Как лес влияет на почву

Обновлено: 04.07.2024

Влияние почв на состав, форму, рост насаждений и технические качества древесины. Лес и почва, на которой произрастают растения, составляют единство. Не может быть леса без почвы, а почва под влиянием леса претерпевает определенные изменения. Почва служит средой для жизнедеятельности корней растений. Вода и элементы питания поглощаются через корневые волоски, тесно соприкасающиеся с почвенными частицами. Оболочка корневого волоска тонкая, эластичная, благодаря чему корневой волосок может проникать в узкие полости между почвенными частицами и вступать с ними в тесный контакт.

Подзолистые почвы являются преобладающими для поселения хвойных древесных пород. Благодаря сильному процессу оподзоливания и выщелачивания эти почвы имеют мало биогенных элементов. Подстилка здесь бедная и содержит много лигнина, и хотя ее толщина может быть значительной, минерализация элементов подстилки под воздействием грибов весьма слабая. На подзолистых песчаных почвах чаще всего формируются чистые по составу и простые по форме сосновые, а на супесях и суглинках еловые насаждения.

Богатство почвы является причиной неоднородного по составу смешанного насаждения. При этом в почве остается достаточно веществ для питания 2-го яруса и кустарников, а также травянистой растительности. Образуется сложное по форме насаждение. Почвы оказывают влияние на интенсивность роста деревьев. Одна и та же древесная порода, например сосна, в условиях хорошо дренированных суглинков или супесей достигает к возрасту спелости наивысшей продуктивности, 1—1а классов бонитета, а в условиях заболоченных почв ее продуктивность достигает лишь IV класса бонитета. В лесостепи преобладают черноземы на породах богатых карбонатами кальция и магния. Здесь дубравы на глубоких черноземных почвах образуют высокопроизводительные насаждения с запасом древесины 600— 800 м3/га.

Мощность почвы влияет на продуктивность древостоев. Например, каштанники Северного Кавказа на мощных почвах имеют высокую продуктивность, а на мелких почвах, где горная материнская порода заметна на поверхности, насаждения растут плохо и имеют низкую продуктивность.

На рост леса оказывает большое влияние влажность почво-грунта. Содержание влаги в почве определяется степенью ее водопроницаемости и интенсивностью потребления растениями. По степени влажности различают: очень сухие, сухие, свежие, влажные, сырые и мокрые почвы.

На бедных песчаных сухих почвах произрастают сосна, некоторые виды ив (шелюга), можжевельник, тамарикс, саксаул и др. Большинство древесных пород успешно произрастает на свежих почвах. На рост и состав лесов влияет также содержание мелкозема. На почвах, которые богаты мелкоземом, развиваются древостой бука, ели, пихты, дуба, ильма, ясеня высокой продуктивности. Почва влияет на качество древесины. Сосна, выросшая на богатых почвах, образует более рыхлую древесину; древесина сосны, выросшей в бедных условиях, более плотная. Древесина дуба, выросшего на солонцах, обладает более низким качеством, чем древесина дуба, выросшего на богатых почвах. Более прочной древесиной обладает дуб, выросший на оподзоленных черноземах Шилова леса, по сравнению с древесиной дуба, росшего на аллювиальных или серых лесных почвах.

Издавна лес разделили на две приблизительно равные группы: по мокрому (уйта) и по суходолу (новина). Люди стали различать почвы и делить их на еловые, сосновые и так далее. Очень интересно то, что современный человек до сих пор склоняется к тому мнению, что раньше лесоводы совершенно не имели понятия о том, как связаны между собой лес и почва, и что нужно делать, чтобы лес стал продуктивнее. История говорит о том, что древний человек был не в силах различить почву, где нужно сажать ель, а где какое-нибудь широколиственное дерево.

Но на дворе 21 век, а значит, наука идёт впереди нас и теперь не стоит беспокоиться о том, что насаждения не смогут дать результат, ожидаемый обществом. А сейчас стоит подробнее рассмотреть влияние почвы на лес, и наоборот. Ведь лес невозможно рассмотреть без почвы, а почву – без растений.

Как почва воздействует на лес?

Корневая система любого дерева, кустарника или травяного растения непременно зависит от мощности почвы и её свойств. Как пример тому можно рассмотреть сосну: данное дерево наделено стержневой корневой системой в том случае, если оно растет на сильных и богатых влагой почвах; на сухих же почвах у него формируются дополнительные поверхностные корни, предназначенные дня того, чтобы впитывать влагу извне.

