40. Лес и физические свойства почвы.

Тепловой режим почвы, включая ее глубинные горизонты, тесно связан с температурой ее поверхности. Поверхность почвы в лесу нагревается меньше, чем в условиях открытого места, но в лесу она и меньше излучает тепла. В вегетационный период среднемесячная температура поверхности почвы несколько ниже, чем на открытом месте. При этом разница зависит от характера насаждения: она больше в сомкнутом еловом, пихтовом или буковом (при полном облиствении) и меньше в сосновом или лиственничном насаждениях. С глубиной разница хотя и уменьшается, но не исчезает: на поверхности почвы в лесу летом среднемесячная температура может быть ниже температуры на поверхности почвы открытого места на несколько градусов (до 4—5° С, а в некоторых районах и более), что зависит от состава, сомкнутости и структуры насаждения. На глубине 10—20 см температурная разница по сравнению с почвой открытого места снижается мало. На глубине 1 м разница в температуре между лесной и нелесной почвой еще наблюдается (доходя до 2° С и в некоторых случаях более), заметно сглаживаются, но не затухают различия в связи с характером насаждения.В температурном режиме лесных почв нет резких температурных перепадов на протяжении суток, какие наблюдаются в почвах на открытой местности. Почва в лесу промерзает позднее и на меньшую глубину. Температурный режим почв на прогалинах, просеках, вырубках заметно отличается от теплового режима под пологом леса. На поверхности почвы здесь особенно значительны температурные амплитуды, которые сказываются и в самой почве.

Влажность, воздушный режим и другие физические особенности лесной почвы. Режим влаги в лесной почве определяется рассмотренными ранее параметрами. Кроме того, на влажность почвы, ее плотность и аэрацию значительно влияют корни лесных растений, прежде всего корни деревьев. Корни рыхлят почву, увеличивают ее скважность, создают структуру. Проникая в глубь почвы и выходя за ее пределы, воздействуя на материнскую горную породу, они не только извлекают питательные вещества, но и участвуют в дальнейшем формировании самой почвы. Особенно благотворно на структуру почвы влияют породы с богатым разветвлением корней, такие, как лиственница, береза, бук и ясень. Наиболее благоприятное влияние корневых систем проявляется в смешанных древостоях. После отмирания корней на их месте образуются пустоты — своеобразные воздушные каналы, способствующие улучшению водообмена и аэрации почвы.

Через корневые системы могут и ухудшаться физические свойства почвы: деревья с поверхностной корневой системой оказывают сильное давление на расположенные под нею горизонты почвы, уплотняют ее. Уплотнение почвы характерно для еловых насаждений в условиях, способствующих формированию так называемой тарелочной корневой системы. Это явление ослабляется при примешивании к ели других пород и при породосмене. Корни влияют на почву также и через корневые выделения.

41. Лесной опад. Образование подстилки и гумуса.

Опавшие в течение года листья, хвоя, ветви, сучья, плоды и другие остатки лесной растительности составляют лесной опад. Опад – основной материал для образования лесной подстилки и гумуса. Главный поставщик опада – древостой. В лесах умеренного пояса, включая тайгу, смешанные леса и лесостепь, величина этого опада равна 0,5-8т на 1 га в год. Наибольшее количество опада наблюдается в возрасте жердняка, особенно при отсутствии в нем рубок ухода. Структура совокупного растительного опада (точнее, опада+отпада) характеризуется следующими приблизительными данными: зеленая часть 40-50%, многолетние надземные части 30-40%, корневые остатки 5-20%. При проведении мероприятий по предотвращению отпада деревьев вторая группа резко сократится, а первая возрастет. Лесная подстилка и гумус. Лесной опад трансформируется в подстилку и гумус. В настоящее время в понятие лесной подстилки включается опад на поверхности почвы, находящийся в той или иной стадии разложения. От мощности подстилки, ее состава, влажности, гумификации зависит возобновление леса. Подстилка влияет на водный режим почвы, предохраняет ее от эрозии. Подстилка – один из основных источников углекислоты, азотного питания, она является важным звеном в биологическом круговороте веществ и энергии. Наибольшие запасы лесной подстилки накапливаются в таежной зоне, особенно в северной и средней подзонах тайги.

При низких температурах и высоком увлажнении подстилки, ограниченном доступе кислорода ослабляется жизнедеятельность животных и микроорганизмов, а вследствие этого замедляется процесс разложения подстилки, происходит ее накопление и оторфовывание. Фульватное разложение подстилок характерно для лесотундровых и северотаежных лесов, гуматно-фульватное – для южнотаежных, фульватно-гуматное – для хвойно-широколиственных и гуматное – для лесостепных и степных. Наибольшими запасами общего углерода и азота отличаются торфяные, торфянистые и некоторые грубогумусные подстилки, формирующиеся из елового и соснового опадов в условиях избытка влаги и затрудненного доступа кислорода. К древесным и кустарниковым породам, способствующим разложению подстилки и гумусообразованию, относятся: липа, лещина, береза, лиственница, бук, граб, ольха, ясень. Разреживание древостоя, усиливающие приток тепла и влаги к поверхности подстилки, благоприятно для ее разложения и гумификации.

42-43. ЛЕС И БИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В ЛЕСУ.

