Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

932

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
09.01.2024
Размер:
53.54 Mб
Скачать

изменения значений КУС в большинстве разрезов приурочены к глубинам 5, 15 и 25 см, что, вероятно, связано с особенностями корневых систем. Например, профильное распределение величины КУС в разрезе Степь показывает резкий переход под дерниной – величина КУС меняется с 59,0 в слое (0-5 см) до 33,9 в слое (5-10 см). Распахиваемые участки из-за механического перемешивания имеют меньшие перепады значений величины КУС в пахотном слое. В разрезе Лес в отличие от разреза Степь резкое изменение в величине КУС наблюдается на глубине ниже от 54,9˚ в слое (15-20 см) до 25,8˚ в слое (20-25 см). Судя по не высоким колебаниям значений КУС на глубине 30-40 и 40-50 см (Vσ <28,5%), глубину 40-50 см можно считать нижней границей изменчивости КУС. Глубина 0 - 25 см ограничивает зону максимальной изменчивости (диапазоны) КУС, независимо от типа угодий.

Попарное сравнение образцов почв, отобранных из разрезов, заложенных при посадке и спустя 70 лет (полигон «Белые пруды»), выявило, что наиболее существенные различия произошли в почве средней лесополосы (р.209 – ЛП 2.21) в верхнем слое 0-10 см, а минимальная – в р.210-ЛП 1.21. при общей тенденции (характере) изменения КУС под влиянием лесонасаждений (более высокие значения КУС в слое 0-10 см и низкие значения глубже 25 см). Наблюдаются различия в степени и характере изменения величины КУС в разных лесополосах, что может быть связано с пространственной неоднородностью почвенного покрова по трансекте, и как следствие, разным содержанием органического вещества. Взаимосвязь между содержанием Сорг и величиной КУС была выявлена для всех типов угодий: коэффициент корреляции между Сорг и КУС для молодых лесонасаждений (р. 209, р. 2010 и р. 211) составил 0,74; для пашни полигона «Белые пруды» R=0,60; для лесополос полигона «Белые пруды» R= 0,64; в почвах «Козловского» полигона коэффициент корреляции Сорг и КУС составил 0,81. Данную взаимосвязь отмечают многие исследователи [3,4, 6,7,8], однако величина КУС определяется не только количеством, но и качественным составом органического вещества, которое в свою очередь зависит от вида агрогенной нагрузки. Распашка черноземов приводит к снижению содержания Сорг и уменьшению величины КУС (Степь по сравнению с Северной и Южной пашней). Посадка лесополос и длительное воздействие на почву лесных насаждений возвращает показатели смачиваемости к их естественному состоянию, свойственному для данной территории (Степь и Лес «Козловского» полигона; Лесополосы и Пашни полигона «Белые пруды»). С величиной рН выявлена обратная взаимосвязь, наиболее выраженная в почвах современных лесополос полигона «Белые пруды», R=-0,72.

Изменение химического состава почв, обусловленное разной агрогенной нагрузкой, отражается в изменении физических свойств поверхности их твердой фазы. Как видно из представленных результатов, величина краевого угла смачивания закономерно изменяется как по профилю исследованных почв, так и

221

во времени, и при смене вида использования земель. Поэтому данный показатель можно использовать при мониторинге состояния сельскохозяйственных земель.

Литература

1.Афанасьева Е. А. Водно-солевой режим обыкновенных и южных черноземов юго-востока европейской части СССР. М.: Изд-во «Наука. 1980.

2.Матвеева Н.В., Милановский Е.Ю., Рогова О.Б. Способ подготовки образцов почв для определения контактного угла смачивания методом сидячей капли. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. № 97. С. 91-112.

3.Матвеева Н.В., Милановский Е.Ю., Хайдапова Д.Д., Рогова О.Б. Краевой угол смачивания как интегральный показатель физико-химических свойств черноземов Каменной степи // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2020. № 101. С. 76-123.

4.Bachmann J., Guggenberger G., Baumgartl T., Ellerbrock R.H., Urbanek E., Goebel M.O., Kaiser K., Horn R., W.R. Fischer W.R. Physical carbonsequestration mechanisms under special consideration of soil wettability // Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2008. Vol. 171. № 1. P. 14-26.

