Научная статья на тему 'Запасы органического вещества почв в ландшафтах северной и средней тайги Карелии'

Запасы органического вещества почв в ландшафтах северной и средней тайги Карелии Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
243
109
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛЕСНЫЕ ЛАНДШАФТЫ / ПОЧВЫ / ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО / ЗАПАСЫ / БАЛАНС УГЛЕРОДА / FOREST LANDSCAPES / SOIL / ORGANIC MATTER STORES / CARBON BALANCE

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Бахмет О. Н.

Бахмет О.Н. ЗАПАСЫ ОР ГАНИ ЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВ В ЛАНД ШАФТАХ СЕВЕРНО Й И СРЕДНЕ Й ТАЙГИ КАРЕ ЛИИ. Установлены различия в запасах органического вещества почв в пределах географических ландшафтов среднетаежной и северотаежной подзон Карелии. Оценены запасы органического вещества в блоках почв по увлажнению. В северотаежной подзоне в почвенном покрове возрастает доля полугидроморфных и гидроморфных почв. Поэтому запасы органического вещества в почвах северотаежных ландшафтов в целом выше, а доля автоморфного блока в них снижается.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Bakhmet O.N. ORGANIC MATTER STORES IN SOILS IN NORTHERN AND MIDDLE TAIGA LANDSCAPES OF KARELIA. Differences in soil organic matter stores between geographic landscapes of northern and middle taiga of Karelia were determined. Organic matter stores in soil groups by moisture were estimated. The proportion of semihydromorphic and hydromorphic soils in the soil cover of northern taiga is greater. As the result, organic matter stores in the soils of north-taiga landscapes are generally higher, and the contribution of the automorphic soil group to the stores is lower.

Текст научной работы на тему «Запасы органического вещества почв в ландшафтах северной и средней тайги Карелии»

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

лесоустройства», утвержденные постановлением Правительства РФ от 18.06.2007 № 377, провозглашают материалы лесоустройства основанием для разработки лесных планов субъектов РФ, лесохозяйственных регламентов, проектов освоения лесов, то есть всех основных документов. Поэтому и к получению этих материалов следует относиться с особым вниманием. В то же время для лесоустройства национальных парков до настоящего времени используются «Основные положения по лесоустройству национальных парков», утвержденные Рослесхозом еще в 1993 г. Таким образом, необходимость принятия новых документов, регулирующих проведение лесоустроительных работ ООПТ и согласованных с действующими нормативно-правовыми актами, очевидна.

Библиографический список

1. Лесной кодекс РФ. - 7-е изд. - М.: Ось - 89, 2007.

- 80 с. (Кодекс).

2. Лесной кодекс РФ. Комментарии: изд. 2-е, доп. / Под общ. ред. Н.В. Комаровой, В.П. Рощупкина.

- М.: ВНИИЛМ, 2007. - 856 с.

3. Федеральный закон от 14.03.1995 №33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях»: [принят ГД ФС РФ 15.02.1995] // Лесное законодательство Российской Федерации. Сборник нормативных правовых актов. - М.: ПАИМС, 1998,

- 576 с.

4. Постановление правительства РФ от 18 июня 2007 г. № 377 «О правилах проведения лесоустройства» // «РГ» - федеральный выпуск № 4397 от 26.06.2007 г.

5. «Основные положения о проведении лесоустройства национальных парков» от 7.07.1993 г. // Лесное законодательство Российской Федерации. Сборник нормативных правовых актов. - М.: ПАИМС, 1998. - 576 с.

6. Гусев, Н.Н. Справочник лесоустроителя / Н.Н. Гусев.- М.: ВНИИЛМ, 2004. - 338 с.

7. Приказ от 16 июля 2007 г № 181 «Об утверждении особенностей использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов, расположенных на особо охраняемых природных территориях» // «Российская лесная газета» № 42 (224) от 15.10.2007 г.