Как ни странно, качество самой древесины также определяется плодородием почвы. Такая же сосна послужит доказательством данному факту. Если дерево растет в местах почвы из песка, то его древесина будет иметь более высокое качество, а если почвенный покров чрезмерно богат, то ствол сосны будет рыхлым на поверхности.

Данные примеры доказывают то, что лесоводство – это отрасль, в которой геологические условия учитываются в первую очередь, они важнее всего. Рельеф земли, материнская порода – факторы, напрямую влияющие на качество леса. Можно отметить, что корни некоторых деревьев проникают в самый грунт, значит, важна в данном случае и материнская порода. Таким образом, уровень грунтовых вод нередко является рубежом проникновения корневой системы растения вглубь. Но всем известно, что материнская порода в большой мере оказывает влияние на почву, а значит, возвращается к тому, что почвенный покров распространяет своё действие на лес уже вдвойне.

Все процессы, происходящие на территории леса, достаточно легко объяснить. Доказательством можно представить тот факт, что и сосна, и ель, и лиственница сибирского типа выглядят здоровыми и красивыми по очень интересной причине: со стопроцентной вероятностью в почвенном разрезе на не очень большой глубине можно обнаружить пласт известняков (до 600-700 м3/га насеверо-востоке Европы люди имеют дерева в своём запасе). Существует явление и противоположное приведенному выше: в местах залегания доломитов лиственные деревья и кустарники становятся слабыми, а потом и вовсе умирают. Таким образом, если человек в яме замечает доломит, а вокруг не видит ни одного дерева, то он суверенностью может утверждать то, что ранее на этом месте тянулась к небу лиственница. Такая разница объясняется тем, что в ситуации, где древостой выглядит шикарно, почва имеет большое количество гумуса и разнообразных питательных элементов. В том случае, когда деревья скорее всего и вовсе исчезнут, почвенный покров состоит из песка и очень беден на питательные вещества.

Необходимо учитывать и тот факт, что чем масштабнее система корней у растения и чем глубже её элементы проникают в землю, тем меньше питательных веществ они могут достать из почвы. Это и объясняет то, почему корни деревьев нередко растут над землёй. На глубине 1-2,5 метра свойства почвы начинают терять свой вес - в итоге свойства изменяются на слабовыраженный их характер.

Взаимодействие корневой системы и почвы рассмотрено полностью. Но стоит уделить особое внимание наличию влаги в земле. Дело в том, что даже влага бывает разных видов. И не для каждого растения она полезна. Если почва чрезмерно увлажнена, то это совершенно не даёт гарантии того, что на ней будет развиваться огромное количество живых организмов. Наоборот, такую среду обитания выберут считанные растения. Такое место выберет сосна, но только в том случае, если почва не слишком бедна кислородом. Если рассматривать данную картину в общем виде, то можно сделать вывод, что в южных странах обилие грунтовых вод положительно влияет на рост растительности, а в северных регионах данные процесс может вызвать повышенную болотистость или даже снижение бонитета.

Особенность лесных пород в том, что они имеют более блеклую способность потреблять химические элементы из почвы по сравнению с культурами сельскохозяйственного назначения. Именно это даёт объяснение тому, что деревья не требуют специального ухода и в минимальной степени привередливы к различным факторам роста (таким, как климат, почва и так далее). Однако высокопроизводительные деревья будут расти лишь в местах, где земля имеет большое количество таких элементов, как азот и зольные элементы. Лиственные породы отличаются большим содержанием золы (а именно 5-10%), чем хвойные (1-4 %). Количество зольных элементов обязательно меняется с возрастом растения.

Существует 3 группы растений, которые различают по их требовательности к плодородию земли:

Отличаются средней требовательностью

Имеют повышенную требовательность к почве

Шелюга, сосна обыкновенного происхождения, белая акация

Кедр сибирский, ель обыкновенная, лиственница

Грецкий орех, дуб, пихта

В итоге можно отметить, что разные растения требуют разное количество определенных элементов. Если в почве много кальция, то присутствует большая вероятность того, что именно на этом месте вырастет ель, ясень или бук. Если в почвообразующих наносах большое количество карбонатов, она подходит для лиственных деревьев, но менее благоприятна для сосны.

Яркой особенностью почвенного покрова леса является то, что он формируется под воздействием растительности, произрастающей в лесу.

