CC BY
6
УДК 635.91.054(470.620)
06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство (сельскохозяйственные науки)
РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ПЕСЧАНО-РАКУШЕЧНИКОВЫХ ЛАНДШАФТОВ ВОСТОЧНОГО ПРИАЗОВЬЯ ЗА СЧЕТ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЙ
Максименко Анатолий Петрович
доктор с.-х. наук
E-mail: [email protected]
Горбунов Игорь Валерьевич кандидат с.-х. наук SPIN-код автора: 9815-3384 E-mail: [email protected]
ФГБОУВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина» Краснодар, Россия
Рассмотрены данные многолетних исследований песчано-ракушечниковых отложений Восточного Приазовья, практически лишенных естественной растительности. Дан анализ продукционного потенциала насаждений и травяного компонента в течении 25 лет в чистых насаждениях. Проанализированы лесоводственно-экологические особенности ряда кустарниковых пород, растущих в данных условиях, особенности накопления биомассы различными древесными и травянистыми видами
Ключевые слова: КУСТАРНИКИ, ПОЧВА, БИОМАССА, АККУМУЛЯЦИЯ
UDC 635.91.054(470.620)
06.01.01 - General agriculture, crop production (agricultural sciences)
SOLUTION OF ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF SAND AND SHELL LANDSCAPES OF THE EASTERN PRIAZOVIE BY MEANS OF FORESTING
Maksimenko Anatoly Petrovich Dr.Sci.Agr.
E-mail: [email protected]
Gorbunov Igor Valerievich
Candidate of agricultural sciences
RSCI SPIN-code: 9815-3384
E-mail: [email protected]
Kuban State Agrarian University named after I. T.
Trubilin, Krasnodar, Russia
The article considers the data of long-term studies of sandy-shell rock deposits of the Eastern Sea of Azov, which are practically devoid of natural vegetation. The analysis of the production potential of plantations and the grass component for 25 years in pure plantations is given. The work analyzes silvicultural and ecological features of a number of shrub species growing under these conditions, the features of biomass accumulation by various tree and herbaceous species
Keywords: SHRUBS, SOIL, BIOMASS, ACCUMULATION
http://dx.doi.org/10.21515/1990-4665-183-008
На песчано-ракушечниковых отложениях Восточного Приазовья, практически лишенных естественной растительности, более 25 лет назад нами созданы искусственные насаждения на площади 3.5 тыс. га, включая Должанский опытно-производственный стационар площадью около 500 га из различных древесно-кустарниковых пород [1,2].
Многолетние комплексные исследования включали лесоводственные вопросы: рост, развитие, продукционный потенциал насаждений и травяного компонента биогеоценоза в течение 25 лет в чистых лесонасаждениях. Количество органического вещества, накопившегося за 25 лет, при перерасчете сухой массы древостоя на 1 га слаборазвитых и
гумусо-карбонатных песчано-ракушечниковых почв приведены в табл. 1, 2.
Таблица 1. Величина органической массы 25-летнего древостоя Должанского стационара на слаборазвитых песчано- ракушечниковых
отложениях, т/га.
Насаждение Количество деревьев на 1 га, экз Масса надземных органов, т/га
ствол ветви листья сухие ветви всего
Деревья
Тополь пирамидальный 2066 141,1 51,4 19,5 4,5 216,5
Вяз мелколистный 2014 24,4 22,2 10,3 6,0 62,9
Береза повислая 400 3,4 2,0 0,24 0,12 5,7
Ясень зеленый 1950 6,4 2,1 2,3 1,2 12,0
Айлант высочайший 500 2,4 1,3 0,2 0,3 4,2
Шелковица белая 1567 11,3 19,4 1,1 3,6 35,4
В среднем 31,5 16,4 5,6 2,6 57,5
Кустарники
Шиповник коричный 1199 3,7 1,4 0,5 0,4 6,0
Тамарикс 2771 8,6 1,4 1,4 23,0 34,4
четырехтычинковый
Свидина кроваво-красная 2730 8,7 2,7 1,1 4,9 17,4
Спирея калинолистная 3320 10,6 3,0 1,0 3,9 18,5
Аморфа кустарниковая 2331 7,5 2,6 0,9 2,6 13,6
В среднем 7,8 2,2 1,0 7,0 18,0
Как видно из табл. 1, тополь пирамидальный накопил в ландшафте большую биологическую массу (216 т/га), деструкция которой высвободит огромное количество химически активной энергии. Остальные насаждения на слаборазвитых песчано-ракушечниковых почвах намного уступают тополю пирамидальному, а продуктивность березняков и айланта высочайшего составляет всего лишь 4-6 т/га органического вещества. Наиболее адаптированными оказались кустарники, средняя продукция которых достигает 18 т/га. В более зрелых ландшафтах (табл. 2) березовые насаждения и облепишники вносят основной вклад в общую биомассу (120 и 61 т/га соответственно). Почти на 20% возросла средняя биомасса
кустарников.
Таблица 2. Величина органической массы 25-летнего древостоя Должанского стационара на гумусо-карбонатных песчано-ракушечниковых
почвах, т/га.
