CC BY
205
Труды Карельского научного центра РАН Выпуск 5. Петрозаводск, 2003. С. 108-120
ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ КАРЕЛИИ И ОЦЕНКА ИХ ПРОДУКТИВНОСТИ
Н. Г. ФЕДОРЕЦ, Р. М. МОРОЗОВА, А. Н. СОЛОДОВНИКОВ
Институт леса Карельского научного центра РАН
Приведены сведения о структуре почвенного покрова, пространственном распространении почв Карелии, занимаемых ими площадях, приуроченности к определенным элементам рельефа и почвообразующим породам. На основании многолетних исследований выделены главные лесорастительные показатели. Приводится бонитировочная шкала почв республики. Значительное внимание уделено построению многофакторных моделей взаимосвязи плодородия почв и продуктивности сосновых и еловых древостоев в северо- и среднетаежной подзоне Карелии.
N. G. FEDORETS, R. М. MOROZOVA, А. N. SOLODOVNIKOV. THE FOREST SOILS IN KARELIA AND EVALUTION THEIR CAPACITY
The monograph contains data on the soil cover structure, space distribution of soils in Karelia, the soils areas, links to certain relief elements and soilforming rocks. Long-term studies have revealed basic features of soil vegetation. Given also the soils capacity scale of the republic. Considerable attention is paid to creating multi-factor models showing the relationship between soils capacity and productivity of pine and spruce stands in northern and midtaiga subzone of Karelia.
Введение
В настоящее время проблема оценки лесных земель имеет существенное значение в связи с новым подходом к их имущественной принадлежности и хозяйственному использованию. В Карелии оценка лесных почв до настоящего времени не проводилась, хотя на территории республики более 90% земель -это лесные почвы. Проведение оценки лесных земель республики является сложной проблемой в связи с чрезвычайной пестротой и мел-коконтурностью почвенного покрова, обусловленной пересеченностью рельефа, частой сменой почвообразующих пород и строением древостоя.
Начало почвенных оценочных работ как в России в целом, так и в Карелии относится к первой половине XX века. Уже в 1900-1905 гг. Олонецким земством выполнялись почвенные работы с целью оценки земель. Проводилось описание только пахотных и сенокосных угодий с указанием рельефа, почвы, подстилающей породы и растительности, основное внимание уделялось землям сельскохозяйственных угодий.
Впервые необходимость земельного кадастра была предусмотрена нашим законодательством в 1960 г. С принятием «Основ законодательства Союза ССР и союзных республик» (1968) и постановления Совета Министров СССР «О порядке ведения Государственного земельного кадастра» (1977) Министерства сельского и лесного хозяйства и Советы Министров республик обязывались осуществлять необходимые мероприятия по обеспечению ведения земельного кадастра. Государственный земельный кадастр страны включает данные регистрации землепользователей, учета количества и качества земель, бонитировки почв и экономической оценки земель. Эти сведения служат целям организации эффективного использования земель, их охраны, планирования, размещения и специализации сельскохозяйственного производства, мелиорации и химизации, сельского хозяйства, а также осуществления других народнохозяйственных мероприятий, связанных с использованием земель.
Создаваемый в настоящее время новый экономический механизм существенно повышает роль земельного кадастра. Многообразие
форм собственности и введение оплаты за владение и пользование землей, возрастание экологических требований, замена административных методов управления производством экономическими требуют существенных изменений в системе ведения земельного кадастра. Эти обстоятельства нашли свое отражение в «Основах законодательства Союза ССР и Союзных республик о земле» от 28 февраля 1990 г. В «Основных положениях государственного земельного кадастра...» 1990 г. преодолена односторонняя агропроизводственная направленность земельного кадастра, подчеркивается его значимость для всех отраслей хозяйства, для всех видов человеческой деятельности, связанных с землепользованием.
Земельный кодекс РСФСР (1991) регламентирует ведение государственного земельного кадастра как «систему необходимых сведений и документов о правовом режиме земель, их распределении по собственникам земель и арендаторам, категориям земель, о качественной характеристике и народнохозяйственной ценности земель».
Законами Республики Карелия (Сборник законов.., 1992) предусматривается ведение государственного земельного кадастра (раздел XI, статья 111). Его данные подлежат обязательному применению при планировании использования и охраны земель, при их изъятии и предоставлении, при определении платежей за землю, проведении землеустройства, оценке хозяйственной деятельности и осуществлении других мероприятий, связанных с использованием и охраной земель. Однако это касается лишь земель, используемых в сельском хозяйстве, а земли гос-лесфонда остаются вне поля зрения правительственных органов и службы землеустройства.
Земли государственного лесного фонда в Республике Карелия составляют 49,1 % ее территории. Отсутствие кадастра лесных земель затрудняет ведение лесного хозяйства и тормозит восстановление лесов, а также проведение мероприятий по повышению продуктивности существующих насаждений. Рассмотрение структуры разделов государственного лесного кадастра также свидетельствует о том, что лесной кадастр сейчас не ведется. При этом существующая сис-
тема учета, будучи одним из наиболее консервативных инструментов лесной политики, не только не стимулирует, но фактически делает чисто декларативным многосистемные указания центральных лесохозяйственных органов страны о рациональном использовании лесных земель и оптимизации лесного хозяйства.
Основной частью любого кадастра является выделение типологических единиц, их качественная оценка и количественный учет. Нами проводился количественный учет и качественная оценка почвы как компонента ландшафта, в основном на подтиповом и родовом таксономических уровнях.
Результаты исследований
Почвенный фонд Карелии. Вследствие значительной протяженности республики по направлению с севера на юг сменяются биоклиматические подзоны от северной тайги к средней, граница между которыми проходит около 63° с. ш. Резкой смены процессов почвообразования в этой связи не наблюдается, что объясняется широким распространением почвообразующих пород легкого механического состава, общностью физических и химических свойств которых в северной и средней тайге (низкая влагоемкость, высокая водопроницаемость, бедность элементами питания, богатство первичными минералами) перекрываются изменения биоклиматических показателей. И все же в процессах почвообразования, а следовательно, и в почвенном покрове различия наблюдаются (табл. 1). В северотаежной подзоне широко распространены торфянистые иллювиапьно-гумусовые подзолы, занимающие не только понижения, как это имеет место в среднетаежной подзоне, но и выполо-женные вершины моренных гряд и холмов. Это связано с близким залеганием кристаллических пород, препятствующих свободной фильтрации влаги. Кроме того, наличие почвообразующих песчаных пород грубого гранулометрического состава способствует развитию гумусово-иллювиального процесса.
Низкие температура воздуха и биологическая активность почв, краткость вегетационного периода обусловили накопление на поверхности
Таблица 1. Распределение типов почв в северо- и среднетаежной подзонах Карелии
Северотаежная подзона Среднетаежная подзона Всего
Почвы тыс. га % тыс. га % тыс. га %
Подзолистые 5269,4 57,9 3878,1 65,4 9147,5 60,8
Болотно-подзолистые 1794,7 19,6 860,5 14,5 2655,2 17,7
Болотные верховые 1276,9 14,0 350,1 5,9 1627,0 10,8
Болотные переходные 585,7 6,5 643,6 10,8 1229,3 8,2
Болотные низинные 44,1 0,5 45,3 0,8 89,4 0,6
Болотные освоенные 1.1 0,01 17,1 0,3 18,2 0,1
Итого болотные 1907,8 21,0 1056,1 17,8 2963,9 19,7
Буроземные - - 136,4 2,3 136,4 0,9
Аллювиальные маршевые 52,2 0,6 - - 52,2 0,3
Аллювиальные 0,3 сл. 0,4 Сл. 0,7 Сл.
