CC BY
30
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 25 2011
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 25 2011
УДК 581.526.427
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ
© н. А. ЛЕОНОВА, л. А. НОВИКОВА, Г. Р. ДЮКОВА Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского, кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений e-mail: na_leonova@mail.ru, la_novikova@mail.ru
Леонова Н. А., Новикова Л. А., Дюкова Г. Р. - Особенности формирования растительности на палеогеновых отложениях в лесостепной зоне // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2011. № 25. С. 107-116. - Рассмотрены особенности формирования растительности и процессов почвообразования на палеогеновых отложениях Приволжской возвышенности в лесостепной зоне. Показано, что в условиях относительного однообразия почвообразующих пород исследуемого участка доминирующими факторами формирования растительности и почвообразования оказалось положение в рельефе: экспозиция и крутизна склонов.
Ключевые слова: леса, степи, почвы, лесостепная зона, палеогеновые отложения.
Leonova N. A., Novikova L. A., Dyukova G. R. - Peculiarities of vegetation on Paleogene sediments in the forest-steppe zone // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo. 2011. № 25. P. 107-116. - Features of vegetation and soil-forming processes in the Paleogene sediments of the Volga Uplands in the forest-steppe zone. It is shown that under conditions of relative uniformity of parent rocks, investigated the site of formation of the dominant factors of vegetation and soil formation was the situation in the landscape: the exposition and the steepness of slopes.
Keywords: forest, steppe, soil, forest-steppe zone, Paleogene sediments.
Проблема организации растительного покрова в лесостепи давняя, но до сих пор окончательно не решена. До настоящего времени отсутствует единое представление о статусе лесостепной зоны. Лесостепь - это не просто совокупность леса и степи, которую можно рассматривать как «обычную» сумму двух этих компонентов. В составе лесостепного комплекса и лес, и степь оказывают друг на друга определенное влияние. Здесь концентрируется богатейший комплекс видов с разной историей развития и происхождения, что также является одной из важнейших причин внимательного изучения этой зоны.
Исследования проводились на востоке Пензенской обл. на Кунчеровском участке государственного природного заповедника «Приволжская лесостепь». Впервые кунчеровская степь стала заповедной в 1930 г., когда она вошла в состав Средне-Волжского заповедника и находилась под государственной охраной до ликвидации заповедника в 1951 г., в 1965 г. участок получил статус памятника природы, а в 1989 г. степь вошла в состав нового заповедника «Приволжская лесостепь.
Степи кунчеровского участка уже давно привлекали внимание исследователей [4, 5, 7, 8, 10, 11, 12]. Однако, «Кунчеровская лесостепь» интересна, прежде всего, уникальным характером взаимоотношений лес-
ной и степной растительности на Приволжской возвышенности. Целью работы является установление особенностей организации лесной и степной растительности в лесостепной зоне на палеогеновых отложениях. Основными задачами работы являются: 1. выявить закономерности распределения растительных сообществ по элементам рельефа; 2. проанализировать зависимость процессов почвообразования от типов растительности и положения в рельефе.
«Кунчеровская лесостепь» принадлежит оконечности Сурско-Мокшанской полосы поднятий и расположена в пределах Приволжской возвышенности на южных отрогах Сурской Шишки и водораздельного плато Кададино-Узинского междуречья бассейна р. Суры. Участок с останцовыми валообразными и грядовыми формами рельефа, сильно рассечен балками и оврагами с максимальными высотными отметками 330 м. Это наиболее всхолмленная и возвышенная часть Пензенской области. Перепады высот составляют в среднем 60-70 м, что является причиной развития плоскостной и линейной эрозии почв. В геологическом отношении участок расположен на Европейской платформе и имеет кристаллический фундамент старше 1 млрд. лет. Он относится к палеогеновой системе кайнозойского возраста с относительно глубоким залеганием кристаллического фундамента от 1600 до
2200 м. В качестве почвообразующих пород выступают пески, плотные опоковидные песчаники, имеющие своеобразную цветовую гамму в диапазоне от желтобурых до красно-фиолетовых тонов. Они относятся к элювию древних пород сызранского и саратовского палеогена, не испытавших действия ледника днепровского оледенения. На относительно пологих склонах в качестве почвообразующих пород выступает делювий средне- и легкосуглинистого гранулометрического состава, перекрывающий палеоген. По днищам балок и оврагов почвы формируются на пролювии, для которого характерно чередование косых прослоек суглинистого и супесчано-песчаного гранулометрического состава. Существенной особенностью почвообразующих пород палеогена является отсутствие карбонатов кальция, что отличает их от делювиальных отложений. Последние являются основой для развития почв черноземного типа [6].
Вся территория «Кунчеровской лесостепи» в значительной степени изменена хозяйственной деятельностью человека: рубками, выпасом, сенокошением.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
изучение флористического состава и структуры исследуемых сообществ проводили при маршрутных и стационарных исследованиях. С этой целью был заложен стационарный геоботанический профиль в направлении с севера на юг. Модельные площадки на нем были заложены через каждые 3-10 м в зависимости от положения в рельефе и типа растительности. Изучение растительности сопровождалось заложением почвенных разрезов с полным морфологическим описанием почв [3], классификация почв приводилась по «Классификация и диагностика почв России» 2004 г. [14].
Количественное определение почвенного гумуса проводили по методу И. В. Тюрина [9], кислотность почв определяли через величину концентрации ионов водорода в почвенном растворе [3].
