Свойства буроземов различных парцелл широколиственного леса Южного Приморья

УДК 630.114 (571.6) Е.А. Жарикова, Е.Н. Толстоконева

СВОЙСТВА БУРОЗЕМОВ РАЗЛИЧНЫХ ПАРЦЕЛЛ ШИРОКОЛИСТВЕННОГО ЛЕСА ЮЖНОГО ПРИМОРЬЯ

Физико-химические свойства почв различных парцелл дубового леса Южного Приморья варьируют в зависимости от флористического состава и величины проективного покрытия травянистого напочвенного покрова. Исследованиями выявлена активная средообразующая роль рододендрона остроконечного (Rhododendron mucronulatum Turcz).

Ключевые слова: бурозем, парцелла, плодородие, свойства почв.

Ye.A. Zharikova, Ye.N. Tolstokoneva

BUROZEMS PROPERTIES OF THE DIFFERENT PARCELS OF THE BROAD LEAVED FORESTS

IN THE SOUTHERN PRIMORYE

The physical chemical properties of the soils of different parcels of the oak forests in the southern Primorye vary depending on the floral composition and the projective coating of grassy ground cover size. The active environment forming role of rhododendron mucronated (Rhododendron mucronulatum Turcz) is revealed in the research.

Key words: burozem, parcel, fertility, soils properties.

Введение. Взаимодействие системы «почва - растительность» является определяющим фактором при формировании такого эмерджентного свойства почвы, как плодородие. Растения усваивают из почв влагу и питательные вещества и создают в процессе фотосинтеза различные органические соединения, которые после возвращения в почву в виде растительных остатков разлагаются и минерализуются, превращаясь в почвенный гумус и органо-минеральные соединения. Этот резервуар нутриентов - азота, фосфора, калия

- характеризует почвенное плодородие. Уровень биологического накопления в почве питательных веществ зависит от интенсивности протекания биологического круговорота, который связан непосредственно с флористическим составом и физиологическими особенностями растений конкретного биогеоценоза (парцеллы). Растения вместе с почвой образуют систему, в которой почва выполняет трансформационно-трофическую функцию. Создаваемая таким образом среда определяет характер местообитания для почвенной микро- и мезофауны, представители которой также влияют на процесс почвообразования, разрыхляя, перемешивая разнородные участки почвы, разлагая органику. Таким образом, плодородие почв является непременным условием устойчивого функционирования продуктивных фитоценозов и разнообразной почвенной фауны.

В литературе неоднократно отмечалась явная экологическая совместимость почвенных свойств и растений, существование определенной приуроченности растений к почвам с характерным диапазоном свойств, при этом высказывалось мнение, что растения сами способны в определенной степени поддерживать почву в соответствующем состоянии [1-2].

Парцеллярная структура лесного биогеоценоза оказывает большое влияние на изменчивость физикохимических свойств почв, причем наиболее наглядно это проявляется в поверхностных горизонтах. Исследования существующих взаимосвязей между растительностью и свойствами почв могут быть использованы при разработке рекомендаций по сохранению и повышению продуктивности лесов, их устойчивости и усилению экологических функций, главным образом, почвозащитных, водорегулирующих, климатозащитных и др.

Материалы и методы исследований. Определение влияния растительности на свойства почв проводилось в условиях экологического профиля, заложенного для изучения ценотической структуры леса, и представляющего собой трансекту, проходящую по юго-восточному и северо-западному склонам водосборного бассейна ручья к западу от усадьбы Астрофизической обсерватории дВо РАН (п. Горнотаежный) [4-5].

Исследовались свойства органогенных горизонтов буроземов, сформированных под влиянием парцелл, занимающих наибольшие площади и отличающихся главным образом величиной проективного покрытия и флористическим составом травянистого напочвенного покрова.

Результаты исследований и обсуждение. Среднюю часть склона северо-восточной экспозиции занимает широколиственно-липовый с лиановой растительностью лещинового разнотравного типа лес, в котором рассматривались следующие парцеллы: 1) дубово-липовая с кленом разнотравная с осокой (проективное покрытие трав 40%)(разрез 4); 2) дубово-липовая лесно-маковая с папоротником редкопокровная (проективное покрытие трав до 20%)(разрез 1).