Горно-тундровые 69,6 0,8 - - 69,6 0,5
Горные подзолы иллю-
виально-гумусовые 7,6 0,1 - - 7,6 0,05
Всего 9101,6 100 5929,8 100 15031,3 100
почвы мощной лесной подстилки. Запас лесной подстилки в аналогичных типах сосновых лесов в северотаежной подзоне почти в полтора раза выше, чем в среднетаежной. Лесная подстилка в условиях повышенной влажности и низких температур продуцирует большое количество растворимых органических веществ, способствующих сильному оподзоливанию и накоплению ор-гано-минеральных компонентов в иллювиальном горизонте, тем более что близкое подстилание коренных пород препятствует выносу их за пределы почвенного профиля. В этих условиях иллювиальный горизонт уплотняется и в нем образуются ортзандовые прослойки или зерна орт-штейна. Подзолы с ортзандовыми и ортштейно-выми горизонтами очень характерны для северной тайги. Если на территории всей республики подзолы иллювиально-железисто-гумусовые и иллювиально-гумусовые занимают 30%, то в северотаежной подзоне - около половины всей территории.
Подзолы иллювиально-железистые и иллювиально- гумусово-железистые, развивающиеся в более сухих местообитаниях, занимают меньшую площадь (8,5%), в то время как на всей территории республики их доля составляет 23%. Для почвенного покрова северотаежной подзоны характерно широкое распространение глееподзолистых суглинистых почв, занимающих дренированные местоположения вдоль рек, впадающих в Белое море.
В связи с более холодным климатом, низкой испаряемостью, а следовательно, высоким коэффициентом увлажнения болотно-подзоли-стые и болотные почвы занимают более 40% площади северотаежной подзоны, при этом среди болотных почв преобладают торфяные верхового типа (14%), болотные низинные встречаются единичными массивами. Характерной особенностью почвенного покрова северотаежной подзоны является вертикальная зональность. На высоте более 500 м над уровнем моря распространены горно-тундровые почвы, сформировавшиеся под тундровым редколесьем, на очень тонком слое моренных отложений или элювии кристаллических пород. Почвы имеют маломощный профиль, минеральные слои различного механического состава от щебня до глин. Лесная подстилка оторфована и лежит зачастую прямо на кристаллическом фундаменте - образуется маломощная торфяная залежь. Существенным фактором формирования этих почв является склоновый сток, с которым выносятся органическое вещество и тонкие иловатые частицы.
Ниже 500 м над уровнем моря распространены горно-подзолистые почвы, отличающиеся от зональных подзолистых почв меньшей степенью оподзоленности, очень коротким профилем, накоплением большого количества гумуса в иллювиальном горизонте, коричнево-бурой окраской всего профиля.
В расщелинах горных склонов, куда сносится мелкозем и органическое вещество, развиваются торфяно-перегнойные почвы. В сухих
местоположениях распространены щебенчатые примитивные почвы со слабо выраженным профилем.
Большое влияние на формирование почвенного покрова северотаежной подзоны оказала близость Белого моря. Современная трансгрессия и регрессия морских вод и связанная с ними увлажненность почв в приливно-отливной зоне способствовали формированию своеобразных маршевых почв, характеризующихся слабодиф-ференцированным морфологическим профилем, низкой кислотностью в верхних горизонтах и появлением щелочной реакции на глубине 10-15 см. Эти почвы содержат много хлора, серы, водорастворимых минеральных веществ, что не характерно для зоны подзолистых почв. Они богаты органическим веществом по всему профилю, поскольку минеральные слои чередуются с прослойками водорослей. На них чаще всего произрастают злаковые луга, поэтому в них хорошо развит дерновый горизонт. Весь профиль маршевых почв оглеен, чаще всего они имеют глинистый механический состав. При застое поверхностных и грунтовых вод формируются тор-фяно-перегнойно-глеевые илистые почвы с признаками засоления или осолодения. На побережье Белого моря маршевые почвы чередуются с примитивными на выходах скальных пород. Примитивные почвы могут быть представлены только дерниной под злаковым разнотравьем или лесной подстилкой под сосновым редколесьем.
В северотаежной подзоне на древнемор-ских или озерных террасах, сложенных глинами, распространены глееподзолистые почвы. Эти почвы характеризуются оторфованной лесной подстилкой, ниже которой залегает подзолистый глеевый горизонт.
Таким образом, для северотаежной подзоны характерно:
- проявление вертикальной зональности, распространение горно-тундровых и горноподзолистых почв;
- большое участие в почвенном покрове бо-лотно-подзолистых почв;
- распространение маршевых почв вдоль Белого моря и глееподзолистых на древних морских террасах;
- среди подзолистых почв преобладают ил-лювиально-железисто-гумусовые и иллювиально-гумусовые подзолы;
- все почвы характеризуются укороченным профилем, активным процессом почвообразования охвачена верхняя 40-60-сантиметровая толща.
Как уже отмечалось, резкой смены почвенного покрова при переходе от северо- к среднетаежной подзоне не происходит, однако имеются и свои особенности. В среднетаежной подзоне в связи с лучшими климатическими условиями и большей испаряемостью автоморф-ные почвы занимают значительно большие площади, чем в северной тайге, а болотно-подзолистые и болотные - почти в 2 раза меньшие площади (22%), чем в северной (40,5%).
В почвенном покрове среднетаежной подзоны подзолистые почвы занимают 2/3 территории. Среди подзолистых почв наиболее распространены (33,3%) подзолы иллювиально-желе-зистые и иллювиально-гумусово-железистые. На долю иллювиально-железисто-гумусовых и гумусовых приходится около 5% площади, в то время как в северотаежной подзоне они преобладали в почвенном покрове. Для среднетаежной подзоны, особенно ее южной части, характерно широкое распространение кислых грубо-гумусных буроземов, формирование которых связано с богатством почвообразующих пород соединениями железа, кальция, магния. Для условий Карелии буроземы - это азональные почвы. Богатство почвообразующих пород железом и кальцием тормозит подзолообразова-тельный процесс, наиболее характерный для бореальной зоны, весь почвенный профиль приобретает буроватый, а иногда коричневатый оттенок. Эти почвы богаты органическим веществом, часто имеют хорошо выраженный гумусовый горизонт с зернистой структурой. Своеобразны буроземные почвы, развивающиеся на элювии шунгитовых сланцев или морене с большим участием в ее составе шунгитовых пород. Эти почвы имеют почти черную окраску, профиль слабо дифференцирован на горизонты, хорошо выражен лишь гумусово-аккумулятивный горизонт, постепенно переходящий в почвообразующую породу. Почвы -высокоплодородные, широко распространены в Заонежье.
