CC BY
79
УДК 631.445.24.004.12 : 630*421(571.15)
ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В ЛЕНТОЧНЫХ БОРАХ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Сергей Иванович Завалишин
ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет», 656049, Россия, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, декан агрономического факультета, тел. (385)262-84-23, е-mail: serg11zav.ru
Галина Анатольевна Галецкая
ФГУП «Рослесинфорг» «Запсиблеспроект», 630048, Россия, г. Новосибирск, ул. Немировича-Данченко, 137/1, кандидат сельскохозяйственных наук, инженер-таксатор, e-mail: schigal2008@rambler.ru
Владимир Юрьевич Патрушев
ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет», 656049, Россия, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, экономист отдела материально-технического обеспечения
Александр Николаевич Починкин
ООО «КОРАЛ», Россия, Алтайский край, Угловский район, начальник участкового лесничества
Андрей Владимирович Орлов
ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет», 656049, Россия, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, магистрант
Организована система мониторинга лесных земель в ленточных борах с целью изучения состояния почвенного покрова на местах ветровалов и лесных пожаров. Выявлены изменения в морфологии почв, физико-химических свойств, биологической активности, численности и группового состава микроорганизмов.
Ключевые слова: ленточные боры, лесные земли, мониторинг земель, ветровал, лесные пожары.
ORGANIZATION OF MONITORING OF SOIL COVER BELT BORAH ALTAI REGION
Sergei I. Zavalishin
FGBOU VO «Altai State Agrarian University», 656049, Russia, Barnaul, 98 pr. Krasnoarmeisky, candidate of agricultural sciences, professor, dean of the Faculty of Agriculture, tel. (385)262-84-23, e-mail: serg11zav@mail.ru
Galina A. Galetskaya
Federal State Unitary Enterprise «Roslesinforg» «Zapsiblesproject», 630048, Russia, Novosibirsk, 137/1 Nemirovich-Danchenko St., candidate of agricultural sciences, forest cruiser engineer, e-mail: schigal2008@rambler.ru
Vladimir Ju. Patrushev
FGBOU VO «Altai State Agrarian University», 656049, Russia, Barnaul, 98 pr. Krasnoarmeisky, economist of logistics
Alexander N. Pochinkin
KORAL OOO (LLC), Russia, Altai Territory, Uglovsky District, Chief of District Forest Service Andrey V. Orlov
FGBOU VO «Altai State Agrarian University», 656049, Russia, Barnaul, 98 pr. Krasnoarmeisky, undergraduate
A system of monitoring of forest land in the pine forests of the tape in order to study the state of soil in the field of forest fires and windfalls. The changes in the morphology of the soil, physical-chemical properties, biological activity, size and composition of the group of microorganisms.
Key words: Band forests, forest lands, land monitoring, windfall, wildfires.
Ленточные боры Алтайского края, занимают 1,1 млн. га и представляют собой уникальные природные комплексы, образующие в совокупности экологический каркас крупной территории (Грибанов, 1960). Экосистемы ленточных боров на рассматриваемой территории являются не только естественным стабилизатором экологически важных процессов, но и источником сырьевых древесных и недревесных ресурсов, играющих исключительно важную роль в экономической и социальной ситуациях почти двух десятков административных районов. Однако, на протяжении многих лет экономическую и экологическую роль ленточных боров снижают лесные пожары, бессистемные рубки, а также ветровал.
С целью изучения состояния почвенного покрова в местах крупных лесных пожаров и ветровалов, разработки мероприятий по восстановлению деградированных почв кафедрой почвоведения и агрохимии Алтайского государственного аграрного университета в ленточных борах Алтайского края был организован мониторинг лесных земель.
Цель работы - изучить влияние лесных пожаров и ветровалов на свойства дерново-подзолистых почв.
Предметом нашего исследования являются дерново-подзолистые почвы ленточных боров и изменения, происходящие в них в результате пожаров и вываливания деревьев, с последующим формированием особых биогеоценотиче-ских образований, так обычно и называемых - вывалы, ветровалы. При анализе ключевых участков применялась единая схема исследования.
В лесу (контроль);
На месте вывала деревьев (ветровал);
На месте пожара (гарь).
На мониторинговых площадках были заложены почвенные разрезы, по которым проводилось морфологическое описание и отобраны образцы на исследование физико-химических свойств (содержание гумуса, величину pH, гидролитическую кислотность, емкость поглощения) и биологическую активность почв.