Как лес воздействует на почву?

Этот вопрос весьма многогранен, ведь чётко нельзя сказать, усугубляет лес почву или же делает её лучше. Причём, данная тема касается как пространства, так и времени. Данная многогранность проявляется в следующих фактах:

Воздействие на почву, её уровень влажности и микроклимат полога леса;
Взаимодействие корней деревьев с почвенным покровом, их воздействие на физиологическом, а также на химическом уровнях;
Изменение почвы из-за всевозможных микроорганизмов и различных живых существ, имеющих место в лесу.

В результате данных вмешательств почва наделяется специфическими особенностями. Они кроются в режимы температуры покровов леса, их влажности, химическом составе и богатством микроэлементов различного происхождения.

Далее будут приведены доказательства, основанные на примерах. Они объяснят то, почему лес имеет огромное влияние на почву:

Учёные разработали даже определенное разделение на группы рассматриваемых подстилок, защищающих лесной покров. Выделяют следующие группы:

Фульфатная с практически отсуствующим гумусонакоплением и отношением гуминовых кислот к фульвокислотамменее 0,2. В данном случае действие на минеральную часть почвы очень агрессивно;
Гуматно-фульватная имеет среднее гумусонакопление, отношение кислот 0,2 – 0,5 и слабоагрессивное воздействие на минеральную часть почвы;
Фульватно-гуматная группа определяется таким же уровнем гумусонакопления, как и предыдущая группа, отношением кислот 0,5 – 0,7 и слабоагрессивным воздействием;
Гуматная имеет интенсивный способ гумусонакопления, отношение кислот более 0,7, а также аккумулятивное действие на часть почвы, богатую минералами.

В заключение можно сделать вывод о том, что почва и лес – это единая экосистема, функционирование отдельных частей которой практически невозможно или приводит к существенным изменением (в случае, если не брать лес в рассмотрение). Почвенный покров влияем не только на количество леса, но и на его качество, плодородие. В свою очередь, лес имеет большое значение для образования качественной почвы. Таким образом, происходит круговорот почва – лес – почва, и данный факт в очередной раз является доказательством тому, что два рассматриваемых элемента представляют собой сложноорганизованную экосистему, взаимозависимость элементов которой достаточная велика.

Лесная растительность с момента образования сомкнутого древостоя активно воздействует на почву, изменяя ее свойства.

Происходящие изменения в почве связаны с видовым составом лесообразующих пород лесного биоценоза. Направление, интенсивность и устойчивость этих изменений под влиянием насаждений зависят также от многих условий: типа почвы, физико-географической среды, климатических особенностей.

Интерес к вопросу о взаимосвязях между древесной растительностью и почвами обусловлен его практическим значением. Изучение этих взаимосвязей служит обоснованием одной из средообразующих функций леса.

В недалеком прошлом почвы определяли по породному составу леса. Лучшими считались почвы на участках под широколиственными лесами, средними — под сосновыми и худшими — под кустарниками. При стихийном использовании природных богатств, особенно при подсечно-огневой системе земледелия, когда почву для возделывания сельскохозяйственных культур подготавливали путем сжигания вырубленного леса, почвы участков, расчищенных из-под леса, быстро и сильно разрушались, и даже тучные черноземы через определенный период превращались в сыпучие пески, а благодатные местности с преобладанием лесных и лесостепных ландшафтов становились пустынями.

Почвообразующая способность леса проявляется в накоплении органической массы, в создании более благоприятных условий для развития почвенной фауны, в заметном улучшении физических свойств почвы. Для решения вопроса о почвообразующей роли леса, в том числе и о возможности формирования черноземных почв под ним, необходимы данные о количестве годового прироста древостоя и отпада органической массы, а также о характере процесса разложения органической массы в лесу и в открытой степи. В настоящее время уже доказано, что при прочих равных условиях лесные ландшафты характеризуются наибольшей продуктивностью, а в связи с этим они являются наиболее мощными почвообразователями.

Эти сведения о почвообразовательном процессе являются подтверждением формирования черноземных почв под лесом и убедительным доказательством того, что черноземные почвы лесных ландшафтов более мощные по сравнению с почвами открытых степных ландшафтов.

