Влияние растительных сообществ на характеристики гумуса серой лесной почвы г. Красноуфимска

        Леса богаты ягодами и грибами. Из ягод распространены земляника, клубника, реже встречаются брусника, черника и клюква. Из грибов – белый гриб, волнушка розовая, масленок, опенок, подберезовик, рыжик, сыроежка.

        В пределах территории муниципального образования леса занимают 760 га. Все городские леса состоят из трех групп:

1. Березовые. 500га занимают березняки разнотравные, представлены они в основном перестойными насаждениями. Подрост отсутствует (вытаптывается скотом). Травы представлены злаками, много манжетки и земляники.
2. Сосновые леса. 190 га занимают сосняки разнотравные. Подрост из сосны, ели и пихты. Богатый подлесок из липы, рябины, калины, ивы, малины.
3. Еловые леса. 70 га составляют чистые ельники. Древостои высокоплотные, в результате этого много подроста погибает из-за недостатка света.

 

   В условиях существования г. Красноуфимска, с его рельефом трудно переоценить  роль леса как регулятора водного  режима и его противоэрозионное  значение. Лесные насаждения задерживают  осадки на склонах, предохраняют почву от разрушения и уменьшения поверхностного стока. Лесная подстилка, мощная корневая система  и особые водно-физические свойства почвы под лесом способствуют переводу поверхностного стока в почвенно-грунтовый, предотвращая смыв и размыв почв. 

   В черте г. Красноуфимска расположено 4 памятника природы:

• Озеро Криулинское – гидрологический памятник природы, место гнездования перелетных водоплавающих птиц;
• Озеро Бутки – аналогичный гидрологический памятник природы;
• Красноуфимская сосновая роща – ботанический памятник природы;
• Красноуфимская березовая роща на левом берегу р. Сарги – ботанический памятник природы.

 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И  МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

        В качестве материалов исследования были отобраны образцы серых лесных почв, формирующихся в одинаковых климатических, географических условиях, но под пологом разных растительных сообществ.

        В первом случае отбор образцов производился на территории Красноуфимской березовой рощи (памятника природы), а во втором случае – на территории березово-сосновой рощи южнее г. Красноуфимска.

        В первом случае почва была вскрыта одним почвенным разрезом глубиной 32 см, а также одной прикопкой в радиусе 50 м от разреза глубиной до 20 см. Образцы отбирались послойно, каждые 5-10 см в пределах видимых горизонтов.

        Во втором случае почва была вскрыта одним почвенным разрезом глубиной 42 см, а также одной прикопкой в радиусе 50 м от разреза глубиной до 17 см. Образцы отбирались аналогичным образом.

      Из  обеих почв отдельно отбирались образцы для определения объемной массы верхних горизонтов.

       Почвенные образцы подготавливались к анализу по стандартной методике (Аринушкина, 1970). Затем в них определялось значение рН водной вытяжки  рН-метром "АНИОН 4100", общий углерод по Тюрину, групповой  и фракционный состав гумуса определялся по методу Пономаревой-Плотниковой (1975). Оптические плотности гуминовых кислот снимались на спектрофотомере UV-1650.  
 
 
 
 
 
 
 

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

4.1. Геоботаническое  описание растительности

      Первый  почвенный разрез был заложен  на территории Красноуфимской березовой рощи  (памятника природы). Основу древостоя составляют березы, диаметром до 60 см и расстоянием между деревьями от 3 до 5 м. подрост представлен березой, рябиной, ракитником. В травянистый ярус входят: манжетка, тысячелистник,  таволга шестилепестная, подмаренник северный, буквица лекарственная, ежа сборная, костяника, земляника лесная, клевер горный, звездчатка злаковая, лютик едкий, перловник поникший, щучка дернистая, вероника дубравная, одуванчик лекарственный, подорожник седний, наперстянка крупноцветковая, горошек заборный, герань лесная, зверобой продырявленный, кровохлебка лекарственная, полевица тонкая, лапчатка прямостоячая. Проективное покрытие составило 60 %. 

      Таким образом, современный фитоценоз  на изучаемой территории представлен  березняком разнотравным.

      На  территории березово-сосновой рощи южнее  г. Красноуфимска был заложен  второй почвенный разрез. Древесный  ярус представлен сосной, березой, с  преобладанием сосны. Лес разреженный. Подлесок отсутствует. В травянистый ярус входят: земляника, манжетка, тысячелистник, горец змеиный, клевер полевой, щучка дернистая, подмаренник северный, вероника дубравная, подорожник средний, клевер ползучий, буквица лекарственная, кострец безостый, ежа сборная, колокольчик скученный, черноголовка, лапчатка прямостоячая, костяника, горошек мышиный, герань лесная. Проективное покрытие составило 50 %. 90% - моховый ярус.

           Таким образом, сравниваемые почвы функционируют под леса, но первая – в условиях лиственного леса, а вторая – под пологом хвойного леса, дающего более кислый опад. 
 