5.Burghardt W. Determination of the wetting characteristics of peat soil extracts by -contactangle measurements // Zeitschrift Fur Pflanzenernahrung Und Bodenkunde. 1985. Vol.148. № 1. P. 66-72.

6.Ellerbrock R.H., Gerke H.H., Bachmann J., Goebel M.O. Composition of organic matter fractions for explaining wettability of three forest soils // Soil Science Society of America Journal. 2005. Vol. 69. № 1. P. 57-66.

7.Haas C., Gerke H.H., Ellerbrock R.H., Hallett P.D., Horn R. Relating soil organic matter composition

to soil water repellency for soil biopore surfaces different in history from two Bt horizons of a Haplic Luvisol // Ecohydrology. 2018. Vol. 11. № 6. P. 1-35.

8.Hajnos M., Calka A., Jozefaciuk G. Wettability of mineral soils // Geoderma. 2013. Vol. 206. P. 63–69.

9.Ryley D.J., Khoshaim B.H. New method of determining contact-angle made by a sessile drop upon a horizontal surface (sessile drop contact-angle) // Journal of Colloid and Interface Science. 1977. Vol. 59.

10.Von Lützow M., Kögel Knabner I., Ekschmitt K., Matzner E., Guggenberger G., Marschner B., Flessa

H. Stabilization of organic matter in temperate soils: mechanismsand their relevance under different soil conditions – a review // European journal of soil science. 2006. Vol. 57. № 4. P. 426-445.

11. Zisman W.A., Relation of equilibrium contact angle to liquid and solid construction, in Contact Angle, Wettability and Adhesion, edited by R.F. Gould, Adv. Chem. Ser. 1964. Vol. 43. P. 1–51.

CHANGES IN THE WETTABILITY OF ORDINARY CHERNOZEM UNDER DIFFERENT

TYPES OF LANDS AND TERMS OF LAND USE

N.V. Matveeva1, B.F. Aparin2, E.V. Mingareeva2, O.B. Rogova1

1FGBNU FRC "Soil Institute named after V.V. Dokuchaev", Moscow, Russia 2CMP im. V.V. Dokuchaeva, Moscow, Russia

References

1.E. A. Afanas’eva, “Water-salt regime of ordinary and southern chernozems in the southeast of the European part of the USSR”. M.: Nauka. 1980 р.

2.Matveeva N.V., Milanovsky E.Yu., Rogova O.B. A method for preparing soil samples for determining the contact angle of wetting by the sessile drop method. Bulletin of the Soil Institute named after V.V. Dokuchaev. 2019. № 97. Р. 91-112.

3.Matveeva N.V., Milanovsky E.Yu., Khaidapova D.D., Rogova O.B. The contact angle as an integral indicator of the physicochemical properties of the chernozems of the Kamennaya Steppe // Bulletin of the Soil Institute named after V.V. Dokuchaev. 2020. No. 101. P. 76-123.

4.Bachmann J., Guggenberger G., Baumgartl T., Ellerbrock R.H., Urbanek E., Goebel M.O., Kaiser K., Horn R., W.R. Fischer W.R. Physical carbonsequestration mechanisms under special consideration of soil wettability // Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2008. Vol. 171. № 1. P. 14-26.

222

5.Burghardt W. Determination of the wetting characteristics of peat soil extracts by -contactangle measurements // Zeitschrift Fur Pflanzenernahrung Und Bodenkunde. 1985. Vol.148. № 1. P. 66-72.

6.Ellerbrock R.H., GerkeH.H., Bachmann J., Goebel M.O. Composition of organic matter fractions for explaining wettability of three forest soils // Soil Science Society of America Journal. 2005. Vol. 69. № 1. P. 57-66.

7. Haas C., Gerke H.H., Ellerbrock R.H., Hallett P.D., Horn R. Relating soil organic matter composition

to soil water repellency for soil biopore surfaces different in history from two Bt horizons of a Haplic Luvisol // Ecohydrology. 2018. Vol. 11. № 6. P. 1-35.

8. Hajnos M., Calka A., Jozefaciuk G. Wettability of mineral soils // Geoderma. 2013. Vol. 206. P. 63–69.

9. Ryley D.J., Khoshaim B.H. New method of determining contact-angle made by a sessile drop upon a horizontal surface (sessile drop contact-angle) // Journal of Colloid and Interface Science. 1977. Vol. 59.

10.

