екатеринбург: Ин-т биологии Коми НЦ УрО РАН. 2003. - 91 с.

2.     Лесорастительные условия и типы леса Свердловской области. - Свердловск: Ин-т экологии раст. и жив. УНЦ АН СССР, 1973. - 176 с.

3.     Махонина Г.И. Скорость гумусонакопления на самозарастающих отвалах Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1990. - С.22-34.

4.     Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Методические указания по определению содержания и состава гумуса в почвах (минеральных и торфяных). - Л., 1975. - 105 с.