Экологогеохимическая характеристика почв пойменных дубрав Прихопёрья

Эколого-геохимическая характеристика почв пойменных дубрав Прихопёрья*

А.А. Овчаренко, к.б.н., Балашовский институт (филиал) Саратовского ГУ

Пойменные дубравы имеют исключительное экологическое значение в стабилизации экосистем степи. В результате многовековой хозяйственной деятельности и неблагоприятных факторов среды значительно ослабла устойчивость дубовых насаждений, происходит уменьшение их площади, дубравы России находятся в состоянии деградации и генетического истощения [1].

Структура почв и их агрохимический состав непосредственно являются залогом устойчивого состояния данных экосистем.

Цель и методика исследований. Цель работы — изучение средообразуемых особенностей пойменных дубрав Прихопёрья. В основу работы положены материалы изучения почв центральной поймы р. Хопра под насаждениями с разной степенью деградации дубового древостоя ГУ «Балашовское лесничество» в западной части Саратовской области. Описание фитоценозов

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации

проводили стандартными лесотаксационными методами. Пробные площади распределены в наиболее распространённых типах леса, древостои часто имеют неравномерную сомкнутость, разновозрастные, сохранили следы многократных эпизодических санитарных рубок. Все варианты отличаются среднепоёмным режимом и умеренным увлажнением. Разрез № 1 произведён на повышенном участке поймы, в 250—300 м от русла. Это липово-ландышевая дубрава с полнотой 0,8 и древесным составом 1Я-10Д 2Я-10Л+В+0с — относительно здоровое насаждение после проведённых на нём санитарных рубок (вырублено 36,67%). Описана почва пойменно-лесная, серая, на двучленных суглинисто-песчаных отложениях. Разрез № 2 находится на расстоянии 400 м от Хопра. Положение возвышенное, рельеф гривистый, пересечённый паводковыми протоками до 1 м глубины. Верхний ярус (состав 7Д2Л1В) очень сильно разрежен (вырублено 35,5%), с сомкнутостью 0,4—0,5. Почва пойменно-светло-серая лесная с погребённым гумусовым горизонтом (В1А1). Разрез № 3 располагается на расстоянии 1 км от реки. Положение ровное; пологий, едва заметный склон восточной экспозиции. Состав древостоя 5Д4Л1В+Ос с полнотой 0,3. Наблюдается частичный переход биоценоза в подлесочное сообщество, так как 65,0% дуба вырублено 30 лет назад в ходе санитарной рубки. Почва — тёмно-серая лесная гумусовая. Наряду с морфологическим описанием проведён агрохимический анализ почв по каждому разрезу по стандартным методикам (на базе государственной агрохимической лаборатории «Балашов-ская»). Содержание гумуса определяли по методу

Тюрина в модификации ЦИНАО; содержание нитратного азота ионометрическим методом; рН (КС1) по методу ЦИНАО; подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову; содержание подвижных микроэлементов и тяжёлых металлов методом атомно-адсорбционной спектроскопии.

Результаты исследований. Согласно геохимической классификации ландшафтов [2], все исследуемые участки относятся к супераквальным аккумулятивным ландшафтам. Гранулометрический состав почв пробных площадей вполне благоприятен для произрастания дуба и других лесообразователей. Хороший рост этих пород на супесях или связных песках с суглинистыми прослойками отмечался другими исследователями [3].

По данным агрохимических анализов (табл. 1), содержание гумуса в пределах нормы. Наиболее обогащён гумусом горизонт А1 пробной площади № 2. Загущенный подлесок, образовавшийся после санитарной рубки, испытывает процессы самоизреживания с выпадением большого количества особей и обусловливает довольно высокий процент органического вещества (8,0%) по сравнению с другими участками (6,3 и 6,2%). Вниз по профилям почв наблюдается неравномерное уменьшение его содержания. Это связано с наличием погребённых горизонтов. При этом обильные гумусовые затёки обнаружены и в глубоких горизонтах, до материнской породы. Наличие лесной подстилки типа мулль характеризует хорошее питание дуба азотом. Муллевые подстилки характеризуются выраженным процессом нитрификации, приводят к минерализации азота, переходящего в доступные