Размеры пробных площадей (ПП) определялись в зависимости от величины растений и уровня плотности (численности). для анализа синузии трав S = 4 (2x2) м2 и S = 100 (10x10) м2 для учета синузии деревьев. Было сделано более 60 геоботанических описаний и 20 почвенных разрезов. Для каждого растения отмечали возрастное состояние, происхождение (семенное или вегетативное), высоту, принадлежность к ярусу, жизненность (чаще всего по трехбалльной шкале [1]; при детальных исследованиях отмечали четыре уровня жизненности: нормальный, пониженный, низкий и сублетальный). Принято следующее деление на ярусы: ярус А - генеративные и сенильные деревья высотой 15 и более м, ярус В - виргинильные деревья и виргинильные и генеративные особи кустарников, высотой более 1 м, ярус С - имматурные особи деревьев, кустарников, кустарнички и травы. Названия сосудистых растений приведены по С. К. Черепанову [13]. Классификация растительности осуществлялась по доминантному принципу с учетом экологических и ценотических групп видов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На самых возвышенных выровненных участках с высотой 287 м над у. м. формируются дубравы разнотравные, чаще перистокоротконожково-разнотравные (рис. 1, ПП № 1). Древесный ярус образуют средневозрастные порослевые растения дуба черешчатого (Quercus robur), как правило, пониженной жизненности. В таких сообществах древостой не превышает 18-20 м в высоту, достаточно разрежен: сомкнутость древесного полога составляет 0.5. Если древесный ярус образован старовозрастными растениями дуба, то формируются сообщества с достаточно плотным древесным пологом (0.8). Особенностью таких дубрав является практически полное отсутствие яруса кустарников. Если он все же представлен, то образован единичными кустами одного из следующих видов: жёстера слабительного (Rhamnus cathartica), шиповника майского (Rosa majalis), клена татарского (Acer tataricum), бересклета бородавчатого (Euonymis verrucosus) с общим проективным покрытием (ОПП) не более 10-20%. В травяной синузии наряду с неморальными видами отмечается значительное участие также луговостепных видов - коротконожка перистая (Brachypodium pinnatum), ландыш майский (Convallaria majalis), чина весенняя (Lathyrus vernus), вероника дубравная (Veronica chamaedrys), земляника лесная (Fragaria vesca), колокольчик крапиволистный (Campanula trachelium), кострец береговой (Bromopsis riparia), вейник наземный (Calamagrostis epigeios), лазурник трехлопастный (Laser trilobum), лапчатка белая (Potentilla alba), подмаренник настоящий (Galium verum), герань кроваво-красная (Geraniumsanguineum), бедренец-камнеломка (Pimpinella saxifraga), вязель разноцветный (Coronilla varia), буквица лекарственная (Betonica officinalis), клевер альпийский (Trifolium alpestre) и др.
Согласно закону геохимического сопряжения [2] ПП № 1 расположена в области элювия с характерным для неё вымыванием легкорастворимых органоминеральных соединений как поверхностными, так и внутрипочвенными нисходящими водными потоками. В связи с этим, описанные разнотравные дубравы формируются на маломощных почвах низкого естественного плодородия с укороченным профилем, сформированных на плотном песчанике, расположенном на глубине 45-50 см (табл. 1). Почвы относятся к типу дерново-подзолистых малогумусных, маломощных супесчаных (ствол постлитогенных, отдел текстурнодифференцированных) (Пд).
наличие в срединных горизонтах почвенного профиля хорошо выраженных признаков оподзоли-вания и выщелачивания свидетельствует о формировании почвы в прошлом под покровом хвойных лесов при слабом участии травяной растительности.
Подтверждением отмеченной гипотезы является описание почвенного разреза на ПП №2, заложенной в 100 м ниже по склону на высоте 285 м над у. м. Площадь выделена в сосняке разнотравно-орляковом. древесный ярус образован средневозрастными и ста-
рыми генеративными деревьями сосны обыкновенной (Pinus silvestris). Сомкнутость древесного полога составляет 0.6-0.8. В подросте единично отмечены имматурные первой подгруппы растения рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia). Ярус кустарников отсутствует. Проективное покрытие травяного покрова незначительное (10-15%); отмечены орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum), перловник поникающий (Melica nutans), земляника лесная, купена лекарственная (Polygonatum odoratum) и др. Формирование подобных сообществ «парковой» структуры (ПП № 1 и № 2) объясняется многолетним выпасом, осуществляющимся на их территории до заповедания участка.
В морфологии почв также как и на ПП № 1 прослеживаются признаки элювиально-иллювиальной дифференциации профиля. Вместе с тем, отмечено ослабление биогенно-аккумулятивных процессов и усиление оподзоливания, миграции органноминеральных соединений вниз по профилю, что можно объяснить не только влиянием хвойного леса, но и более глубоким (95 см) расположением плотного горизонта, представленного песчаником опоковидным (табл. 2). Почва определена как дерново-подзолистая слабо дифференцированная супесчаная.
