CC BY
6Для решения множества проблем, касающихся скотомогильников (биотермических ям) необходимо привлекать специалистов из различных отраслей: ветеринария, медицина, экология, биология, юриспруденция и другие. Существующим скотомогильникам, особенно сибиреязвенным, должен быть назначен ответственный, который исправит все нарушения или вовсе займется его ликвидацией. Кроме того, для решения ряда проблем необходимо усовершенствовать законодательную базу РФ. Только при комплексном решении проблемы возможно добиться благоприятной эпидемиологической и эпизоотической обстановки!
Библиографический список
1. Дятлов И.А., Шишкова Н.А., Тюрин Е.А., Маринин Л. И., Мокриевич А.Н. Сибиреязвенные скотомогильники: проблемы и решения. В сб.:
Проблемы рекультивации отходов быта промышленного сельскохозяйственного
производства, Оболенск, Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии Роспотребнадзора, 2015. С. 544-549.
2. Колотырин К.П, Елдесбаев Э.Н. Особенности оценки эффективности инвестиций в сфере обращения с биологическими отходами - Аграрный научный журнал, 2015, №1. С. 69-74.
3. Приказ департамента ветеринарии минсельхозпрода России от 04.12.1995 N 13-7-2/469 (ред. от 16.08.2007) «Ветеринарно-санитарные правила сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов»
4. Реестр скотомогильников (биотермических ям), расположенных на территории Пермского края, 2015, 19 с. - Материалы Ветеринарной инспекции.
УДК 630*114.11
А.С. Ильинцев1, Ю.С. Быков1, Д.Н. Солдатова2, А.П. Богданов1, Р.А. Ершов2
1 Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства
163062, г. Архангельск, ул. Никитова, 13. 2Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова 163002, г. Архангельск, наб. Сев. Двины, 17
A.S. Ilintsev1, Y.S. Bykov1, D.N. Soldatova2, A.P. Bogdanov1, R.A. Ershov2
Northern Research Institute of Forestry 13, Nikitov Str., Arkhangelsk, 163062 2 Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov
17, Severnaya Dvina Emb str., Arkhangelsk, 163002
e-mail: a.ilintsev@narfu.ru, y.bykov@inbox.ru
воздействие современной лесозаготовительной техники на физические
СВОЙСТВА ПОЧВЫ В СЕВЕРНОЙ ТАЙГЕ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье рассматривается влияние лесозаготовительной техники на физические свойства легкосуглинистой подзолистой почвы. Результаты исследования показали, что на волоках вырубки произошли значительные изменения плотности сложения, общей пористости и пористости аэрации по сравнению с контролем и пасеками. В пасеках также диагностируется изменение физических свойств, но в большинстве случаев различие с контролем несущественное. В связи с изменением физических свойств верхних горизонтов почвы на вырубке складываются неблагоприятные условия для возобновления хвойных пород.
Ключевые слова: сплошные рубки, многооперационная техника, антропогенная нагрузка, лесные почвы, уплотнение почвы.
INFLUENCE OF MODERN LOGGING ON THE PHYSICAL PROPERTIES OF SOIL IN THE NORTHERN TAIGA FOREST OF ARKHANGELSK REGION
The article presents the influence of logging equipment on the physical properties of light-loamy podzolic soil. The results of the study showed that significant changes in the bulk density, total porosity and porosity of aeration in comparison with the control and cutting strips occurred on the cutting trails. In cutting strips also diagnosed a change in physical properties, but in most cases the difference with the control is insignificant. Due to the change in the physical properties of the upper soil horizons in the felling formed unfavorable conditions for the resumption of coniferous trees.
Keywords: clear cuttings, forest multistage machine, anthropogenic load, forest soil, soil compaction
Экологические последствия лесозаготовительной и лесохозяйственной деятельности на местном, региональном и глобальном уровнях должны быть
© Ильинцев А.С., Быков Ю.С., Солдатова Д.Н., Богданов А.П., Ершов Р.А., 2018
сведены к минимуму. По экологическим соображениям должны приниматься решения, которые ограничивают воздействие технологических операций на почву, воду, воздух, древостой, биоразнообразие и др. [9]. Лесные почвы чувствительны к неправильному лесопользованию и, в частности, к масштабным лесозаготовкам [6].
Масштабы, степень и продолжительность прямого и косвенного воздействия лесозаготовительной техники на почвы зависит от ряда факторов, таких как гранулометрический состав, влажность почвы, содержание органических веществ, уклон местности, тип и размер транспортных средств, давления шин, формы шин, и количество проездов транспортных средств и др. [3, 6].
Цель работы - определить физические свойства почвы на различных технологических элементах вырубок (пасека, волок) и проанализировать влияния многооперационной лесозаготовительной техники на физические свойства легкосуглинистой подзолистой почвы.