Для почвенного покрова южной части среднетаежной подзоны Карелии характерно распространение подзолистых почв на породах супесчаного и суглинистого механического состава.
Таким образом, почвенный покров среднетаежной подзоны имеет свои особенности:
- меньшее распространение почв гидро-морфного и полугидроморфного ряда по сравнению с северотаежной подзоной;
- преобладание в почвенном покрове подзолов иллювиально-железистых и иллювиаль-но-гумусово-железистых;
- широкое распространение подзолов ил-лювиально-гумусовых среди почв полугидроморфного ряда;
- наличие почв буроземного типа;
- для южной части средней тайги характерен гумусово-аккумулятивный процесс почвообразования.
Оценка продуктивности лесных земель. В литературе, посвященной установлению связи производительности леса с факторами окружающей среды, в том числе и с почвами, четко прослеживаются два направления: 1) ланд-шафтно-биологическое и 2) почвенно-экологи-ческое. Первый подход (его называют еще типологическим) - это оценка продуктивности классификационных единиц лесных почв и типов местообитаний без анализа их частных свойств. Почвенно-экологический (или анали-
тический) метод оценки продуктивности почв основан на выявлении физико-химических признаков, коррелирующих с продуктивностью леса и последующим построением уравнений взаимосвязи.
1. Оценка продуктивности почв проведена на основе учета комплекса их генетических и лесорастительных свойств. Сопоставление показателей оценки почв по их плодородию, с одной стороны, с продуктивностью насаждений, с другой, является основой бонитировочной шкалы почв.
К числу наиболее важных оценочных признаков отнесены:
- генезис почвообразующих пород (моренные отложения обычно богаче элементами минерального питания, чем водно-ледниковые или озерные);
- механический состав почвообразующих пород;
- характер сложения почвообразующих пород (двучленность или слоистость наносов повышает качество песчаных и супесчаных почв);
- мощность рыхлой толщи, залегающей на коренных породах (чем мощнее рыхлые наносы, тем производительнее почва);
- характер увлажнения (поверхностное, стоковое или грунтовое) и его интенсивность;
- мощность лесной подстилки и гумусово-аккумулятивного горизонта;
- содержание органического вещества в гу-мусово-аккумулятивных и иллювиальных горизонтах, зольность лесных подстилок и торфа, а также степень их минерализации;
- содержание в почвах элементов минерального питания (азота, фосфора, калия);
- кислотно-основные свойства.
Поскольку почва является одновременно
самостоятельной целостной системой и компонентом ландшафта, оценить ее плодородие возможно только через анализ всей экосистемы. В связи с этим в бонитировочной шкале кроме полного названия почв приведены форма рельефа, мощность рыхлой толщи почвообразующих пород, тип леса и его производительность (класс бонитета).
Оценка почв проведена по 100-балльной системе с подразделением на 20 классов и 5 групп. Группировка почв произведена на основе генетической классификации и систематического списка почв с диагностическими показателями и лесорастительными характеристиками.
Наименьшим количеством баллов (<5) оценили примитивные и горно-тундровые почвы, наибольшим (95-100) - буроземы темноцветные, развитые на шунгитовых сланцах с мощной рыхлой толщей элювия. В настоящее время эти почвы почти все освоены и находятся под пашнями и лугами.
Наиболее подробно дана оценка подзолистых почв и буроземов, которые занимают наибольшие площади среди автоморфных почв и более детально исследованы. В зависимости
от элемента рельефа, условий увлажненности, механического состава и других факторов балл подзолистых почв колеблется от 35 до 85 и соответственно продуктивность произрастающих на них насаждений - от IV до II класса бонитета. То же можно отметить и для буроземов, оценка которых колеблется от 30 до 100 баллов.
Для таких почв, как горно-подзолистые, элювиально-поверхностно-глееватые, глееподзоли-стые (глееземы), занимающих небольшие площади и менее детально исследованных, проведена только одна оценка. Это связано не только с тем, что они занимают небольшие площади, но и с менее детальным исследованием их. Дальнейшее изучение взаимосвязи их плодородия и произрастающих на них насаждений позволит расширить балльную оценку их продуктивности.
Почвы северотаежной подзоны оценены на 10-15 баллов ниже, чем соответствующие почвы средней тайги. По усредненной продуктивности почвы располагаются в следующем порядке: примитивные - <5 баллов, болотные верховые - 15, болотные переходные - 20, под-буры - 30, болотно-подзолистые - 35-40, подзолы - 55 (поверхностно-подзолистые - 35, подзолы - 55, подзолистые - 75), глеелодзоли-стые - 55, буроземы - 70-75, элювиально-по-верхностно-глееватые - 80-85, буроземы темноцветные на шунгитовых сланцах или шунги-товой морене - 90-95 (табл. 2).
По лесорастительным свойствам все почвы разделены на пять групп, которые довольно четко коррелируют с классами бонитета хвойных лесов.
I. Наилучшие почвы оценены 80-100 баллами. К ним отнесены буроземы темноцветные и многогумусные, подзолистые суглинистые, элювиально-поверхностно-глееватые суглинистые и подзолы иллювиально-железистые тонкопесчаные с прослойками суглинков и глин. Все эти почвы занимают выположенные элементы рельефа (террасы на склонах, пологие увалы, волнистые равнины). Все они, за исключением подзолов, имеют хорошо выраженный гумусово-аккумулятивный горизонт, содержащий повышенное количество элементов питания.
Подзолы иллювиально-железистые, развивающиеся на тонкопесчаных слоистых отложениях, обеспечивают благоприятный пищевой и водный режим, способствующий произрастанию на них высокобонитетных насаждений. К почвам этой группы приурочены наиболее производительные в Карелии ельники кисличные и травяные и сосняки травяно-черничные 1-Н классов бонитета.
II. Хорошие для произрастания древесных насаждений почвы оценены в 60-80 баллов. К ним отнесены буроземы грубогумусные, занимающие выположенные вершины гряд и их склоны, а также буроземы грубогумусные глееватые, занимающие западины на плоских вершинах кристаллических гряд. К этой группе отнесены различные роды подзолов: иллювиально-железистые песчаные, развитые на озерных и флювиогляциальных равнинах, иллювиально-
гумусово-железистые супесчаные на волнистых моренных равнинах, иллювиально-желе-зисто-гумусовые грунтово-глееватые песчаные, развитые на низких озерно-ледниковых равнинах. К этим почвам приурочены ельники и сосняки черничные, реже сосняки брусничные III класса бонитета среднетаежной подзоны.
III. Средние по качеству почвы оценены в 40-60 баллов, имеют широкое распространение на всей территории республики. К ним отнесены подзолы иллювиально-гумусово-желе-зистые и железисто-гумусовые песчаные и супесчаные северотаежной подзоны под ельниками и сосняками воронично-черничными и во-ронично-брусничными IV-V классов бонитета, а также подзолы иллювиально-железистые песчаные на разнозернистых песках, занимающие вершины и склоны моренных гряд под сосняками брусничными III-IV классов бонитета.
Глееподзолистые суглинистые на речных и древних морских террасах под ельниками черничными влажными IV класса бонитета.