4.2 Морфологическое  описание почв

      Рассмотрим морфологическое строение почвы, формирующейся под пологом березового леса. 

 

      К почвенному разрезу была заложена одна прикопка  в радиусе 50 м от почвенного разреза глубиной до 20 см. 

      Разрез, заложенный в березово-сосновом лесу, вскрыл почву, имеющую следующее морфологическое строение.  

      К почвенному разрезу была заложена одна прикопка  в радиусе 50 м от почвенного разреза глубиной до 17 см.

        Мощность подстилки на почвах, формирующихся под пологом разных растительных сообществ одинаковая.

        Мощность гумусового горизонта почв различна: в профиле почвы под березовым лесом мощность составляет 16 см,  под смешанным – 10см.

      В почве, формирующейся под березово-сосновым лесом, имеется гумусово-подзолистый горизонт, который отсутствует под березовым лесом. Вероятно, его образование обусловлено более кислым опадом хвойных пород.

        По гранулометрическому составу мелкозема обе почвы представлены легким суглинком.

        Сопоставление морфологического строения серой лесной почвы окрестностей г. Красноуфимска позволяет выявить как общие черты их строения, так и их различия (большая мощность гумусового горизонта, наличие гумусово-подзолистого горизонта в последней).

3. Кислотность почв

        Как известно на профильный ход pH в почвах оказывает влияние химический состав почвообразующей породы, а также химический состав и зольность растений (Пономарева, 1964). Гуминовые кислоты, образующиеся при гумификации опада растений, осаждаются освобождающимися кальцием и магнием, т.е. часть гумусовых веществ нейтрализуется и осаждается. Фульвокислоты как наиболее подвижная фракция гумусовых веществ в условиях промывного водного режима почв мигрируют по почвенному профилю  и производят на глубине наибольшее подкисление.

        Значения pH водной вытяжки почв представлены в таблице1.

        рН опада в березовой роще (Р. 12-09) в обоих образцах составляет 5,7, что соответствует слабокислой реакции (Добровольский, 2001). Аналогичный показатель в смешанном лесу (Р. 13-09) имеет более низкое значение 5,4-5,5 и соответствует кислой реакции. Полученные значения можно объяснить большей зольностью опада лиственных пород по сравнению с хвойными и, следовательно, лучшей нейтрализацией образующихся при разложении кислот.

         В минеральных горизонтах сравниваемых почв под березовым лесом рН водной вытяжки имеет значения 7,1-7,7 (слабощелочная-щелочная реакция), под сосновым лесом – 5,9-7,7 (от слабокислой до щелочной), причем слабокислые значения приходятся на гумусово-элювиальный и верхнюю часть иллювиального горизонта.

        Почвообразующими породами для двух изучаемых почв являются известняки, относящиеся к основным породам. Таким образом, различия в значениях рН следует отнести на счет разных типов растительных  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

сообществ. рН водной вытяжки гумусового горизонта  в разрезе 12-09 варьирует от 7,2 до 7,7, в разрезе 13-09 – от 7,2 до 7,8, т.е. значения изменяются в близких пределах.

        Таким образом, ввиду различий в химическом составе опада значения рН водной вытяжки подстилки под смешанным лесом соответствуют более кислому значению, чем под березовым. Значения рН гумусовых горизонтов   имеют сходные пределы варьирования, наибольшее подкисление происходит в гумусово-элювиальном горизонте в смешанном лесу.

4. Групповой и фракционный состав гумуса

     Содержание  общего углерода в изучаемых почвах окрестностей г. Красноуфимска представлено в таблице 2. Наибольшие значения содержания приходятся в почвах под березовым и смешанным лесом на органический горизонт (13,26-36,83 %). Максимальные количества органических веществ среди минеральных горизонтов запасаются в гумусовом горизонте, составляя 4,25-5,38 %, что соответствует высокому содержанию гумуса по Д.С. Орлову (1992). Различия в насыщенности гумусом современного аккумулятивного горизонта под разными фитоценозами не обнаружено. Минимальные значения приходятся на горизонт ВС (0,51-0,60 %). Распределение органического углерода в почве носит регрессивно-аккумулятивный характер (Розанов, 2004), что соответствует лесным почвам.

      На  основании данных, полученных в результате определения содержания органического углерода в почвенных образцах и объемной массы верхних горизонтов был произведен расчет запасов органического вещества серых лесных почв г. Красноуфимска. В слое 0-20 см запасы общего органического углерода в сравниваемых почвах варьируют от 99 до 107 т/га. При этом обнаружилось, что запас гумуса в почвенном слое 0-20 см под  сравниваемыми сообществами имеет близкие значения и соответствует по Д.С. Орлову (1990) одной градации (средний). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, влияние современных растительных сообществ на содержание общего углерода в гумусовом горизонте и запас гумуса в слое 0-20 см в серой лесной почве не выявлен.