CC BY
4
УДК 631.436:631.432
ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НА ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОЧВАХ БОЛЬШИХ МОДЕЛЬНЫХ ЛИЗИМЕТРОВ ПОЧВЕННОГО СТАЦИОНАРА МГУ: РЕЗУЛЬТАТЫ 60-ЛЕТНЕГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Г. В. Матышак*, О. Ю. Гончарова, Л. Г. Богатырев, М. И. Рязанцева
МГУ имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, 119991, Россия, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12 * E-mail: matyshak@gmail.com
За период 2015-2019 гг. охарактеризован гидротермический режим почв экосистем Больших лизиметров Почвенного стационара МГУ, формирующихся на однотипной породе под различным растительным покровом. Оценено меж- и внутригодовое влияние хвойного, широколиственного и травяного растительных сообществ на динамику температуры и влажности почв. Показано, что спустя 60 лет после закладки лизиметров исследованные слаборазвитые почвы достоверно отличаются по влажности и температурному режиму. Наибольшее влияние (усиливающееся со временем) оказал древесный ярус за счет перераспределения осадков и транспирационного эффекта, значительно снижающих влажность почв и объем лизиметрического стока. Наиболее сухая экосистема (ельник) отличалась от наиболее влажной (залежь) в 2-3 раза по влажности верхнего 20-сантиметрового слоя и более чем в 10 раз по объему стока. Установлена специфика влияния типа древесных насаждений на температурный режим почв. Для хвойной экосистемы характерны минимальные температурные показатели, тогда как для широколиственной — максимальные, разность среднегодовых показателей для 10 см составляет более 1,6 °С. Показана роль травяного покрова, снижающего температурные экстремумы и испарение с поверхности почв. Оценены сезонные особенности влияния растительного покрова на гидротермический режим почв.
Ключевые слова: экосистема, температура почв, влажность почв, сезонная динамика, мезокосм, лизиметрический сток, N-фактор.
Введение
В середине 1960-х гг. на территории Почвенного стационара МГУ имени М.В. Ломоносова был организован широкий ряд долговременных экспериментов, среди которых особое место принадлежит исследованию динамики состава и свойств лизимитрических вод почв. Для их изучения было организовано несколько экспериментальных установок разного масштаба и устройства [16]. Уникальным экспериментом явилась организация больших изолированных лизиметров (площадью около 8 м2 и глубиной 1,75 м), заложенных с целью исследования закономерностей первичного почвообразования под различной растительностью, а также влияния различного типа окультуривания на свойства дерново-подзолистых почв [17]. Помимо собственно лизиметрических исследований здесь проводятся и экосистемные исследования, оценивающие влияние растительного покрова на свойства почв, процессы трансформации твердой фазы почв, процессы первичного почвообразования, ведется мониторинг гидротермических параметров функционирования почв [2-4, 8, 9, 10, 13-15]. Значительная экспериментальная площадь искусственных экосистем Больших лизиметров МГУ, широкое разнообразие вариантов (каждый из которых организован в
2-4-кратной повторности) позволяют с высокой долей приближения рассматривать их как своего рода природный «макрокосм», условия в котором максимально приближены к естественным. Все это дает возможность проводить круглогодичные исследования различных параметров функционирования и свойств почв, оценивать их динамику и взаимосвязи и в конечном счете оценивать полный цикл биологического круговорота экосистем.
В предыдущих работах показано, что в условиях данного эксперимента влияние нарушений и ограничений на функционирование почв минимально и полученные результаты можно соотносить с естественными экосистемами [1]. По сути, основным фактором, определяющим различия в развитии почв и свойств лизиметрических вод, является единственный фактор — растительный покров или тип обработки (в зависимости от экспериментального участка). В связи с этим целью данной работы явилось изучение влияния растительного покрова на гидротермический режим почв Больших лизиметров Почвенного стационара МГУ.
