CC BY
29
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 2
Биомасса микроорганизмов в почве ольшаника, мг/г почвы
Горизонт, глубина, см Мицелий грибов Споры грибов Мицелий актиномицетов Бактерии
АД, 0-3(5) 3,29 2,0-4,88 0,065 0,045-0,078 0,002 0,001-0,003 0,03 0,01-0,04
А1В, 3(5)-15 3,08 2,03-4,4 0,021 0,01-0,05 0,009 0,003-0,014 0,03 0,01-0,05
Примечание: в числителе - среднее значение, в знаменателе - пределы колебаний
Прокариотические микроорганизмы (бактерии и актиномицеты) мало характерны для новообразованной почвы, сформировавшейся под пологом ольхи серой, на их долю приходится не более 1,3 % от общей биомассы микроорганизмов. Микромицеты находятся в основном в вегетативной форме развития (мицелий), на долю биомассы спор грибов приходится всего 1,9 % от общей биомассы микроскопических грибов. В ходе разложения листового опада расширяется видовой состав микоценозов: от 7 (через 9 месяцев разложения) до 16 видов (через 17 месяцев). Наиболее обильны грибы, принадлежащие к роду Penicillium. Деструкция растительного опада наиболее активно протекает в весенний период, что сопровождается в этот период всплеском численности основных эколого-трофических групп микроорганизмов.
Библиографический список
1. Билай, В.И. Микромицеты почв / В.И. Билай, И.А. Элланская, Т.С. Кириленко и др. - Киев: Нау-кова Думка, 1984. - 264 с.
2. Исаченко, Т.И. Ботанико-географическое районирование / Т.И. Исаченко, Е.М. Лавренко // Растительность европейской части СССР. - Л.: Наука, 1980. - С. 10-20.
3. Князева, И.Н. Учет почвенных микроорганизмов с помощью микроскопии при низкой численности объектов / И.Н. Князева, Л.М. Полянская, П.А. Кожевин, и др. // Вестник МГУ, сер. Почвоведение. - 1985. - Т. 2. - С. 62-70.
4. Мирчинк, Т.Г. Почвенная микология / Т.Г. Мир-чинк - М.: МГУ, 1988. - 220 с.
5. Мирчинк, Т.Г. Способы выявления типичных для определенных условий комплексов микроскопических грибов на основе характеристики их структуры / Т.Г. Мирчинк, С.М. Озерская и др. // Биологические науки. - 1982. - Вып. 20. - С. 198-226.
6. Полянская, Л.М. Прямой микроскопический подсчет спор и мицелия грибов в почве / Л.М. Полянская // Изучение грибов в биогеоценозах. - Свердловск, 1988. - С. 30.
7. Посттехногенные экосистемы Севера. - СПб.: Наука, 2002. - 159 с.
8. Структурно-функциональная организация почв и почвенного покрова европейского Северо-Востока / Отв. ред. Ф.Р. Зайдельман, И.В. Забоева. - СПб.: Наука, 2001. - 224 с.
О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ ТРАНСФОРМАЦИИ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ПОЧВ ДУБОВЫХ ЛЕСОВ ВНУТРИГОРНОЙ АДЖАРИИ В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
З.К. МАНВЕЛИДЗЕ, гл. науч. сотр. Батумского ботанического сада АН Грузии, д-р с.-х. наук, Л.Т. ДОЛИДЗЕ, гл. науч. сотр. Института горного лесоводства им. В. Гулисашвили, д-р с.-х. наук, Н.И. ВАРШАНИДЗЕ, проф. Батумского ГУ им. Ш. Руставели, д-р биол. наук
Пояс распространения дубовых лесов внутригорной Аджарии (300-800 м над уровнем моря) выделяется как ландшафтным и экосистемным разнообразием, так и плотностью поселения и старинными традициями землепользования. В результате отрицательного антропогенного воздействия, исторически характерного для региона, пок-
zurab58@yahoo.com рытая дубравами площадь (6941 га с запасом в 372,8 тыс. м3) в настоящее время представлена сильно деградированными, с нарушенной естественной структурой дубовыми дре-востоями и рединами (79,3 %) [1, 8].
В таких условиях изучение закономерностей трансформации основных лесоводс-твенно-экологических показателей, а также
40
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
физических и химических свойств почвенного покрова приобретает все большее значение для выработки научно обоснованных мероприятий по защите отдельных компонентов нарушенных экосистем.