Привершинные пологие склоны, как правило, заняты дубравами ландышево-снытевыми (ПП № 3). Первый ярус (сомкнутость 0.6-0.8) в таких сообще-
ствах образован порослевыми средневозрастными генеративными особями дуба иногда с единичным участием березы бородавчатой (Betula pendula). Хорошо развит ярус кустарников (ОПП 50-60%), образованный крушиной ломкой (Frangula alnus) и/или кленом татарским. В травяном покрове помимо доминирующих ландыша майского и сныти обыкновенной (Aegopodium podagraria), обычны: орляк обыкновенный, коротконожка перистая, клевер альпийский и с невысоким участием в покрытии виды лесного и степного разнотравья: буквица лекарственная, звездчатка злаковая (Stellaria graminea), фиалка удивительная (Viola mirabilis), лапчатка белая, медуница мягкая (Pulmonaria mollis) и др.
При обилии листового опада и густой сети корневых систем под такими сообществами формируются типично-серые лесные среднемощные, супесчаные почвы с полноразвитым профилем, обильной присыпкой окиси кремния в нижней части гумусового горизонта (С) (табл. 3). В отличие от выше описанных почв, в ней отсутствует обособленный элювиальный горизонт EL. Его место занимает специфический гумусовоэлювиальный горизонт AEL, возникновение которого связано с более обильным поступлением материала для образования гумуса как на поверхность почвы, в виде листового опада, так и в почвенною толщу в виде густой сети корневых систем.
А
Длина, м
с, Дг ч™ 4гн Дг ГУ с. гуа ГУд ГУ™ ся ст ч™ « Са С пл
Рис. 1. Схема распределения растительных сообществ (А) и почв (Б) по склону южной экспозиции. Цифрами отмечены номера пробных площадей (ПП), заложенных по склону.
Виды деревьев, кустарников и трав: Q.r. - Quercus robur, P.s. - Pinus silvestris, P.t. - Populus tremula, B.p. - Betula pendula, S.a. - Salixalba, G.v. - Galium verum, St.a. - Stipa anomala, C.f. - Cerasus fruticosa, C.ep. - Calamagrostis epigeios,
K.g. - Koeleria grauca, F.v. - Fragaria viridis, P.a. - Poa angustifolia, B.r. - Bromopsis riparia, S.t. - Stima tirsa. Буквенные обозначения почв приведены в тексте.
таблица 1
Морфологические признаки почвы ПП № 1
АО 0-1 см Лесной опад малой мощности. Состоит из полуразложившегося органического материала. Переход резкий.
АУ 1-13 см Светло-серый, супесчаный, непрочной пылевато-мелкокомковатой структуры, рыхлый. Корней мало. Переход ясный по структуре и цвету.
ЕЬ 13-25 см Желтовато-серый, неравномерно окрашен, с гумусовыми потеками, слабой кремнеземистой присыпкой, супесчаный, рыхлый, непрочной орховато-пылеватой структуры, переход ясный по цвету, структуре, плотности.
ВЕЬ 25-45 см Светло-желтый с охристыми пятнами, кремнеземистой присыпкой, гумусовыми потёками. Супесчаный с многочисленными суглинистыми линзами, отдельными плитками песчаника, комковато-зернистый, уплотненный. Переход резкий.
С 45-50 см Горизонтальные прослои сцементированного песчаника с фрагментами рыхлого песка. Окраска от желтого до ржавого.
таблица 2
Морфологические признаки почвы ПП № 2
АО 0-1 см Хвойно-лиственная подстилка.
АУ 1-10 см Светло-серый, супесчаный, очень непрочной комковато-пылеватой структуры. Корней мало. Переход ясный по цвету и структуре.
ЕЬ 10-28 см Супесчаный, серовато-желтый, книзу желтый с гумусовыми потеками и кремнеземистой присыпкой непрочной мелкозернисто-комковато-пылеватой структуры. Количество кремнеземистой присыпки увеличивается книзу. Переход ясный по цвету и структуре.
ВЕЬ 28-45 см Желтый песчаный с обильной кремнеземистой присыпкой. Крупнокомковато-пылеватой непрочной структуры. Единичные включения мелкого песчаника диаметром 0.5-1 см. Переход резкий.
ВТ 45-95 см Ржаво-желтый с потеками аморфного кремнезема, ореховато-пылеватый, уплотненный с глянцевыми кутанами, супесчаный с многочисленными илистыми линзами и опоковидными включениями диаметром 1-2 см.
С 95-110 см Дно ямы. Плиты песчаника диаметром 10-15 см от желтого до ржавого цвета с прослоями песка мощностью 1.5-2 см.
таблица 3
Морфологические признаки почвы ПП № 3
АО 0-1 см Листовой опад.
АУ 1-11 см Перегнойно-аккумулятивный, буровато-серый, супесчаный, рыхлый, непрочной мелкоореховатой-зернистой структуры. Обилие мелких корней, корневин, червоточин. Переход ясный по цвету и структуре.
АЕЬ 11-34 см Нижний перегнойно-аккумулятивный серый, супесчаный, непрочный крупноореховато-пылеватой структуры. Единичные корневины, червоточины. В нижней части слабая присыпка кремнезема.
ВЕЬ 34-65 см Субэлювиальный, легкосуглинистый, неравномерной окраски с комбинацией светло-серых и бурых фрагментов, различающихся по сложению, гранулометрическому составу и структуре, с чередованием рыхлых супесчаных и уплотненных суглинистых линз и прослоек. Структура крупно-ореховатая и призмовидная с кутанами и кремнеземистой присыпкой по граням. В нижней части железистые трубочки. Переход резкий по плотности и цвету.