Подбуры среднемощные, развивающиеся на плоских вершинах кристаллических гряд под ельниками черничными и сосняками травяно-черничными III класса бонитета.
Почвы болотно-подзолистого типа: перегной-но-подзолисто-грунтово-глеевые супесчаные на глинах под ельниками травяно-папоротниковыми III класса бонитета и дерново-подзолисто-грунтово-глеевые супесчаные и песчаные, занимающие широкие лощины. Проточный режим поч-венно-грунтовых вод, несмотря на их близкое залегание, обеспечивает хороший водно-пищевой режим, способствующий средней (III класс бонитета) продуктивности произрастающих на них березово-еловых широкотравных насаждений.
IV. Почвы по качеству ниже среднего уровня оценены в 20-40 баллов. К ним отнесены почвы, имеющие какие-либо негативные показатели, - сухие и маломощные, занимающие вершины озовых гряд, камовых и моренных холмов, - это подбуры и буроземы грубогумусные на маломощных рыхлых отложениях, подстилаемых коренными породами; поверхностно-подзолистые песчаные на мощных флювиогляциальных песках; подзолы иллювиально-желе-зисто-гумусовые сильнокаменистые северной тайги. На них произрастают сосняки и ельники лишайниковые, вересковые, воронично-брус-ничные. К этой группе отнесены и почвы избыточно-увлажненные: подзолы торфянистые и торфяные иллювиально-гумусовые песчаные и супесчаные, иногда с ортштейновым горизонтом, под сосняками кустарничково-долгомош-ными или кустарничково-сфагновыми; торфянисто- подзолисто-поверхностно-глеевые суглинистые под ельниками долгомошными и осинниками широкотравными, болотные переходные торфяно-глеевые под сосняками кустарничково-сфагновыми, болотные низинные под ельниками болотно-травяными. К этой группе почв приурочены леса низкого класса бонитета - V, реже IV.
Таблица 2. Оценочная (бонитировочная) шкала лесных почв Карелии
Почва Балл Местоположение Мощность рыхлой толщи, см Тип леса Класс боните та
Горно-тундровые 0-5 Вершины и склоны гор 10-40 Березовые мелколесья V3
Примитивные органогенные 0-5 Вершины гряд <5 Сосняки (С.) вересковые V3
Сухоторфянисто-каменистые 0-5 Плоские широкие верши- <5 С. вересковые V8
ны гряд
Примитивные на элювии 5-10 Плоские вершины гряд 5-10 С. лишайниковые V
Примитивные песчаные 5-10 Береговые валы, дюны С. лишайниковые V
Горно-подзолистые 5-10 Нижние части склонов гор 10-20 С.воронично- V
зеленомошные
Фрагментарные подзолы с близким 5-10 Вершины гряд 10-20 С. и ельники (Е.) скальные V
залеганием коренных пород
Подбуры неполноразвитые на элю- 10-15 Плоские вершины гряд <20 С. скальные, С. вереско- V
вии диабазов вые
Подбуры грубогумусные маломощ- 10-15 То же 20-30 С. лишайниковые V
ные <35 С. брусничные IV
Подбуры грубогумусные средне- 25-30 Южные террасы гряд <35 Е. брусничные IV
мощные на элювии диабазов Пологие склоны гряд >35 С.черничные IV
Подбуры грубогумусные средне- 45-50 Западины на вершинах >40 Е. черничные III
мощные на элювии диабазов гряд
Подбуры вторично-дерновые сред- 45-50 Склоны гряд >35 С. чернично-травяные III
немощные на элюво-делювии диа- Нижние части склонов >35 Е. чернично-травяные III
базов гряд
Буроземы грубогумусные мало- 35-40 Вершины и верхние части <20 С.вересковые IV
мощные на моренных песках, под- склонов гряд и холмов
стилаемых кристаллическими по-
родами
Буроземы грубогумусные мало- 70-75 Высокие волнистые рав- <50 С.черничные III
мощные песчаные на кристалличе- нины
ских породах
Буроземы грубогумусные на мо- 75-80 Склоны гряд >50 Е. черничные III
ренных песках
Буроземы многогумусные на мо- 80-85 То же >50 С. черничные II-III
ренных песках
Буроземы грубогумусные на мощ- 80-85 То же 100 Е. чернично-травяные II-III
ных моренных песках с элювием
диабазов
Буроземы многогумусные мало- 75-80 Западины на склонах гряд <50 Е. кисличные III
мощные на завалуненных песках
Буроземы гумусово- аккумулятивные 85-90 Склоны гряд >80 Е. кисличные II
на моренных песках
Буроземы гумусово- 85-90 Волнистые равнины Е. травяно-кисличные II
аккумулятивные суглинистые
Буроземы оподзоленные песчаные 75-80 Пологие склоны,равнины >50 Е. травяно-кисличные III
на озерных песках
Буроземы контактно-глееватые на 75-80 Нижние части и подножия >100 Е. травяно-кисличные III
моренных песках склонов гряд
Буроземы вторично-дерновые 65-70 Понижения, западины на <50 С. травяно-черничные III
глееватые на моренных песках, грядах
подстилаемых глинами
Буроземы глееватые на маломощ- 65-60 Неглубокие понижения на <35 С. черничные III
ных моренных песках плоских вершинах гряд
Буроземы глеевые песчаные на озер- 60-55 Нижние части пологих <40 Е. черничные влажные lll-IV
ных песках, подстилаемых глинами склонов гряд
Поверхностно-подзолистые песча- 30-25 Водно-ледниковые равнины С. лишайниковые (сев. V
ные разнозернистые на мощных тайга)
песках
Поверхностно-подзолистые на мо- 30-35 Склоны моренных холмов С. воронично- IV
ренных песках лишайниковые (сев. тайга)
Поверхностно-подзолистые песча- 30-35 Вершины моренных холмов С. вересково- V
но-гравийные валунные лишайниковые
Поверхностно-подзолистые разно- 35-40 Озы, камы, друмлины С. брусничные IV
зернисто-песчаные
е
Продолжение табл. 2
Почва
Балл
Местоположение
Мощность рыхлой толщи, см
Тип леса
Класс бонитета
Поверхностно-подзолистые гра- 35-40 вийно-галечно-крупнопесчаные
Подзолистые неполноразвитые песча- 35-40 ные на кристаллических породах
Поверхностно-подзолистые на 40-45 мощных водно-ледниковых песках
Подзолы иллювиально-железистые 40-45 песчаные крупнозернистые на флювиогляциальных песках
Подзолы иллювиально-железистые 45-50 на разнозернистых каменистых песках
Подзолы иллювиально-железистые 45-50 среднезернисто-песчаные
Подзолы иллювиально-железистые 55-60 на разнозернистых валунных песках
Подзолы иллювиально-железистые 65-70 песчаные тонкозернистые
Подзолы иллювиально-железистые 70-75 тонкозернистые песчаные на глинах
Подзолы иллювиально-железистые 80-85 песчаные с прослойками суглинков на глинах