Целью наших исследований является изучение закономерности трансформации отдельных параметров воднофизических и химических свойств почв дубовых лесов в условиях антропогенных воздействий разной интенсивности.
Объектами исследования являются дубовые лесные формации ущелий реки Аджа-рисцкали и вливающихся в нее речных потоков. Почвенный покров в основном представлен бурыми лесными почвами, в частности типичными бурыми - Brown forest true (Umdric Cambisoli
- по клас. ФАО) и бурыми малой мощности
- Brown forest shallow (Distric Cambisoli - по клас. ФАО) с построением профилей генетических горизонтов А-А-А-АВ-BC-C [2, 5, 8].
Основными видами отрицательных антропогенных воздействий на растительные сообщества и почвенный покров являются бессистемные рубки леса и неурегулированный выпас скота.
Для наблюдений было выбрано 9 пробных площадей, подверженных разной степени антропогенным нагрузкам. На всех пробных площадях были сделаны почвенные разрезы и взяты образцы на анализ. Структурный анализ почв (сухие и влажные) произведен по методу Савинова. [4]. Агрегатный и микроагрегатный анализ почв проводился методом мокрого просеивания; механический - методом пипетки (метод Качинского). Общий гумус был определен по И. Тюрину, питательные элементы по О. Ониани, Г. Маргвелашвили, pH водяной вытяжки - потенциометрическим методом, микроагрегатный состав по Качинскому [3], водорегулирующие свойства по методу Вигнера (9-12-кратной повторности) [6]. Результаты опытов были обработаны методами вариационной статистики [7]. Наблюдения проводились в 1990-2005 гг.
Для низкополнотных дубовых древос-тоев, расположенных на склонах южных экспозиций, характерны сильные денудационно-эрозионные процессы, в результате чего большинство площадей совсем лишены поч-
венного покрова и в основном представлены оголенными горными породами или слабо развитым почвенным покровом. В относительно структурно нарушенных дубовых ассоциациях глубина почвенного покрова, в зависимости от экспозиции и крутизны склона (15-30°), колеблется в пределах 20-50 см. Для склонов южных экспозиций, для которых характерны полидоминантные лесные ассоциации, почвенный покров отчасти сохранен и достигает 90 см и более.
Результаты структурного анализа (табл. 1) показали, что в верхних частях почвенного покрова < 0,25мм фракций максимальная доля составляет >22 % с минимальным коэффициентом структурности 1,93, что характерно для сильно изреженных дубовых древостоев с травяным покровом из злаковых (пр. пл. 5), где происходит неорганизованный выпас скота и имеет место оглеение почв. В таких же низкополнотных ксерофитизирован-ных дубовых древостоях с подлеском из азалии понтийской (пр. пл. 3) , где не происходит пастьба скота, доля фракций <0,25мм составляет 6,8 %. В высокополнотных дубовых (пр. пл. 1), сосновых (пр. пл. 10) и полидоминантных дубовых ассоциациях (пр. пл. 2) доля указанных фракций достигает максимума в сосняках, защищенных от антропогенного воздействия (13,4 %).
В низкополнотных дубовых древосто-ях со злаковым травянистым покровом и неразвитым вечнозеленым подлеском (пр. пл. 5) оказалось самое низкое содержание водостойких агрегатов (69,5 %). В низкополнотных дубовых древостоях с подлеском из азалии понтийской, где не происходит выпас скота, этот показатель составляет 82 %, а в таких же высокополнотных дубняках достигает 89,6 % (пр. пл. 1).