Все почвенные разности, в том числе и черноземные, образовались при комплексном воздействии на минеральный субстрат древесной, кустарниковой и травянистой растительности, а также почвенной фауны и микроорганизмов. Чисто степных или чисто лесных почв в природе нет. Однако лесная фаза почвообразования была наиболее длительной и сложной. Под влиянием лесной растительности за 50—100 лет обыкновенные черноземы в своем развитии приближаются к мощным черноземам, а южные — к обыкновенным, темно-каштановые почвы — к южным черноземам, светло-каштановые — к каштановым, бурые легкосуглинистые и супесчаные — к светло-каштановым. Мощность гумусового горизонта почвы на участках лесных насаждении по сравнению с открытыми степными в зоне обыкновенных черноземов в культурах увеличивается в среднем на 1 см за 10 лет, а содержание гумуса на 0,01—0,03% в год.

Влияние лесной растительности сказывается и на физических свойствах почвы, которые являются не только важнейшим условием, но и непосредственно действующим, а часто и решающим экологическим фактором плодородия почвы. Лесная растительность, развивая мощную корневую систему в поверхностных горизонтах почв, создает лучшие условия для аэрации водопроницаемости, изменяет влагоемкость, улучшает структуру и другие свойства почвы. Изменение физических свойств почв происходит под действием изменяющихся в связи с составом насаждений обмена веществ между почвой и лесом, характера распространения и количества корней, заселенности дождевыми червями и другими представителями почвенной фауны.

По литературным данным, направление изменений некоторых физических свойств почв в результате изменения видового состава древесного полога неодинаково. Отрицательное воздействие березняков на плотность и скважность дерново-подзолистой почвы в Подмосковье по сравнению с влиянием ельников отмечено В. С. Шумаковым. По наблюдениям автора, 30-летнее произрастание березы на месте елового древостоя привело к значительному уплотнению верхнего 20-сантиметрового слоя (плотность увеличилась на 0,13 г/см 3 ), снижению на 4% общей скважности и на 5% эффективной порозности.

Изменения физических свойств почв под березняками, сменившими ельники, в Татарской АССР носят положительный характер: в горизонте A₁ под пологом березняка плотность почв на 0,17 г/см 3 ниже, чем в еловом лесу. Отмечено улучшение физических свойств почв при поселении березы на месте сосняков. На большое рыхлящее и оструктуривающее влияние березы на почву обращает внимание С. В. Зонн.

Примесь березы к ели в количестве 0,2 от общего запаса улучшает структуру почвы. В. С. Шумаков констатирует положительное влияние березы в составе хвойного древостоя на водопрочность и состав почвенных агрегатов, если количество стволов березы в насаждении составляет более 1/3 общего их числа.

В почвообразовательном процессе лес принимает непосредственное участие, так как способствует накоплению органического вещества на поверхности почвы и внутри ее. Корни его деревьев глубоко проникают в почву, увеличивая с возрастом радиус круговорота питательных веществ, улучшая физические свойства гумусовых горизонтов и надежно удерживая почву от размывов в горных условиях. На физические свойства различных почв в разных типах леса наиболее отчетливо влияет видовой состав насаждений.

В настоящее время все очевиднее становится тот факт, что состояние почвенного покрова и его качество теснейшим образом связаны с наблюдающимися уже сегодня изменениями баланса кислорода и углекислоты в атмосфере, уменьшением запасов биологически чистой воды и эвтрофикацией водоемов. В этом проявляется особая планетарная роль почвенного покрова Земли. Поэтому задачи охраны и повышения почвенного плодородия в нашей стране с первых дней существования социалистического государства приобрели первостепенную важность.

При современном уровне знаний и технических возможностей среди главных компонентов биосферы только почва представляет собой наиболее управляемый компонент. Поэтому в настоящее время, применяя различные формы агротехники, удобрения и мелиораций, в первую очередь следует искать пути к повышению биологической продуктивности каждого участка земли, вовлекаемого в хозяйственную деятельность в лесном и сельском хозяйствах.

Особую роль в лесном биогеоценозе играет лесная подстилка, которая, будучи надпочвенным образованием и продуктом готового цикла биологического круговорота веществ, находится в тесных парагенетических взаимосвязях с подстилающей ее почвой. Она является аккумулятором не только биофильных элементов, но и энергии.

Регулируя состав и свойства лесообразующих древесных пород, можно соответственно изменять свойства лесных подстилок и тем самым оказывать влияние на эффективное плодородие почвы. Следует подчеркнуть, что повышение плодородия лесных почв с помощью биологических средств мелиорации следует осуществлять не столько путем интенсификации обмена веществ в системе лес — почва, сколько путем усиления процессов аккумуляции, т. е. увеличения общей емкости поглощения лесного биогеоценоза. Почва, обладая высокой емкостью поглощения, в определенной мере и до определенного предела выступает в качестве природного очистителя.

