ПОЧВА лесники ответы / Vopros_58

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ЛЕСНЫХ ПОЧВ

Отличительной чертой процесса почвообразования под пологом леса, в частности процесса накопления гумуса, является то, что подав­ляющая часть растительного опада в лесу поступает на поверхность почвы, в отличие от почвообразования под травянистой (луговой или степной) растительностью, где большую часть растительного опада составляют корневые остатки, поступающие в верхние горизонты почвы. Корневые остатки имеются, конечно, и в лесу, но их там значи­тельно меньше, чем наземных. В лесах с травяным покровом ежегодное поступление корневых остатков в почву более значительно.

Процессы превращения растительных остатков в лесу могут идти по-разному в зависимости от многих условий, в результате чего накоп­ление гумуса и его распределение в лесных почвах также будут различ­ными.

Казалось бы, что поступление основной массы растительных остат­ков в лесу на поверхность почвы, т. е. в условия свободного доступа кислорода и хорошего оттока избыточной влаги, должно способствовать их быстрому разложению, а на самом деле это не так. Имеется одно условие, не благоприятствующее процессу разложения: нейтрализация кислот, образующихся при разложении, в этом случае может совер­шаться только за счет оснований, содержащихся в самих растительных остатках (нахождение их на поверхности почвы препятствует участию минеральной части почвы в процессе нейтрализации).

Между тем известно (см. опыты С. П. Кравкова, стр. 96), что уже в начальных стадиях разложения наиболее важные основания — окиси кальция и магния — почти целиком переходят в подвиж­ное состояние и легко могут быть вымыты из разлагающейся массы. Быстрой потере значительной части оснований способствует и нахожде­ние растительных остатков на поверхности почвы. Если при этом имеются условия, в той или иной мере замедляющие разложение остатков, то можно ожидать быстрого вымывания оснований, вслед­ствие чего разложение еще более замедлится и будет характеризо­ваться обильным образованием кислых продуктов разложения, как растворимых в воде, так и нерастворимых. Первые будут просачи­ваться вместе с водой в нижележащие минеральные слои, вызывая там ряд характерных явлений, о которых будет сказано далее (см. гл. XII). Гумус в верхних слоях минеральной толщи при этом накапливается в небольших количествах, вследствие чего горизонт А_х бывает выражен плохо, а реакция его сильнокислая. Нерастворимые кислые продукты превращения органических остатков накапливаются на поверхности почвы, образуя лесную подстилку, толщина которой может достигать °—10 см; при большей толщине лесная подстилка приобретает харак­тер торфа.

К числу основных условий, замедляющих разложение раститель­ных остатков и, следовательно, способствующих развитию указанных только что явлений, относятся следующие: влажный и прохладный климат (избыточная влага и низкие температуры замедляют разложе­ние органических остатков); сомкнутость насаждения (недостаточная

освещенность также задерживает разложение); состав насаждения (в чисто хвойных насаждениях растительные остатки разлагаются медленнее вследствие большого содержания в них смолистых веществ, действующих антисептически); малая водопроницаемость материнской породы, влекущая за собой застой влаги, а следовательно, ухудшение аэрации и замедление разложения; горизонтальность поверхности, которая также способствует застою влаги; бедность почвы и породы основаниями, особенно кальцием, что имеет своим следствием пони­женное его содержание в растительных остатках; отсутствие в почве дождевых червей, перемешивающих растительные остатки с минераль­ной частью почвы.

Иная картина наблюдается в тех случаях, когда разложение растительных остатков протекает настолько быстро, что разлагаю­щаяся масса не успевает заметно обедниться основаниями, и особенно когда сна в той или иной мере при участии дождевых червей смешива­ется с минеральной частью почвы.

Быстрому разложению способствуют следующие условия: теплый климат, разреженность насаждения, обеспечивающая достаточный приток света, тепла и влаги, смешанный состав насаждения или даже преобладание лиственных пород, поскольку опад последних разла­гается быстрее вследствие малого содержания в них веществ, действую­щих антисептически; отсутствие застоя воды, обусловливаемое хорошей водопроницаемостью почвы и породы и наличием стока (склон); бо­гатство почвы и породы кальцием, повышающее содержание последнего в растительных остатках; наличие почвенной фауны, способствующей перемешиванию разлагающихся остатков с минеральными частицами, и т. д. При наличии этих условий на поверхности почвы хотя и обра­зуется лесная подстилка, но толщина ее не превышает обычно 2 см. Нередко слой подстилки бывает еще тоньше, и к концу лета она может даже исчезать. Горизонт А₁ хорошо выраженный, часто значительной мощности. Формируется он как за счет отмирания корней травянистой растительности, которая в этих случаях часто достигает хорошего развития, так и за счет разложения древесных остатков, попавших в почву благодаря дождевым червям и другим мелким почвенным живот­ным и, наконец, за счет вмывания в почву небольшого количества воднорастворимых продуктов разложения. Реакция подстилки и горизонта а! слабокислая.

Как уже указывалось выше, характер разложения органического вещества непосредственно зависит от соотношения между скоростью разложения органических остатков и скоростью их выщелачивания. Этим соотношением обусловливается степень нейтрализации образую­щихся кислых продуктов разложения. Поэтому ни одно из перечислен­ных условий, влияющих на скорость разложения и выщелачивания, само по себе не может определить характер разложения органических остатков. Он зависит от совокупности всех условий. На крайнем севере в очень неблагоприятных климатических условиях, но на карбонатных породах можно найти почвы, в которых разложение идет по второму типу, и наоборот, — в южной части лесной зоны в благоприятных климатических условиях, но в сомкнутом лесу, на плохо проницаемых

породах можно встретить почвы, в которых разложение идет по пер­вому типу.