Анализ механического и микроагрегатного состава почв показал, что в ксерофиль-ных деградированных дубовых древостоях (пр. пл. 3) коэффициент дисперсии (соотношение микроагрегатных и гранулированных фракций осадка) составляет 33,59 для верхних и 34,9 для нижних (20-30 см) слоев почв. На склонах, защищенных от антропогенного воздействия (пр. пл. 1), эти показатели равны 12,06 и 3,72 соответственно.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008
41
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 1
Показатели структурного (сухого) и агрегатного (мокрого) анализа (%, на глубине 0-10 см)
Пробная площадь Ассоциация, состав Полнота проекционного покрытия подлеска % Размер фракции, мм Коэффициент структурности Количество водопрочных агрегатов > 0,25
О А Г- 1 о ■П 1 г- СП 1 1п 7 СП ■П о 1 1 'П 1П <N o' О in о" V
1 Quercetum azaleoso-rhododendrosum 10 д.+сос. 07 30 21,7 18,3 14,9 48,7 15,7 16,3 15,0 14,6 3,8 4,1 4,6 5,9 6,0 10,6 2,61 89,6
3 Quercetum azaleosum 10 д.+сос. 05 10 26,4 10,6 10,4 35,1 10,8 13,2 20,9 18,6 6,4 5,9 7,7 9,4 6,8 17,4 2,01 82,2
9 Quercetum azaleoso-rhododendrosum 10 д.+сосн. 05 80 22,6 10,3 9,6 29,5 14,6 14,8 24.0 23.1 7.0 9.1 6.3 5.3 5,6 18,3 2,55 81,8
8 Pinetum cvstosum 10 с. 07 70 18,6 12,8 9,4 30,8 15,4 13,1 21,0 19,3 4,3 6,1 5.1 5.2 13,4 25,3 2,12 74,7
5 Querceto-Pinetum graminosum 6д.+4 с. 05 11,8 6,6 6,3 15,9 12,9 10,4 23,4 20,3 7.1 11.1 9,3 11,8 22,1 30,6 1,93 69,5
2 Piceeto-Querceto mixtofruticosum 6д.+3е.+1п. 07 40 16,0 12,1 10,8 29,1 16,3 12,9 24.7 20.7 5,7 8,1 5,7 8,1 8,7 21,1 3,04 78,9
Примечание. Знаменатель - структурный анализ; числитель - агрегатный анализ
Таблица 2
Механический (числитель) и микроагрегатный (знаменатель) состав почвы в защищенных (пр.пл.1) и деградированных (пр.пл.3) дубовых древостоях с подлеском из азалии (Quercetum azaleosum)
Пробная площадь Глубина почвы, см Размер частичек (мм), состав фракций Коэффициент дисперсности (по Качинскому) Коэффициент структ. (по Агелеру) Коэффициент агре-гатности (по Беиверу и Роадесу) xarisxi (beiveriT da roadesiT) Гранулометрический показат. структурности
■П о" 1 ■п о" 1 1П су о" о" 1 1П о" 1П о о" о о" О о" 1 1П о о" О о" V О о" V о" А
1 0-10 19,95 28,27 32,00 7,15 9,73 2,90 19,78 80,22 12,06 87,93 33,03 16,67
48,80 23,20 14,32 9,48 3,85 3,35 13,68 86,32
20-30 13,23 34,12 31,50 10,58 8,42 2,15 21,15 78,85 3,72 96,27 33,06 19,40
48,53 22,19 16,16 9,32 3,72 0,08 13,12 86,88
3 0-10 12,42 37,67 25,43 10,46 8,84 5,18 24,48 75,52 33,59 66,40 16,52 24,79
40,25 17,75 25,86 4,19 8,21 1,74 14,14 85,86
20-30 12,27 33,14 26,44 9,60 10,27 8,28 28,15 71,85 34,90 65,09 28,08 30,01
42,15 20,99 21,75 3,93 8,29 2,89 15,11 84,89
Коэффициент структурности по Фа-гелеру, который определяет водоупорность почвенных агрегатов, в защищенных дубовых древостоях составляет 87,93 и 96,27 в глубоких ее горизонтах (20-30 см), а в деградированных дубравах - 66,40 и 65,65,09 соответственно (табл. 2). На более высокую водоупорность почвенных структур в вы-сокополнотных дубравах указывают также
показатели качества агрегатности - 33,03 и 33,06 (по Беигеру и Роадесу), нежели в деградированных дубравах (16,52 и 28,08).
Гранулометрические показатели почвенной структурности (соотношение количества мелкого осадка со средним и крупным) в деградированных дубравах на глубине 0-10 и 11-20 см составляют 24,79 и 30,01, тогда как в защищенных дубовых древостоях эти пока-
42
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
затели достигают 16,67 и 19,40 , что указывает на более высокую потенциальную способность формирования почвенных структур.