Для определения микробиологических показателей анализировали средние почвенные образцы, отобранные на площадках и составленные путем смешива-
ния трех индивидуальных проб, отобранных послойно (0-5 и 5-10 см). Почвы хранили в высушенном состоянии в стерильных пергаментных пакетах (для количественного и качественного анализа микрофлоры) и в пластиковых контейнерах (для определения фитотоксической и биологической активности). Физико-химические свойства почвы изучались согласно методикам, апробированным в почвоведении (Аринушкина, 1962).
В 1997 и 2010 годах в Алтайском крае произошли крупные лесные пожары уникальных ленточных боров с образованием крупноплощадных гарей. В результате действия пожаров нарушается естественная динамика развития биогеоценозов и вносятся существенные изменения в свойства дерново-подзолистых почв в пирогенный и постпирогенный периоды. Кроме того они коренным образом влияют на биологические, морфологические и физико-химические свойства почв. И как следствие изменение свойств почв.
Влиянию лесных пожаров на почвы посвящено значительное количество работ (Ремезов, Погребняк, 1965; Чевычелов, 1997; Ишутин, Трофимов, 2000 и др.). Проведенные исследования показывают, что пожары определенным образом влияют на те или иные свойства почвенного покрова. Под действием огня увеличивается плотность, снижается порозность, влагоемкость, водопроницаемость суглинистых почв. Влияние лесных пожаров на свойства дерново -подзолистых, песчаных и супесчаных почв ленточных боров Алтайского края до настоящего времени полностью не изучено.
Исследования показали, что в результате пожара изменяются морфологические признаки почв. Больше всего пирогенному воздействию подвергается верхний горизонт А0. На гарях этот горизонт представлен золой и имеет меньшую мощность по сравнению с контрольным участком.
В А0 за 3 года отмечается увеличение мощности на 1,5 см. Это указывает на то, что в год восстановление мощности происходит на 0,5 см. Неплохая тенденция, так как если восстановление продолжится с той же скоростью полное восстановление по сравнению с контролем произойдет через 19 лет.
Наибольшее воздействие в результате пожара испытывает верхний гумусовый горизонт и подстилка, прогорание которых приводит к минерализации органического вещества. Существенным отрицательным последствием является выгорание гумусовых веществ (Сорокин, 1983).
Пожары также влияют на реакцию среды. Как показывают проведенные исследования, пожары влияют не только на жидкую (изменение реакции почвенного раствора), но и на твердую фазу почв (изменение потенциальной кислотности). Отмечена тенденция к изменению актуальной и потенциальной кислотности в щелочную сторону. Вместе с этим, значительные изменения претерпевает и почвенный поглощающий комплекс. Емкость обмена почв обуславливает наличие органических и минеральных коллоидов. В почвах легкого гранулометрического состава содержание последних обычно невелико и почти вся ответственность за поглотительную способность лежит на органических мелкодисперсных фракциях и определяется их количеством (Горбачев, Дмитриенко,
Попова и др., 1982). Выгорание органических веществ в результате пожара вызывает снижение емкости обмена.
Отмечена тенденция на увеличение суммы обменных оснований и снижение гидролитической кислотности. Выявлено изменению кислотности в щелочную сторону. Что говорит о поступлении Са в почвенный поглощающий комплекс с золой.
Широкое распространение и длительное сохранение вывалов в современных зрелых лесах, сильная контрастность внутри самих ветровальных почвенных комплексах и в сравнении с окружающим фоном позволяют предположить значимую роль ветровала в формировании и развитии дерново-подзолистых почв (Васенев, Таргульян, 1995).
Ветровальные нарушения создают особую пространственно-временную самоподдерживающуюся пестроту почвенного покрова, причем картина эта меняется вслед за изменением сукцессионного состояния отдельных парцелл биогеоценоза (Басевич, Дмитриев, 1979).
В результате ветровала происходит нарушение, а местами и полное уничтожение почвенного покрова (Завалишин, Патрушев, 2014). Формируются ветровальные бугры и выемки. В местах вывала почвообразовательный процесс начинается заново. Влияние ветровалов на свойства дерново-подзолистых, песчаных и супесчаных почв ленточных боров Алтайского края до настоящего времени недостаточно изучено.