Дерево и почва. Особенности их взаимоотношений влияют на здоровье растения сильнее, чем любой другой фактор. Знание механического состава почвы и ее структуры, показателей pH и ее водоудерживающей способности позволяет лучше подготовиться к работе с растениями в городских условиях.

Материал был взят из первого русскоязычного издания справочника Европейского специалиста по уходу за деревьями (European Tree Worker), который пригодится как владельцам питомников и садовых участков, так и сертифицированным специалистам.

Свойства почвы

Физические свойства почвы

Почвенный слой, встречающийся в естественных условиях, является результатом процессов биологического, химического и механического выветривания, а также эрозии почвообразующей материнской породы или подстилающей коренной породы, которые происходили на протяжении тысячи лет. Как правило, свойства почвы определяются особенностями материнской породы.

Геологический разрез грунта обычно состоит из четырех основных слоев, или горизонтов:

Верхняя часть почвенного профиля представляет собой тонкий слой разлагающегося органического материала, который называется лесной подстилкой (органический слой).
Затем идет горизонт А , в котором находится большая часть всасывающих корней деревьев. Этот слой богат органическим веществом.
Горизонт В , расположенный на средней глубине, состоит из тонкотекстурных веществ из горизонта А и частиц грунта из материнской породы, расположенной ниже. Часто горизонты А и В смешиваются и формируют поверхностный слой почвы, как его называют специалисты, занимающиеся посадками растений в городских условиях.
Самым нижнем слоем является горизонт С , состоящий из раздробленной и выветренной материнской породы.

Наиболее биологически активными являются верхние горизонты, где лесной опад, представляющий собой листья, сучья, кору и т. д., разлагается в процессе жизнедеятельности микроорганизмов.

Корнеобитаемый слой дерева, выросшего в редком древостое / на открытой местности

Деревья пускают корни там, где находят благоприятные почвенные условия. Для развития корневой системы требуется свободное пространство среди частиц грунта, а также органический материал и основные питательные вещества. Кроме того, для этого необходимо достаточное количество кислорода и воды. Поэтому всасывающие корни, как правило, занимают отрезок в 25 см от поверхности почвы, а на расстоянии ниже 100 см любые корни встречаются очень редко.

Корнеобитаемый слой дерева, произрастающего в ограниченных условиях /в городских условиях

Механический состав почвы

От механического состава почвы зависит, какие породы деревьев смогут успешно произрастать в данном районе.

Почва состоит из частиц грунта, одни из которых довольно большие, другие более мелкие. Таким образом, механический состав, или текстура, почвы определяется соотношением больших частиц к мелким. На этой основе выделяют:

Частицы песка довольно большие, и, как следствие, текстура почвы становится грубее.

Почвы с высоким содержанием глины являются тонкотекстурными.

Содержание ила в составе грунта влияет на способность удерживать воду: у песчаных почв такая способность ниже, а глинистые, наоборот, очень хорошо ее удерживают.

Структура почвы

Структура почвы зависит от того, как частицы грунта группируются и образуют кластеры. Пространство между частицами называется поровым. Большие полости, как правило, заполняются воздухом, а в небольшие зазоры между почвенными агрегатами часто проникает вода.

Р азмер и форма почвенных агрегатов, или кластеров частиц грунта, играют важную роль в процессе поглощения воды и воздуха деревом. Например, хорошо развитая зернистая структура способствует аэрации и движению воды.

Структура почвы легко разрушается вследствие уплотнения грунта, особенно в городской среде. Когда минералы в его составе сжимаются, пористость заметно сокращается. Уплотнение почвы снижает уровень содержания воды и препятствует движению кислорода в корнеобитаемой зоне. Таким образом, плотный грунт мешает развитию корневой системы.

Химические свойства почвы

Уровень pH

Измерение степени насыщения почвы кислотами или щелочами имеет большое значение, так как этот показатель влияет на выбор растений, подходящих для той или иной местности.

Уровень pH изменяется в диапазоне от 0 до 14:

значение pH, равное 7, считается нейтральным;
почвы с показателем pH являются кислотными,
значение pH > 7 – почва считается щелочной.

