Экспериментальное изучение влияния кислотных осадков на изменение некоторых показателей лесорастительных свойств лесных почв зоны хвойно-широколиственных лесов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

дованные для озеленения Санкт-Петербурга, как Prinsepia sinensis [2], на фоне изменившейся метеорологической ситуации следует признать для этого непригодными. Зато такое изменение позволяет выращивать здесь в открытом грунте гораздо большее число редких древесных экзотов, в том числе представителей разных новых родов и семейств (Lindera benzoin (L.) Blume, Calycanthus floridus L, Cephalanthus occidentalis L., Torreya nucifera (L.) Siebold et Zucc.), что было невозможно раньше. Это также дает возможность не только значительно увеличить коллекционные фонды ботанических садов города, но и расширить ассортимент рекомендуемых новых видов и форм, перспективных для озеленения и ландшафтного дизайна (Abiesfraseri (Pursh) Poir., Juglans cordiformis Maxim., Lonicera dioica L. и др.). Целый ряд видов (Acer henryi, Actinidia polygama (Siebold et Zucc.) Planch., Rhododendron maximum L. и др.) заслуживают более широких испытаний в культуре.

Библиографический список

1. Бердникова, С.В. Оценка воздействия факторов погоды на ритм сезонного развития древесных растений методами множественного регрессионного анализа / С.В. Бердникова, Н.Е. Булыгин // Лесной журнал. - 1979. - № 5. - С. 15-18.

2. Булыгин, Н.Е. Виды и формы древесных инт-родуцентов для озеленения Санкт-Петербурга / Н.Е. Булыгин // Растительные ресурсы. - 2000.

- Т. 36. - Вып. 3. - С. 115-121.

3. Вольф, Э.Л. Наблюдения над морозоустойчивостью деревянистых растений / Э.Л. Вольф // Тр. бюро по прикладной ботанике. - 1917. - Т. 10.

- № 1. - 146 с.

4. Комарова, В.Н. Реакция древесных растений Санкт-Петербурга на метеоаномалии 1989 и 1990 гг. / В.Н. Комарова, Г.А. Фирсов // Бюллетень Глав. Ботан. Сада. - 1995. Вып. 172. - С. 8-10.

5. Лапин, П.И. Определение перспективности растений для интродукции по данным фенологии / П.И. Лапин, С.В. Сиднева // Бюллетень Глав. Ботан. Сада. - 1968. - Вып. 69. - С. 14-21.

6. Фирсов, Г.А. Николай Евгеньевич Булыгин как дендролог и фенолог / Г.А. Фирсов, В.Т. Ярмишко // Ботанический журнал. - 2005. - Т. 90. - № 4. -С. 604-621.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КИСЛОТНЫХ ОСАДКОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ЗОНЫ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ

Е.В. ДОРОНИЧЕВА, научный сотрудник отдела экологии ФГУВНИИЛМ,

А.А. МАРТЫНЮК, зам. директора по науке ФГУ ВНИИЛМ, канд. биол .наук

Диоксид серы и оксиды азота, поступая в атмосферу с эмиссиями предприятий и трансформируясь в ней, преобразуются в кислоты и становятся источником дополнительного поступления ионов водорода, изменяющих величину рН естественных осадков. В геохимически чистых зонах основной вклад в кислотность осадков вносит диоксид углерода (до 80 %), а суммарный вклад серной и азотной кислот составляет около 10 %; в индустриальноразвитых районах 60 % кислотности обуславливается серной кислотой, 30 % - азотной, 5 % - соляной и только 2 % - диоксидом углерода [1]. В результате прямого влияния на надземные части деревьев и опосредованного действия через изменение лесорастительных свойств почв выпадение

vniilm@mail.ru

таких осадков стало причиной повреждения лесов на обширных пространствах Европы и Северной Америки. Воздействие кислотных осадков проявляется при контакте с элементами подстилающей поверхности - растениями, почвами, поверхностными водами и т.п., при этом не имеет значения, где образовался свободный ион водорода - в атмосфере или в момент контакта с объектом [1].

Большинство исследователей сходятся во мнении, что интенсивное влияние кислотных осадков на почву приводит к ускорению выветривания из-за усиления миграции из профиля калия, магния, кальция; увеличению концентрации растворимого алюминия в почвенном профиле, токсичная роль которого для растений очевидна.

28

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

С целью уточнения закономерностей влияния кислотных осадков на лесные почвы была проведена серия экспериментов по обработке монолитов наиболее распространенных разновидностей лесных почв зоны хвойно-широколиственных лесов искусственными осадками разной степени кислотности.

Колонки, содержащие монолиты почв ненарушенного сложения (в составе лесной подстилки и верхнего горизонта почвы), помещенные в пластмассовые сосуды диаметром 10-15 см, высотой 20 см, обрабатывали два раза в неделю растворами серной кислоты с рН 4,5, 3,5, 2,5, 1,5 и дистиллированной водой. Разовая порция раствора равнялась 50 мл, что примерно соответствовало среднему недельному количеству выпадающих осадков в регионе. Повторность каждого варианта двух- трехкратная. Изучение почвенных монолитов проводилось после завершения их обработки кислотными растворами.

Величину рН растворов определяли потенциометрическим методом, обменную кислотность - по Соколову, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму поглощенных оснований - по Каппену- Гильковницу, степень насыщенности поглощенными основаниями - расчетным методом, гумус - по Тюрину, нитраты и обменный аммоний - по Макарову и Геращенко, подвижный фосфор - по Кирсанову в модификации ЦИНАО [2].

