Результаты изучения неоднородности почвенного покрова дерново-подзолистых почв Опытного лесничества БГИТА

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ОПЫТНОГО

ЛЕСНИЧЕСТВА БГИТА

Марченко С.И.

The results of the detailed research of the soil mantle at forest cultures sites of Training forest district have been set out. The study of the soil morphological peculiarities has been carried out with the use of the statistical methods. The results showing heterogeneity of the soddy podzolic soils have been obtained.

Изучением микро-неоднородностей почвенного покрова на территории Опытного лесничества БГИТА мы занимаемся с 1993 года. Накоплен достаточный экспериментальный материал, характеризующий морфологическое строение профилей дерново-подзолистых почв, сформировавшихся на песчаных отложениях верхнемеловой системы (кварцево-глауконитовые пески с прослойками фосфоритов, иногда с примесью альбского слюдистого суглинка), перекрытых четвертичными водноледниковыми отложениями (флювиогляциальные пески). Исследования проводились в кварталах 35, 38, 40, 43, 45, 46, 47, 50, 51, 58, 59, 60, 81 на участках чистых и смешанных искусственных насаждений сосны, ели, дуба, березы, пихты, лжетсуги и других древесных пород. Возраст культур от 25 до 88 лет; производительность - Ia - II классы бонитета; относительная полнота 0,6 - 1,0; типы леса - орляковый, брусничный, липняковый, лещиновый, кисличный; типы лесо-растительных условий - А2, В2, С2, С3, Д2, Д3. Почвы преимущественно легкого механического состава, дерново -подзолистые, одночленные (на флювиогляциаль-ных песках), а также двучленные и подстилаемые на различной глубине кварцево-глауконитовыми песками с фосфоритами. В некоторых случаях обнаруживалась примесь альбского слюдистого суглинка и элювия опоки.

Основным методом изучения микро-неоднородностей почвенного покрова нами выбран морфолого-статистический, позволяющий получать надежные количественные данные, характеризующие изучаемое явление - мощности почвенных генетических горизонтов. Каждый исследуемый участок разбивался на сеть квадратов (5х5 м), в углах которых выполнялись зондирующие прикопки с детальным описанием верхних почвенных генетических горизонтов. В прикопках при помощи почвенного бура устанавливалась глубина залегания подстилающей горной породы. Ценность полученной информации, на наш взгляд, заключается не только в количестве данных, но и в привязке их на местности, что позволяет строить плоскостные (детальные почвенные карты) и объемные (блок-диаграммы) модели. В качестве примера (рисунок 1) приводим ранжированные данные наблюдений мощностей почвенных генетических горизонтов и глубины залегания второй поч-вообразующей (подстилающей) горной породы на участке сосново -еловых лесных культур в кв. 46 Опытного лесничества.

Наблюдения

° АО  А1 д А2 х С2-Д

Рисунок 1 - Ранжированные данные мощностей почвенных генетических горизонтов

Массовые наблюдения мощностей почвенных генетических горизонтов позволяют увидеть (рисунок 2) неоднородности почвенного покрова после последовательной послойной (по горизонтам) обработки данных, выделения отдельных почвенных контуров по заданным критериям. Результатом совмещения связанных данных и последующего анализа является составление детальной почвенной карты участка леса.

Статистическая обработка данных включала определение основного отклонения, основной ошибки основного отклонения, среднеарифметической величины, основной ошибки среднеарифметической величины, максимального и минимального значений, коэффициента вариации, точности опыта, асимметрии, эксцесса, медианы и моды.

Всего на семнадцати участках (4,36 га) описано 21О3 пункта наблюдений, что позволило получить модели детальных почвенных карт с точностью выведения границ почвенных разностей ±5 м. На этапе камеральной обработки данных и построения моделей активно использовалась ЭВМ. Было получено и проанализировано значительное количество (более 14ОО) почвенных контуров (на уровне видового разнообразия почв), в том числе от 19 до 2О6 на каждом из участков площадью от О,14 до О,54 га.