Описанные два основные случая разложения растительных остат­ков в лесу и соответствующие им две основные формы накопления органического вещества в лесных почвах издавна известны лесоводам. Впервые они были обстоятельно изучены и описаны датским лесоводом Мюллером, который и дал им свои наименования. Для первого случая он предложил термины «сырой гумус» (КоЫштиз), «грубый гумус» или «мор», а для второго — «мягкий гумус» или «мулль». Мюллер ограничил число возможных форм органического вещества лесных почв только двумя — «грубым гумусом» и «мягким гумусом» — и для обоих случаев использовал термин «гумус». Не трудно видеть, что под «грубым гумусом» Мюллер разумел то, что в настоящее время называют лесной подстилкой, которая может, конечно, содержать гумусовые вещества, но в целом «гумусом», в современном понимании этого слова, не является. «Мягкий гумус» полностью соответствует современному пониманию термина «гумус».

Существенным недостатком классификации Мюллера является то, что в ней выделены только две формы «лесного гумуса», в то время как в природе существует еще и значительное число переходных форм, для которых характерно одновременное наличие в почвенном профиле и лесной подстилки (постоянно существующей или временной) и гуму­сового горизонта А_г. Для таких переходных форм немецкие лесоводы и почвоведы предложили термин «модер», который может подразде­ляться далее по различным признакам. «Модер» свойствен по большей части смешанным хвойно-лиственным и чистым лиственным насажде­ниям, но может встречаться и в хвойных насаждениях.

Учитывая сказанное, можно рекомендовать сохранить терминоло­гию Мюллера, дополнив ее термином «модер», для классификации форм органического вещества лесных почвд. е. всей совокупности органичес­кого вещества, содержащегося как в лесной подстилке, так и в гумусо­вом горизонте а!. Во избежание путаницы с «гумусом» в современном понимании целесообразно исключить термины «грубый гумус» или «сы­рой гумус» и в соответствующих случаях пользоваться термином «мор». Термин «гумус» употреблять исключительно для гори­зонта а!.

В муллевом типе органического вещества подстилка однослойная, так как нижняя гумифицированная часть ее сильно перемешана с минеральной массой почвы и соответствует гумусовому рыхлому, крупитчатому или мелкокомковатому горизонту А_х повышенной мощ­ности. Разложение опада идет с большим участием дождевых червей, бактерий, грибов и актиномицетов и в тесном взаимодействии с мине­ральной частью почвы; реакция нейтральная или слабокислая.

Подстилка почвы с органическим веществом типа «модер» средней рыхлости, состоит обычно из двух или трех слоев. Под слоем слабо разложившегося опада, на границе с ясно выраженным гумусовым комковато-слоеватым горизонтом А_х (7—10 еж) имеется хорошо разло­жившаяся перегнойная часть около 1 см мощности, постепенно пере­ходящая в ниже лежащий горизонт. В разложении подстилки дож-и__?__

00

ными линиями, пунктирными — разновидности их, стрелками пока­заны возможные переходы одних подстилок в другие.

На участках суши, систематически подвергающихся избыточному увлажнению, процессы превращения органических остатков приобре­тают особое направление; разложение их затормаживается на ранних стадиях и из них образуется торф.

Избыточное увлажнение может быть обусловлено двумя причи­нами: на водораздельных равнинах в результате слабого поверхност­ного и грунтового стока, на нижних террасах рек и озер в связи с постоянным подтоком снизу аллохтонных грунтовых вод. В первом случае говорят о верховом заболачивании, во втором — о низинном. В обоих случаях избыточному увлажнению способствует малая испа­ряемость. Именно поэтому в тундровой и лесной зонах заболачивание распространено значительно шире, нежели в степной зоне и тем более в более южных зонах.

Избыточное увлажнение с самого начала влечет за собой поселение особой, влаголюбивой, растительности, которая по мере развития заболачивания эволюционирует в сторону появления форм все более и более влаголюбивых. Эти формы обладают рядом особенностей, способствующих застою и накоплению влаги.

Кроме того, избыточное увлажнение имеет своим непосредствен­ным следствием ухудшение доступа кислорода в почву, все поры которой заняты влагой. В итоге развития аэробных микроорганизмов подавляются и затормаживаются окислительные реакции, уменьшается скорость разложения отмирающих растений, в их массе начинают появляться продукты неполного разложения, преимущественно кислот­ной природы. Эти продукты подавляют жизнедеятельность не только аэробной, но и анаэробной микрофлоры. Процессы разложения орга­нических остатков начинают задерживаться на самых ранних стадиях, причем разложению подвергаются лишь немногие соединения, входя­щие в состав этих остатков. Остальная масса накапливается на поверх­ности минерального грунта в виде слоя слабо разложившихся остатков, сохраняющих свою форму — листьев, стеблей, обломков древесины и т. д., а также, в известной мере и свое анатомическое строение. Эта масса и называется торфом, а ее толща — торфяником. Торф обычно почти стерилен и насыщен водой. Мощность торфяников нарастает постепенно со скоростью нескольких дециметров в сто­летие.

Верховые торфа образуются обычно из различных видов сфагно­вых мхов и обладают ничтожной зольностью, так как единственным источником золы для них служит атмосферная пыль. Низинные торфя­ники обладают, как правило, более высокой зольностью. Зольные элементы поступают в них из грунтовых вод. Низинные торфа чаще состоят из остатков травянистых растений (осок, пушицы, тростника ^{и т}- Д.) и гипновых мхов. Наличие в грунтовых водах извести, нейтра-^Лизующей органические кислоты, образующиеся при' разложении °Рганических остатков, способствует тому, что степень разложения низинных торфов бывает большей, чем верховых, а скорость их нарас-— меньшей.