Морфологическое описание почв

Разрез 4. Почва - бурозем типичный крайнемелкий [3].

АY 0-6 см. Темно-бурый, комковато-ореховатой структуры, среднесуглинистый, рыхлый, влажный, переплетен корнями, переход постепенный.

ВM 6-16 см. Бурый, комковато-порошистой структуры, среднесуглинистый, рыхлый, влажный, встречаются камни, переход постепенный.

ВС 16-30 см. Светло-бурый, призматической структуры, тяжелосуглинистый, плотный, сырой, сильнокаменистый.

Разрез 1. Почва - бурозем типичный мелкий.

АY 0-14 см. Темно-бурый, почти черный, комковато-ореховатой структуры, среднесуглинистый, рыхлый, влажный, густо переплетен корнями, переход постепенный.

ВM 14-20 см. Бурый, мелкокомковатой структуры, среднесуглинистый, рыхлый, сырой, каменистый, переход резкий.

ВС 20-40 см. Светло-бурый, призматической структуры, тяжелосуглинистый, плотный, сырой, сильнокаменистый.

Судя по морфологической характеристике, гумусовые горизонты почв описываемых парцелл практически не имели визуальных особенностей, кроме мощности. Однако физико-химический анализ почв позволил выявить некоторые отличия между ними. Величина актуальной кислотности (рНвод) указывает на близкую с нейтральной среду в дубово-липовой с кленом разнотравной с осокой парцелле и слабокислую в другой (табл.). Содержание гумуса было очень высоким в дубово-липовой с кленом разнотравной с осокой парцелле и средним в дубово-липовой лесно-маковой с папоротником. Сумма поглощенных оснований была очень высокая в обеих парцеллах, хотя в первой почти в 1,5 раза выше, чем во второй. При этом соотношение содержания кальция и магния значительно отличались. В дубово-липовой с кленом разнотравной с осокой парцелле оно сужалось, что свидетельствовало о повышенном содержании магния в почве.

Физико-химические и химические свойства почв

Раз- рез Гори- зонт Глубина, см рН водн. Гумус, % P2O5, мг/100 г почвы К2О, мг/100 г почвы Поглощенные катионы, мэкв/100 г почвы

Ca2+ Мд2+ Na+ К+ I катионов

Дубово-липовый лес на склоне северо-восточной экспозиции

4 АY 0-6 6,17 11,15 9,28 50,6 55,32 13,13 1,16 0,55 70,16

1 АY 0-14 5,65 6,09 2,17 29,1 37,62 4,70 0,76 0,39 43,47

Дубовый лес на склоне юго-восточной экспозиции

10 АYао 0-10 6,42 5,60 1,75 22,6 33,00 11,00 0,72 0,32 45,04

14 АYао 0-3 6,17 8,50 5,15 51,4 10,50 5,25 0,27 0,11 16,12

11 АYао 0-5 4,15 10,72 1,70 39,2 21,5 8,06 0,52 0,22 30,30

Выявились значительные различия в содержании подвижного фосфора в исследуемых парцеллах: в дубово-липовой лесно-маковой с папоротником парцелле оно было очень низким, в дубово-липовой с кленом разнотравной с осокой - повышенным. Содержание подвижного калия характеризовалось как очень высокое в обоих случаях, хотя в разнотравно-осоковой парцелле было намного выше. Наблюдаемое различие в содержании обменного калия, возможно, связано с различным распределением и накоплением калия в травянистом напочвенном покрове. По данным [6], в широколиственных лесах Южного Приморья осоки способны накапливать и возвращать в почву с опадом 2,45-4,45% калия, тогда как папоротники только 2,82-3,08%.

Среднюю часть склона юго-восточной экспозиции занимает дубовый лес, где исследовались свойства почв под парцеллами: 1) дубовой осоковой редкопокровной (проективное покрытие в среднем 20%)(разрез 10); 2) дубовой осоковой (проективное покрытие в среднем 70%)(разрез 14); 3) дубовой рододендровой осоковой (разрез 11 ).