Исследования проведены в северотаежном лесном районе европейской части РФ на территории Кавринского участкового лесничества Карпогорского лесничества Архангельской области. В качестве экспериментального участка бала подобрана вырубка после сплошной рубки 2015 г. и контрольный нерубленный участок, который непосредственно примыкали к делянке. Исходное насаждение относится к черничному типу леса, породный состав до рубки - 9Е1Б, класс бонитета - IV, средний возраст ели - 175 лет, средний диаметр - 22 см, средняя высота - 20 м, полнота древостоя - 0,7, запас - 180 м3/га. Тип почвы - текстурно-дифференцированная подзолистая.
Гранулометрический состав почвы на вырубке -легкий суглинок. Технология заготовки древесины -сортиментная. Метод разработки лесосек -узкопасечный. Валка деревьев осуществлялась харвестером VOLVO EC210, транспортировка древесины - форвардером Rottne SMV rapid. Сезон заготовки - весенне-летний. Очистка мест рубок проводилась одновременно с заготовкой древесины путем укладки порубочных остатков на волоки с целью их укрепления и предохранения почвы от сильного уплотнения и повреждения при трелевке.
Полевые исследования были проведены летом 2017 г. Для описания почвенных условий было выкопан 1 шурф. Для определения физических свойств почвы на вырубках и контроле отобрали 30 шт. образцов лесной подстилки и 40 шт. минеральных горизонтов почвы. У лесной подстилки определяли среднюю мощность по 4 измерениям образца. У минеральных горизонтов оценили класс гранулометрического состава почвы методом лазерной дифрактометрии с помощью Lasentec D600L (Mettler Toledo, Германия) научной установки «Физикохимия поверхности нанодисперсных систем» на базе лаборатории кафедры композиционных материалов и строительной экологии САФУ им. М.В. Ломоносова. Классификацию почвы по гранулометрическому составу диагностировали по Н.А. Качинскому [5]. Плотность сложения почвы установили как масса абсолютно сухой почвы в единице объема почвы в ее естественном, ненарушенном состоянии [2]. Плотность твердой фазы определили как отношение массы твердой фазы почвы к ее объему пикнометрическим методом (ГОСТ 5180-84). Общую пористость нашли расчетом с использованием отношения плотности сложения
почвы к плотности твердой фазы. Пористость аэрации рассчитали через объемную влажность почвы [4]. Для статистического анализа использовали однофакторный дисперсионный анализ (one-way ANOVA Tukey's HSD test). Расчеты проводили в программах Statistica 12 и Minitab 17.
Результаты исследования показывают, что в первую очередь на волоках после проезда тяжелой лесозаготовительной техники страдает лесная подстилка, которая подвергается прямому воздействию движителей машин. На рисунке 1 представлена мощность лесной подстилки в зависимости от варианта исследования (среднее значение ± стандартное отклонение).
7,6 ^
7.0
6,5
0
1 4,9
о
2
4.0
3,5
3.0
2,5
г.о
Контроль 1 Вслок Пасека
Рисунок 1. Мощность лесной подстилки в зависимости от варианта исследования
Мощность лесной подстилки на волоках составляет 3,7 см, что существенно ниже, чем на контроле (р=0,004), где мощность лесной подстилки составляет 5,9 см. Снижение мощности лесной подстилки связано с уплотнением после проезда многооперационной техники во время рубки деревьев и транспортировки древесины. В пасеках также наблюдается снижение мощности лесной подстилки до 5,0, но различие с контролем и волоками не доказано. Предыдущие результаты исследования показали, что мощность лесной подстилки снижается и при рубках во время зимнего лесозаготовительного сезона [7]. Снижение мощности лесной подстилки оказывает влияние на ее физические свойства.
. В таблице 1 представлены физические свойства верхних горизонтов подзолистой легкосуглинистой почвы после сплошной рубки.
На волоках плотность сложения лесной подстилки увеличилась в 3 раза (или на 300%), общая пористость снизилась 16%, пористость аэрации на 29%. Различие с контролем достоверно во всех случаях.
Далее по профилю воздействие на минеральные горизонты почвы оказывается по-разному из-за несущей способности почвы и изначальных физических свойств. В подзолистом горизонте плотность сложения увеличилась на 38%, общая пористость снизилась на 15%, а пористость аэрации на 14%. В иллювиальном горизонте плотность сложения увеличилась на 17%, общая пористость снизилась на 8%, пористость аэрации на
12%. В пасеках по всем горизонтам также наблюдается изменение физических свойств, но различия с контролем не достигают достоверных значений, так как значения входят в одну совокупность.