Von Lützow M., KögelKnabner I., Ekschmitt K., Matzner E., Guggenberger G., Marschner

B.,

Flessa H. Stabilization of organic matter in temperate

soils: mechanisms and their relevance

under

different soil conditions – a review // European journal of soil science. 2006. Vol. 57.

4. P. 426-445.

 

11.

Zisman W.A., Relation of equilibrium contact angle

to liquid and solid

construction, in Contact

Angle, Wettability and Adhesion, edited by R.F. Gould, Adv. Chem. Ser. 1964. Vol. 43.

P. 1–51.

 

УДК 631.6

ОЦЕНКА МЕЛИОРАТИВНЫХ РЕЖИМОВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ БЕЛАРУСИ В УСЛОВИЯХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ

О.П. Мешик1, Ю.А. Мажайский2 1УО БрГТУ, Брест, Беларусь

2Мещерский филиал ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова», Рязань, Россия e-mail: omeshyk@gmail.com

Аннотация. Происходящие климатические изменения приводят к необходимости интенсификации мелиоративных мероприятий. В Республике Беларусь обострилась проблема весенних засух и возросла потребность в проведении оросительных мелиораций на осушенных дерново-подзолистых почвах.

Ключевые слова: потепление климата, засуха, мелиорация, орошение, дерновоподзолистая почва.

Введение. Как известно, эффективность сельского хозяйства определяется производством сельскохозяйственной продукции, численные показатели которого зависят от урожайности сельскохозяйственных культур. Потенциальное плодородие почв Беларуси повсеместно возрастало с повышением уровня агротехники и улучшением водно-воздушного и питательного режимов почв в ходе проведенной крупномасштабной мелиорации, пик которой пришелся на 60- 70-е годы XX века. Однако с конца 80-х годов наблюдается устойчивая тенденция снижения урожайности большинства сельскохозяйственных культур. Первоначальной причиной являлось постепенное снижение уровня внесения минеральных удобрений на 83 % и органических на 13 % к началу 2000-х годов [6]. Однако в последствие присоединилась проблема, связанная с неудовлетворительным состоянием водно-воздушного режима осушенных почв в

223

результате происходящего потепления климата. В итоге, в настоящее время мы имеем среднюю урожайность по республике за многолетний период, ц/га: зерновых и зернобобовых – 29,9, льноволокна – 7,8, сахарной свеклы – 404,0, рапса – 13,8, картофеля – 195,7, овощей – 229,8. В то же время, опыт эксплуатации мелиоративных систем показывает, что в условиях регулируемой гидромелиорации в Беларуси на дерново-подзолистых почвах можно получать, ц/га: зерна – 50-60, картофеля – 380-400, корнеплодов – 650-700.

Материалы и методы. В работе использованы: материалы Национального статистического комитета Республики Беларусь, характеризующие урожайность основных сельскохозяйственных культур за 1954-2018 гг.; данные Республиканского центра по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды за 2008-2022 гг., характеризующие влажность на отдельных участках дерново-подзолистых почв под зерновыми культурами, картофелем, многолетними травами, сахарной свеклой и др., суммы атмосферных осадков, температуры воздуха и почвы. Основным методом исследований являлся водно-балансовый.

Результаты и обсуждение. Происходящее потепление привело к тому, что на территории Беларуси резко обострилась проблема засух. Засушливыми явлениями считают отсутствие в течение 30 и более дней осадков, превышающих 5 мм в сутки, при высокой температуре воздуха (в дневные часы выше 25 ºС) не менее чем в половине дней периода. Засушливым периодом в Беларуси принято считать период, когда в течение более 5 дней подряд температура воздуха превышает 25 ºС, а относительная влажность днем составляет 30 % и ниже. Такие условия отмечаются практически ежегодно. На территории Беларуси засушливым может быть любой из месяцев года с марта по октябрь (в среднем один раз в 5 -10 лет), а один раз в 10-15 лет засушливыми бывают два месяца подряд. Ежегодно в Беларуси бывает 3-4 периода, когда отсутствуют осадки на протяжении 10 суток, один раз в два года – 20-25, один раз в 10 лет – 30-35 суток. Чаще всего засуха отмечается в центральной и южной части Беларуси, в июле – на юге и севере страны, в августе – в центральной и северной части, в сентябре – в центральной и южной части [1]. В мае засушливые явления чаще наблюдаются в Гомельской области (12 % дней). В июне в Гомельской и Могилевской областях чаще, чем в других областях, отмечаются засушливые явления (30 и 28 % от общего числа дней с явлением), редко – в Брестской и Витебской областях (9 и 3 % от общего числа дней с явлением, соответственно). В июле засушливые явления чаще всего отмечаются в Витебской и Брестской областях (63 и 59 %, соответственно). В Минской и Гродненской областях около 15 дней в августе могут быть засушливыми. Меньше всего засушливых дней наблюдается в сентябре. Продолжительность засушливого периода составляет от 7 до 60 и более дней. Все это приводит к тому, что почвенные влагозапасы снижаются ниже критических отметок – влажности разрыва капиллярных связей (Wврк). На рисунке приведена наиболее типичная ситуация для юго-западной части Беларуси за многолетний период.

