CC BY
13
СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА И ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ПОЧВЫ НА ГОРЕЛЬНИКАХ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Ю.В. Беховых, доцент
Алтайский государственный аграрный университет (Россия, г. Барнаул)
DOI:10.24412/2500-1000-2021-4-2-6-8
Аннотация. Целью данной работы было исследование гидротермического режима почв горельников сосновых боров, расположенных в сухостепной климатической зоне Алтайского края в его юго-западной части. Выявлено, что в почвах горельников в течение периода весна-осень формируются напряжённые гидротермические режимы, характеризующиеся высокими значениями температур поверхностного слоя почвы и низким влаго-запасом. Условия для естественного восстановления леса на юго-западе Алтайского края в сухостепной зоне с точки зрения температурного режима почвы и влагосодержания можно считать критическими.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, гидротермический режим почвы, температура почвы, влажность почвы, почвенный влагозапас, поток тепла, лесной пожар.
В сухостепной зоне Алтайского края сосна находится за границами ареала своего естественного произрастания [1, 2], поэтому именно здесь она подвержена воздействию множества негативных факторов, главный из которых - неблагоприятные климатические условия с высокими летними температурами и малым количеством осадков [3].
Частичное или полное уничтожение лесными пожарами древесной растительности, травяного покрова, лесной подстилки способствует изменению целого ряда физических условий: освещённости, проникновения влаги в почву, температурного режима воздуха и почвы [1, 2, 48].
Изучение гидротермического режима почв в разные периоды после лесного пожара позволит предсказать направленность постпирогенных сукцессионнных процессов и, тем самым, определить перспективы лесовосстановления. В связи с этим их изучение является важной экологической и лесоводческой задачей.
Целью данной работы было изучение температурных условий и режима влаго-содержания почвы на горельниках ленточных боров юго-западной части Алтайского края в сухостепной климатической зоне.
Объект и методы
Объектом изучения были дерново-подзолистые почвы. Исследования проводились в сосновом бору Угловского лесничества на местах лесных пожаров разного срока давности: 5 и 0,5 лет. В качестве контроля был выбран участок леса не тронутый пожаром.
Измерения температуры почвы осуществлялось электронными термометрами на различных глубинах [9]. Влажность почвенных образцов определялась термостатно-весовым методом [10].
Экспериментальная часть и обсуждение результатов
Исследования выявили, что в почвах подвергшихся пирогенному воздействию в течение периода весна-осень формируются напряжённые температурные режимы поверхностного слоя. В мае максимальные разницы дневных температур поверхности почвы на контроле и на горельнике, где со времени пожара прошло полгода, составляли 10-15°С в зависимости от элементов мезорельефа. На горельнике, где прошёл пожар пять лет назад разница температур поверхностного слоя не такая значительная - 2-5°С в зависимости от элемента мезорельефа. Ночью, наоборот, температура поверхности почвы под естественным древостоем была выше, чем в горелом лесу на 2-5 градусов.
Весной наблюдалось интенсивное поступление тепла в почву на горельниках. Суточные теплопотоки в начале мая достигали значений 160 Вт/м2 на северном склоне и 215 Вт/м на вершине горельника пятилетней давности. На горельнике, где пожар произошёл полгода назад теплопотоки были ещё выше.
Запасы продуктивной влаги весной в метровом слое почвы почти на всех элементах мезорельефа на контроле и горель-никах были практически одинаковы и колебались около значения 30 мм (табл. 1). Такая особенность влагосодержания почв весной может быть следствием того, что растения ещё не вступили в активную стадию влагопотребления.
В конце июня температура поверхности почвы, особенно на горельнике, где пожар прошёл полгода назад прогревалась до 40-45°С. Температура на метровой глубине достигала 19-20°С. На контроле за счёт воздействия древесного полога и лесной
подстилки температура на метровой глубине не превышала 14°С.
К середине лета увлажнение почвы существенно снижается (табл.), что создаёт критические условиях произрастания растений с точки зрения влагосодержания. Летом почвенные влагозапасы на горельниках оказываются выше, чем на контроле, что очевидно связано с процессами транспирации и десукции.
Почвенные потоки тепла в сентябре уменьшаются в сравнении с июнем как по причине снижения коэффициентов теплоёмкости почвенных слоёв, так и из-за уменьшения солнечной инсоляции. За счёт снижения ночных температур воздуха происходило остывание пятидесятисантиметрового слоя почвы, но на метровой глубине температура сохранялась достаточно высокой и достигала 15-17 °С. В начале осени запас продуктивной влаги в метровом слое некоторых участков наблюдения оказался меньше труднодоступных запасов влаги (табл.).