Материалы и методы
В качестве объектов исследования использованы модельные экосистемы экспериментального участка лизиметрических установок, предназна-
ченного для исследования влияния растительного покрова на первичное почвообразование. Всего выбрано четыре экосистемы, максимально отличающиеся по типу растительности. В качестве контрольной использована экосистема без растительного покрова — пар (П), где растительный покров ежегодно полностью удаляется, поверхностный почвенный горизонт регулярно перекапывается. Залежь (З) — экосистема с растительным покровом многолетних трав, на поверхности почвы присутствует маломощная (0,5-1 см) фрагментарная среднеразложенная травяная подстилка. Широколиственный лес (ШЛ) — экосистема, состоящая из разновозрастного древостоя широколиственных пород (клен и дуб) высотой 3-7 м. На поверхности почвы присутствует мощная лиственная подстилка (5-10 см), которая практически полностью разлагается к началу дефолиации. Ельник (Е) — экосистема, полностью представленная еловыми насаждениями очень высокой плотности посадки с практически 100-процентной сомкнутостью крон. На поверхности почвы присутствует среднеразложенная еловая подстилка (1-3 см). Все экосистемы развиваются на однотипной породе (бескарбонатный покровный суглинок). По данным Савельева [12], почвы каждой из экосистем относятся к типу слаборазвитых (пело-зем гумусовый). Таким образом, к моменту проведения исследований основные отличия в почвенном покрове между экосистемами представлены типом и мощностью подстилки, а также выраженностью гумусово-слаборазвитого горизонта (W).
Исследования температурного режима проведены в период октябрь 2015 — ноябрь 2019 гг. на поверхности почв (датчик укладывался под 1-сантиметровый слой подстилки или на глубину 1 см при ее отсутствии), 10, 20, 40 см, а также в воздухе на высоте 2 м. Измерение температуры проводилось с помощью портативных термодатчиков Thermochron iButton (Dallas Semiconductor, USA), c частотой измерения температуры 1 раз в 4 ч. Объемная влажность почв измерялась в этот же период в слое 0-20 см раз в 1-2 недели с помощью полевого влагомера TDR-100 (Spectrum, USA), настроенного для работы с почвами с высоким содержанием глины. В работе приведены сезонные (использованы календарные даты сезонов), среднегодовые, среднемноголетние данные по температуре и влажности почв для стандартного набора глубин, применяемых в почвенных исследованиях. С целью оценки влияния напочвенного покрова на температурный режим почв оценены морозные и безморозные N-факторы. N-фактор — температурный индекс поверхности, один из методов параметризации поверхностного энергетического баланса [18]. Этот параметр рассчитывают через отношение сумм среднесуточных температур больше (летний N-фактор) или меньше нуля (зимний N-фактор) на поверхности почвы к аналогичным суммам в воздухе за тот же пери-
од. Максимальное влияние на величину зимних М-факторов оказывает величина снежного покрова, летних — характер растительного покрова. Математическую обработку данных выполняли в программе 81аЙ811са 10.0. Результаты статистической обработки представлены в виде средних арифметических ± стандартное отклонение (при р = 0,95). Достоверность отличий оценена на основе сравнения средних по параметрическому критерию Стьюдента (^критерий). Скорость и объем поступления лизиметрических вод оценивались еженедельно прямым учетом поступающих в подземную галерею вод в период 2015-2017 гг. Приведены среднегодовые данные.
Результаты
Температурный режим почв различных экосистем. Несмотря на близкое расположение и однотипность факторов почвообразования температурные режимы почв под различными растительными сообществами значимо различаются (рис. 1). Максимальные различия в температурах почвенных профилей отмечены для верхних горизонтов и постепенно сглаживаются с глубиной. Начиная с поверхности и вплоть до 20 см установлены достоверные отличия температуры почв ельника и пара от остальных участков, на 40 см эта разница нивелируется и достоверные отличия наблюдаются только для почв залежи.