224

Рисунок. Содержание продуктивных влагозапасов в почве

В отдельные периоды, после выпадения продолжительных атмосферных осадков, почвенные влагозапасы на короткое время могут достигать наименьшей влагоемкости (Wнв) и более, однако в большую часть месяцев и лет почва испытывает недостатки влаги, что сказывается на конечной урожайности сельскохозяйственных культур и качестве сельскохозяйственной продукции. Атмосферныя засуха не всегда приводит к почвенной, особенно на почвах тяжелого гранулометрического состава.

Обобщение результатов работ [2-4, 6 и др.] позволяет сделать выводы о том, что на территории Беларуси ожидается увеличение температуры воздуха на 1-6 ºС к концу текущего столетия, увеличение годовых сумм осадков в пределах 5-15 %, увеличение максимальных сумм осадков на 20 %, снижение на 10-40 дней числа дней с твердыми осадками, увеличение продолжительности засушливых периодов на 1-2 дня, незначительные изменения годовой скорости ветра и разнонаправленные изменения числа дней с сильным ветром в пределах 1-3 дней. Прогнозируется резкая дифференциация объема стока между северной и южной частями республики, между малыми и большими реками. При незначительном изменении стока в среднем за год, высока вероятность его неравномерности и разнонаправленности в отдельные сезоны и месяцы. Особенно значительно может измениться сток в летние месяцы с его снижением во все сезоны на юге Беларуси. Вместе с тем для севера Беларуси прогнозируются не столь значительные изменения стока, как для юга. Прогнозные оценки показывают дальнейшие колебания годового стока рек Припять, Западная Двина, Днепр, Неман в пределах 10 %, снижение максимального и увеличение минимального стока летне-осенней межени.

Ранее нами установлено увеличение годовых сумм атмосферных осадков в периоде 1975-2004 гг. по сравнению с периодом 1945-1974 гг. до 7,2 % в центральной части Белорусского Полесья (до 9,5 % за вегетационный период) [5]. Наряду с ростом сумм активных температур воздуха > 10° C на 3,8 % это привело к снижению дефицитов водопотребления основных сельскохозяйственных

225

культур на 8,0 %, что позволило сократить оросительные нормы для среднезасушливого года до 18,0 % (150-200 м3/га). Однако уже с 2001 года имеет место операжающий рост сумм активных температур воздуха по сравнению с периодом до современного потепления на 7,4 %. При этом годовые суммы атмосферных осадков в последнее десятилетие практически не изменились. Все это свидетельствует о чрезвычайной важности проведения оросительных мероприятий на ранее осушенных землях.

В80-е годы ХХ века даны рекомендации по поливным и оросительным нормам на территории Беларуси (РПИ – 82, Часть III «Оросительные системы»). Однако при разработке и введении в действие 2010 году ТКП 45-3.04-178-2009 «Оросительные системы. Правила проектирования» данные рекомендации не претерпели изменений. Так, например для лет различной обеспеченности оросительных норм (50-5 %) величина оросительной нормы в южной гидрологоклиматической зоне на дерново-подзолистой супесчаной почве составляет для: сахарной свеклы – 75-165 мм, яровой пшеницы 60-150 мм. Проведенные нами исследования за период с 2008 по 2022 гг. позволили установить следующие значения оросительных норм: для сахарной свеклы – 60-300 (175) мм, яровой пшеницы 30-210 (105) мм. Во все годы исследований требовались поливы.