ЗАПАСЫ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВ В ЛАНДШАФТАХ

северной и средней тайги Карелии

О.Н. БАХМЕТ, доц., в. н. с. лаборатории лесного почвоведения и микробиологии

Института леса КарНЦ РАН, канд. биол. наук

Известно, что наземные экосистемы играют ключевую роль в глобальном цикле углерода. Особенно велика роль таких компонентов, как почва и детрит, в них содержится 2 000 млрд т углерода, тогда как в живой растительности - вчетверо меньше. Леса имеют доминирующее значение в динамике наземного углеродного баланса. В биомассе лесов содержится в 1,5 раза, а в лесном гумусе в 4 раза больше углерода, чем в атмосфере [1].

В работе Д.С. Орлова с соавт. [2] были предварительно оценены запасы органического вещества почв европейской части России. По оценке авторов в почвах среднетаежной подзоны (в метровом слое) запасы органического углерода составляют почти 53 Гт. На долю зональных почв, которые занимают 64 % данной территории, приходится 14 312,7 млн т органического углерода, или 27,5 % от запасов в почвах этой зоны. Причем

bakhmet@krc. karelia. ru

основная часть С орг. находится в болотных и полуболотных почвах.

В Карелии рядом исследователей также проводилось изучение органического вещества почв [3-5]. Полученные материалы свидетельствуют, что содержание углерода в 50-сантиметровом слое почвы в среднетаежной подзоне увеличивается от 10 т/га в слаборазвитых почвах, до 90 т/га в болотно-подзолистых и 400-450 т/га в болотных. Однако все эти исследования проводились в почвах отдельных биогеоценозов, без пересчета на занимаемые этими почвами площади.

Для уточнения существующих оценок компонентов глобального цикла углерода необходимо получение региональных данных баланса С. Такие данные могут оказаться полезными и для экологического обоснования стратегии природопользования, так как большинство хозяйственных мероприятий разра-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

45

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

батывается и осуществляется на уровне региона [10]. Однако необходимы исследования на территориально-функциональных единицах более высокого таксономического уровня, чем биогеоценоз, что позволит оценить запасы углерода в площадном аспекте. Актуальным представляется изучение почв, в частности почвенного органического вещества как компонента в пределах географического ландшафта. Карелия как регион такого исследования один из наиболее репрезентативных районов в пределах обширных таежных территорий Европы [6]. Кроме того, разработанная достаточно детально классификация ландшафтов в этом регионе позволяет использовать полученные материалы по структуре и особенностям лесных ландшафтов Карелии при исследовании почв на данном уровне организации природных систем [7-9].

В Карелии выделено 6 групп типов ландшафтов по генетическим формам рельефа и четвертичным отложениям. При выделении типа ландшафта учитываются геологическая характеристика территории, степень ее заболоченности и преобладающие местообитания, определяемые по коренной лесной формации [9].

Исследования запасов органического вещества почв проводили в денудационно-тектонических ландшафтах холмисто-грядовых с комплексами ледниковых образований. В среднетаежной подзоне Карелии такие ландшафты с преобладанием еловых местообитаний (12л) занимают 1339,4 тыс. га (23,8 % площади), а с преобладанием сосновых (14л) - 583,6 тыс. га (10,4 %). В северотаежной подзоне картина несколько иная - лишь 190,5 тыс. га (1,9 % площади) занимают ландшафты с преобладанием еловых местообитаний, с преобладанием же сосновых - 4319,9 тыс. га (43,4 %). В целом такие ландшафты являются характерными для таежной зоны.

Все исследованные ландшафты характеризуются как среднезаболоченные, т.е. заболоченность территории составляет от 20 до 50 %.

В каждом из представленных ландшафтов изучались состав и структура почвенного покрова. Определение почв проводилось по «Классификации и диагностике

почв СССР» (1977). В отдельных горизонтах в каждой из выделенных почв определяли содержание органического углерода, затем выполнялся пересчет на органическое вещество. Для характеристики запасов органического вещества в почве в целом запасы в лесной подстилке определялись отдельно, а затем суммировались с запасами в минеральной толще. Запасы органического вещества для всех почв (там, где позволяла мощность профиля) рассчитывались на слой 0-50 см, так как именно в этом слое сосредоточены основные его запасы. Кроме того, практически вся масса корней растений находится в пределах этой почвенной толщи.