Подзолы иллювиально-железисто-гумусовые супесчаные сильнокаменистые
Подзолы иллювиально-гумусово- 35-40 железистые супесчаные на кристаллических породах
Подзолы иллювиально-гумусово- 45-50
железистые песчаные разнозерни-
стые
Подзолы иллювиально-гумусово- 65-70 железистые супесчаные
Подзолы иллювиально-железисто- 40-45 гумусовые песчаные валунные
Подзолы иллювиально-железисто- 50-55 гумусовые супесчаные валунные
Подзолы иллювиально-железисто- 65-70 гумусовые грунтово-глееватые супесчаные
Пятнисто-подзолистые иллювиаль- 70-75 но-железисто-гумусовые глееватые песчаные
Пятнисто-подзолистые песчаные 70-75 сильнозавалуненные
Пятнисто-подзолистые супесчаные 75-80 на суглинках
Подзолистые глубинно-глееватые 75-80 на слоистых тонкозернистых песках
Подзолистые вторично-дерновые 75-80 супесчаные
Подзолистые суглинистые 80-85
Пятнисто-подзолистые супесчаные 80-85 на суглинках
Подзолистые контактно-глееватые 75-80 суглинистые
Подзолистые контактно-глееватые 75-80 супесчаные на глинах
Элювиально-поверхностно- 75-80 глееватые суглинистые на глинах
Высокие водно-ледниковые равнины Вершины, склоны гряд
Высокие волнистые равнины
Озы, камы, вершины моренных холмов
Склоны озовых гряд и ка-мовых холмов
То же
Вершины и склоны моренных гряд и холмов Озерно-ледниковые волнистые равнины То же
То же
30-35 Мелкие моренные холмы
С. воронично-брусничные IV (сев.тайга)
30
Склоны кристаллических гряд
Высокие водно-ледниковые равнины
Склоны моренных гряд и холмов
Нижние части склонов моренных холмов Моренные холмы
Низкие озерно-ледниковые равнины
Высокие водно-ледниковые равнины
Грядово-равнинный
Моренный мелкохолмистый
Террасы речных долин и озерные равнины Волнистые равнины
То же
Высокие холмистые равнины
Волнистые равнины То же
Всхолмленные равнины
<60
Е. черничные Б. брусничные С. брусничные
С. вересковые
С. брусничные
С. бруснично-лишайниковые С. брусничные
С. брусничные
С. брусничные
С. черничные
Е. бруснично-толокнянковые (сев. тайга)
С.голубично-черничные
С. вересково-толокнянково-брусничные (сев.тайга) С. черничные
Е. черничные влажные
С. воронично-черничные (сев.тайга)
С. черничные влажные
С. черничные
Е. черничные
Е. и Б. разнотравно-черничные С. черничные
Е. травяные
Е. кисличные Е. кисличные
Е. черничные
Е. черничные
Е. черничные
IV IV IV
IV
IV
IV
IV IV
III
IV IV
Окончание табл. 2
Почва
Балл
Местоположение
Мощность рыхлой толщи, см
Тип леса
Класс бонитета
Элювиально-поверхностно- 85-90
глееватые суглинистые Буроземы темноцветные на шунги- 90-95 товой морене
Буроземы темноцветные на шунги- 95-100 товых сланцах
Глееподзолистые суглинистые 55-60
Подзолы торфяные иллювиально- 20-25 гумусовые песчаные
Подзолы торфянистые иллювиаль- 25-30 но-железисто-гумусовые песчаные
Торфяно-подзолистые грунтово- 30-35 глеевые на сортированых песках
Торфянисто-подзолистые грунтово- 35-40 глеевые песчаные и супесчаные
Перегнойно-подзолисто-грунтово- 55-60 глеевые супесчаные на глинах
Дерново-подзолисто-грунтово- 55-60 глеевые песчаные и супесчаные
Торфяно-подзолистые поверхност- 20-25 но-глеевые суглинистые
Торфянисто-подзолисто- 35-40 поверхностно-глееватые суглинистые
Дерново-подзолисто- 35-40 поверхностно-глеевые суглинистые
Болотные верховые торфяные 10-15
Болотные верховые торфяно- 15-20 глеевые
Болотные переходные торфяные 15-20
Болотные переходные торфяно- 20-25 глеевые
Болотные низинные торфяные 35-40
Болотные низинные торфяно- 40-45 глеевые
Террасированные склоны гряд
Всхолмленные равнины
Полого-холмистые равнины
Долины рек и древние морские террасы
Зандровые равнины, ок-райки болот
Водно-ледниковые равнины
Низкие озерные равнины Широкие лощины Подножия гряд, лощины
Узкие лощины
Пониженные участки волнистых равнин Низкие равнины
То же
Равнины, центральные части болот
Окрайки верховых болот, неглубокие понижения Центры мезотрофных болотных массивов
Мелкие лощины, окрайки переходных болот Низинные болота Краевые части низинных болот
>200
Е. чернично-травяные
Е. липняковые
Злаковые луга и пашни
Е.кустарничково-долгомошные и черничные влажные С. голубично-багульниковые С. кустарничково-долгомошные С. долгомошные
Е. черничные влажные
Е. черничные влажные, Е. травяно-папоротниковые Березово-еловые широкотравные Е. кустарничково-долгомошные Е. долгомошные
Осинники и березняки широкотравные С. сфагновые
50 С. осоково-сфагновые
>150 С. багульниково-сфагновые
Е. хвощово-сфагновые <50 С. долгомошные
Е. осоково-долгомошные >50 Е. болотно-травяные <50 Е. болотно-травяные
IV
V IV IV IV
IV III
III
V
IV
IV
V3
V
V IV
IV
IV IV
V. Почвы очень низкого качества - 0-20 баллов. Сюда отнесены все примитивные и неполнораз-витые почвы с малой мощностью рыхлых отложений - это подбуры маломощные и фрагментарные подзолы. Они обычно занимают вершины кристаллических гряд. На них произрастают сосняки и ельники скальные и лишайниково-каменистые V—\/а классов бонитета. К этой группе отнесены и болотные переходные торфяные и болотные верховые торфяные и торфяно-глеевые почвы, на которых произрастают сосняки сфагновые Уа класса бонитета или багульниково-сфагновые и ельники хвощово-сфагновые V класса бонитета. Факторами, лимитирующими плодородие данной группы почв, являются близость к поверхности кристаллического фундамента или избыточное увлажнение. Если первый фактор трудно изменить, а следовательно, и повысить продуктивность древо-стоев, то второй можно изменять, проводя гидромелиорацию, после которой данные почвы могут перейти в третью или вторую группу.
2. Целью наших исследований явилось также построение моделей взаимосвязи показателей почвенного плодородия и продуктивности сосновых и еловых насаждений в условиях северной и средней тайги на территории Карелии.
Решались следующие задачи:
- выбор информативных показателей почвенного плодородия;
- построение регрессионных уравнений продуктивности лесных земель.