Таблица. Влагозапасы (мм) в метровом слое дерново-подзолистой почвы горельников сухостепной зоны Алтайского края на различных экспозициях мезорельефа (ЗТВ-запас труднодоступной влаги; ПЗВ - продуктивные запасы влаги)_
Низина увала
5 лет после пожара 0,5 лет после пожара Контроль
ПЗВ май 32,8 31,7 32,6
ПЗВ июнь 63,2 43,2 24,5
ПЗВ сентябрь 27,8 31,5 8,7
ЗТВ 14,8 15,0 15,0
Южный склон увала
ПЗВ май 28,4 34,6 36,5
ПЗВ июнь 21,9 40,7 23,7
ПЗВ сентябрь 21,5 9,0 17,1
ЗТВ 15,1 14,3 14,8
Вершина увала
ПЗВ май 20,7 29,8 16,2
ПЗВ июнь 22,6 26,3 17,0
ПЗВ сентябрь 11,0 26,0 17,5
ЗТВ 15,7 15,3 14,8
Северный склон увала
ПЗВ май 27,1 33,1 32,5
ПЗВ июнь 25,9 35,1 14,2
ПЗВ сентябрь 9,4 25,3 5,8
ЗТВ 15,1 13,8 14,8
Заключение. Условия для естественного восстановления леса в сухостепной зоне Алтайского края в первые пять лет после
пожара с точки зрения температурного режима почвы и влагосодержания можно считать критическими.
Библиографический список
1. Заблоцкий В.И. Динамика экологических условий на гарях в сосновых лесах юго-востока западной Сибири: автореф. дис. ... докт. с-х. наук. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. - 30 с.
2. Куприянов А.Н., Трофимов И.Т., Заблоцкий В.И. и др. Восстановление лесных экосистем после пожаров.- Кемерово: КРЭОО «ИРБИС»,2003. - 262 с.
3. Агроклиматический справочник по Алтайскому краю. - Л.: Гидрометиздат, 1957. -167 с.
4. Беховых Ю.В., Макарычев С.В., Трофимов И.Т., Болотов А.Г. Особенности теплоак-кумуляции и теплообмена в дерново-подзолистых почвах на гарях сухостепной зоны алтайского края // Антропогенное воздействие на лесные экосистемы: тез. докл. II между-нар. конф. (18-19 апреля 2002 г., Барнаул). - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. - С. 142145.
5. Беховых Ю.В. Влияние лесных пожаров на гидротермический режим дерново-подзолистых почв сухостепной зоны Алтайского края //Антропогенное воздействие на лесные экосистемы: тез. докл. II междунар. конф. (18-19 апреля 2002 г., Барнаул). - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. - С. 139-142.
6. Макарычев С.В., Мазиров М.А. и др. Теплофизические свойства и режимы в антропогенно-нарушенных почвах. - М.: Химия в сельском хозяйстве, 2003. -153 с.
7. Макарычев С.В., Беховых Ю.В., Беховых Л.А. Почвенно-физические условия лесо-восстановления в горельниках юго-западной части ленточных боров Алтайского края // Восстановление нарушенных ландшафтов: Материалы IV научно-практической конференции. - 2004. - С. 59-65.
8. Тарасов П.А, Иванов В.А., Иванова Г.А., Краснощекова Е.Н. Постпирогенные изменения гидротермических параметров почв среднетаежных сосняков // Почвоведение. -2011. - № 7. - С. 795-803.
9. Руководство по градиентным наблюдениям и определению составляющих теплового баланса. - Л: Гидрометеоиздат, 1964. - 120 с.
10. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А., Методы исследования физических свойств почв. -М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
SEASONAL FEATURES TEMPERATURE REGIME AND MOISTURE CONTENT OF THE SOIL IN THE BURNT PINE FORESTS LOCATED IN THE SOUTH-WESTERN
PART OF THE ALTAI REGION
Yu.V. Bekhovykh, Associate Professor Altai State Agrarian University (Russia, Barnaul)
Abstracts. The research goal was to study the hydrothermal regime of soils in the areas of forest fires located in the dry-steppe climatic zone of the Altai region. Revealed that soils in the areas offorest fires are characterized by high values of soil surface temperature and low moisture content. Conditions for natural forest regeneration in the dry steppe zone of the Altai region in terms of soil temperature and moisture content can be considered critical.
Keywords: sod-podzol soil, hydrothermal regime of soil, soil temperature, soil moisture, soil moisture reserve, heat flow, forest fire.