Запасы органического вещества, полученные для отдельных почв, пересчитывались на площади, занятые этими почвами в пределах ландшафта. Это в свою очередь дало возможность оценить запасы органического вещества в среднем в почвах исследованных ландшафтов, а также по группам почв, различающихся степенью увлажнения.

В среднетаежной подзоне Карелии для денудационно-тектонического холмистогрядового среднезаболоченного ландшафта с преобладанием сосновых местообитаний характерны невысокие абсолютные отметки местности. Рельеф мелкопересеченный с частым чередованием невысоких холмов, ориентированных в различных направлениях, с понижениями, занятыми в основном верховыми болотами. Среди четвертичных отложений преобладает морена последнего оледенения. Состав почвенного покрова этого ландшафта приведен в таблице. Особенности почвообразующих пород (моренных песчаных и супесчаных сильнохрящеватых валунных отложений) обусловили формирование «классических» для условий Карелии подзолов. Так, на выходах коренных пород и участках, где покров четвертичных отложений имеет совсем небольшую мощность, сформировались подзолы неполноразвитые. На них произрастают, как правило, сосняки лишайниковые и брусничные. С увеличением мощности четвертичных отложений формируются подзолы иллювиально-железистые и гумусово-железистые. К таким почвам приурочены сосняки брусничные и черничные.

46

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица

Состав почвенного покрова исследованных ландшафтов

Группа почв по увлажнению Почва Занимаемая площадь в ландшафте, %

северотаежная подзона среднетаежная подзона

Ландшафты с преобладанием сосновых местообитаний

Автоморфные Примитивные 2

подзолы неполноразвитые 2 5

подзолы иллювиально-железистые 27 18

подзолы иллювиально-гумусово-железистые 10 22

Полугидроморфные торфянистые и торфяные подзолы иллювиальногумусовые глеевые 24 22

Гидроморфные торфяные, торфяно-глеевые 35 33

Ландшафты с преобладанием еловых местообитаний

Автоморфные Подбуры 1 2

пятнисто-подзолистые 2 3

подзолы иллювиально-железистые 2 1

подзолы иллювиально-гумусово-железистые 14 17

подзолы иллювиально-железисто-гумусовые 16 28

Полугидроморфные торфянистые и торфяные подзолы иллювиальногумусовые глеевые 30 19

Гидроморфные торфяные, торфяно-глеевые, перегнойно-глеевые 31 30

Автоморфные почвы занимают в почвенном покрове ландшафта более 40 %, а запасов органического вещества в них сосредоточено лишь 18 % от всех запасов в почве (рис. 1, 2).

В ряду полугидроморфных почв этого ландшафта преобладают торфянистые и торфяные подзолы иллювиально-гумусовые. На этих почвах произрастают сосняки черничные влажные. С увеличением увлажнения сосняки черничные влажные переходят в багульниковые и кустарничково-сфагновые, которые примыкают к открытым болотам. На участках, занятых ими, формируются торфяные верховые и переходные почвы. Запасы органического вещества в этих почвах по сравнению с автоморфными гораздо выше, поэтому и доля запасов органического вещества в пределах ландшафта в них существенно больше - 23 % в полугидроморфных условиях и 59 % в гидроморфных. Необходимо подчеркнуть, что запасы органического вещества в гидроморфных почвах рассчитывались для слоя 0-50 см. Для оценки запасов органического вещества в целом в торфяных почвах можно использовать данные по торфяным ресурсам, полученным для этого ландшафта [9].

Отличие ландшафта с преобладанием еловых местообитаний в среднетаежной подзоне заключается в преобладании в составе почвообразующих пород супесчаных и суглинистых моренных отложений. Поэтому в составе почвенного покрова появляются пятнисто-подзолистые почвы, а на отложениях, обогащенных элювием диабазов, подбуры. Среди подзолов типичными для данных условий являются иллювиально-гумусовожелезистые и иллювиально-железисто-гумусовые, на которых произрастают ельники брусничные и черничные.