При инвентаризации лесных почв Карелии были получены обширные морфометрические и аналитические материалы. Полученный массив данных разделялся с учетом преобладающей древесной породы (сосна или ель), в зональном аспекте (северо- или среднетаежная подзона), по характеру и степени выраженности основных процессов почвообразования (оподзоливание, гумусонакопление, оглеение и т. д.). Условия увлажнения учитывались путем разделения всего массива данных на группы:
автоморфные, полугидроморфные и гидро-морфные. В каждой группе почв, выделенной по степени увлажненности, был определен набор почвенных показателей: мощность генетических горизонтов, гранулометрический состав (содержание мелкозема, физической глины и ила), содержание гумуса, элементов минерального питания, валовой химический состав, кислотно-щелочные показатели. Характеристики почвенных генетических горизонтов сопоставлялись со средней высотой древостоев в возрасте 140 лет, избранной в качестве зависимой переменной, исходя из того, что к данному возрасту система «почва - насаждение» в определенных экологических условиях стабилизируется в состоянии, наиболее близком к свойственному данной генетической разновидности. Одновременно в связи с процессами естественного отпада, имеющего, как правило, низовой характер, различия между средней и верхней высотой древостоя становятся пренебрежимо малыми. Выбору показателя-индикатора способствовали удобства сопоставления с данными учета лесного фонда и применяемыми на практике бонитировочными шкалами, а также то, что значительная часть объектов исследования была заложена в спелых и перестойных насаждениях. Известно, что почвенное плодородие, а значит, и продуктивность древостоев зависят от комплекса факторов, поэтому при разработке моделей учитывались не отдельные почвенные параметры, а их результирующий показатель, для чего использовался неоднократно апробированный аппарат множественного регрессионного анализа. Далее был принят ряд допущений: леса представлены одновозрастными сомкнутыми древостоями одной древесной породы с ограниченной примесью других пород; не учитывается влияние животного мира и хозяйственной деятельности человека (лесохо-зяйственные мероприятия и техногенное загрязнение). В данной работе представлены статистические модели взаимосвязи продуктивности сосновых и еловых древостоев северо- и среднетаежной подзон Карелии и физико-химических показателей лесных подстилок авто-морных и полугидроморфных почв.
СЕВЕРОТАЕЖНАЯ ПОДЗОНА КАРЕЛИИ
Модели связи продуктивности сосновых древостоев и почвенного плодородия
I. Группа автоморфных почв. Подзолистые песчаные и супесчаные почвы
Результаты многофакторного корреляционно-регрессионного анализа показали, что в среднетаежной подзоне основными параметрами лесных подстилок подзолистых песчаных и супесчаных почв, определяющими продуктивность сосновых древостоев, являются: гидролитическая кислотность (К* = 0,79), отноше-
* Здесь и далее частный коэффициент корреляции.
ние С : N (К = -0,53) и содержание подвижных соединений калия (К = 0,16).
Аналитическая модель продуктивности реализована следующим образом (рис. 1):
у = 8,53 + 0,20x1 - 0,05x2 - 0,002х3;
И = 0,80; Р = 5,85; т =0,64;
у - средняя высота соснового древостоя в возрасте 140 лет (м);
Х1 - гидролитическая кислотность лесной подстилки;
хг - отношение содержания углерода к азоту в лесной подстилке (С:Ы);
хз - содержание подвижного калия в лесной подстилке (К2О мг • 100 М).
Н ж
20
24
8 20 Й
9 18
к
О 12
10 12 14 10 18 20 22 24 20 Нм Расчетные данные
Рис. 1. Вариабельность экспериментальных и расчетных показателей высоты сосны по параметрам лесных подстилок песчаных и супесчаных подзолистых почв(северная тайга)
II. Группа полугидроморфных почв. Болот-но-подзолистые песчаные и супесчаные почвы По результатам статистической обработки экспериментальных данных, высокозначимыми характеристиками лесных подстилок болотно-подзолистых почв легкого механического состава, коррелирующими с высотой спелых сосновых древостоев, в условиях северотаежной подзоны являются мощность подстилки (К = -0,12), величина актуальной кислотности (рН водной вытяжки) (К = 0,24), содержание подвижных соединений фосфора и калия; коэффициенты корреляции соответственно равны 0,37 и 0,44.
Аналитическая модель продуктивности имеет следующий вид (рис. 2):
у = 27,58 + 6,31x1 + 0,06х2 + 0,23х3 + 0,44х4; Я = 0,80; Р = 0,90; Я1 =0,64; у - средняя высота сосновых древостоев (м); Х1 - величина актуальной кислотности (рН водной вытяжки) лесной подстилки;
хг - содержание подвижных соединений калия в лесной подстилке (К2О мг • 100 М);
хз - содержание подвижных соединений фосфора в лесной подстилке (Р2О5 мг • 100 М); х4 - мощность лесной подстилки. Проведенные исследования зависимости производительности сосновых древостоев от характеристик автоморфных и полугидроморфных почв легкого механического состава
Н м
22
§20 5
а™ Ё
О 12
• ........*....../ -----1 >-
'О /
----"
/ г о ,' о Доверительный интервал 95%
16 17
Расчетные данные
23 II м
Рис. 2. Вариабельность экспериментальных и расчетных показателей высоты сосновых древостоев по параметрам лесных подстилок болотно-подзо-листых почв легкого механического состава (северная тайга)
в условиях северотаежной подзоны Карелии позволили установить их лишь для горизонтов лесных подстилок. Параметры нижележащих горизонтов исследованных почв в силу своей низкой функциональной роли в процессах питания древесных растений (элювиальные горизонты) или высокой вариабельности морфо-метрических и физико-химических свойств не дали высокозначимых аналитических моделей.
Как показала статистическая обработка данных, характеристики лесных подстилок, коррелирующие с производительностью сосновых древостоев, различаются в зависимости от степени увлажнения почв. В автоморф-ных условиях высокозначимыми показателями является отношение С : N (зависимость обратная), характеризующее степень деструкции органического вещества. Известно, что чем уже это отношение, тем условия разложения растительного материала опада и лесных подстилок лучше. Для полугидроморфных условий установили обратную взаимосвязь продуктивности древостоя и мощности лесных подстилок, т. е. чем мощнее подстилки, тем хуже рост древесных растений. Для обеих групп почв важны характеристики почвенной кислотности, но если для автоморфных почв зависимость прямая, то для полугидроморфных - обратная. Кислотность болотно-подзолистых почв является фактором, тормозящим рост сосновых древостоев, но это не значит, что для автоморфных условий произрастания значительное подкисление почвенной среды будет играть положительную роль. Для каждой группы почв существуют природные границы величины концентрации в ней катионов как водорода, так и алюминия. Для оценки плодородия почв легкого механического состава важно наличие в них калия, так как они бедны этим элементом, для полугидроморфных почв - еще и фосфора, поскольку в условиях повышенной кислотности фосфаты слабо доступны растениям в силу своей низкой подвижности.
Модели связи продуктивности еловых древостоев и почвенного плодородия
I. Группа автоморфных почв. Подзолистые песчаные и супесчаные почвы
По данным статистической обработки, в условиях северотаежной подзоны наиболее значимыми характеристиками лесных подстилок подзолистых песчаных и супесчаных почв, коррелирующими с высотой еловых древостоев 140-летнего возраста, являются мощность (К = -0,48) и величина гидролитической кислотности (К = -0,10).
