3.2. Почвы вырубок и лесных посадок

Земли под сплошными рубками в лесной зоне, посадками лесных культур вдоль дорог и в полезащитных полосах в степной зоне можно отнести к землям, подвергшимся однократному сильному природоподобному воздействию. При заготовке и вывозе древесины в результате воз­действия тяжелых машин катастрофически меняется растительный по­кров и, как следствие, трансформируются многие свойства и гидротер-мический режим почв. Дальнейшая эволюция почв под лесом, сеноко­сом, пашней или лугом определяется положением в той или иной при­родной зоне и последующими действиями человека. Посадки леса в сте­пи менее устойчивы и долговечны, чем посадки на вырубках в тайге, они требуют проведения культуртехнических мероприятий и регулярного ухода. Влияние лесных посадок на почву в начальный период их роста значительно, хотя и эфемерно в масштабах жизни почвы.

Сходство изменений в почвах вырубок разных зон определяется дву­мя главными причинами: перестройкой водного и температурного режи­мов почвы и механическими нарушениями почвенных горизонтов, обычно охватывающими верхние 20-40 см. Так, в случае сплошных рубок резко падает эвапотранспирация, и почвы таежных, иногда и лесостепных лан­дшафтов испытывают поверхностное заболачивание. Одновременно уве­личивается общая освещенность поверхности и дневные температуры почвы. Почва в таежно-лесной зоне, на которой была проведена посадка лесных культур, постепенно возвращается к исходному водно-тепловому режиму. Создание лесных полос в лесостепи и степи, соответственно, под­держивает или формирует «лесные» черты гидротермического режима почв, в первую очередь, более равномерное и повышенное увлажнение, а также меньшие амплитуды суточных и сезонных температур.

Антропогенные модификации рассматриваемой группы почв немед­ленно и отчетливо проявляются в их верхних горизонтах. Они связаны с механическими нарушениями и перемешиванием при рубках или посад­ках верхних 20-40 см и больше при трелевке, корчевании пней, заложении канав для посадки саженцев.

При создании лесных полос на степных пахотных территориях под пологом леса быстро формируется подстилка, поселяются лесные виды почвенной фауны и развивается маломощный «лесной» аккумулятивно-гумусовый горизонт на фоне мощного черноземного гумусового профиля.

Таким образом, изменения почвенных режимов в связи с уничто­жением или посадкой леса достаточно отчетливы и связаны с зональ­ным положением объектов. Для таежно-лесной зоны характерен цикл «заболачивание - разболачивание», в степных и лесостепных искусст­венных лесах отмечают «гумидизацию» и уменьшение континенталь-ности почвенного климата.

Рассмотрим подробнее отдельные, наиболее выразительные и хо­рошо изученные варианты изменений почв вырубок на разных этапах ле­совозобновления. Интенсивная эксплуатация огромных лесных масси­вов привела к формированию обширных вырубок как в Европейской Рос­сии, так и в Сибири.

3.2.1. Таежно-лесная зона

После рубки леса возможны следующие варианты смен видов зем­лепользования:

1. Лес - вырубка - лес путем естественного зарастания;

2. Посадка лесокультур сразу по вырубке;

3. Сенокос по вырубке (суходольный луг).

Наибольшее внимание исследователей динамики почв привлекли вырубки в южной тайге на вторичных моренных равнинах с покровом пылеватых суглинков. Были выявлены несколько вариантов дерново-под­золистых почв, соответствующих разным стадиям развития вырубок. Рас­смотрим их подробнее на основании работ Ю.А. и В.Т. Орфанитских (1971), В.С. Шумакова и В.П. Кураева (1985), Л.О. Карпачевского и др. (1986) и собственных материалов с точки зрения пространственных раз­личий в нарушенных почвах и стадийности зарастания вырубок лесом с соответствующими изменениями свойств почв. Изменения почвенного про­филя и строения почвенного покрова зависят от сезона лесозаготовитель­ных работ, технологии лесозаготовок, последующего использования лесо­сек. Любая технология нарушает почвенный профиль и почвенный покров. На вырубках образуются следующие участки с разными варианта­ми нарушений (рис. 3.1):

• лесовозный волок (10-20% площади), наиболее нарушенная часть лесосеки, с резкими перепадами высот; к верхним почвенным го­ризонтам примешано до 80% порубочных остатков. Почва уплот­нена и оглеена, часто заболочена;

• трелевочные участки с бороздами и ямами глубиной до 40-70 см, занимают до 20% площади вырубки;

• участки со средней степенью нарушенности, наиболее распрост­раненные на вырубке - до 50%;

• повышения у пней и пространства с сохранившимися лесными почвами (около 10% площади);

• заболоченные западины и ямы.

Почвенные профили лесовозного волока проходят стадию забола­чивания, как и почвы участков трелевки.

Рис. 3.1. Схема свежей вырубки в Тверской области (Тощева, 1988)

В почвах средненарушенных участков, на микроповышениях, более отчетливы проявления гумусово-аккумулятивного процесса. По мере за­растания вырубки развиваются процессы накопления торфа и оглеения. Аккумулятивно-гумусовый и глеевый процессы распространяются и на ненарушенные почвенные профили вокруг пней.