Втаблице приведены рекомендуемые поливные и оросительные нормы сахарной свеклы и яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве для среднезасушливого года.

Таблица Поливные и оросительные нормы сельскохозяйственных культур на дерново-

подзолистой, супесчаной почве, мм

 

 

Распределение поливов по декадам и величина поливной

 

Ороси-

Источник

 

 

 

 

 

 

 

 

нормы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельная

май

 

июнь

 

 

июль

 

 

август

 

сентябрь

 

 

 

 

 

 

 

норма

 

2

 

3

1

2

 

3

1

 

2

 

3

1

 

2

 

3

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свекла

сахарная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РПИ – 82, Часть III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Оросительные

 

25

 

25

25

 

 

25

 

 

 

100

системы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Авторы

 

 

15

25

 

 

30

30

 

 

35

35

 

20

 

 

 

 

 

190

 

 

 

 

 

 

Яровая

пшеница

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РПИ – 82, Часть III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Оросительные

 

20

25

 

25

25

 

 

 

 

 

60

системы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Авторы

15

 

25

 

25

 

30

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

Поливы проводятся исходя из расчетной глубины промачивания 50 см, соответствующей корнеобитаемому слою почвы. Влагозапасы поддерживаются для сахарной свеклы на уровне 0,7 Wнв, а яровой пшеницы 0,75 Wнв. Как видно из таблицы, оросительные нормы по сравнению с рекомендациями 80-х годов практически удвоились.

Заключение. Анализ трендов исследуемых характеристик показал, что имеет место положительная динамика естественной тепловлагообеспеченнности.

226

Территория Беларуси получает дополнительные термические ресурсы (более 200 °С сумм активных температур воздуха), что увеличивает продолжительность вегетационного периода и расширяет возможности введения в оборот теплолюбивых культур. В то же время возрастает потребность в проведении оросительных мероприятий. Необходима разработка рекомендаций по орошению сельскохозяйственных культур дождеванием в условиях изменяющегося климата.

Литература

1.Атлас опасных метеорологических явлений на территории Беларуси: учеб. Пособие / В. Ф. Логинов [и др.]. М.: Мещер. ф-л ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова, 2016. 58 с.

2.Данилович И.С., Логинов В.Ф. Текущие и ожидаемые изменения климата на территории Беларуси // Центральноазиатский журнал географических исследований. 2021. № 1-2. С. 35-48.

3.Логинов В.Ф. Современные изменения климата Беларуси // Фундаментальная и прикладная климатология. 2022. Т. 8. № 1. С. 51-74.

4.Лысенко С.А., Буяков И.В. Особенности современного изменения климата в Республике Беларусь // Фундаментальная и прикладная климатология. 2020. № 3. С. 22-41.

5.Мешик О.П. Влияние изменения климата на режимы гидромелиораций (на примере югозападной части Беларуси // Вестник Брестского государственного технического университета. 2006. № 2. С. 5-10.

6.Природообустройство Полесья : монография : в 4 кн. / под общ. науч. ред. Ю. А. Мажайского, А. Н. Рокочинского, А. А. Волчека, О. П. Мешика, Е. Езнаха. Рязань:Мещер. ф-л ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова», 2019. Кн. 1 : Белорусское Полесье. Т. 2 : Преобразование и использование природных ресурсов. М. : ООО «Сам Полиграфист», 2019. 504 с.

ASSESSMENT OF AMELIORATION REGIMS IN BELARUS’ SODDY-PODZOLIC SOILS

UNDER THE CLIMATE CHANGE CIRCUMSTANCES

A.P. Meshyk1, Yu.A. Mazhayskiy2 1 BrSTU, Brest, Belarus

2 Meshchersk office of VNIIGIM of A.N. Kostiakov, Ryazan, Russia

Abstract. The climate change observed today drives the need for intensive amelioration activities. The Republic of Belarus faces a problem of spring droughts so there has been a necessity to irrigate areas with soddy-podzolic soil.

Keywords: climate warming, drought, amelioration, irrigation, soddy-podzolic soil.

References

1.Atlas opasnyh meteorologicheskih yavlenij na territorii Belarusi : ucheb. Posobie / V. F. Loginov [i dr.]. M.: Meshcher. f-l VNIIGiM im. A. N. Kostyakova, 2016. 58 р.