Результаты обработки монолитов дерново-подзолистых супесчаной и легкосуглинистой почв кислотными растворами в объеме годовой - полуторагодовой нормы осадков с разной величиной рН свидетельствуют о существенном изменении их агрохимических свойств (рис. 1, 2). Наиболее заметно изменилась (увеличилась) кислотность почв. В легкосуглинистой почве рНкс1 всех вариантов снизилась на 0,3...0,6 ед., включая контроль; в супесчаной почве снижение было менее значительным (0,08...0,27 ед. рН).

Отмечается тенденция к увеличению обменной кислотности изученных почв после обработок кислотными растворами. Более однозначно характеризуется динамика гидролитической кислотности: увеличение в легкосуглинистых почвах на 21-33 %, в супесчаных - на 13-22 %. Показательно, что при

обработке монолитов почв дистиллированной водой с рН 5,5-6,0, в отличие от обменной кислотности, величина гидролитической кислотности достоверно не отличалась от исходных значений.

Пропорционально величине кислотности обработок однозначно уменьшается сумма обменных оснований и степени насыщенности почв поглощенными основаниями во всех испытуемых разновидностях почв и, в максимальной степени, супесчаной. Так, степень насыщенности супесчаных почв поглощенными основаниями в вариантах обработки растворами с рН 3,5 и 2,5 снизилась соответственно на 49 % и 85 % от исходной.

Для контрольных обработок с рН 5,56,0 характерно, наоборот, существенное (на 54 %) увеличение насыщенности почв основаниями. Полученные результаты согласуются с имеющимися литературными данными как при искусственных обработках [5], так и в полевых исследованиях [6]. Реакция степени насыщенности основаниями легкосуглинистых почв на кислотное воздействие выражена значительно меньше, что подтверждает высказываемое мнение о повышении буферности почв с увеличением глинистой фракции в их составе [3].

Для оценки качества условий местопроизрастания лесных насаждений важно, наравне с указанными агрохимическими показателями, установить закономерности изменений содержания в почвах гумуса и элементов минерального питания растений. Исследования показывают, что при нашей интенсивности и длительности кислотных обработок количество гумуса во всех вариантах опыта изменялось незначительно, что, вероятно, объясняется значительной устойчивостью гумусовых веществ к подкислению [4].

Снижение содержания и разрушение гумуса, видимо, может наблюдаться только при более «жестких» кислотных обработках [7].

Реакция аммонийного азота на кислотное воздействие характеризуется значительной неустойчивостью. Если в супесчаных почвах содержание обменного аммония (N-NK4) под влиянием кислотных обработок уменьшается на 35-44 %, то в легкосуглинистых наблюдается слабо выраженная тенденция к его росту.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008

29

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

0,3 -| Al(3+) 0,2 -0,1 -0

l_rJ

I ■

I

I

II

III

IV

0,3 -| H+ 0,2 _

0,1 -0

■ ■ I

I II

Al(3+)+(H+)

III

0,4 -0,2 -0

I

IV

1

4,5

4,3

4,1

I II

pH(kcl)

I I

III

IV

I

I

II

III IV

16Гидролитическая кислотность

■ I I I I

40 30 : 20 -10 -0

60

I II III IV

Сумма поглощенных оснований

I

1

I II III IV

Степень насыщенности поглощенными основаниями, %

y_i_

1

I II III IV

а

2.0- , Al(3+)

1.0-

0

I ■ I

I

II

III

IV

0,2 и H+ 0,1

0

I

I I I

I II

Al(3+)+(H+)

III

IV

1,2 -0,8 -0,4 -0 -■

5.0

4,6

4,2

3,8

I . I

I

pH(kcl)

II

III

IV

■ I ■

I II III IV

12-i Гидролитическая кислотность 8 -4 -0

- Гидролитическая кислотность

I I I I

I

II

III

IV

40 Сумма поглощенных оснований

30 20 10 0

I II III IV

Сумма поглощенных оснований

11 ГГ I

80

72

64

Степень насыщенности поглощенными основаниями, %

I

I I I

II III

б

IV

I

Рис. 1. Изменение свойств дерново-подзолистых почв зоны хвойно-широколиственных лесов под влиянием кислотных обработок: а) супесчаные; б) легкосуглинистые. I - до обработки; II - контроль; III - pH 3,5; IV - pH 2,5

30

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

120 -

N-NH4

80 -40 -0 --

I

I II

Li

III IV

(N-NH4)+ (N-NO3)

■ ■ I

I II III IV

30 20 10 0

I II III IV

N-NO3

.11

120 -80 -40 -0

Гумус, %

1,6

1,2

0,8

0,4

0

I II III IV

N-NH4

I II III IV

(N-NH4)+ (N-NO3)

150

100

50

0

I II III IV

N-NO3

40 -

30 -

20 -10 -

II

III

IV

0

I

120

80

40

0

Подвижный фосфор

Подвижный фосфор

120 ■

лШ

III

IV

II

III

IV

I

I

а б

Рис. 2. Изменение содержания гумуса и элементов минерального питания в дерново-подзолистых почвах зоны хвойно-широколиственных лесов под влиянием кислотных обработок: а) супесчаные; б) легкосуглинистые. I - до обработки; II - контроль; III - pH 3,5; IV - pH 2,5

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008

31