Температура, °С
0
6
7
5 -10 -м 15 -
и
а,
I 20 -о
у
iE 25 -30 -35 -40 -
-•- П -♦- Е
ШЛ --.-- З
Рис. 1. Среднегодовые температуры профилей почв Больших лизиметров Почвенного стационара МГУ (2015 г.): П — пар; Е — ельник; ШЛ — широко лиственный лес; З — залежь
Самым «холодным» почвенным профилем отличается экосистема ельника, среднегодовые температуры почвенных горизонтов более чем на градус ниже (1,6°С для глубины 10 см), чем в остальных экосистемах. Самой «теплой» оказалась экосистема под широколиственными насаждениями. Рассмотрев более детально среднемноголетние показатели температурного режима для глубины 20 см, отметим, что описанная выше тенденция
8
Таблица 1
Показатели температурного режима почв (2015-2018 гг.) на глубине 20 см, мощность снегового покрова и К-факторы (2016-2017 гг.)
Экосистема Среднегодовая температура почвы, °С (макс./мин.) Продолжительность периода с температурой < 0°С, дни Мощность снежного покрова, см (январь) N-фактор зимний N-фактор летний
Пар 7,3 (23,1/-2,0) 72 13,3 0,15 /0,03 0,85/0,84
Ельник 6,3 (18,5/-3,5) 100 1,6 0,41/0,22 0,81/0,88
Широколиственный лес 7,6(19,0/0,5) 0 20,0 0,05/не опр. 0,82/не опр.
Залежь 7,0 (20,5/-1,0) 50 25,6 0,17/0,01 0,85/0,92
(почва ельника самая холодная) отмечена для всех показателей (табл. 1).
Отличие среднемноголетних температур между самым холодным и самым теплым профилем составляет более 1,3°С. Именно в ельнике зафиксированы минимальные температуры (-3,5°С), тогда как в экосистеме ШЛ температура на данной глубине никогда не была отрицательной и не опускалась ниже 0,5°С. Соответственно, значительно отличается и продолжительность функционирования горизонтов в активном, незамерзшем состоянии. И если почва в ШЛ на глубине 20 см ни разу не замерзала за весь период наблюдений, то в ельнике период промерзания всегда превышал 90 дней. В экосистемах пара и залежи этот период продолжался от 30 до 90 дней. Максимальные значения температур наблюдались в почве пара (из-за отсутствия растительного покрова). Наибольшие амплитуды температур поверх-
2600
2500
£ d 2 О.
0 см
10 см
20 см
40 см
-о U
С о
^ £
о Е
и
п
2400 2300 2200 2100 2000 0 -50 -100 -150 -200 -250
Рис. 2. Суммы положительных и отрицательных температур поверхности почвы и на разных
глубинах (2015 г.): П — пар; Е — ельник; ШЛ — широколиственный лес; З — залежь
[
□ П
□ Е
□ ШЛ
□ З
ности почв также были характерны для экосистемы пара (37,5°С), минимальные — для ШЛ (19,5°С).
Известно, что использование только среднегодовых показателей температурного режима не отражает сезонной особенности функционирования почв [7]. Эти аспекты температурного баланса хорошо иллюстрируются суммами отрицательных и положительных температур (рис. 2).
Хорошо заметно, что суммы положительных температур варьируют в небольших пределах, при этом вновь принимая минимальные значения в экосистеме ельника. Наибольшие расхождения заметны именно для зимнего периода, и мы видим существенную разницу термического режима в этот период в профилях почв. Под древесными насаждениями суммы отрицательных температур на поверхности почв принимают экстремальные значения и варьируют от максимальных под ельником (-200°С) до минимальных под ШЛ (-20°С).
Влияние растительного и напочвенного покровов можно также проследить при анализе сезонной динамики температурного режима поверхности почв (табл. 2).