Аналитическая модель продуктивности имеет следующий вид (рис. 3): у= 13,88 +0,27хт - 1,29Х2; Я = 0,69; Р = 3,23; т =0,48; у - средняя высота еловых древостоев в возрасте 140 лет (м);
Х1 - гидролитическая кислотность лесной подстилки (мг-экв • 100 г-1);
Х2 - мощность лесной подстилки (см).
17.5 18.5 18.5 20,5 21.5 22.5 23.5 24.5 Нм Расчетные данные
Рис. 3. Вариабельность экспериментальных и расчетных показателей средней высоты еловых древостоев по параметрам лесных подстилок песчаных и супесчаных подзолистых почв (северная тайга)
II. Группа полугидроморфных почв. Болотно-подзолистые песчаные и супесчаные почвы
Результаты статистической обработки данных свидетельствуют о том, что наиболее значимыми показателями лесных подстилок легких болотно-подзол истых почв в условиях северотаежной подзоны, влияющими на высоту еловых древостоев, являются мощность подстилки (К = -0,13), величина обменной кислотности (К = 0,46), содержание подвижных соединений калия (К = 0,57) и фосфора (К = 0,60).
Аналитическая модель продуктивности имеет следующий вид (рис. 4):
у = 13,23 + 1,65х! + 0,05X2 + 0,22хз + 0,64х4; Я = 0,87; Р = 2,26; 131 =0,76; у - средняя высота еловых древостоев в возрасте 140 лет (м);
х<\ - величина обменной кислотности (рН солевой вытяжки) лесной подстилки;
Х2 - содержание подвижных соединений калия в лесной подстилке (КгО мг • 100 г-1);
хз - содержание подвижных соединений фосфора в лесной подстилке (Р2О5 мг • 100 г-1);
Л и
26 г
24
§18 ■ о
§
1
С, аУ^ '
^10 12 14 16 18 20 22 24 26 Н м Расчетные данные
Рис. 4. Вариабельность экспериментальных и расчетных показателей средней высоты еловых древостоев по параметрам лесных подстилок песчаных и супесчаных болотно-подзолистых почв (северная тайга)
Х4 - мощность лесной подстилки (см).
Исследование связи морфологических и аналитических параметров автоморфных почв в условиях северотаежной подзоны Карелии со средней высотой еловых древостоев выявило значимую обратную связь с мощностью и гидролитической кислотностью лесных подстилок. Таким образом, в лучших местообитаниях активнее протекают процессы деструкции органического вещества, а одним из факторов этого является более низкая гидролитическая кислотность. Характеристиками подподстилочного горизонта (А1А2), коррелирующими с высотой, являются наличие углерода и гидролитическая кислотность, повышенные величины которой снижают продуктивность еловых древостоев.
В полугидроморфных условиях набор высокозначимых параметров лесных подстилок шире. Так же, как и в условиях нормального увлажнения, важна мощность лесной подстилки и обменная кислотность. Чем лучше условия деструкции и минерализации опада, тем продуктивность еловых древостоев выше. Выявлена также зависимость роста ели от содержания в подстилках подвижных соединений фосфора и калия. Сравнивая экологические особенности произрастания сосны и ели, выявили для обеих пород важность интенсивного разложения опада и высвобождения минеральных элементов питания. Но если сосна менее требовательна к условиям кислотности, то для роста еловых древостоев высокая ее величина является отрицательным фактором. Установленная зависимость роста сосны от обеспеченности почв подвижным калием свидетельствует о том, что большинство обследованных нами объектов располагалось на песчаных почвах, а ельники - на супесчаных.
СРЕДНЕТАЕЖНАЯ ПОДЗОНА КАРЕЛИИ
Модели связи продуктивности сосновых древостоев и почвенного плодородия
Группа автоморфных почв. Подзолистые песчаные и супесчаные почвы
Результаты многофакторного корреляционно-регрессионного анализа показали, что высокозначимыми параметрами лесных подстилок подзолистых почв легкого механического состава, коррелирующими с высотой 140-летних сосновых древостоев, в условиях среднетаежной подзоны Карелии являются содержание органического вещества (потеря при прокаливании) (К = 0,11), валовое содержание азота (К = 0,69) и величина обменной кислотности, выраженная показателем рН солевой вытяжки (К = -0,43).
Аналитическая модель продуктивности лесных земель реализована следующим образом (рис. 5):
у = 24,84 - 4,27x1 + 4,95х2 + 0,05х3;
Я = 0,86; Р = 8,85; т =0,75;
у - средняя высота сосновых древостоев в возрасте 140 лет (м);
Х1 - величина обменной кислотности лесной подстилки (рН солевой вытяжки);
Х2 - валовое содержание азота в лесной подстилке (%);
хз - потеря при прокаливании лесной подстилки (%).
Н к
Рис. 5. Вариабельность экспериментальных и расчетных показателей высоты сосновых древостоев по параметрам лесных подстилок песчаных и супесчаных подзолистых почв (среднетаежная подзона)
Модели связи продуктивности еловых древостоев и почвенного плодородия
Группа автоморфных почв 1. Элювиально-поверхностно-глееватые суглинистые почвы
По результатам статистической обработки, свойствами лесных подстилок элювиально-по-верхностно-глееватых суглинистых почв, коррелирующими со средней высотой еловых древостоев, в условиях среднетаежной подзоны являются отношение С : N (К = -0,59), количество подвижного фосфора (К = -0,31) и содержание подвижного калия (К = -0,11).
Аналитическая модель продуктивности лесных земель имеет следующий вид (рис. 6): у = 30,99-0,21x1-0,14x2+ 2,26х3; Я = 0,77; Р = 3,46; Ш =0,59; у - средняя высота еловых древостоев в возрасте 140 лет (м);
Доверительный интервал 95%
Х1 - отношение содержания углерода к азоту в лесной подстилке (С : Ы);
хг - содержание подвижного фосфора в лесной подстилке (Р2О5 мг • 100 г-1);
хз - содержание подвижного калия в лесной подстилке (К2О мг • 100 г-1);
Н м
§ 25
Е
I23
Б $21
Доверительный интервал 95%
22 24 20
Расчетные данные
30 Нм
Рис. 6. Вариабельность экспериментальных и расчетных показателей высоты еловых древостоев по параметрам лесных подстилок элювиально-поверхностно-глееватых суглинистых почв (среднетаежная подзона)
2. Буроземы грубогумусные кислые типичные Статистический анализ данных выявил почвенные характеристики, коррелирующие со средней высотой 140-летних еловых древостоев. Такими параметрами лесных подстилок являются мощность горизонта (К = -0,67) и валовое содержание азота (К = 0,14).
Аналитическая модель продуктивности реализована следующим образом (рис. 7): у = 23,39 - 2,02x1 + 2,01x2; Я = 0,80; Р = 5,34; т =0,64; у - средняя высота 140-летних еловых древостоев (м);
Х1 - мощность лесной подстилки (см); Х2 - валовое содержание азота в лесной подстилке (%).
22 24
Расчетные данные
28 Н.
Рис. 7. Вариабельность расчетных и экспериментальных данных средней высоты еловых древостоев по характеристикам лесных подстилок буроземов типичных (среднетаежная подзона)
Исследование зависимостей средней высоты сосновых и еловых древостоев в условиях среднетаежной подзоны Карелии на широком спектре почв позволило выявить их экологические особенности как среды обитания древесных растений.