В почвенном покрове основную часть составляют полугидроморфные и гидроморф-ные почвы - занимаемая ими площадь составляет более 60 %. Запасы органического вещества в целом в этом ландшафте выше по сравнению с запасами в ландшафте с преобладанием сосновых местообитаний. Среди полугидроморфных почв наибольшие площади занимают подзолы торфянистые иллювиально-железисто-гумусовые и торфяные иллювиально-гумусовые, на которых произрастают ельники черничные влажные. В группе гидроморфных почв преобладают перегнойно-глеевые и торфяно-глеевые почвы под заболоченными лесами и торфяные на открытых болотах.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

47

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

50

40

30

'•р

О4

20

10

0

60

50

40

30

20

10

0

автоморфные полугидроморфные гидроморфные

автоморфные полугидроморфные гидроморфные

□ северная тайга ■ средняя тайга

Рис. 1. Соотношение групп почв по увлажнению в ландшафтах северной и средней тайги

северная тайга

13%

средняя тайга 18%

64%

^?)23% 59%^

ландшафты с преобладанием сосновых местообитаний

23%

северная тайга 20%

“%f

^^26%

средняя тайга

34%

48 %^Ш \

Щу

18%

ландшафты с преобладанием еловых местообитаний

□ автоморфные □ полугидроморфные ■ гидроморфные

Рис. 2. Запасы органического вещества в почвах ландшафтов северной и средней тайги.

Доля полугидроморфных и гидро-морфных почв в этом ландшафте сравнима с таковой в ландшафте с преобладанием сосновых местообитаний. Однако запасы органического вещества в автоморфных почвах здесь выше, поэтому соотношение по запасам в группах почв меняется и доля избыточно увлажненных почв в общих запасах органического вещества почв в ландшафте существенно снижается.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В северотаежной подзоне в ландшафтах с преобладанием сосновых и еловых местообитаний по сравнению с таковыми средней тайги в почвенном покрове возрастает доля полугидроморфных и гидроморфных почв. Поэтому количество органического вещества в почвах северотаежных ландшафтов в целом выше, а доля автоморфного блока в них снижается. По характеру распределения органического вещества по профилю исследованные почвы можно разделить на две группы. Одна - это почвы с постепенным снижением содержания гумуса по профилю (подзолы иллювиально-железистые, пятнисто-подзолистые, примитивные и перегнойно-глеевые почвы). Другая с элювиально-иллювиальным распределением органического вещества, т.е. формированием двух максимумов его накопления - в горизонтах А0 и В1 (подзолы за исключением иллювиально-железистых).

В данном типе ландшафта с преобладанием сосновых местообитаний в средней тайге в наиболее благоприятных условиях на подзолах иллювиально-гумусово-железистых произрастают сосняки черничные Ш,2 и даже П,2 класса бонитета (IV-V классов возраста). Но распространение таких почв в ландшафте ограничено, и сосновые древостои характеризуются в основном IV-V классом бонитета. В северной тайге такие древостои абсолютно доминируют. В денудационно-тектоническом среднезаболоченном ландшафте с преобладанием еловых местообитаний в средней тайге средний класс бонитета древостоев - Ш,7, а в северной - IV,5.

По запасам органического вещества почв исследованные ландшафты можно расположить в следующем порядке возрастания: ландшафт с преобладанием сосновых местообитаний в средней тайге с наименьшими запасами, ландшафт с преобладанием сосняков в среднетаежной подзоне и ландшафт с преобладанием ельников в северотаежной со средними запасами, ландшафт с преобладанием еловых местообитаний в северной тайге с наибольшими запасами.

Таким образом, исследованные денудационно-тектонические ландшафты среднетаежной и северотаежной подзон Карелии различаются по запасам органического

48

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.