ВТ1 65-78 см Текстурный темно-бурый тяжелосуглинистый, плотный, ореховато-призмовидный, с обилием железистых трубочек и слабой кремнеземистой присыпкой. К низу плотность уменьшается. Переход ясный по гранулометрическому составу.
ВТ2 78-105 см Слоистый иловато-супесчано-суглинистый, бесструктурный, включения опоковидного песчаника диаметром 2-3 см. Плотность уменьшается. Окраска неравномерная с чередованием ржавых осветленных фрагментов. Дно ямы.
Нижние части пологих склонов вблизи балок заняты вторичными березняками разнотравными (ПП № 4) и осинниками разнотравными (ПП № 5), формирующимися на высотах 277-282 м над у. м.
Древесный ярус образован средневозрастными и старыми генеративными деревьями березы бородавчатой и осины (Populus tremula) с сомкнутостью древесного полога не выше 0.5-0.6. Кустарниковая синузия не
сформирована, в настоящее время наблюдается инвазия единичных растений имматурного возрастного состояния первой подгруппы крушины, жёстера, клена татарского, бересклета. Для сообществ характерно присутствие имматурного подроста дуба, осины, клена остролистного (Acer platanoides). В травяном покрове высокое участие характерно для коротконожки перистой (10-25%), присутствуют также сныть обыкновенная, мятлик лесной (Poa nemoralis), клевер альпийский, земляника лесная, чина весенняя, вероника дубравная, фиалка удивительная. В осинниках помимо отмеченных видов обилен орляк (15-30%), отмечены перловник поникающий, репешок обыкновенный (Agrimonia eupatoria), клевер альпийский, ежа сборная (Dactylis glomerata), василисник малый (Thalictrum minus), земляника лесная.
В морфологии почв выражены признаки слабого поступления органического опада, активного развития элювиально-иллювиальных процессов. Близко к поверхности выступает грубообломочный материал в виде плит песчаника диаметром до 10-15 см, который обнаруживается на глубине 60-75 см и выступает в роли почвообразующей породы. Обильная кремнеземистая присыпка появляется с глубины 27-30 см. Почвы отнесены к типу серых лесных почв (Ссв). Анализ таксационных описаний, планов лесоустройства и особенности почвообразования позволяют предположить, что вторичные мелколиственные леса формируются после сплошных рубок сосновых лесов: смешанных (с дубом) и чистых.
У подножия склонов, вблизи выхода родников формируются ивняки снытевые (ПП № 6). Кусты ивы белой (Salix alba) образуют достаточно плотный полог (0.8) на высоте не более 3 м. В хорошо развитом травяном покрове (оПП 60%) доминирует сныть обыкновенная с незначительным участием разнотравья. В этих условиях происходит формирование по-лугидроморфной лугово-черноземной среднесуглинистой почвы с укороченным профилем, развитой на
По днищам (ПП № 8) и склонам (ПП № 9) неглубоких балок формируются дубравы разнотравно-снытевые с примесью осины. Древесных ярус разрежен
погребенной торфяно-глеевой, относится к подтипу неполноразвитого чернозема гидрометаморфизиро-ванного (Чгм). В профиле выделены горизонты АО -AU - CT - Q. Перегнойно-аккумулятивный горизонт мощностью 22 см имеет темно-бурый цвет с признаками оглеения, вязкой консистенции, творожистой структуры. Множество включений опоковидного песчаника диаметром 2-3 см свидетельствует о единстве почвообразующих пород с описанными выше. Гумусовый горизонт резко переходит в торфяный погребенной почвы. Местоположение в зоне аккумуляции обеспечило формирование современной почвы на слоистых пролювиальных отложениях, обогащенных грубым органическим материалом, перекрытым тяжелосуглинистыми прослойками, мощностью 2-3 см. общая мощность погребенного органно-генного горизонта 14 см. На глубине 36 см он постепенно переходит в сизый вязкий глеевый горизонт. На глубине 87 см появляются грунтовые воды. Повышенная влажность почвы обеспечила обильное развитие и большое поступление органического опада, что и привело к формированию черноземовидной почвы.
Вблизи родников, на выровненных открытых полянах, сформированных на месте сведенных лесов и используемых до заповедения территории как сенокосные угодья, в настоящее время формируются сообщества настоящих лугов, относящихся к бобово-разнотравно-злаковой ассоциации (ПП № 7). ОПП площади составляет 70%, из них на долю разнотравья приходится 20%, злаков - 40%, бобовых - 10%. Доминируют пырей ползучий (Elytrigia repens) - 20%, кострец безостый - 15% (Bromopsis inermis), подмаренник настоящий - 10%, клевер ползучий (Trifolium repens) - 10%, лапчатка гусиная (Potentilla anserine) -5%, щучка дернистая (Deschampsia cespitosa) - 5%. Густой травяной покров, а также близкое к поверхности залегание почвенно-грунтовых вод, обеспечило формирование черноземной гидрометаморфизированной среднегумусной среднесуглинистой почвы (табл. 4).
(0.5-0.6). Отмечается интенсивное внедрение особей кустарников прегенеративных возрастных состояний: крушины ломкой, жёстера слабительного, берескле-
таблица 4
Морфологические признаки почвы ПП № 7
AO 0-2 см Плотная дернина.
AU 2-16 см Верхний перегнойно-аккумулятивный, темно-серый с буроватым оттенком, увлажненный, рыхлый, мелкоореховато-зернистый, среднесуглинистый с густой сетью мелких корней, множеством червоточин, корневин. Единичные включения мелкого опоковидного песчаника. Переход ясный по цвету и структуре.