В среднетаежной подзоне наиболее типичные местообитания сосны - подзолистые почвы легкого механического состава, чаще всего это песчаные подзолы. Статистический анализ данных показал, что наиболее значимыми параметрами лесных подстилок, влияющих на продуктивность сосновых древостоев на этих почвах, является валовое содержание азота, количество органического вещества и величина обменной кислотности.
Сравнивая эти показатели с характеристиками лесных подстилок подзолов в северотаежной подзоне, наблюдаем их значительные различия. Следует отметить различную зависимость роста сосняков от величины кислотности на севере и в средней тайге. В северотаежной подзоне в связи с грубопесчаным составом почвообразующих пород и формирующихся на них почв важен показатель гидролитической кислотности, который тесно связан с емкостью обмена почвы. Песчаные подзолы среднетаежной подзоны имеют значительное содержание мелкопылеватых фракций, и здесь фактором, влияющим на продуктивность, выступает лишь часть общей, т. е. обменная кислотность. Зависимость от степени деструкции подстилок (отношение С : N1) высокозначима для северных подзолов, имеющих мощные, иногда оторфо-ванные подстилки. В средней тайге мощность их меньше, в таком случае важно наличие в них органического вещества и минеральных примесей. Зависимость продуктивности сосняков, произрастающих на песчаных подзолах в северотаежной подзоне, от содержания подвижного калия объясняется низким его количеством в почвах грубопесчаного механического состава.
Еловые древостой в среднетаежной подзоне зачастую приурочены к почвам тяжелого гранулометрического состава, а именно, к элювиально-поверхностно-глееватым суглинистым, развитым на ленточных глинах, а также к почвам бу-роземного типа. Рост еловых древостоев в обоих случаях определяется мощностью подстилки, которая является опосредованным результатом интенсивности разложения органического опа-да. Чем активнее протекает данный процесс и чем выше емкость биологического круговорота, тем лучше рост древостоев. Выявлена прямая зависимость роста ельников от содержания в лесных подстилках буроземов азота. Для тяжелых элювиально-поверхностно-глееватых почв значимы показатели содержания фосфора и калия. Причем следует отметить обратную связь, определяемую, по нашему мнению, богатством почвообразующих пород этими элементами.
Достаточно хорошо отражающими взаимосвязь производительности еловых древостоев и почвенных характеристик являются параметры
подподстилочных горизонтов элювиально-поверхностно-глееватых почв и типичных буроземов. Для первых - это валовое содержание углерода и азота (прямая зависимость) и калия (обратная зависимость). Известно, что почвы тяжелого механического состава богаче калием, чем легкие. Что касается гумусово-аккумулятивных горизонтов буроземов, то накопление в них гумуса и подвижных соединений калия и фосфора благоприятно сказывается на росте еловых древостоев.
Заключение
Почвенный покров Карелии представлен широким набором почв различного генезиса. Наиболее распространенными являются почвы подзолистого типа, занимающие около половины всей территории. В автоморфных условиях в среднетаежной подзоне широкое распространение имеют почвы буроземного типа, являющиеся для данных условий азональными, формирование которых обусловлено особенностями минералогического и химического состава почвообразующих пород.
Пятая часть площади Карелии занята болотными почвами разных типов, но преобладают верховые и переходные, а низинные в основном распространены в южной части.
Контактные зоны болот и суходолов, а также низкие участки равнин заняты болотно-подзолистыми почвами.
Уникальными почвами на территории республики являются аллювиальные маршевые почвы, характерные для побережья Белого моря.
В почвенном покрове Карелии выражена горизонтальная и вертикальная зональность, связанная с большой протяженностью ее территории с севера на юг и наличием низкогорного рельефа в северной части.
Для северотаежной подзоны характерно повышенное участие в почвенном покрове болотных и болотно-подзолистых почв. Среди подзолистых почв широко представлены подзолы ил-лювиально-гумусовые, часто с уплотненным ортзандовым и ортштейновым горизонтами.
Почвы северотаежной подзоны имеют меньшую мощность почвенного профиля, чем в средней тайге, и более высокую скелетность и завалуненность.
Для почв среднетаежной подзоны характерно развитие гумусово-аккумулятивного процесса на фоне более тяжелого механического состава (супеси, суглинки).
Лесные почвы Карелии в основном легкого механического состава (песчаные и супесчаные), характеризующиеся повышенной кислотностью, низкой биологической активностью и пониженным содержанием азотных соединений. Наличие в почвах фосфора и калия обусловлено минералогическим составом почвообразующих пород.
Статистическая обработка данных характеристики почв и продуктивности древостоев по
средней высоте и классам бонитета позволила установить индикаторные почвенные горизонты и показатели их свойств. Это лесные подстилки для сосны и ели и гумусово-аккумулятивные горизонты только для ели. Диагностирующими показателями явились как некоторые морфологические показатели (мощность горизонтов), так и химические (кислотность, насыщенность органического вещества азотом, доступные формы фосфорных и калийных соединений). В среднетаежной подзоне наиболее тесно коррелирует с продуктивностью древостоев такой почвенный показатель, как валовое содержание азота в лесных подстилках, а в северотаежной - количество подвижного калия, что связано с дефицитом этого элемента в почвенной толще.
Построенные многофакторные модели связи продуктивности древостоев с высокозначимыми показателями почвенного плодородия могут использоваться в практике лесного хозяйства.
Всесторонние сведения о генезисе и плодородии почв, структуре почвенного покрова в лесных насаждениях, проведенные натурные исследования взаимосвязи лесорастительных свойств и производительности древостоя позволили разработать систему типологической оценки лесных почв.
Основа бонитировочной шкалы лесных почв Карелии - генетическая и лесорастительная классификация, с одной стороны, и продуктивность лесных древостоев - с другой. В ней учтены все природные факторы произрастания лесных фитоценозов (элемент рельефа, мощность рыхлой толщи, почвообразующие породы).
Все почвы разделены на 20 классов по баллам бонитета (шаг 5 баллов) и объединены в 5 групп по лесорастительным свойствам. Наиболее распространенные подзолистые почвы получили среднюю оценку в 55 баллов с колебаниями от 30 до 80.
Самый высокий балл по плодородию получили буроземы темноцветные, развитые на шунги-товых сланцах (95), а самый низкий - примитивные на выходах горных пород (<10 баллов). Почвы северотаежной подзоны оценены на 15-20 баллов ниже, чем их аналоги в средней тайге.
Разработанная типологическая шкала плодородия почв и генетическая почвенная карта М 1 : 500 000 позволили впервые для Республики Карелия создать карту оценки плодородия лесных почв, на основании которой было проведено лесорастительное районирование территории.
Литература
Земельный кодекс РСФСР // Сб. законодательных актов по аграрной реформе РСФСР. Вып. 2. М., 1992. О порядке ведения Государственного земельного
кадастра. М., 1977. Основы законодательства Союза ССР и Союзных республик. М., 1968. Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о земле. М., 1990. Сборник законов Республики Карелия. Вып. 1. Петрозаводск, 1992.