В 2019 г. при схожих среднегодовых значениях температурного режима сезонные тенденции существенно отличались (анализ проведен для трех экосистем, без ельника). Поверхность почв пара, как и было показано ранее, характеризовалась наибольшей амплитудой с максимальными температурами в летний период и минимальными в зимний. Несмотря на наличие снегового покрова, отсутствие растительности и опада на поверхности приводит к быстрому промерзанию и охлаждению профиля почв в осенний и зимний период. Продолжительность периода с температурами ниже нуля на поверхности пара максимальна и составляла 134 дня, а в почвах залежи и ШЛ — 40 и 5 дней соответственно. В весенний и летний период, наоборот, поверхность, лишенная растительного покрова, намного быстрее прогревается и здесь наблюдаются максимальные значения температур. Для экосистем ШЛ и залежи характерна обратная тенденция: в зимний и осенний периоды поверхности почв функционируют в более теплых условиях, тогда
Таблица 2
Сезонное варьирование температуры поверхности почв за 2019 г., °С
Экосистема Зима Весна Лето Осень Среднегодовая Амплитуда максимальных значений
Пар -0,13 ± 0,94 7,60 ± 7,26 17,31 ± 2,70 7,59 ± 6,58 8,14 ± 8,02 28,6
Широколиственный лес 1,60 ± 0,87 6,00 ± 4,52 15,18 ± 1,13 9,43 ± 5,07 8,07 ± 6,06 22,8
Залежь 0,59 ± 0,81 6,40 ± 5,83 15,97 ± 1,53 8,60 ± 5,32 7,92 ± 6,84 23,0
Воздух -2,77 ± 4,44 8,70 ± 7,86 18,24 ± 3,91 7,38 ± 6,73 7,95 ± 9,53 40,6
как в летний и весенний периоды оказываются наиболее холодными за счет затеняющего влияния лиственной кроны и наличия лиственной и травяной подстилки. Данные сезонные особенности необходимо учитывать при изучении динамики исследуемых на лизиметрических установках параметров и использовать при интерпретации различий между экосистемами.
Гидрологический режим почв различных экосистем. Верхние горизонты почв исследованных экосистем значительно различаются по показателю влажности, четко отражающему отличия в условиях развития почв под различным типом растительности. Среднегодовая влажность почв достоверно отличалась между исследованными экосистемами и сохраняла схожие тенденции в течение всего периода наблюдений (рис. 3).
За весь период наблюдений вне зависимости от года оказалось, что наиболее сухими были почвы с древесными насаждениями. Максимальной влажностью, практически в три раза превышающей влажность почв ельника, отличалась экосистема залежи (табл. 3).
При сезонном анализе влажности почв вклад в нее растительного покрова становится еще более заметным. Динамика влажности почв исследованных экосистем, кроме экосистемы ШЛ, примерно схожа
60
50
40
30
20
10
оо ю
ШЛ
Рис. 3. Межгодовая динамика влажности верхнего горизонта почв (0-20см) больших лизиметров Почвенного стационара МГУ: П — пар; Е — ельник; ШЛ — широколиственный лес; З — залежь.
Таблица 3 Среднемноголетняя влажность почв и объем лизиметрического стока
Экосистема Влажность объемная, % (с октября 2015 по март 2019 г.) Средний сток, мм/год (2015-2017 гг.)
Пар 43,4 ± 4,1 33,5 ± 6,5
Ельник 16,6 ± 3,7 3,3 ± 2,9
Широколиственный лес 34,7 ± 5,9 10,0 ± 0,3
Залежь 52,1±2,1 31,3 ± 9,1
и характеризуется в среднем стабильными значениями в течение всего года. Только в экосистеме ШЛ и именно в период активной фазы вегетации — летом и осенью — хорошо заметна тенденция резкого снижения влажности (в 2-3 раза). Наибольшей сухостью и отличием между экосистемами характеризовались, как правило, осенние периоды, что определялось, вероятно, разнообразным вкладом растительного покрова в транспирацию и перераспределение осадков,тогда как в весенний период различия минимальны за счет вклада таяния снегового покрова (за исключением экосистемы ельника, где снежный покров часто отсутствует).