Таким образом, на волоках вырубки с легкосуглинистыми почвами складываются высокие значениях плотности сложения верхних горизонтов и низкие значения пористости и пористости аэрации. Эти физические свойства обуславливают
неблагоприятные условия всхожести семян и оказывают значительное механическое
сопротивление развивающейся корневой системе растений, изменяется водный, воздушный и тепловой режимы почвы, что отрицательно влияет на развитие самих растений [5]. В связи с этим корневая система растений испытывает недоступность питательных веществ [10]. Пористость аэрации минеральных горизонтов на волоках снижается до - 14-15%, а при такой пористости уменьшается рост корней [8].
Таблица 1
Физические свойства верхних горизонтов подзолистой легкосуглинистой почвы после сплошной рубки
Горизонт Участок Количество образцов, шт. Плотность сложения, г/см3 Общая пористость, % Пористость аэрации, %
Лесная подстилка Контроль 10 0,11±0,01В* 92,82±0,67а 69,30±1,72а
Волоки 10 0,35±0,03а 76,61±2,00В 40,38±5,38В
Пасеки 10 0,09±0,01В 94,20±0,51а 75,18±3,52а
Подзолистый Контроль 5 1,03±0,05В 58,66±1,92а 28,13±2,26а
Волоки 10 1,42± 0,02a 43,38±0,78В 14,36±1,20В
Пасеки 5 1,12±0,03 В 55,17±1,00а 26,21±3,67а
Иллювиальный Контроль 5 1,18±0,04 B 57,51±0,91а 27,19±1,78а
Волоки 10 1,39±0,04 A 50,02± 1,28В 15,04±1,28В
Пасеки 5 1,23± 0,05B 55,87±1,85а 24,66±1,22а
Примечание: Различные буквы показывают статистически Tukey's HSD test. Значения в одном столбце по горизонтам значимости.
Оптимальные диапазоны плотности сложения для легкосуглинистых почв составляют 1,10-1,40 г/см3 [1], общей пористости - 65-55%, пористости аэрации - 20-25% [5]. В пасеках значения плотности сложения, общей пористости и пористости аэрации близки к оптимальным диапазонам.
Таким образом, физические свойства легкосуглинистой почвы под воздействием вырубки леса и многооперационной техники изменились существенно по сравнению с контролем и пасекой. На волоках исследуемые физические свойства (плотность сложения, общая пористость, пористость аэрации) достигают значений ниже оптимальных для успешного естественного возобновления и роста хвойных пород, что говорит об ухудшении экологических условий после сплошных рубок. В пасеках плотность сложения почвы близка к оптимальной, однако общая пористость и пористость аэрации ниже оптимальных диапазонов. В связи с этим на начальных этапах возобновительной сукцессии будут возобновляться и доминировать лиственные породы (осина, береза), которые менее требовательны к экологическим условиям по сравнению с хвойными и являются пионерными видами.
Полевые работы выполнены при поддержке гранта РФФИ и Архангельской области в рамках научного проекта № 17-44-290127, обработка результатов проведена при поддержке гранта РФФИ в рамках проекта № 18-34-00315.
Авторы выражают благодарность проф. Е.Н. Наквасиной за обсуждение проблемы техногенного воздействия на почвы и методическую помощь.
значимые различия между вариантами после one-way ANOVA с последующей такой же буквой не различаются на 0,05 уровне
Библиографический список
1. Бондарев А.Г. Физические свойства почв как теоретическая основа прогноза их уплотнения. В: Влияние сельскохозяйственной техники на почву. М.: Наука. 1981. С.80-85.
2. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. - 3 изд., перераб. и доп. - М.: Агропромизадат, 1986. 416 с.
3. Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор) // Почвоведение. 2017. №3. С. 787-798.
4. Наквасина Е.Н.Агрохимические свойства почв: учеб. пособие. Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2009. 101 с.
5. Шеин Е.В. Курс физики почв. - М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
6. Cambi M., Certini G., Neri F., Marchi E. The impact of heavy traffic on forest soils: A review // Forest Ecology and Management. 2015. №338. P. 124-138.
7. Ilintsev A., Nakvasina E., Aleynikov A., Tretyakov S., Koptev S., Bogdanov A. Middle-term changes in topsoils properties on skidding trails and cutting strips after long-gradual cutting: a case study in the boreal forest of the north-east of Russia // Croatian Journal of Forest Engineering. 2018. 39(1). P. 71-83.
8. Kozlowski T.T. Soil compaction and growth of woody plants / T.T. Kozlowski // Scandinavian Journal of Forest Research. 1999. № 14. P. 596-619.
9. Marchi E., Chung W., Visser R., Abbas D., Nordfjell T., Mederski P.S., McEwan A., Brinkh M., Laschi A. Sustainable Forest Operations (SFO): A new paradigm in a changing world and climate // Science of the Total Environment. 2018 V. 634. P. 1385-1397.
10. Susnjar M. Soil compaction in timber skidding in winter conditions / M. Susnjar, D. Horvat, J. Seselj // Croatian Journal of Forest Engineering. 2006. № 27(1). Р. 3-15.