AUq 16-44 см Нижний перегнойно-аккумулятивный с признаками оглеения, серый, с сизоватым оттенком, вязкий, крупноореховато-зернистый, среднесуглинистый. Корней мало из-за подпора воды снизу. Переход ясный по цвету.
Bq 44-56 см Сизовато-серый, неравномерной окраски, с размытыми зеленовато-сизыми пятнами. Обилие опоковидного песчаника, тяжелосуглинистый, вязкий, влажный. Переход постепенный.
Q 56-70 см Зеленовато-сизый, сырой тяжелосуглинистый, единичные ортштейны, многочисленные скопления включений песчаника опоковидного. На дне разреза выступает вода.
lll
та бородавчатого. Травяной покров хорошо выражен (оПП 60-70%) и образован в основном неморальным разнотравьем. Ассоциация ПП № 8 формирует достаточно мощную лесную подстилку (до 5 см) и обеспечивает развитие биогенно-аккумулятивных процессов в верхней части почвенного профиля. Перегнойноаккумулятивный горизонт буровато-серый, среднесуглинистый, мелкоореховато-зернистый, рыхлый, увлажненный на глубине 30 см заметно переходит в срединный горизонт с признаками иллювиальности. Почва отнесена к типично серой лесной среднесуглинистой среднемощной на опоковидном песчанике (Ст).
Иначе формируется почва на северо-восточном склоне балки (ПП № 9). Почва сильно дренирована балкой и несет явные признаки элювиальности. Профиль текстурно дифференцирован, срединный горизонт уплотнен, имеет более тяжелый гранулометрический состав. В нижней части перегнойноаккумулятивного горизонта отмечено наличие кремнеземистой присыпки. Сформирована светло серая маломощная супесчаная почва на песчаном элювии.
крутая отвесная часть склона (лобовина) занята фрагментами настоящих степей (260-270 м над у. м.). Растительность ПП №10 представлена разнотравно-уклоняющековыльной ассоциацией и занимает небольшую поляну в сосновом лесу, образованную под действием эрозионных процессов. оПП травяного покрова не превышает 30-40%; остальное пространство занято лишайниками, в основном кладиной оленьей (ягелем). В травостое доминируют злаки и, прежде всего, ковыль уклоняющийся (Stipa anomala) - 15%. Из разнотравья выделяются лапчатка песчаная (Potentilla arenaria), цмин песчаный (Helichrysum arenarium), отмечается льнянка дроколистная (Linaria genistifolia). В ассоциации могут встречаться отдельные особи кустарников (спирея городчатая - Spiraea crenata) и повсеместно отмечается подрост сосны обыкновенной высотой до 1 м. Сочетание эрозионных процессов со слабо выраженным биогенно-аккумулятивным приводит к формированию дерновой маломощной средне-гумусной почвы (ГУд). Почвообразующая порода -песчаник, подстилаемый красноцветными песками, залегающими с глубины 35 см.
Ниже по склону наблюдается смена лесных сообществ зарослями степных кустарников (ПП № 11) из вишни степной (Cerasusfruticosa) - 60%) и ракитника русского (Chamaecytisus ruthenicus) - 10%. В травяном ярусе доминируют злаки: вейник наземный (14%) и кострец береговой (4%). Разнотравье малообильно, характерна земляника зеленая (Fragaria viridis) - 5% и отмечен касатик безлистный (Iris aphylla). Ассоциацию можно обозначить как вишенник разнотравно-наземновейниковый. наличие степных кустарников с хорошо развитой корневой системой препятствует развитию деструктивных процессов и приводит к формированию дерновых мощных высокогумусных почв. на обнаженных участках склонов гумусовый горизонт полностью смыт и на поверхности выступают материнские породы.
Ниже по склону кустарниковые сообщества переходят в травяные (ПП № 12 и № 13). ПП № 12 относится к разнотравно-наземновейниковой ассоциации остепненных лугов. ОПП не превышает 50%. Преобладают злаки: явно доминирует вейник наземный - 30%. Бобовые представлены горошком мышиным (Vicia cracca). Из разнотравья выделяются земляника зеленая, подмаренник настоящий. ПП №13 заложена на крутом склоне. В этих условиях естественные эрозионные процессы препятствуют формированию настоящих степей с ковылем уклоняющимся и отражают один из этапов их восстановления. Формируются сообщества, относящееся к разнотравно-полесскоовсяницево-сизокелеривой ассоциации настоящих степей с невысоким ОПП - 40%. Доминируют злаки: келерия сизая (Koeleria glauca) - 14% и овсяница полесская (Festuca polesica) - 10%. Разнотравье представлено цмином песчаным - 8%, лапчаткой песчаной - 6%, гвоздиков песчаной - 2% (Dianthus arenarius) и наголоваткой васильковой - 2% (Jurinea cyanoides).
исследование почвенно-растительного покрова ПП № 10-13, показало, что почвообразование протекает под воздействием биогенно-аккумулятивного почвообразования в сочетании с деструктивными и приводит к формированию слабо дифференцированных малоразвитых почв, которые относятся в отдел органно-аккумулятивных, тип серогумусовых или дерновых, с горизонтами профиля AY - C (ГУд).