Насаждение Количество деревьев на 1 га, экз Масса надземных органов, т/га
ствол ветви листья сухие ветви всего
Деревья Береза повислая 173,2 63,2 45,5 9,5 1,4 119,6
Ива белая 557 11,2 4,1 0,8 1,0 17,1
Орех черный 430 4,1 2,3 1,4 1,5 9,3
Клен остролистный 2691 19,9 8,6 3,2 2,2 33,9
Сосна крымская 1667 18,2 8,7 14,2 1,5 42,6
Акация белая 1005 15,9 12,9 3,6 4,5 36,9
Вяз мелколистный 942 11,9 10,8 5,1 0,5 28,3
Айлант высочайший 1265 10,1 14,2 10,2 0,6 35,1
Каштан конский 609 6,3 5,1 4,5 0,7 16,6
Облепиха крушиновая 3183 16,9 27,1 11,5 5,7 61,2
В среднем 17,8 13,9 6,4 2,0 40,1
Кустарники Смородина золотая 2344 5,9 1,2 0,9 9,8 17,8
Сирень обыкновенная 1998 7,0 3,6 2,0 0,8 13,4
Спирея калинолистная 3213 18,0 2,9 2,9 3,8 27,6
Птелия трехлистная 2857 6,0 1,7 1,7 2,3 11,7
Шиповник коричный 3313 10,9 2,7 2,6 7,3 23,5
Аморфа кустарниковая 839 5,0 2,2 0,5 3,3 11,0
Дерен кроваво-красный 2238 14,5 6,3 2,0 16,6 39,4
Тамарикс четырехтычинковый 2374 13,1 1,9 1,9 8,3 25,2
В среднем 10,1 2,8 1,8 6,6 21,2
Значительно увеличивает внутреннюю емкость биологического круговорота в ландшафте, ускоряет его эволюцию и развитие почвообразовательного процесса травяной компонент биогеоценоза. Кроме того, травяной полог участвует в перехвате веществ, поступающих с аэральным переносом. Количество накопленной биомассы травянистой
растительностью сильно изменяется в зависимости от состава насаждения, его полноты и микрорельефа [2,3].
Таблица 3. Размеры биомассы трав в 25-летних лесных насаждениях Должанского стационара на гумусо-карбонатных песчано-ракушечниковых почвах, ц/га.
Биомасса Контроль* Береза повислая Облепиха крушиновая Акация белая Айлант высочайший Клен остролистный Вяз мелколистный Ива белая Каштан конский Поляна Средние после мелиорации
Надземная 5,0 31 30 62 65 26 68 47 45 38 46
Подземная 9,2 - 45 - 83 40 80 - 66 51 61
Общая 14,2 - 75 - 148 66 148 - 111 89 107
*До начала лесокультурных работ.
Как видно из табл. 3, надземная часть массы трав (от 26 до 65 ц/га) значительно превышает зональные показатели.
Кроме живого травянистого напочвенного покрова, под пологом деревьев формируется слой лесной подстилки, которая, разлагаясь, обогащает почву.
Исходя из того, что каждый биогеоценотический горизонт имеет свою функцию в жизни леса [1,3], он отличается от других размерами массы и энергии (табл. 4).
Таблица 4. Структура биомассы и заключенной в ней энергии в
25-летних насаждениях Должанского стационара
Участок слаборазвитых Участок гумусо-карбонатных
песчано-ракушечниковых почв почв
Биогеогоризонт биомасса, ц/га энергия биомасса, ц/га энергия
млн. млн. млн. млн.
Ккал КДж Ккал КДж
ФД* 56 11,2 47,0 64 12,8 53,8
АкД 489 97,8 410,8 317 63,4 266,3
Фк 180 36,0 151,2 212 42,4 178,1
Фт 14 2,8 11,8 46 9,2 38,6
О — — — 55 11,0 46,2
Ам 30 6,0 25,2 20 4,0 16,8
Надземная
масса 769 154 646 717 142 600
Подземная
масса 721 324 1362 1184 674 2238
Общая 1490 478 2008 1898 816 2838
Естественное состояние ландшафта (до начала лесомелиорации)
Надземная 3,2 0,8 3,4 5,0 1,2 5,3
Подземная 242 48,4 203,2 578 115,6 485,5
(0-30 см)
Общая 245 499 206,6 583 116,8 590,8
* ФД - фотосинтетический деревьев; АкД - аккумулятивный деревьев; ФК -фотосинтетический кустарникового яруса; Фт - фотосинтетический травяного напочвенного покрова; О - аккумуляции мертвого органического вещества (лесная подстилка); АМ - аккумуляции мертвого органического вещества (сухие сучья).
Так, в созданных насаждениях ежегодно образуется 56-64 ц/га биомассы, синтезируемой в горизонте за счет СО2 атмосферы, солнечной энергии, воды и минеральных соединений, поступающих из почвы. Но наибольшее влияние на почвообразование и формирование ландшафтов Должанской косы оказывает кустарниковый ярус, фотосинтетический горизонт которого производит до 150-180 млн. кДж активной энергии. Биомасса корней, переплетающих всю верхнюю часть почвенного профиля, является основным источником органического вещества в почве. Эта биомасса богата азотом и элементами зольного питания, обусловливая их аккумуляцию и интенсивный биологический круговорот.