Обсуждение
Влияние растительности на гидротермический режим почв лизиметров. Поскольку единственным различием при формировании почв Больших лизиметров Почвенного стационара МГУ был характер растительности, сформированные к настоящему времени различия в их гидротермических режимах мы вправе объяснять именно его влиянием. Наиболее «теплым» годовым температурным режимом почвы характеризуется экосистема ШЛ, где смягчение зимних температур обусловлено теплоизоляционными свойствами мощной лиственной подстилки и толщей снежного покрова. В противоположность этому, единственным те-плоизолятором в ельнике является маломощная хвойная подстилка; плотно сомкнутые кроны зрелых еловых насаждений, сформировавшихся к настоящему времени, препятствуют поступлению
0
на поверхность почвы как жидких, так и твердых осадков, практически полностью их перекрывая. Снежный покров в ельнике обычно не превышает нескольких сантиметров, а в малоснежные годы отсутствует полностью (табл. 1). Различия в годовых температурных режимах изученных экосистем в основном обусловлены именно зимним сезоном, что хорошо иллюстрируется величинами температурных индексов поверхности (М-факторов) (табл. 1). Из их величин следует, что вклад растительного покрова в термический режим почв в летний период практически отсутствует (летние М-факторы схожи и практически не изменяются по годам). Зимние же М-факторы как отличаются между экосистемами, так и варьируют по годам: они максимальны в ельнике (минимум снежного покрова) и минимальны в ШЛ (совместное влияние подстилки и мощного снегового покрова наиболее выражено). Экосистема пара, являясь своеобразным «контролем», демонстрирует промежуточные величины, слабо отличаясь от залежи и ШЛ по ряду параметров температурного режима (максимальным температурам поверхности, суммам положительных температур, М-факторам и пр.). Ведущая роль зимнего периода в формировании пространственной и временной вариабельности температурных режимов контрастных экосистем отмечается и для других регионов [5]. То, что для экосистемы чистого пара не наблюдалось экстремальных температурных показателей, мы связываем с недостатками данного эксперимента, накопившимися к настоящему времени, и, в первую очередь, с близко расположенным участком хвойной экосистемы с подростом ели до 5 м высотой. Ельник, располагаясь с юго-восточной стороны, препятствует попаданию части осадков и прямых солнечных лучей на поверхность почвы пара, занижая тем самым контрольные значения температурного режима почв в данном эксперименте.
Очевидно, что полог древесных насаждений оказал существенное влияние и на гидрологический режим почв за счет перераспределения осадков и транспирационных механизмов, причем направленность и сила эффекта различались в зависимости от типа насаждений. Наиболее сильный эффект характерен для экосистемы ельника, где хвойная крона круглогодично препятствует поступлению не только жидких, но и твердых осадков. Фактически зрелая к настоящему моменту экосистема ельника в условиях Больших лизиметров МГУ функционирует при выраженном недостатке влаги. Это прямо подтверждается и тем, что за исследованный период сток из лизиметров, расположенных под хвойными насаждениями, фактически отсутствовал (в 10 раз ниже, чем на пару) (табл. 3). Этот факт вместе с отсутствием латерального переноса грунтовых вод также можно рассматривать как недостаток данного эксперимента, все более отдаляющегося
от естественных экосистем. Необходимо отметить, что этой проблемы, вероятно, не было на начальных стадиях эксперимента, когда спустя 10 лет, в 1977 г., наблюдался стабильный сток лизиметрических вод под экосистемой молодого ельника [16]. Также нельзя недоучитывать и транспирационный эффект древесными насаждениями, который может превышать 50% от расходной части водного баланса [11]. Вероятно, в первую очередь именно этим эффектом обусловлены низкая влажность почв в экосистеме ШЛ, низкие величины стока лизиметрических вод (в 3 раз ниже, чем на пару), а также полное отсутствие стока, в отличие от всех других экосистем, в летний и осенний период — в пик вегетации.