Механические нарушения почв рубками формируют искусственные слои, которые при зарастании лесосек начинают трансформироваться в почвенные горизонты. Стадии зарастания вырубок с соответствующими проявлениями процессов эволюции дерново-подзолистых суглинистых почв хорошо известны, возрастные границы стадий близки в разных ча­стях таежно-лесной зоны (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Эволюция почвенных профилей на вырубках (Тощева, 1988)

Рассмотрим особенности почвенных процессов отдельных стадий ле-совосстановления на примере елово-мелколиственного подмосковного леса. Учитывая пестроту нарушений на вырубках, для анализа сукцессии расти­тельных сообществ и соответствующих трансформаций дерново-подзолис­тых почв выбран «фоновый» средненарушенный участок.

Вырубки до 5 лет. Удаление древесной растительности сильно вли­яет на микроклимат территории. Существенно изменяется температур­ный режим. Поверхностный слой почвы прогревается на 2 - 4°С сильнее, чем в лесных почвах. Молодым вырубкам соответствуют оглеенные поверхностно-турбированные дерново-подзолистые почвы с насыпным го­ризонтом К, состоящим из материала других, преимущественно верхних горизонтов. К нему примешаны порубочные остатки, измельченная под­стилка и остатки растений мохово-травянистого яруса. При рубках и пос­ледующих посадках 2-4-летних саженцев отмечается разрушение исход­ной структуры, неравномерное уплотнение, образование микрорельефа, что создает условия для локального избыточного увлажнения.

Вырубки 5-10-летнего возраста (или до 5 лет в случае более слабых механических нарушений) представлены злаково-влажнотравно-щучковыми сообществами с малиной. Они характеризуются присутствием ма­ломощного дерново-гумусово-аккумулятивного горизонта со слабой структурностью, светлой окраской, насыщенностью корнями и интен­сивным оглеением («заболачиванием» как первым этапом сукцессионного цикла, по А.П. Кощееву).

На следующей травяно-лесной стадии (10-20 лет существования вырубки) продолжается глубокое преобразование перемешанных сло­ев. Верхний горизонт, относительно темный и насыщенный корнями, достигает мощности 10 см. Он имеет несколько большую мощность во влажных почвах, где также заметнее сдвиг значений рН в кислую сто­рону. Для данной стадии характерно начало процесса «разболачивания» - уменьшение количества мелких железистых конкреций, исчезнове­ние сизоватых тонов окраски. Заметно возрастает содержание легко­подвижных форм железа, достигая наиболее высоких значений в рас­сматриваемом ряду почв.

Формирование лесного ценоза через 20-40 лет после рубки улучша­ет дренированность сильно нарушенных участков, что приводит к замед­лению процессов заболачивания; идет накопление лесного опада и фор­мирование подстилки.

На почвах старых вырубок (40-60 лет) формируется лесная подстил­ка, дифференцированная на 2 слоя (Ь и К), мощностью 2-4 см. Дерново-гумусовые или грубогумусовые горизонты более ранних стадий транс­формируются в гумусово-аккумулятивные или гумусово-элювиальные горизонты небольшой мощности, они подстилаются переходным освет­ленным горизонтом, вероятно, «остаточным» от предыдущих стадий. Почвы, прошедшие стадию заболачивания, имеют хорошо выраженный ортштейновыЙ осветленный элювиальный горизонт. Содержание гумуса в верхнем горизонте приближается к таковому в почвах коренных лесов, продолжается слабое подкисление.

По достижении новым лесным ценозом возраста 60-100 лет почвы еще отличаются от почв ненарушенных лесов. В поверхностных гори­зонтах встречаются осветленные остатки элювиального горизонта и гли­нистые фрагменты иллювиального, частично утратившие исходную ореховатую структуру и бурый цвет.

В восстановленных лесных сообществах почвенный покров приобретает черты, характерные для южнотаежного леса. Однако не всегда удается констатировать полное восстановление исходных морфологических и химических свойств почв.

Почвы на вырубках в средней тайге характеризются более сильным оглеением, как начальным, так и сохраняющимся после завершения сукцессионного цикла, меньшим развитием признаков аккумулятивно-гуму­сового процесса при слегка более растянутых сроках смены аналогичных стадий. В северной тайге сплошные рубки вызывают более резкие измене­ния почвенных процессов и почв, вплоть до необратимого перехода отно­сительно дренированных почв подзолистого ряда в переходные к болот­ным (глееподзолистые ----» торфянисто-подзолисто-глееватые ----» торфяно-подзолисто-глеевые), т.е. изменения почв «выходят за рамки» типа.

***

«Сенокос или суходольный луг по вырубке» существует в таежной зоне до тех пор, пока поддерживается система сенокошения и/или достаточно интенсивного выпаса, препятствующая естественному возобновлению ку­старниковой, а затем - лесной растительности. Сформировавшийся на молодой вырубке аккумулятивно-гумусовый горизонт развивается под се­нокосом или пастбищем; обычно он сохраняет устойчивые признаки по­верхностной глееватости. Если режим сенокошения-выпаса прекращает­ся, постепенно возобновляется вторичный, или условно-коренной лес, од­нако достаточно длительное время сохраняются признаки аккумулятивно-гумусового почвообразования. Так. гумусовые горизонты фиксировались в столетних ельниках по суходольному лугу. Поэтому при зарастании выру­бок вторичных лесов формирование почв, свойственных ранним стадиям сукцессии, идет быстрее, чем на вырубках по «целинным» лесным почвам.

Сопряженный анализ свойств почв таежно-лесной зоны и истори­ческих материалов, проведенный разными исследователями, приводит к выводу о частой смене видов землепользования (пашня - луг - лес) и далеко не повсеместном отражении их последствий в памяти почв.