Морфологическое описание почв Разрез 10. Почва - бурозем грубогумусированный маломощный.

AYao 0-10 см. Темно-бурый, почти черный, грубогумусовый комковато-порошистой структуры, среднесуглинистый, рыхлый, влажный, густо переплетен корнями, переход постепенный.

ВМ 10-15 см. Темно-бурый с коричневым оттенком, комковато-порошистой структуры, опесчаненный средний суглинок, плотнее предыдущего, влажный, обилие корней, переход постепенный.

ВС 15-45 см. Серовато-коричневый, комковато-порошистой структуры, легкосуглинистый, влажный, плотный, каменистый, переход постепенный.

Разрез 14. Почва - бурозем грубогумусированный маломощный.

AYao 0-3 см. Темно-бурый грубогумусовый, порошистая структура, легкий суглинок, увлажнена, переход заметный.

ВМ 3-15 см. Неоднородной окраски, коричневый с темно-серыми пятнами, опесчаненный легкий суглинок, порошистая структура, уплотнен, увлажнен, переход постепенный.

ВС 15-50 см. Ярко-коричневый, мелкокомковатой структуры, легкосуглинистый, влажный, уплотнен. Разрез 11. Почва - бурозем грубогумусированный слабооподзоленный, маломощный.

AYao 0-5 см. Темно-бурый грубогумусовый, пронизан мицелием грибов, порошистая структура, легкий суглинок.

AYе 5-10 см. Белесый, порошистый, легкосуглинистый, рыхлый, увлажнен, переход резкий.

ВМ 10-20 Бурый, мелкопорошистой структуры, легкосуглинистый, уплотнен, увлажнен, переход постепенный.

ВС 15-50 см. Ярко-коричневый, мелкокомковатой структуры, легкосуглинистый, влажный, уплотнен. Содержание гумуса в почвах исследованных участков характеризовалось как среднее в дубовой осоковой редкопокровной парцелле и было выше среднего в остальных. Исследуя ценотическую структуру леса, Т.А. Москалюк [5] отметила, что рододендрону остроконечному (Rhododendron mucronulatum Turcz) присуща высокая средообразующая функция, его кусты препятствуют сносу органического материала вниз по склону, задерживают большое количество опада и способствуют интенсификации процесса его трансформации. Подтверждением этому послужили полученные данные о более высоком содержанием гумуса в поверхностном почвенном горизонте под рододендроном по сравнению с другими парцеллами (табл.). Кроме того, выяснилось, что рододендрон способствует значительному подкислению почв, значение актуальной кислотности почв в данной парцелле позволяет оценить среду как кислую. Подобная кислотность в сочетании с промывным режимом увлажнения способствует возникновению процесса оподзоливания и развитию в данной парцелле бурозема грубогумусированного слабооподзоленного. В двух других парцеллах почвенная кислотность характеризовалась как нейтральная. Сумма поглощенных оснований была очень высокой в дубовой осоковой редкопокровной парцелле, высокой - в дубовой рододендровой осоковой и повышенной - в дубовой осоковой.

Содержание подвижного фосфора в дубовой осоковой парцелле было повышенным и очень низким в двух других. Отмечалось высокое содержание подвижного калия в дубовой осоковой редкопокровной парцелле и очень высокое в остальных, причем максимальные значения были присущи дубовой осоковой парцелле с наибольшим проективным покрытием трав.

Заключение. Изменчивость основных физико-химических свойств буроземов, сформированных под исследуемыми парцеллами, обусловлено как флористическими различиями, так и различной величиной проективного покрытия травянистого напочвенного покрова. Выявлено активное влияние рододендрона остроконечного на развитие подзолистого процесса. Использование биоценотического подхода позволяет рассматривать почвенное плодородие как следствие биологического круговорота биофильных элементов в биогеоценозе.