Значительное увеличение общей массы травянистой растительности способствовало увеличению запасов органического вещества почв в
биогеогоризонте. За 25 лет существования стационара под пологом леса количество гумуса в среднем возросло в 2 -3 раза по сравнению с исходным 1975 г., а энергия, аккумулированная в нем, в настоящее время составляет 1362-2238 млн. кДж/га. Анализ данных табл. 4 позволяет сделать вывод о том, что общая биомасса насаждения на слаборазвитых песчано-ракушечниковых почвах возросла в 6 раз, а на гумусо-карбонатных - более чем в 4 раза. Надземная же часть сильватизированного ландшафта увеличила свою массу в 113-240 раз.
До недавнего времени потоки углерода в системе атмосферно-биосферных связей четко регулировались растительным покровом. Но техногенная деятельность человека (рубка лесов, сжигание в прогрессирующих масштабах углеводородного топлива, лесные пожары, аридизация и опустынивание суши, загрязнение биосферы чуждыми химическими соединениями, эрозия почв) ослабили механизмы регулирования потоков углерода в биосфере и размеры секвестра атмосферного СО2 биотой. Поэтому экологическая роль лесов приобрела высокую значимость. Создание дополнительных лесов - это самый оптимальный и недорогой путь к накоплению углерода в ландшафтах наземных экосистем, рекультивации деградированных земель, оздоровлению экологической обстановки и др. Одно только ускоренное лесовосстановление на бросовых землях повысит в 2 раза имеющийся потенциал для организации международного углеродного рынка [4,5].
В итоге проведенного эксперимента на месте изреженной травянистой растительности засушливых степей сформировалась переходная деревянисто-травянистая формация ксерофитного леса (включая кустарниковые ценозы). Созданные насаждения коренным образом преобразовали песчано-ракушечниковые ландшафты прибрежной зоны Восточного Приазовья, создав лесную обстановку, в сотни раз увеличив биоэнергетические ресурсы и связав огромное количество
парниковых газов (диоксид углерода и др.).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. М.: Лесная пром-сть, 1981. 264 с.
2. Максименко А.П. Использование декоративных кустарников в ландшафтном дизайне на почвах Северо-западного Кавказа / А.П. Максименко, И.В. Горбунов // В книге: Год науки и технологий 2021. Сборник тезисов по материалам Всероссийской научно-практической конференции. Отв. за выпуск А.Г. Кощаев. Краснодар, 2021. С. 185.
3. Максименко А.П. Декоративные кустарники в ландшафтном озеленении на почвах прибрежных районов Северного Причерноморья и Восточного Приазовья / А.П. Максименко, И.В. Горбунов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2021. № 169. С. 65-82.
4. Максименко А.И Обеспечение экологической безопасности экосистем Восточного Приазовья путем лесонасаждений // Экологические проблемы Кубани: Сб. научных трудов НИИ прикладной и экспериментальной экологии, № 12. Краснодар, 2001. С. 68-71.
5. Вклад лесов России в углеродный баланс планеты и проблемы лесовосстановления / А.И. Писаренко, В.В.Страхов, В.П. Моисеев, А.М. Алферов // Использование и охрана природных ресурсов России. Бюл. Министерства природных ресурсов РФ. М., 2000. № 6. С. 54-56.
References
1. Karpachevskij L.O. Les i lesny'e pochvy\ M.: Lesnaya prom-st', 1981. 264 s.
2. Maksimenko A.P. Ispol'zovanie dekorativny'x kustarnikov v landshaftnom dizajne na pochvax Severo-zapadnogo Kavkaza / A.P. Maksimenko, I.V. Gorbunov // V knige: God nauki i texnologij 2021. Sbornik tezisov po materialam Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Otv. za vy'pusk A.G. Koshhaev. Krasnodar, 2021. S. 185.
3. Maksimenko A.P. Dekorativny'e kustarniki v landshaftnom ozelenenii na pochvax pribrezhny'x rajonov Severnogo Prichernomor'ya i Vostochnogo Priazov'ya / A.P. Maksimenko, I.V. Gorbunov // Politematicheskij setevoj e'lektronny'j nauchny'j zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021. № 169. S. 65-82.
4. Maksimenko A.I Obespechenie e'kologicheskoj bezo-pasnosti e'kosistem Vostochnogo Priazov'ya putem lesonasazhdenij // E'kologicheskie problemy' Kubani: Sb. nauchny'x trudov NII prikladnoj i e'ksperimental'noj e'kologii, № 12. Krasnodar, 2001. S. 68-71.
5. Vklad lesov Rossii v uglerodny'j balans planety' i problemy' lesovosstanovleniya / A.I. Pisarenko, V.V.Straxov, V.P. Moiseev, A.M. Alferov // Ispol'zovanie i oxrana prirodny'x resursov Rossii. Byul. Ministerstva prirodny'x resursov RF. M., 2000. № 6. S. 54-56.