Изучение водорегулирующих свойств верхних слоев почвенных горизонтов (0-10см) показало (табл. 3), что самыми низкими показателями некапиллярной порозности характеризуются низкополнотные дубравы со злаковым травянистым покровом (пр. пл. 5), а самыми высокими аналогичными показателями - высоко-полнотные дубняки с подлеском из азалии пон-тийской (13,3 % и 0,63), пробн. пл. 1. Средними размерами некапиллярной порозности (10,7 % 0,71) характеризуются ксерофитизированные дубняки с подлеском из азалии при слабом его развитии (пр. пл. 3). В таких же низкополнот-ных дубняках, но с сильно развитым подлеском из азалии понтийской (пр. пл. 9) некапиллярная порозность в верхних почвенных горизонтах достигает 12,1 % 47, что указывает на сравнительно высокую способность выполнения почвозащитных функций дубняками с подлеском из рододендрона (Rododendron ponticum) и азалии (Azalia pontica).
Капиллярная порозность, которая в основном определяет характер почвенного воздухообмена, играет существенную роль в сохранении влаги в почве, в зоне распространения корней, что имеет большое значение для сухих экотопов южных экспозиций, для древостоев разного состава и полноты, колеблется в пределах 43,8 % 0,62 - 49,7 % 0,93.
Минимальными размерами общей порозности - 50,7 0,95 - характеризуются деградированные дубняки с подлеском из ладанника (пр. пл. 5), а максимальными - 62,2 0,97 - дубовые ассоциации полидоминантного состава (пр. пл. 2). Максимальным объемным весом (0,256 г/см3 0,015) и минимальной водопроводимостью (52,73 мин 0,09) характеризуются почвы низкополнотных дубрав со злаковым травянистым покровом, где происходит интенсивный выпас скота (пр. пл. 5). Минимальные показатели характерны для низкополнотных деградированных дубовых древостоев с подлеском из азалии (пр. пл. 9), где объемный вес почв составляет 0,983 г/см3 0,44, а водопроводимость 7,72 мин. 2,08.
В дубняках с азалиевым подлеском разной проекционной плотности (пр. пл. 1 и пр.
пл. 3) различия в водорегулирующих свойствах почв особенно ясно прослеживаются по величинам водопроводимости (3,60 мин 0,94 и 22,38 мин 4,67 соответственно).
Сравнительно высокой степенью вероятности различий водорегулирующих свойств почв выделяются деградированные дубовые древостои со злаковым травяным покровом (пр. пл. 5) и плотнопологие дубняки с азалиевым подлеском (пр. пл. 1): по всем показателям достоверности различий они превышают 95 %.
В низкополнотных дубовых древостоях со слаборазвитым азалиевым подлеском (пр. пл. 3), где не происходит выпас скота, водо-регулирющие свойства почв гораздо лучшие, нежели в деградированных дубравах со злаковым покрытием, где происходит выпас скота, и эти различия по шансам достоверности составляют 96 %. Для дубрав с хорошо развитым и слаборазвитым подлеском из азалии (пр. пл. 3 и пр.пл.9) шанс достоверности различий по некапиллярной скважности составляет 84,7 %, а все другие показатели превышают 95 %.
Поэтому полидоминантные лесные формации и дубняки с хорошо развитым подлеском из азалии характеризуются достоверно высокими водорегулирующими свойствами, нежели низкополнотные дубравы с неразвитым подлеском, из которых самыми низкими показателями характеризуются разреженные дубравы со злаковым травянистым покровом, где происходит постоянный выпас скота.
Для площадей с высокими водорегулирующими свойствами характерно наличие большого количества гумуса и свободного азота (табл. 4). Содержание свободного азота, которое непосредственно связано с содержанием гумуса, больше в дубняках с хорошо развитым пологом, с подлеском из азалии, нежели в рединах. При одних и тех же полнотах содержание азота в почве меньше в дубравах с подлеском из ладанника (пр. пл. 6,7), нежели из азалии (пр. пл. 1). Несмотря на то, что на деградированных площадях вторичного происхождения развитые сосняки (пр. пл. 8) характеризуются сравнительно высокой продуктивностью, как водорегулирующие, так и химические показатели почв на них ниже, чем в полидоминантных ассоциациях и дубравах с хорошо развитым пологом (пр. пл. 1,2).
