CC BY
46
Лесное хозяйство *¥**“
Таблица 7
Лиственничники, сформировавшиеся после проведения рубок переформирования
"и % Давность рубки,лет Состав Возраст, лет Густота, шт./га Средние Относи- тельная полнота Запас, м3/га
высота, м диаметр, см
1 18 5,2 Лц 37 1990 11,4 12,2 0,9 150
3,9 С 570 9,6 10,5
0,9 Б 150 11,7 11,5
2 17 9,7 Лц 31 1513 9,8 11,3 0,9 134
0,1 С 50 6,8 8,0
0,2 Б 50 10,5 10,0
3 14 9,6 Лц 26 1700 10,5 12,0 0,8 128
0,4 Б 119 11,4 10,9
4 14 9,7 Лц 26 1711 10,6 12,0 0,8 125
0,3 Б 100 11,5 11,7
5 13 6,0 Лц 31 1375 9,0 10,1 0,7 99
1,4 С 325 8,3 10,0
2,6 Б 350 11,0 13,0
6 12 9,8 Лц 26 1825 10,3 11,6 0,8 119
0,2 Б 225 11,2 11,5
7 12 9,8 Лц 37 1475 11,8 12,5 0,7 135
0,2 С 125 7,7 6,7
побегов усиление освещенности, вызванное удалением полога березы, способ -ствует интенсивному семеношению наиболее крупных экземпляров подроста лиственницы. Последнее обстоятельство способствует интенсивному засе-лению подростом лиственницы участков, где подрост до рубки отсутствовал. Первоочередными участками, где фор -мируется подрост последующей генерации, являются места сжигания порубочных остатков (кострища) и участки минерализованной поверхности.
Поросль березы, появляющаяся после проведения рубок переформирования, не оказывает существенного влияния на формирующийся лиственничный древостой, поскольку подрост березы существенно отстает по высоте от подроста лиственницы. В результате после проведения рубок переформирования формируются лиственничники с незначительной примесью березы в составе древо-стоев (табл. 7).
Выводы.
1. Рубки переформирования производных березовых насаждений в лиственничники при наличии под пологом подроста лиственницы предварительной генерации в количестве от 1530 до 3270 шт./га являются эффективным лесоводствен-ным мероприятием, позволяющим сформировать высокопродуктивные лиственничники без искусственного лесовосстановления.
2. Подрост лиственницы быстро адаптируется к новым экологическим условиям, обусловленным удалением полога березы. Уже на 2-3 год после рубки средняя длина хвои увеличивается на 230,
масса 1000 хвоинок — на 126,9 и охвоен-ность побегов — на 157,3 %.
3. Интегральным показателем реакции подроста лиственницы на улучше -ние условий произрастания, вызван-ное удалением материнского древостоя, является прирост центрального побега. Последний через 2-6 лет после рубки
превышает аналогичный показатель на контроле в 1,8-2,3 раза.
4. При сохранении подроста предварительной генерации в процессе рубки уже через 3 года после ее проведения участок может быть переведен в покрытую лесом площадь, а спустя 12-18 лет после прове -дения рубок переформирования на месте производных березняков формируются лиственничники с относительной полно-
литература
1. Колесников Б. П. Очерк растительности Челябинской области в связи с ее географическТЛм'р^а^тоАированием? У/ ФФгор^илеейая растительность Ильменского государственного заповедника им. В. И. Ленина. Свердловск, 1961. С. 105-129.
2. Коновалов Н. А. Пути применения лесной селекции при проведении рубок ухода в условиях Урала // Тр. Урал. лесотехн. ин-та. Свердловск, 1973. Вып. XXVII. С. 509.
3. Луганский Н. А. Научное обоснование способов возобновления и формирования молодняков на вырубках сосновых лесов Урала : автореф. дис. ... докт. сельхоз. наук. Алма-Ата, 1974. 56 с.
4. Фильрозе Е. М. Оценка современных тенденций лесообразовательного процесса. Красноярск, 1991. С. 164-166.