Анализ полученных данных показал, что варьирование мощности лесной подстилки на исследованных участках составляет 1О,9...44,5 % (точность опыта 1,2...4,8 %); ряды распределения характеризуются величинами асимметрии

-О,551...2,791; эксцесса -О,643...9,421. Варьирование мощности гумусового горизонта составляет 15,4.44,7 % (точность опыта 1,3.4,5 %); ряды распределения характеризуются величинами асимметрии -1,134.1,524; эксцесса -О,557...4,559. Варьирование мощности подзолистого горизонта составляет 15,1.66,1 % (точность опыта 1,7.7,6 %); ряды распределения характеризуются величинами асимметрии -О,179.1,О7О; эксцесса -О,754.1,549. Варьирование глубины подстила-ния второй почвообразующей породы составляет 27,О.34,5 % (точность опыта 2,1.4,О %). Исследования позволили выделить на каждом из участков от 4 до 18 видов почвенных разностей. Дополнительно получена информация о представительности и значимости выделенных почвенных контуров.

Ао А1 А2

Рисунок 2 - Модели неоднородности мощностей (см) верхних почвенных генетических горизонтов на участке культур лжетсуги в кв. 38 Опытного лесничества БГИТА

Используя данные, характеризующие ряды распределения мощностей верхних почвенных генетических горизонтов 17 исследованных участков мы попытались сравнить некоторые абсолютные и относительные показатели при помощи непараметрических критериев. Сравнение средних арифметических, коэффициентов вариации, показателей асимметрии и эксцесса для горизонтов Ао, А1 и А2 проводили при помощи критерия Вилкоксона. Оказалось, что все три верхних почвенных генетических горизонта существенно (на О,О5% -ном уровне значимости) отличаются друг от друга по мощности, что очевидно. Иная картина наблюдается у других статистик: коэффициенты вариации, показатели асимметрии и эксцесса для горизонтов А0-А1 и А0-А2 различаются несущественно, в то время как между аналогичными показателями горизонтов А1-А2 , напротив, различия оказались су-

щественными. Предполагаем, что в последнем случае критичным оказалась диаметрально противоположная направленность элементарных почвообразовательных процессов, протекающих в почве (с одной стороны - аккумуляция органического вещества в гумусово-аккумулятивном горизонте и вымывание продуктов разрушения илистых частиц в элювиальном горизонте - с другой). Схожесть статистик, характеризующих распределения мощности лесных подстилок и гумусово -аккумулятивных горизонтов объясняется однонаправленным процессом «накопление-аккумуляция» органического вещества. Схожесть статистик, характеризующих распределения мощности лесных подстилок и элювиальных горизонтов, вероятно связано с транспортом веществ: интенсивность подзолистого процесса зависит от поставщика фульвокислот - подслилки. Подобных результатов в отечественной литературе нам встречать не приходилось.

Попытки выявить закономерности строения верхних частей почвенных профилей (сравнение мощностей верхних почвенных генетических горизонтов) дали следующие результаты. Коэффициент корреляции величины гумусово -аккумулятивного горизонта и мощности лесной подстилки дерново -подзолистых почв г = -0,286 ± 0,021; ^ = 13,66 (^ 99,9% = 3,30). Величина преобразованного коэффициента корреляции z = -0,294; ^ = 13,47. Надежно выявлена слабая зависимость. Значение коэффициента корреляции величины элювиального горизонта и мощности лесной подстилки почв г = -0,028 ± 0,022; ^ = 1,28 (^ 95% = 1,96); величина преобразованного коэффициента корреляции z = -0,028; ^ = 1,28 не позволяет сделать вывод о наличии связи. Для этого при 95% -ном уровне значимости потребовалось бы почти 5 тысяч наблюдений. Коэффициент корреляции величины элювиального и гумусово-аккумулятивного горизонта г = -0,164 ± 0,022; ^ = 7,64 (^ 99 9% = 3,30). Величина преобразованного коэффициента корреляции z = -0,166; ^ = 7,61. Надежно выявлена очень слабая зависимость.

Таким образом, предположение о неоднородности типа леса в экологическом отношении подтвердилось. Исследования в этом направлении целесообразно продолжить с целью выявления и других, более тонких закономерностей формирования и развития геоценозов. Предстоит выяснить особенности влияния биогруппового размещения деревьев на формирование микро -неоднородностей почвенного покрова.