Максимальная влажность почв наблюдалась все годы в экосистеме залежи и обусловлена, по-видимому, как отсутствием вышеперечисленных эффектов (выраженный транспирационный эффект древесными насаждениями), так и экранированием травяным ярусом поверхности от прямых солнечных лучей, увеличивающих температуру и испарение соответственно. В отличие от экосистемы пара здесь наблюдается снижение летних температур на 1,5°С за счет экранирования от прямых солнечных лучей и повышение зимних температур на 0,8°С за счет отсутствия снежного покрова в период заморозков. Травяной ярус препятствует и испарению воды с поверхности почв, повышая влажность почв залежи более чем на 10% в сравнении с почвами пара.
Вклад растительного покрова в сток детально рассматривался в первые годы эксперимента, и было показано, что расхождение между разными экосистемами проявилось уже спустя несколько лет [4]. Если в 1970 г. сток был примерно равен, то в 1985 г. доля стока для ельника составляла 0,5 от принятого за 1 (контроль) стока в экосистеме пара, для ШЛ — 0,6, а для залежи — 0,8. Проведя по аналогии данный расчет для исследованного нами периода 2015-2017 гг. становится очевидно, что вклад древесного растительного покрова вырос еще более значительно, что обусловлено, вероятно, значительным увеличением площади крон и листовой поверхности со временем: для ельника доля составила 0,1, для ШЛ — 0,3. При этом доля стока под травяными однолетними насаждениями практически не изменилась и соответствовала в среднем 0,9.
Заключение
Таким образом, спустя почти 60 лет со времени организации экспериментальных исследований экосистемы модельных участков Больших лизиметров МГУ существенно отличаются по параметрам функционирования. При этом установлены различные характеры формирования температурного и гидрологического режимов, обусловленные разным, зачастую разнонаправленным влиянием растительного покрова. Наибольшее влияние на гидротер-
мический режим почв характерно для экосистем с древесными насаждениями. В хвойной экосистеме наблюдаются минимальные значения температуры и влажности почвенных горизонтов за счет круглогодичного затенения и перераспределения зимних и летних осадков и это подтверждается практически полным отсутствием стока лизиметрических вод. Экосистема ШЛ, наоборот, характеризовалась наибольшими средними значениями температуры за счет влияния мощной подстилки, а также сильным варьированием влажности, принимавшей минимальные значения в пик вегетации (транспира-ционный эффект). Промежуточными величинами характеризовались параметры функционирования экосистем с травяной растительностью и без растительного покрова.
К настоящему моменту экосистемы Больших лизиметров Почвенного стационара МГУ остаются уникальным модельным долговременным экспериментом, который, несмотря на ряд допущений, позволяет круглогодично проводить не только всесторонние мониторинговые исследования динамики и состава лизиметрических вод, но и экспериментальные исследования циклов различных веществ, в первую очередь углерода, вклада растительного покрова в их динамику и в процессы почвообразования в целом.
Информация о финансировании работы
Исследование выполнено в рамках государственного задания № 121040800321-4 («Индикаторы трансформации биогеохимических циклов биогенных элементов в природных и антропогенных экосистемах»).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин тересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Архангельская Т.А., Умарова А.Б. Температуропроводность и температурный режим почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Почвоведение. 2008. № 3.
2. Богатырев Л.Г., Бенедиктова А.И., Земсков Ф.И. и др. О динамике растительного опада и составе лизиметрических вод в условиях стационарных почвенных лизиметров // Естественные и технические науки. 2015. № 11.
3. Владыченский А.С., Ульянова Т.Ю., Золотарев Г.В. Некоторые показатели биологического круговорота в модельных растительных сообществах почвенных лизиметров // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2000. № 3.
4. Герасимова Л.В., Первова Н.Е., Лобутев А.П. О почвообразовании под различной растительностью на покровном суглинке в условиях 20-летнего лизиметрического опыта // Почвоведение. 1989. № 1.
5. Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Бобрик А.А. и др. Температурные режимы северотаежных почв Западной Сибири в условиях островного распространения много-летнемерзлых пород // Почвоведение. 2015. № 12.