5. Цветков В. Ф. Вопросы антропогенной динамики типов сосновых лесов Европейского Севера в географическом аспекте // Экологогеографические проблемы сохранения и воспроизводства лесов. Архангельск, 1991. С. 24-27.
активность каталазы в подгоризонтах лесной подстилки И ВЕРХНЕМ горизонте ПОЧВЫ
и. в. Щербаков, аспирант
Уральский ГЛТУ
620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37
Ключевые слова: рельеф, почва, активность каталазы, лесная подстилка. Keywords: relief, soil, catalasa activity, forest litter.
Постоянно усиливающийся антропогенный прессинг на лесные экосистемы вызывает необходимость изучения степени воздействия с целью принятия адекватных мер по предотвращению их деградации. Согласно литературным данным [1-3], наиболее информативной интегральной характеристикой биологиче-ской активности почвы, а следовательно,
плодородия последней, является актив -ность почвенных ферментов. По дан -ным Л. Г Бабушкиной и др. [1], активность ферментов каталазы является наиболее универсальным биоиндикатором состо -яния почвенных экосистем, поскольку отражает специфический ответ (повышение значений показателей, либо, напротив, их снижение) почвенной биоты на
неспецифическое (техногенное, либо другой природы) загрязнение.
Нами активность фермента каталазы изучалась в лесной подстилке и верхнем горизонте почвы национального парка «Смоленское Поозерье».
Отбор образцов подстилки и почвы проводился методом конверта по транс-екте, проложенной с севера на юго-запад.
Лесное хозяйство
Активность фермента каталазы определялась газометрическим методом, основанным на измерении скорости разложения перекиси водорода при ее взаимодействии с почвой, по объему выделившегося кислорода.
Определение показателей рН проводили при помощи рН метра общепринятым методом. Полученные данные пересчитывали на массу абсолютно сухой почвы. Оценку лесорастительных свойств изучаемых почв проводили по суммарной активности фермента каталазы в почвенных профилях исследуемых пробных площадок и коэффициенту каталазы почвы (ККП) в них предложенным уральскими учеными [2] способом.
Согласно полученным данным (табл. 1), скорость разложения перекиси водорода под действием почвенного фермента каталазы была различна в разных образцах подстилки и почвы, наибольшей она была в образцах подстилки, особенно в течение первых 30 секунд, затем несколько снижалась, и в следующие отрезки времени динамика процесса выделения кислорода во всех образцах была более равномерной.
Результаты исследований (табл. 2) свидетельствуют о широком диапазоне изменений биологической активности почвы, что требует тщательного анализа полученных данных.
Так, согласно результатам исследования, самая высокая активность фермента (85,7 см3 О2 / 1 г абс. сух. почвы за 2 мин.) обнаружена в подгоризонте 02 на участке, расположенном на кромке болота. Наименьшая активность (10 см3 О2 / 1 г абс. сух. почвы за 2 мин.) выявлена в горизонте А1 на пробной площадке, расположенной на северном пологом склоне холма. Здесь же обнаружены наименьшие показатели активности каталазы для подгоризонтов 01 и 02, следовательно, и самая низкая суммарная активность фермента по всему почвенному профилю. В целом, полученные данные не противоречат выявленным ранее многими авторами закономерностям изменения ферментативной активности: с углублением вниз по профилю почвенного разреза активность каталазы снижается [4].
Средние показатели на пробных площадях значительно отличаются от литературных данных о ККП и суммарной активности каталазы почвенного про-филя, они равны 18 % и 142,5 см3 О2 / 3 г абс. сух. почвы за 2 мин. соответственно (против 20,6 % и 94,7 см3 О2 / 3 г. абс. сух. почвы за 2 мин.).