Днища крупных балок между гривами (ПП № 14 и № 19) заняты сообществами остепненных лугов и представлены разнотравно-наземновейниковой ассоциацией с ОПП 60-70%. Абсолютным доминантом является вейник наземный с проективным покрытием 30-50%. На ПП №14 в разнотравье обычны щавель конский (Rumex confertus) - 4% и вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) - 3%. Для ПП № 19 характерны бобовые: астрагал нутовый (Astragalus cicer) - 4%, клевер луговой (Trifolium pretense) - 1%, и разнотравье: василек ложнофригийский (Centaureapseudophygia) -10%, репешок обыкновенный (Agrimonia eupatoria) -7%, подмаренник настоящий - 4%.
Отмеченные выше площади заложены в области активной аккумуляции. Почвообразование постоянно прерывается наносами пролювия различной мощности. В связи с этим почвы характеризуются полицикличностью в своем развитии. Формируются они по типу чер-ноземообразования. Богатый наземный опад и мощная корневая система обеспечивают интенсивное развитие биогенно-аккумулятивных элементарных почвенных процессов (ЭПП). Однако, прерывистость в почвообразовании приводит к образованию неполноразвитых дерновых среднесуглинистых почв различной мощности и гумусированности (Дд). Подстилающей породой является красноцветный палеогеновый песок.
Слабо пологие склоны различной экспозиции заняты луговыми степями с участием или доминированием костреца берегового (ПП № 15 и № 18). Почвы формируются на делювии, перекрывающем палеоген. Под травяными сообществами развиваются
черноземы оподзоленные маломощные малогумусные средне-суглинистые на песчаном элювии. В данных почвах обнаруживаются признаки оподзоливания и элювиально-иллювильной диффренециации профиля.
ПП № 15 заложена на склоне, хорошо дренированном отвершком балки, в составе сообществ береговокострецово-разнотравной ассоциации луговых степей. В ассоциации довольно близкое соотношение злаков (35%) и разнотравье (40%), при этом хорошо выделяются доминанты из этих групп: кострец береговой (25%) и земляника зеленая (30%). В этих условиях сформирован чернозем глинисто-иллювиальный маломощный, среднегумусный, среднесуглинистый на бескарбонатном делювии, подстилаемом песками (Чопги) (табл. 5).
ПП № 18 занимает надбровочную часть склона. Растительность относится к разнотравно-береговокострецовой ассоциации луговых степей. ОПП составляет 60%, из которых 30% приходится на злаки, 5% - на бобовые и 25% - на разнотравье. Среди злаков преобладает кострец береговой (20%), а из разнотравья - земляника зеленая (10%), подмаренник настоя-
щий (3%), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium) - 2%. Отмечается большая мощность дернины и перегнойно-аккумулятивного горизонта. Почва - чернозем глинисто-иллювиальный среднемощный среднегумусный, среднесуглинистый, на карбонатном делювии, подстилаемом песками палеогена (Чопги) (табл. 6). Под влиянием дренирующего действия обрывистого склона балки карбонаты почвенной толщи подтянулись ближе к поверхности, усилив процессы гумусонакопления и структурообразования. Однако признаки элювиальности и лессиважа все-таки проявляются, хотя и в меньшей степени, чем в почве разреза №15.
ПП № 16 и № 17 заложены на залежи в условиях плакора. Сообщество ПП № 16 относится к злаковоразнотравной ассоциации остепненных лугов, с высоким проективным покрытием (75%) и абсолютным доминирование земляники зеленой (60%). Из злаков отмечены: мятлик луговой (Poa pratensis - 3% и кострец безостый - 2%; из бобовых: горошек мышиный - 2%; из разнотравья: жабрица однолетняя (Seseli annuum) -4% и цикорий обыкновенный (Cichorium intybus) - 3%.
Таблица 5
Морфологические признаки почвы ПП № 15
АО 0-2 см Степной войлок.
AU 2-37 см Темно-серый, с буроватым оттенком легкосуглинистый, уплотненный, мелкоореховато-зернистой прочной структурой, книзу крупноореховатый. Много корней трав. С глубины 25 см. слабая кремнеземистая присыпка. Переход постепенный.
AUe 37-65 см Желтовато-серый, крупноореховатый уплотненный, легкосуглинистый, кремнеземистой присыпки больше.
BI 65-100 см Зеленовато-желтый тяжелый суглинок, книзу желтый, крупно-ореховатый, плотный, множество кутан, потеков гумуса, железистых трубочек. На глубине 95 см. кротовины диаметром до 10 см.
Таблица 6
Морфологические признаки почвы ПП № 18
АО 0-3 см Дернина с густым переплетением корней трав.
AU 3-40 см Темно-серый среднесуглинистый, мелкоореховато-зернистый, уплотненный. Много корней трав, червоточин, корневин. Переход ясный по цвету и структуре.
AUe 40-60 см Темно-серый, с присыпкой кремнезема, обильной книзу, легкосуглинистый, ореховато-зернистый, уплотненный, книзу плотный. Корней меньше.
Bca 60-105 см Серый, с размытыми желтыми пятнами, книзу грязно-желтый с гумусовыми потеками. Тяжелосуглинистый ореховато-комковатый, кутаны, карбонаты в виде пятен, пропитки с глубины 87 см. Бурное вскипание с глубины 100 см.
Ca 105-120 см Желтый тонкопористый тяжелосуглинистый плотный делювий. Карбонаты в виде псевдомицелия и пятен пропитки до дна ямы.