2.Danilovich I.S., Loginov V.F. Tekushchie i ozhidaemye izmeneniya klimata naterritorii Belarusi // Central'noaziatskij zhurnal geograficheskih issledovanij. 2021. № 1-2. Р. 35-48.

3. Loginov V.F. Sovremennye izmeneniya klimata Belarusi // Fundamental'naya i prikladnaya klimatologiya. 2022. T. 8. № 1. Р. 51-74.

4. Lysenko S.A., Buyakov I.V. Osobennosti sovremennogo izmeneniya klimata Respublikev Belarus' //

Fundamental'naya i prikladnaya klimatologiya. 2020. № 3.Р. 22-41.

 

 

5. Meshik O.P. Vliyanie izmeneniya klimata na rezhimy gidromelioracij (na

primere

yugozapadnoj-

chasti Belarusi // Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2006. № 2. Р. 5-10.

6. Prirodoobustrojstvo Poles'ya : monografiya : v 4 kn. / pod obshch. nauch. red. YU. A. Mazhajskogo, A.

N. Rokochinskogo, A. A. Volcheka, O. P. Meshika, E. Eznaha. Ryazan'

: Meshcher-l FGBNU.f

«VNIIGiM im. A. N. Kostyakova», 2019. Kn. 1 : Belorusskoe Poles'e.

T. 2

: Preobrazovanie i

ispol'zovanie prirodnyh resursov. M. : OOO «Sam Poligrafist», 2019. 504 р.

 

 

227

УДК 631.484

СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВ В ОЧАГАХ РАЗМНОЖЕНИЯ НАСЕКОМЫХ ДЕНДРОФАГОВ

А.Н. Никифоров ФГБУН Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томск, Россия.

e-mail: a.nik-n@mail.ru

Аннотация. В работе приводятся данные некоторых индикационных показателей почвенного плодородия лесных почв, рассмотренных в условиях влияния насекомых дендрофагов на пихтовые леса. Проявление почвенных сукцессий обусловлено коренными трансформациями лесорастительного компонента коренных темнохвойных лесов южно-таежной подзоны Западной Сибири.

Ключевые слова: пихтовые леса, биогенная сукцесся, свойства почв, динамичность почвообразования, трансформация биогеоценоза, запасы углерода.

Лесные экосистемы – это сложный, поликомпонентный, многофункциональный компонент ландшафта. Они одновременно выполняют функцию аккумуляции, трансформации и продуцирования вещества и энергии. Как открытая система, нарушение динамического равновесия в ней, под влиянием биотических и абиотических факторов, может привести к смещению баланса продукционно-деструкционных процессов. Одним из основных биогенных факторов, приведших, за последние 15-20 лет, к существенной деградации пихтовых лесов юга таежной зоны Западной Сибири стала инвазия уссурийского полиграфа (Polygraphus proximus) [3].

Этот чужеродный вид очень агрессивен и практически не имеет естественных врагов. Эти его особенности привели к ряду вспышек численности популяции и, сначала ослабили древостой, а затем привели к распаду пихтовых насаждений. Последствия проявились, прежде всего, в импактных нарушениях: снижение сомкнутости крон, смена напочвенного покрова, увеличение объема мортмассы.

Целью исследования послужило выявление наиболее динамичных свойств и признаков почв на разных стадиях биогенной сукцессионной динамики коренных темнохвойных лесов юга таежной зоны Западной Сибири.

В качестве объектов исследования выбраны почвы коренных пихтовых лесов юга Томской области.

Для оценки состояния объектов применялся комплексный биогеоценотический анализ, включающий сопряженное описание почв, напочвенного покрова и древесного яруса, учитывающего стадии трансформации древостоя под влиянием зоогенной сукцессии.

Лесные экосистемы довольно мозаичны и динамичны. Это связано с влиянием факторов биотических, абиотических и антропогенных, оказывающих

228

существенное влияние на компоненты биогеоценоза (растительный покров, почву, гидротермические условия) и часто приводят к коренным изменениям [1]. Почва, как неотъемлемый компонент лесной экосистемы, обладает сенсорностью и рефлекторностью [5], отражая изменения как в морфологических, так и в физико-химических свойствах.