Учитывая неоднородность рельефа изучаемой территории, ее изрежен -ность холмами, следствием чего является неодинаковое влияние абиотических и биотических факторов на почвенную биоту (освещенность участков, воздушные потоки, условия влажности, температура почвы, характер растительности), мы сгруппировали полученные данные по характеру рельефа и соответствующих условий (табл. 3). При анализе полученных данных прослеживается четкое влияние рельефа местности на суммарную активность каталазы почвенного
Таблица 1
Активность каталазы в свежеотобранных образцах почвы и подстилки в НП «Смоленское
Поозерье», см3 О2
№ ПП, место- Период Генетический горизонт
положение измерения, с 01 02 А1
1 2 3 4 5
34, болото 30 9,5 6,8 6,0
60 120 15,5 26,0 12,0 20,0 10,5 18,0
106, 30 13,0 13,0 4,5
вершина 60 21,0 19,0 7,0
холма 120 36,0 30,0 13,0
58, 30 13,0 7,5 5,5
восточный 60 19,5 13,0 9,0
склон 120 35,0 19,3 14,5
130, 30 8,0 9,0 5,5
60 15,0 15,5 9,5
п лато 120 25,0 24,5 15,5
82, 30 17,0 14,0 6,0
вершина 60 27,0 23,5 10,0
холма 120 38,0 50,0 16,0
142, болото 30 8,0 13,0 5,0
60 120 17,5 22,0 25.0 36.0 7.0 13.0
50, 30 14,0 13,0 13,0
60 19,0 20,0 19,0
п лато 120 23,5 29,0 29,0
92, 30 8,0 10,0 6,5
южный 60 14,0 18,0 11,5
склон 120 23,0 27,0 19,0
103, 30 6,0 8,5 6,0
западный 60 10,5 16,0 10,0
склон 120 17,5 21,5 16,0
76, ложбина 30 8,5 7,5 8,0
60 120 14,5 24,0 12,0 19,0 14.0 23.0
102, 30 5,5 4,5 3,5
северный 60 9,5 9,0 6,0
пологий склон 120 15,5 14,0 9,5
54, 30 9,0 10,0 4,5
вершина 60 15,5 17,0 7,0
холма 120 25,0 29,0 12,0
70, 30 11,0 10,0 9.5
60 17,0 18,5 14,0
плато 120 24,2 27,0 22,5
Таблица 2
Активность каталазы в подгоризонтах лесной подстилки и верхнем горизонте почвы и ККП почв НП «Смоленское Поозерье» в середине вегетативного периода 2008 г., см3 О2 /1 г абс.
сух. почвы за 2 мин.
№ ПП, местоположение Генетический горизонт Сумма ККП, %
01 02 А1
34, болото 62,5 56,1 45,9 162,5 27,5
106, вершина холма 78,5 57,0 15,3 150,8 10,1
58, восточный склон 51,5 47,0 19,0 114,8 17,0
130, плато 51,7 62,5 28,2 142,4 19,9
82, вершина холма 52,3 97,5 17,5 167,3 10,0
142, болото 46,8 85,7 34,2 166,7 20,4
50, плато 64,8 70,6 34,3 169,7 20,2
92, южный склон 42,3 67,5 21,8 131,6 16,5
103, западный склон 40,3 54,5 20,4 115,0 17,7
78, ложбина 68,5 47,5 46,0 162,0 28,3
102, северный пологий склон 26,0 22,0 10,5 58,5 17,0
54, вершина холма 66,0 58,0 14,6 138,6 11,5
70, плато 54,8 69,8 31,1 155,7 20,1
Лесное хозяйство
профиля: она наиболее высока в пониженных местах, несколько снижена по сравнению с ними на вершинах холмов и на равнинных участках и более чем на 37 % — на склонах холмов. Очевидно, что и другие параметры почв: показатели рН, влажность, а также перекись разрушающая активность абиотического компонента почвы, свидетельствующего о присутствии в почвах металлов с переменной валентностью, — также обусловлены процессами, связанными с рельефом. Представленные данные неоднозначно указывают на зависимость показателя влажности в почвенном профиле от положения участка: с понижением рельефа влажность увеличивается. При этом также увеличивается значение показателя ККП, свидетельствующего о повышении активности каталазы в горизонте А1. Вместе с тем следует выделить участки 50, 70 и 130 как контрольные, поскольку исследования в зонах антропогенного влияния, как правило, проводятся на территориях, имеющих ровную поверхность. Средние показатели активности каталазы и ККП на этих пробных площадях в наибольшей степени соответствуют представлению о нормальном функционировании почвенной биоты, т. к. высокому уровню суммарной активности фермента в почвенном профиле соответствует показатель ККП, равный 20,1 %, что при таком сочетании параметров почвенной экосистемы, согласно литературным источникам, свидетельствует о высоком уровне почвообразовательного процесса как в лесных подстилках, так и в почвах. Именно на равнинной поверхности земли показатели рН почвы в наибольшей степени приближены к нейтральной реакции среды при оптимальных значениях показателей влажности. Присутствие