ПП № 17 расположена в пределах сообщества остепненного луга, разнотравно-узколистномятлико-вой ассоциации. Из злаков явно выделяется мятлик узколистный (Poa angustifolia) - 20%; кроме того, отмечены: тимофеевка степная (Phleum phleoides) и ковыль перистый (Stipa pennata). Среди бобовых по прежнему выделяется горошек мышиный (3%). А вот участие земляники зеленой снижается до 10%. Разница в рас-
тительном покрове не нашла отражение в морфологии почв. Видимо, возраст залежи не превышает характерное время, в течение которого количественные изменения переходят в качественные. Сформированный здесь чернозем глинисто-иллювиальный (Чопги) отличается от почвы разреза ПП № 15, с той лишь разницей, что в верхней части горизонта Аи диагностируются признаки антропогенеза в прошлом, выражающиеся в не-
котором уплотнении бывшего пахотного горизонта и частичном разрушении структуры в нем.
В условиях плакора, дренированного балкой, формируются сообщества разнотравно-узколистноковыльной ассоциации луговых степей (ПП № 20) с ОПП 70%. Преобладают злаки (35%), из которых особенно выделяется ковыль узколистный (Stipa tirsa). Разнотравье менее обильно, в нем заметны следующие виды: полынь равнинная (Artemisia campestris) - 10%, земляника зеленая - 8%, подмаренник настоящий - 5%, тысячелистник обыкновенный - 3%. Бобовые дают всего 5% и представлены клевером горным (Trifolium monta-num) - 2% и клевером альпийским - 3%. Почва определена как чернозем типичный, маломощный, малогу-мусный, тяжелосуглинистый на карбонатном суглинке (табл. 7). Становлению данного подтипа способствует, кроме характера растительности, присутствие карбонатов кальция в делювии почвообразующих пород.
Почвы диагностируются как высоко-, средне- и малогумусные (табл. 8). Характеризуются повышенной обменной кислотностью (pH kcl < 6), что типично для почв лесного типа (табл. 9). Почвы разрезов 7, 10,
13, 15 занятые луговыми и степными сообществами, также имеют склонность к подкислению. Вероятнее всего они имеют вторичное происхождение, т. е. в прошлом были заняты лесами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, организация лесной и степной растительности в лесостепной зоне на палеогеновых отложениях определяется комплексом факторов: орографического, эдафического и антропогенного.
Анализ современного состояния растительности и особенностей почвообразования позволило предположить, что значительное участие в составе древесной растительности на палеогеновых отложениях в прошлом принадлежало сосне обыкновенной и дубу че-решчатому, которые формировали лесные сообщества с разной степенью своего участия.
Наличие большого разнообразие растительных сообществ на территории «Кунчеровской лесостепи» объясняется не только переходным характером самой лесостепной зоны и спецификой литогенной основы, но, прежде всего, особенностями рельефа Приволжской возвышенности.
Выровненные плакорные участки и пологие склоны заняты остепненными лесами разных типов
(дубравами, смешенными лесами) или травянистыми сообществами вторичного характера, формирующимися на залежах и вырубках (луговые степи, остепнен-ные луга).
На крутых склонах преимущественно южной экспозиции наблюдается резкая смена лесных сообществ зарослями ксерофильных кустарников (вишенники) и далее настоящими степями.
По днищу балок развиваются мезофильные кустарники (ивняки) и неморальные дубравы, а после антропогенного вмешательства (сенокошения, выпаса) неглубокие балки занимаются остепненными лугами, а глубокие - настоящими и болотистыми лугами.
На палеогеновых отложениях заметно ослаблены биогенно-аккумулятивные ЭПП и усилены элювиально-иллювиальные что приводит к формированию различных подтипов серых лесных почв.
Серые лесные почвы, отличающиеся между собой мощностью и гумусированностью перегнойно-аккумулятивного горизонта интенсивностью трансформаций органно-минеральных соединений в почвенном профиле, в таких условиях формируются лесные сообщества.
Присутствие карбонатов кальция в делювии оказывает противоположное воздействие на ЭПП, что приводит к формированию почв черноземного типа, на которых формируются луговые степи.
При этом в условиях плакора развиваются типичные черноземы, а на дренированных склонах появляются признаки элювиальности и формируются оподзоленные и выщелочные черноземы.
На крутых склонах процесс гумусонакопле-ния ослабевает и сочетается с оподзоливанием и выщелачиванием, здесь ярко выражены деструктивные процессы. Сочетание эрозионных процессов со слабо выраженным биогенно-аккумулятивным приводит к формированию дерновой почвы различной мощности и гумусированности на которой формируются фрагменты настоящих степей, сообщества ксерофильных кустарников.
По склонам и днищам балок прерывистость в почвообразовании приводит к образованию неполноразвитых дерновых среднесуглинистых почв различной мощности и гумусированности на которых развиваются остепненные луга.
При близком залегании почвенно-грунтовых вод формируются гидрометаморфизированные почвы (черноземно-луговые почвы) на которых развиваются.
Таблица 7
Морфологические признаки почвы ПП № 20
АО 0-4 см Мощная темно-бурая дернина с густым переплетением корней.
AU 4-20 см Темно-серый с буроватым оттенком, тяжелосуглинистый, мелко-зернистой прочной структурой. Обилие червоточин, густая сеть мелких корней. В нижней части кротовина желтого цвета, уплотнен. Переход ясный по цвету и структуре.