6. Гурьянова А.Н., Матышак Г.В. Влияние растительных сообществ на динамику биологической активности и функционирование почв: результаты 50-летнего эксперимента // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докладов: XXVI Всерос. молодеж. науч. конф. (с элементами научной школы), посвященная 75-летию
A.И. Таскаева. Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2019.
7. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М., 1972.
8. Земсков Ф.И., Галкин В.С., Анохина Н.А. и др. Методические особенности исследования динамики поступления опада в условиях стационарных почвенных лизиметров // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2017. № 1.
9. Первова Н.Е. Изучение процессов почвообразования в длительном эксперименте на лизиметрах // Агрохим. вестн. 2014. № 5.
10. Плеханова И.О., Манагадзе Н.Г., Васильевская
B.Д. Формирование микроэлементного состава почв в лизиметрах стационара факультета почвоведения Московского университета // Почвоведение. 2003. № 4.
11. Полевая геоботаника / Под ред. Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1959. Т. 1.
12. Савельев Д.В. Почвообразование в модельных экосистемах почвенных лизиметров: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2001.
13. Савельев Д.В., Владыченский А.С. Гумусное состояние почв модельных экосистем почвенных лизиметров // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2001. № 1.
14. Умарова А.Б., Самойлов О.А., Кокорева А.А. Температура модельных дерново-подзолистых почв в условиях больших лизиметров МГУ // Вестн. Алтайск. гос. аграр. ун-та. 2008. № 1.
15. Умарова А.Б. Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв. М., 2011.
16. Чижикова Н.П., Верховец И.А., Первова Н.Е. и др. Начальные стадии почвообразования на покровном суглинке (экспериментальное моделирование). Ижевск, 2016.
17. Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Поч-венно-экологические исследования на станции изолированных лизиметров Московского университета // Почвоведение. 1994. № 11.
18. Klene A.E., Nelson F.E., Shiklomanov N.I. The N-factor in natural landscapes: variability of air and soil surface temperatures, Kuparuk River Basin, Alaska // Arctic, Antarctic and Alpine Research. 2001. Vol. 33, N 2.
Поступила в редакцию 22.02.2021 После доработки 10.05.2021 Принята к публикации 20.05.2021
INFLUENCE OF PLANT COVER ON HYDROTHERMAL CONDITIONS IN SOILS OF LARGE LYSIMETERS OF THE MSU SOIL STATION: RESULTS OF A 60-YEAR EXPERIMENT
G. V. Matyshak, O. Yu. Goncharova, L. G. Bogatyrev, M. I. Riazantseva
The hydrothermal regime of soils in ecosystems of large lysimeters at the Moscow State University Soil Station, which are formed on the same type of parent rock under different plant communities, is characterized. The inter-and intra-annual influence of the vegetation cover on the dynamics of temperature and moisture content of the soil horizons was estimated. It is shown that 60 years after the start of the experiment, the studied soils differ significantly in moisture and temperature conditions. The greatest influence was exerted by the tree layer due to the redistribution of precipitation and the transpiration effect, which significantly reduced soil moisture. The opposite effect of the influence of the type of tree plantations on soil temperature has been established. The coniferous ecosystem had the minimum temperature values, while for the broad-leaved ecosystem they were the maximum. The role of the grass cover, which reduces temperature extremes and evaporation from the soil surface, is shown. It has been established that the winter period has the greatest influence on the temperature regime of soils.
Key words: ecosystem, vegetation cover, hydrothermal regime of soils, biological activity of soils, temperature, soilmoisture, parameters of soil functioning, lysimeters.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Матышак Георгий Валерьевич, канд. биол. наук, науч. сотр. каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, e-mail: matyshak@gmail.com
Гончарова Ольга Юрьевна, канд. биол. наук, науч. сотр. каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, e-mail: goncholgaj@gmail.com
Богатырев Лев Георгиевич, канд. биол. наук, доц. каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, e-mail: bogatyrev.l.g@yandex.ru
Рязанцева Мария Игоревна, студент каф. общего почвоведения
ф-та почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, e-mail: ryazmasha@yandex.ru