Рассматриваемый объект расположен в подтаежной и южно-таежной подзонах Западной Сибири, в пределах Томской области. Не смотря на различные локальные условия формирования, все они обладают близким обликом почвенного профиля, а также свойствами и признаками.

В почвенном покрове исследуемой территории преобладают почвы с текстурной дифференциацией профиля (дерново-подзолистые и серые), не редко с признаками остаточной (реликтовой) гумусированности. Исследованные пихтовые леса отражают три стадии (рис.) зоогенно обусловленных сукцессионных трансформаций: начало ослабления пихтового компонента; начало гибели пихтового компонента и его частичный распад; полный распад пихтового компонента и образование окна.

Рисунок. Общая схема трансформации компонентов пихтового леса при импактных биогенных нарушениях.

На стадии начала ослабления пихтового компонента леса напочвенный покров сохраняет типичный таежный облик, с преобладанием мелкотравных и мелкотравно-зеленомошных ассоциаций. Почва характеризуется малой мощностью грубогумусового горизонта (1-3 см), представленного, преимущественно, хвойным опадом. Укороченный гумусово-аккумулятивный горизонт резко сменяется элювиированной толщей мощностью до 40-45 см. В условиях гибели пихтового компонента леса при начальной стадии отмирания древостоя, под его пологом таежное мелкотравье сменяется разнотравьем с преобладанием сныти и крапивы. Снижение сомкнутости крон за счет усыхания древостоя, привнос на поверхность почв опада и частичный отпад, способствуют увеличению мощность подстилки до 3-5 см. Происходит деструкция мортмассы, а

229

продукты гумификации прокрашивают минеральную массу вглубь почвенного профиля. Мощность гумусово-аккумулятивного горизонта увеличивается за счет оттеснения границы элювиированной толщи. При полном отмирании и гибели древостоя пихты начинается образование ячеистой структуры леса. На этой стадии происходит полная трансформация как лесорастительного, так и почвенного компонента биогеоценоза. Полный распад древостоя приводит к выходу из-под полога разнотравья с абсолютным доминированием крапивы и малины. Колоссальный привнос на поверхность почв мертвого органического вещества в виде крупных древесных остатков (КДО) и полная смена напочвенного покрова приводят к резкому возрастанию мощности грубогумусового горизонта до 7-15 см. Однако длительность его существования ограничивается несколькими годами, после чего его мощность резко сокращается. Вместе с тем интенсивная гумификация способствует еще большему растягиванию границ гумусово-аккумулятивного горизонта, оттесняя элювиированную толщу вниз.

А.И. Кузнецовой с соавторами [4] выявлено, что наиболее динамичными свойствами почв, выступающими индикаторами трансформационных процессов, является актуальная, потенциальная и гидролитическая кислотность, обменные катиона щелочных земель, подвижный марганец, содержание гумуса и азота.

Полученные данные (табл.) свидетельствуют, что все индикационные показатели динамично изменяются в сторону деградации коренных пихтовых лесов.

Таблица Усредненные значения индикационных показателей трансформации почв

Стадия

Горизонт

рНвод

Гидр.к.

Ʃ осн.

Гумус

Азот

Марганец

трансформации

 

 

 

 

 

Мг*экв/100г

 

%

 

 

 

 

 

Ослабление

AO

5,7

27,4

36,5

33,8

2,8

н/о

AY

5,2

13,7

18,2

3,4

0,3

0,06

 

Гибель

AO

6,3

11,1

43,0

47,7

3,1

н/о

AY

5,4

10,0

20,7

3,7

0,3

0,08

 

Распад

AO

6,5

6,1

50,4

68,5

3,6

н/о

AY

5,6

7,5

25,3

3,9

0,3

0,12

 

Так значения актуальной кислотности сдвигаются в хроноряду в сторону подщелачивания реакции следы. На стадии ослабления древесного яруса значения этого показателя в органогенном горизонте соответствуют слабокислой реакции почвенного раствора и кислой в минеральном. На следующей стадии значения рН водной вытяжки в обоих горизонтах соответствуют слабокислой реакции, а уже на стадии полного распада древостоя в грубогумусовом горизонте отмечается реакция близкая к нейтральной.

Содержание почвенного органического углерода и его запасы также весьма показательны на каждой из стадий трансформации биогеоценоза. Так суммарные запасы углерода в слое 0-50 см, на каждой из стадий, составили: ослабление – 10,5

230

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]