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008
43
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 3
Показатели физических и водоуправляемых свойств почв (на глубине 0-10 см)
Пробная площадь Объемный вес, Водопроницае- Порозность, %
гр./см3, M ± m мость, мин M ± m некапиллярная капиллярная общая
M T W M T W M T W M T W M T W
1 1,103 1,1 69,2 3,60 3,9 98,2 13,3 2,7 96,9 48,9 5,4 99,9 62,2 6,2 99,9
3 1,135 22,38 10,7 43,8 54,5
1 1,103 2,6 96,5 3,60 1,8 85,4 13,3 1,5 82,3 48,9 0,7 49,3 62,2 1,7 86,7
9 0,983 7,72 12,1 48,1 60,2
9 0,983 3,4 98,9 7,72 2,9 95,6 12,1 1,6 84,6 28,1 3,8 99,3 60,2 5,7 99,9
3 1,135 22,38 10,7 43,8 54,5
1 1,103 5,9 99,9 3,60 5,3 99,2 13,3 11,3 99,9 48,9 2,6 96,5 62,2 6,25 99,9
5 1,256 52,73 5,4 45,3 50,7
8 1,196 3,0 98,0 23,97 2,9 95,6 7,6 4,4 99,7 44,9 0,3 22,7 52,5 1,5 82,3
5 1,256 52,73 5,4 45,3 50,7
1 1,103 4,0 99,5 3,60 5,6 99,2 13,3 7,6 99,9 48,9 3,4 98,9 62,2 8,0 99,9
8 1,196 23,97 7,6 44,9 52,5
2 1,116 2,3 94,5 2,88 5,8 99,2 12,9 10,4 99,9 49,7 3,7 99,2 62,6 10,0 99,9
8 1,196 23,97 7,6 44,9 52,5
2 1,116 3,9 99,4 2,88 5,4 99,2 12,9 16,5 99,9 49,7 2,9 97,7 62,6 10,2 99,9
5 1,256 52,73 5,4 45,3 50,7
Примечание. M± m - величины средних показатели, %; T - сущность разницы между величинами средних показателей; W - шанс вероятности, %.
Таблица 4
Показатели анализа гумуса и питательных элементов
Пробная площадь Глубина образца, см PH (KCl) Гумус,% Азот, % Усвояемый фосфор (на 100 гр. почвы) Усвояемый калий (на 100 гр. почвы)
общий гидролизный
7 4-12 4,5 4,6 0,12 13,4 39,0 39,5
12-20 4,0 1,1 0,14 9,5 38,0 9,5
20-53 4,6 1,5 0,14 10,6 46,0 9,5
1 3-18 6,0 4,6 0,25 25,2 130,0 37,0
18-50 5,2 2,8 0,10 11,2 175,0 19,0
3 1-14 5,6 2,6 0,11 19,0 50,0 18,0
14-47 6,0 1,9 0,09 10,6 36,0 11,5
6 4-12 4,5 6,2 0,14 14,5 25,0 32,0
12-45 4,0 3,7 0,14 10,6 14,0 21,0
45-54 4,2 3,5 0,11 11,7 7,0 13,5
4 0-16 (м. з.п.) 5,5 7,4 0,19 16,8 11,5 17,5
0-23 (м. з.п.) 4,4 9,4 0,18 19,0 14,0 23,5
0-3 (эр. п.) 4,6 1,5 0,14 11,2 9,0 16,5
2 5-21 4,8 7,0 0,22 19,0 38,0 63,5
21-30 4,8 3,6 0,18 17,4 32,0 34,0
30-85 5,0 2,3 0,12 11,7 34,0 10,5
Примечание. М.з.п. - микрозащищенная от эрозии площадь; эр. п. - эрозионная площадь.
С понижением содержания гумуса возрастает почвенная кислотность (пр.пл. 1 pH - подходит к нейтральной, а на пр.пл. 3 составляет 5,6). В дубовых древостоях с подлеском из ладанника (пр. пл. 4, 6, 7) кислотность почв выше, нежели в дубняках с подлеском из азалии.
В сравнительно защищенных от размыва дубовых древостоях с подлеском из ладанника (пр. пл. 6, 7) содержание гумуса в верхних слоях почвы достигает 4,5 %, а при низких полнотах, в условиях размыва почв, (пр. пл. 4) не превышает 1,5 %, кроме микроплощадок, защищенных от размыва, где этот
44
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008