Таблица 3
Средние значения суммарной активности каталазы и ККП в зависимости от местоположения
№ ПП т 2 п У о в 2 н в а к 3 18 и й В о п О й - К в их и Средняя влажность участков, % Х±т* Средний показатель рН Х±т Н2О2 разрушающая активность абиотич. компоненты Рельеф/ местопо- ложение
34,142,78 166,4±4,98 25,4±7,98 61,7±6,45 6,0±0,49 2,02±0,521 Болото, низина
50, 130,70 155,7±17,28 20,1±0,1 59,0±6,49 6,5±0,50 2,2±0,33 Ровная поверх- ность
58,92,103,102 104,8±33,89 17,1±0,63 55,3±6,14 6,1±0,44 2,6±0,79 Склоны холмов
106,82,54 152,2±26,44 11,0±1,54 50,0±0,25 6,0±0,24 1,9±0,43 Вершины холмов
^Показатель средней влажности рассчитывался по значениям в подгоризонте 02, имеющем наибольшую стабильность параметров экосистемы
металлов в почвенных образцах изучаемой территории, судя по перекись разлагающей активности абиотических компонентов, умерено. Наибольшая разрушающая перекись водорода активность абио-тичекого компонента почвы выявлена на склонах холмов, что указывает на меньшую стабильность этих почвенных экосистем. Последнее подтверждается также относительно сниженными показате -лями суммарной каталазной активности почвенных профилей (на 39 % по сравнению с ровной поверхностью), их наибольшими отклонениями от среднего арифметического значения. Косвенным доказательством влияния освещенности участка на активность каталазы в почвенном профиле служит значительно сниженное по сравнению с другими показателями значение активности фермента на северном склоне холма и, напротив, высокое значение этого показателя на южном склоне.
Группировка полученных
экспериментальных данных по элементам рельефа показала, что значения активности каталазы достигают максимума в ложбинах. Наибольшая разрушающая перекись водорода активность абиотического компонента почвы зафиксирована на склонах холмов, что указывает на меньшую стабильность этих почвенных экосистем.
Выводы.
Лесные подстилки и почвы НП «Смоленское Поозерье» обладают высокой биологической активностью.
Активность каталазы снижается по мере углубления вниз по профилю почвенного разреза.
На активность каталазы существенное влияние оказывает рельеф местности. Максимальная активность зафиксирована в ложбинах.
Показатели активности каталазы могут быть использованы при установлении уровня загрязнения (нарушенности) почв.
литература
1. Бабушкина Л. Г., Коваленко Л. А., Неверова О. П., Судаков В. Г. Биологическая активность компонентов агробиогеоценозов как показатель адаптации экосистем к антропогенному загрязнению. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2008. 292 с.
2. Коваленко Л. А., Бабушкина Л. Г. Биологическая активность почв как показатель уровня адаптации почвенных экосистем к техногенному воздействию. Екатеринбург : УрГСХА, 2003. 264 с.
3. Шебалова Н. М., Бабушкина Л. Г. Лесные почвы сосновых насаждений, произрастающих в зонах техногенного загрязнения. Биоиндикация загрязнения. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. акад., 1999. 194 с.
4. Шебалова Н. М. Влияние фторосодержащих промышленных выбросов на структуру микробоценозов лесных почв // Леса Урала и хозяйство в них. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. акад., 1993. С. 214-219.