Литература

1. Карпачевский, Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесных биогеоценозах / Л.О. Карпачевский. - М.: Изд-во МГУ, 1977. - 312 с.

2. Экологические свойства почв и их роль в структуре лесных экосистем / Л.О. Карпачевский, Г.В. Моту-зова, Т.А. Зубкова [и др.] // Экология и почвы: избр. лекции I-VII Всерос. школ. - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1998. - С.201-219.

3. Классификация и диагностика почв России / Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебеда [и др.]. -Смоленск, 2004. - 342 с.

4. Москалюк, Т.А. Парцеллярная структура и возобновление в широколиственно-липовом с лиановой растительностью лещиновом разнотравном типе леса на юге Приморья / Т.А. Москалюк // Биологиче-

ские исследования на Горнотаежной станции: сб. науч. тр. - Владивосток: ДВО РАН, 2002. - Вып. 8. -С.203-237.

5. Москалюк, Т.А. Парцеллярная структура сухих дубняков на юге Приморья / Т.А. Москалюк // Биологические исследования на Горнотаежной станции: сб. науч. тр. - Владивосток: ДВО РАН, 2002. - Вып. 8.

- С. 162-196.

6. Почвообразование и особенности круговорота в горных лесах Сихотэ-Алиня / А.П. Сапожников [и др.].

- Хабаровск, 1993. - 270 с.

'--------♦-----------

УДК 551.8: 631.4 М.Л. Мальцева, Г.А. Демиденко

МОРФОЛОГО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОГРЕБЕННЫХ ПОЧВ В ПАЛЕОЭКОСИСТЕМАХ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ЕНИСЕЙ

В статье рассматриваются вопросы эволюции экосистем в бассейне Среднего Енисея. Изучаются морфолого-аналитические данные палеопочв в геологическом разрезе археологического памятника Афонтова гора II. Палеопочвы рассматриваются как репер в состоянии экосистемы.

Ключевые слова: эволюция, экосистема, аналитические характеристики, стоянка древнего человека.

M.L. Maltseva, G.A. Demidenko MORPHOLOGO-ANALYTICAL CHARACTERISTIC OF THE BURIED SOILS IN THE PALEOECOSYSTEMS OF THE MIDDLE STREAM OF THE YENISEI RIVER

The problems of the ecosystems evolution in the basin of the middle stream of the Yenisei are considered in the article. The morphologo-analytical data of the paleosoils in a geological aspect of the archaeological monument Afontova Mountain II is studied. Paleosoils are considered as a reference point in the ecosystem condition.

Key words: evolution, ecosystem, analytical characteristics, ancient person site.

Введение. Почва природного сообщества - это не инертный субстрат, а часть экосистемы. Существует взаимно дополняющая связь между почвой, на которой есть сообщество, признаки которого зависят от характера почвы, и этим сообществом, которое развивается и, в свою очередь, влияет на почву. Кроме того, почва содержит в дополнение к мертвому органическому веществу также живые корни и грибы и во многих случаях богатую биоту бактерий, простейших и животных. То есть почва сама по себе является живым сообществом (Уиттекер Р.,1980). Наличие погребенных почвенных образований является следствием преобладания почвообразования над осадконакоплением.

Цель исследований: ретроспективный анализ эволюции почв в ландшафтах позднеплейстоценового времени на примере археологического памятника Афонтова гора II.

Задачи исследований:

1. Изучить основные свойства палеопочв и строение геологического разреза археологического памятника Афонтова гора II; диагностировать тип древнего почвообразования.

2. На основе схемы эволюции палеопочв провести палеоэкологическую реконструкцию природной обстановки обитания древнего человека в Сибири.

Изменение всех аспектов физической среды в пространстве и во времени всесторонне влияют на структуру и функции экосистемы в целом, определяя не только физические и химические свойства почв, но также уровень переноса энергии, круговорот питательных веществ и приспособительные особенности растений и животных.

Объекты и методы исследований. Для определения типа прошлого почвообразования разработан комплекс морфолого-аналитических исследований (Демиденко, 2002). В него входят макроморфологические