Биология лесной почвы определяется своеобразием лесных фитоценозов, создающих особую надземную, наземную и подземную среду и дающих материал для почвообразования в виде многочисленных растительных остатков. В лесах с благоприятными условиями разложения подстилки значительно активизируется деятельность дождевых червей. Они не только разрыхляют почву, перемешивают растительные остатки с ее минеральной частью, но и перерабатывают почву, пропуская ее через свой пищеварительный тракт. Дождевые черви ускоряют разложение подстилки, способствуя образованию мулля. Данные показывают, что березовая, а также лиственничная подстилка наиболее насыщены микроорганизмами, а сосновая и еловая значительно беднее ими. Большие изменения в состав и жизнедеятельность микроорганизмов вносят рубки и пожары. Почва сплошных вырубок, подвергавшихся действию огня и поросших иван-чаем – наиболее обогащается бактериями. Большое влияние на развитие микрофлоры в почве оказывают корни растений. Часть почвы, непосредственно соприкасающаяся с корнями, обусловливающими развитие микрофлоры, называется ризосферой. В ризосфере для развития микроорганизмов благоприятны такие условия: повышенное содержание питательных и энергетических веществ, а также выделения живых корней. Корни дуба, ясеня, сосны способны выделять фосфор, калий, магний. После рубки древостоя возрастает роль ризосферы некоторых травянистых растений. Значительную роль в жизни лесных деревьев играет микориза, выполняющая во многих случаях функции корневых волосиков. Микориза, представляя собой симбиоз гриба и корня, может способствовать эффективному усвоению лесными древесными растениями зольных элементов и азота и, следовательно, ускорению роста растений. Круговорот веществ. В нем совершаются взаимосвязанные процессы: извлечение из почвы зольных веществ и азота древесными и другими лесными растениями; образование из них новых соединений и биосинтез органического вещества в виде клеток, тканей; возвращение в почву веществ вместе с опадом и осадками с растворенными в них органическими соединениями; превращения их вновь в питательный материал для извлечения и использования его древостоем и другими компонентами лесного фитоценоза. Таким образом, биологические круговорот веществ в лесу – совокупный многоступенчатый процесс превращений, миграции и обмена веществ между лесным фитоценозом и почвой.

44. РОЛЬ ЛЕСА В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ Роль леса в почвообразовании. Длительное существование одной и той же хвойной породы на одном и том же месте усиливает процесс оподзоливания настолько, что он приводит к резкому падению продуктивности древостоев. Сосна оказывает оподзоливающее действие, но в меньшей степени, чем ель. Лиственные породы ослабляют процесс оподзоливания. В общем все, что способствует ускорению разложению опада и подстилки, препятствует подзолообразованию и усиливает биологическую аккумуляцию. В ослаблении оподзоливающей роли леса, по мере продвижения к югу от тайги, непосредственно сказывается и уменьшение количества фульвокислот и увеличение гуминовых кислот.

45. ЗНАЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ. ФАУНА. Биотические факторы составляют обширную группу, куда входят: различные микроорганизмы, обусловливающие важнейшие процессы в почве, а через них и рост зеленых растений, крупные млекопитающие – обитатели леса, такие как лось и медведь, птицы и насекомые. Растения тоже могут выступать в роли биотического фактора. Это и сорняки из травянистых растений, например злаки, забивающие на вырубках всходы, самосев и сеянцы древесных пород; это и травянистые растения. Важнейший биотический фактор в природе - человек. Влияние человека на природу, его экологическую роль выделяют в особую группу антропогенных факторов. Роль этих факторов в жизни леса все более возрастает. Биотические факторы влияют на лес и его отдельные компоненты в различных сочетаниях. Большая часть болезней и повреждений леса связана с биотическими факторами. Среди них – болезни грибного или бактериального происхождения; повреждения насекомыми, млекопитающими и др. изучение взаимоотношений полезных и вредных для леса популяций приобретает все большее значение. На этом основан биологический метод борьбы с болезнями и повреждениями. В связи с обнаружившимися недостатками химсредств защиты растений разработка этого метода – одна из важнейших проблем в биологии, растениеводстве. Фауна как составная часть лесного биогеоценоза. В цепи отношений растения-животные главным звеном являются растения, дающие животным пищу и среду обитания. Лес дает пищу и укрытие животным. Животный мир, и прежде всего дикая фауна, является по отношению к лесу не только внешним, экологическим фактором, но и составной частью самого леса. Фауна – наиболее динамичный компонент леса. Животный мир многообразен и включает в себя птиц, млекопитающих, насекомых и простейших. При его участии создается и нарушается биологическое равновесие. в связи с этим большое влияние на видовой состав и расселение фауны оказывают состав древостоя, его возраст, сомкнутость, тип леса, тип вырубки, гари. В сосновых старых и средневозрастных зеленомошных и лишайниковых лесах тайги обитает глухарь. В брачный период он перемещается в заболоченные сосняки. В сосняках обитает и рябчик, уступающий, однако, здесь по плотности населения глухарю. Заходит сюда и белка, предпочитающая все же еловые и кедровые леса. Встречается куница. Темнохвойные смешанные леса Восточной Сибири и Дальнего Востока – излюбленные места обитания соболя, белки, рябчика, кедровки. Мягколиственные насаждения их осины и березы, особенно молодые, привлекают лося, медведя, зайца-беляка. Лось становится «космополитом». Теперь его можно встретить не только в тайге и смешанных хвойно-лиственных, но и в широколиственных лесах и в лесостепи. Он предпочитает вырубки и гари, зарастающие травянистой и древесной растительностью, а также моховые и травянистые болота. В смешанных хвойно-лиственных и широколиственных лесах хорошо приспособлен кабан. Огромное влияние на состав фауны оказывает человек. На вырубках и гарях ухудшаются условия существования типичных лесных зверей. Численность белки на сплошных вырубках сокращается в десятки раз. На порубочных остатках вырубок размножаются короеды, златки, усачи. Вырубки привлекают грызунов, наносящих вред сельскому и лесному хозяйству.