1. Сводная ведомость результатов агрохимических анализов почв

Горизонт Гумус, % Подвижные элементы питания, мг/кг К о Гидролитическая кислотность Сумма поглощённых оснований

азот фосфор калий сера мг-экв/Ю0 г

Раз] зез № і

А! 6,3 і37 235 300 6,0 5,5 3,4 30,0

АіА2 і,і 6і 22 30 2,0 4,і 3,4 0і0,8

Ві 0,4 35 26 20 2,2 4,2 і,2 3,2

В2С 0,4 42 20 20 4,4 4,9 6,5 3,2

Б 0,6 56 4і 35 2,0 4,4 2,3 і2,0

Раз] зез № 2

Аі 8,0 і60 і34 і85 6,6 4,7 6,7 70,0

А1 А2 і,6 70 і5 40 і,7 4,0 4,3 і6,0

ВіАі 2,0 70 і2 35 3,і 3,9 6,4 28,4

Ві і,9 77 7 30 2,0 3,7 6,9 і7,2

В2 і,5 56 5 30 2,2 4,і 4,7 23,6

В2С 0,6 56 26 30 2,8 4,2 3,4 і3,2

Б 0,3 49 27 20 2,0 4,6 і,і 4,0

Раз] зез № 3

Аі 6,2 і30 і5і 220 4,6 5,і 4,4 30,8

Ві і,3 58 47 40 3,2 4,8 2,2 26,4

В2 0,4 63 27 20 2,0 4,6 0,5 3,6

С і,і 60 і55 30 і0,2 6,5 0,7 37,6

2. Содержание подвижных форм микроэлементов и тяжёлых металлов в пойменных почвах Прихопёрья, мг/кг почвы

Горизонт В Мо Мп 7п Си Со РЬ Мп 7п Си N1 Со са

Разрез № 1

А1 А1А2 В1 В2С с 2,35 0,15 0,00 0,20 0,40 0,17 0,35 0,14 0,09 0,15 7 1 1 1 2 1,64 0,59 0,32 0,37 0,56 в пределах возможности прибора 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 8,3 3.5 0,2 0,3 3.5 156 26 8 8 44 36 16 3 1 15 9.8 4.8 1,5 1,0 4,0 6,0 4,0 0,4 0,5 3,5 15 5 1 1 5 0,24 0,15 0,00 0,00 0,10

Разрез № 2

А1 А1А2 В1А1 В1 В2 В2С Б 2,50 0,55 0,85 0,60 1,00 0,30 0,35 0,27 0,23 0,44 0,24 0,37 0,13 0,08 7 2 4 2 2 1 2 2,28 0,78 0,75 0,72 0,81 0,65 0,28 в пределах 0,02-0,05 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 9,9 0,7 7.0 5.0 6.0 3,5 5,2 161 3 73 54 46 43 48 42 2 36 26 35 17 22 10,4 0,7 9.5 7.8 7.8 5,3 5.5 6,0 0,7 5,5 4.0 6.0 3,3 3,0 11 2 14 9 11 6 9 0,35 0,00 0,30 0,20 0,25 0,11 0,15

Разрез № 3

А1 В1 В2 С 2,10 0,90 0,40 0,60 0,35 0,34 0,07 0,15 2 8 1 2 1,52 0,47 0,16 0,34 в пределах 0,02-0,05 0,01 0,01 0,01 0,01 9,9 9.0 1.0 9,5 183 112 4 83 41 37 2 35 12,1 11,0 1,0 11,0 7.0 6.0 0,1 6,0 17 16 0,3 15 0,36 0,30 0,00 0,25

растениям соединения [4]. Участие в составе фитоценозов таких требовательных к почвенным условиям древесных и кустарниковых пород, как дуб, липа, клён, а также представителей неморальной флоры в напочвенном покрове косвенно указывает на обогащённость данных почв питательными веществами.