AUBca 20-35 см Серый с желтыми зоогенными пятнами диаметром 1-7 см. (кротовины, червоточины) среднесуглинистый, уплотненный ореховато-комковатый, корней меньше. Кротовины вскипают от HCl. Переход постепенный.
BCa 35-87 см Желтовато-серый, книзу желтый, неравномерно окрашен, среднесуглинистый уплотненный, ореховатопризмовидный. Вскипание слабое от 35 см., бурное с 53 см., карбонаты в виде пятне пропитки. Кротовины, мелкие корневины. Дно ямы - 87 см.
Таблица 8
Содержание гумуса в почвах
№ разреза Горизонт Глубина пробы, см Гумус, % Статистические показатели
Среднее значение Ошибка
Разрез 1 А1 2.8 2.75 0.05
А1 2.7
АВ 13-25 2.5 2.555 0.055
АВ 2.6
Разрез 2 А1 1-10 2.3 2.24 0.03
А1 2.2
АВ 10-14 2 2.05 0.05
АВ 2.1
Разрез 3 А1 1-11 5.4 5.29 0.13
А1 5,1
АВ 11-34 3.3 3.235 0.095
АВ 3.1
Разрез 6 А1 1-22 7.2 7.1 0.1
А1 7
Разрез 7 А1 2-16 12.3 12.34 0.03
А1 12.3
АВg 6-44 3.8 3.735 0.125
ABg 3.6
Разрез 10 А1 2-20 1.7 1.72 0.03
А1 1.6
Разрез 11 А1 3-20 5.3 7.895 0.095
А1 5.3
Разрез 13 А1 0-11 3.2 3.14 0.06
А1 3.1
АВ 11-23 0.6 0.615 0.005
АВ 0.6
Разрез 15 А1 2-20 7.7 7.88 0.13
А1 8
АВ 20-37 7.2 7.165 0.115
АВ 7
Разрез 17 А1 2-18 4.9 4.975 0.085
А1 5
Разрез 20 А1 4-20 6.9 7.03 0.06
А1 7
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Воронцова Л.И., Гатцук Л.Е., Чистякова А. А. Выделение трех уровней жизненного состояния в онтогенезе особей и применение этого метода для характеристики ценопопуляции // Подходы к изучению ценопо-пуляций и консорций. М.: МГПИ им. В.И. Ленина, 1987.С. 7-24.
2. Геннадиев М. А., Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения. М.: Высшая школа, 2005. С. 345-378.
3. Добровольский В. В. Практикум по географии почв с основами почвоведения. М.: Владос, 2001. С. 117-135.
4. Дюкова Г.Р. Особенности почвообразования и почв Кунчеровского участка заповедника «Приволжская лесостепь» // Краеведческие исследования и проблема экологического образования. Пенза: ПГСХА, 1996. С. 2-25.
5. Келлер Б.А. Флористические, геоботанические и экологические заметки // Тр. Воронежского сельскохозяйственного института. Воронеж, 1926. С. 1-12.
Таблица 9
pH водной и солевой вытяжек почв
№ разреза Горизонт Глубина разреза, см pHkcl рНводы
Разрез 1 А1 5.040 6.025
AB 13-25 5.525 6.089
Разрез 2 А1 1-10 5.831 6.241
AB 10-14 5.632 6.123
Разрез 3 А1 1-11 5.831 6.289
AB 11-34 5.891 6.321
Разрез 6 А1 1-22 5.991 6.831
Разрез 7 А1 2-16 5.421 6.033
ABg 6-44 5.826 6.521
Разрез 10 А1 2-20 5.602 6.001
Разрез 11 А1 3-20 5.521 6.042
Разрез 13 А1 0-11 5.431 6.421
AB 11-23 5.803 6.123
Разрез 15 А1 2-20 5.031 6.126
AB 20-37 6.002 6.981
Разрез 17 А1 2-18 5.603 6.531
Разрез 20 А1 4-20 5.806 6.243
6. Кузнецов К.А. и др. Почвы Пензенской области. Саратов-Пенза: Приволжское книжное издательство, 1966. 126 с.
7. Новикова Л.А. Геоботаническая характеристика Кунчеровской степи / / Матер. конф, посвященной 120-летию И.И. Спрыгина. Пенза: ПГПУ, 1998. С. 77-93.
8. Носова А.М. Сохранившиеся участки степей Пензенской области // Ботанический журнал. Т. 50. Вып. 4. 1965. С. 838-852.
9. Пособие по проведению анализов почв и составлению агрохимических картограмм. М.: Россельхозиздат, 1965. С. 171-177.
10. Силева Т.М., Чернова о.В. Характеристика почв островцовского и Кунчеровского участков заповедника «Приволжская лесостепь» // Тр. государствен-
ного заповедника «Приволжская лесостепь». Пенза. Вып.1. 1999. С. 25-32.
11. Солянов А.А. К характеристике научной и познавательной ценности Кунчеровской степи // Вопросы географии Пензенской области. Л.: ПО ГО СССР. Вып. 2. 1969. С. 92-96.
12. Спрыгин И.И. Материал к флоре губерний Пензенской и Саратовской // Тр. Общества естествоиспытателей при Казанском университете. Казань. Т. 26. Вып. 6. 1896. С. 1-75.
13. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
14. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И. и др. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