Проведенные исследования показали, что в результате ветровала изменяются морфологические признаки почв. Отмечается полное уничтожение при вывале дерева и отсутствие горизонтов А0 и А1, частично нарушается и горизонт А2.
Почвы в момент выворота практически мгновенно лишаются верхней части своего профиля. В результате обнажается и подставляется наиболее активному поверхностному почвообразованию материал внутрипочвенных горизонтов обычно элювиальных, но возможно иллювиальных.
Коренное отличие почв на месте, которых находится вывал от исходных фоновых почв заключается в отсутствии сформированного органогенного горизонта - основы функционирования фитоценоза и подповерхностных органо-минеральных и минеральных горизонтов.
При полном сдирании в результате ветровала элювиальных горизонтов почвы теряют четкие профильные признаки. В этом случае они состоят просто из переходного элювиально-иллювиального горизонта и серии иллювиальных горизонтов. При вывороте корневой системы дерева образуются своеобразные «земляные стены».
Минеральная часть содранного пласта в основном состоит из материала гумусово-элювиальных и элювиальных горизонтов А1, А2, иногда может включать и небольшие фрагменты горизонта В.
Нарушение почвенного покрова изменяет свойства почвы, которые усугубляют условия возобновления леса (табл. 1).
Таблица 1
Изменение физико-химических свойств почв в результате ветровала
Горизонт Контроль Ветровал
рНв рНс Гумус, % Свойства ППК рНв рНс Гумус, % Свойства ППК
8 Нг 8 Нг
Ао 5,1 4,1 - - - - - - - -
А1 5,4 4,6 1,8 1,65 1,05 - - - - -
А2 5,1 4,3 0,7 0,92 1,25 5,2 4,3 0,9 1,05 1,20
В 5,2 4,5 0,7 1,05 0,95 5,2 4,5 0,7 1,07 1,00
ВС 5,1 4,3 0,5 0,69 1,75 5,1 4,2 0,5 0,70 1,77
Изменение кислотности в горизонте А2 может происходить за счет минерализации растительных остатков. Увеличение содержания гумуса в этом же горизонте обусловлено усилением процессов гумусонакопления в результате трансформации органического вещества поступающего на поверхность почвы, а также в связи с пространственной неоднородностью почвы.
Результаты исследования показали, что ветровал вызывает глубокие трансформации почвенного материала, происходит изменение морфологии и строения почвенного профиля, физико-химических свойств.
Таким образом организация системы мониторинга лесных земель позволяет получать оперативную информацию о состоянии почвенного покрова в местах ветровала и лесных пожаров, изменении свойств почв, степени их деградации, и скорости восстановительных процессов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во МГУ, 1962. - 491с.
2. Горбачев В.Н., Дмитриенко В.К., Попова Э.П, Сорокин Н.Д. Почвенно-экологические исследования в лесных биогеоценозах. - Новосибирск.- Наука, Сибирское отделение, 1982. - 184 с.
3. Грибанов, Л.Н. Степные боры Алтайского края и Казахстана / Л.Н. Грибанов. - М.: Л. : Гослесбумиздат, 1960. - 156 с.
4. Васенёв И.И., Таргульян В.О. Ветровал и таежное почвообразование (режимы, процессы, морфогененез почвенных сукцессий) - М.: Наука, 1995. 247 с.
5. Завалишин С.И., Патрушев В.Ю. Изменения морфологии дерново-подзолистых почв ленточных боров Алтайского края в результате ветровала. - Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - Москва, 2014.- № 1 (100). - С. 161-164.
6. Ишутин Я.Н., Трофимов И.Т. Влияние лесных пожаров на дерново-подзолистые почвы ленточных боров./ Почвенно-агрономические проблемы Западной Сибири. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 200. - С. 137-143.
7. Ремезов Н.П., Погребняк П.С. Лесное почвоведение. — М.: Лесная промышленность, 1965. - 323 с.
8. Сорокин Н.Д. Влияние лесных пожаров на биологическую активность почв // Лесоведение. - 1983. - №4. - С .24-28.
9. Чевычелов А.П. Пирогенез и зональное таежное континентальное автоморфное почвообразование на Северо-Востоке Азии (на примере Южной Якутии): Автореф. дис. д.б.н., Новосибирск, Ин-т почвоведения и агрохимии СО РАН, 1997. - 33 с.
© С. И. Завалишин, Г. А. Галецкая, В. Ю. Патрушев, А. Н. Починкин, А. В. Орлов, 2015