Содержание перегноя обусловливает валовые запасы элементов питания, оказывающих влияние на лесорастительные свойства пойменных лесных земель. Концентрация основных питательных элементов (МРК) в пределах нормы. Наибольшей аммонифицирующей способностью обладают верхние горизонты (130—160 мг/кг). Более активное накопление подвижного аммония (160 мг/кг) наблюдается в горизонте А1 среднеполнотного участка с отмирающим ярусом подлеска.

Концентрация солевой почвенной вытяжки по КС1 на пробной площади № 3 имеет тенденцию к засолению. Возможно, в прошлом эта почва была сильно засолена, что послужило причиной гибели леса на данном участке. Кислотность почв первых двух участков отличается на 1—2 единицы от нормы, рН имеет увеличение в сторону закисления. Характерно варьирование реакции солевой вытяжки от очень сильнокислой (3,7—3,9) до среднекислой (4,9—4,7). В горизонте С разреза № 3 этот показатель уходит до нейтральной величины (6,5), что указывает на специфику материнской породы. При описании этого горизонта были обнаружены включения карбонатов кальция и гипса.

Для всех исследованных почв характерно биогенное накопление микроэлементов в верхних минеральных горизонтах (табл. 2). Слоистость гранулометрического состава влечёт за собой

гетерогенность распределения микроэлементов. Фактор периода затопления определяет повышенный уровень накопления Мо и В в верхних горизонтах почв. Содержание подвижных элементов соответствует показателям, полученным в Хопёрском государственном заповеднике [3]. Содержание тяжёлых металлов не превышает ПДК, подвижных элементов питания и микроэлементов достаточно. Исследованные пойменные почвы обладают удовлетворительными лесорастительными свойствами, что подтверждается физико-химическими показателями самих почв.

Выводы. По своему морфологическому строению описанные почвенные профили типичны для речной поймы Прихопёрья [3], выделяются большим разнообразием в структуре верхних горизонтов, механическим составом на разной глубине, что связано с динамичностью гидрологического режима речных почв и постоянно меняющимися эрозионными и аккумулятивными процессами. Данные почвы отличаются слоистой структурой в связи с особенностями формирования и деятельностью реки. В целом почвообразовательный процесс идёт зонально с образованием региональных пойменных почв.

Наряду с типичными свойствами лесных пойменных почв имеет место некоторое отклонение от нормы. Закисление почв — это глобальный процесс, который повсеместно наблюдается в чернозёмных почвах и прослеживается сотрудниками Балашовской агрохимической лаборатории, обусловленный применением на протяжении многих лет в мелиорации Черноземья в основном кислотных пестицидов. Отчасти среди причин этого можно назвать

хлорирование воды. Пойменные стоки могут нарушать ёмкость почвенно-поглотительного комплекса. Нарушенная кислотность является одним из факторов риска для леса, уменьшения биоразнообразия, новой угрозой массового усыхания дуба, размножения насекомых и других патологий. Увеличенная кислотность является благоприятной средой для размножения опёнка (Annillariellamellea Quel.) [5], имеющего широкое распространение в пойме Хопра и интенсивно влияющего на лесопатологическое состояние подлеска и древесного яруса.

Литература

1. Золотухин А.И., Шаповалова А.А., Овчаренко А.А. и др. Антропогенная динамика структуры и биоразнообразия пойменных дубрав Среднего Прихопёрья. Балашов: «Николаев», 2010. 164 с.

2. Ілазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. М.: Наука, 1964, 230 с.

3. Свиридова И.К., Удодова Е.Ф. Строение и свойства лесных почв правобережной поймы р. Хопра в пределах Хопёрского заповедника // Дубравы Хопёрского заповедника. Ч. 1. Условия местопроизрастания насаждений. Воронеж: ВГУ, 1976. С. 56-77.

4. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Лесная промышленность, 1980. 408 с.

5. Тропин И.В., Ведерников Н.М., Крангауз Р.А. Справочник по защите леса от вредителей и болезней. М.: Лесная промышленность, 1980. 376 с.