Как правило, уровень pH в диапазоне 6–7 благоприятен для большинства растений. Деревья предпочитают pH

pH-метр: 1-Образец почвы 2-Краситель 3-Полость для взятия образца

Значение pH оказывает разнообразное воздействие на экологию и химические особенности почвы: оно определяет, какие виды смогут произрастать в данной местности и какие почвенные организмы будут там жить.

Еще один фактор, на который уровень pH оказывает существенное влияние, – это наличие или отсутствие минералов (питательных веществ). При определенном уровне pH некоторые необходимые для развития дерева элементы формируют нерастворимые в воде химические соединения, которые растение не может получить из почвы, так как корни могут всасывать только растворенные в воде минералы. Таким образом, в высоко кислотных почвах с уровнем pH 5,5 или ниже может наблюдаться дефицит фосфора, в то время как другие вещества могут стать токсичными.

В щелочных почвах с увеличением значения pH содержание кальция, магния и калия может повыситься. Однако железо и марганец при этом могут подвергаться физической трансформации и превращаться в твердые частицы, которые дерево не в состоянии усваивать из-за изменения их химической формы. Изменить уровень pH в почве для достижения более благоприятного для роста показателя очень сложно, так как объем грунта в корнеобитаемой зоне довольно велик.

Строение дерева. От клеток до корней

Биологические свойства почвы

Почва – это экосистема, состоящая из миллиардов организмов. Животные, такие как насекомые и круглые черви, обитают в почве и лесной подстилке, улучшая тем самым аэрацию и ускоряя разложение элементов. Другие животные питаются корнями. Нематоды, микроскопические круглые черви, могут паразитировать на корнях и переносить заболевания.

Еще одни представители почвенной экосистемы – это бактерии и грибы. Большинство из них полезны и способствуют разложению органического вещества.

Корни формируют зону интенсивной биологической активности, которая называется ризосферой. По мере того, как корни удлиняются и проникают сквозь почву, от них отделяются корневые чехлики и внешние слои, и корневой материл попадает в землю. Это служит постоянным источником органических веществ, которыми питаются микроорганизмы.

Некоторые корневые системы формируют симбиотические отношения с микоризными грибами . Как корни, так и грибы получают от этого пользу: грибы улучшают способность корней впитывать воду и элементы, необходимые для жизнедеятельности.

Здоровый корень с микоризными грибами

Круговорот элементов особенно важен для естественных экосистем. Годы сменяют друг друга, растения и их части отмирают и покрывают верхний слой почвы, где на них оказывают воздействие живые организмы и процессы выветривания. Постепенно они разлагаются и освободившиеся органические вещества попадают в почву, где их вновь впитывают корни растений.

Процесс круговорота элементов прерывается в городской среде, где растительные остатки обычно убирают с поверхности земли. Скошенную траву, опавшие ветки и листья собирают и убирают в мешки. Из-за этого содержание органических веществ в городских почвах очень низкое.

Грунтовые воды

Объем воды, который почва может удер живать, определяется размером пор и комбинациями частиц. Общая площадь порового пространства и поверхности частиц у глинистых почв больше, чем у песчаных. Вода, которая вытекает из крупных пор под действием гравитации, называется свободной, или гравитацион ной, водой. Когда гравитационная вода вытекла, считается, что почва достигла уровня естественной полевой влагоем кости. Вода, которая остается в почве, задерживается частицами грунта (свя занная / удерживаемая вода).

Когда почва достигает естественной вла гоемкости, вода поглощается корнями растений и испаряется. Затем в зависи мости от способности почвы удерживать воду будет достигнута точка, когда дере во больше не может извлекать воду из грунта. Она называется точкой устойчи вого завядания и подразумевает, что в земле отсутствует пригодная для ис пользования вода. Дерево, постоянно находящееся в точке устойчивого завядания, начнет увядать и погибнет.

Иногда спрашивают: улучшает или ухудшает лес почву? Такая постановка вопроса неверна. Влияние леса на почву многогранно. В одних случаях эти влияния положительные, в других отрицательные. Многогранность влияния леса на почву проявляется через:

- влияние главного лесного полога и нижних ярусов растительности на микроклимат, количество и качество влаги, поступающей в почву;

- физическое, химическое и физиологическое воздействие корней деревьев и других лесных растений;

- фитомассу леса, поступающей в почву через опад листвы, хвои, сучков, стеблей, коры, отмирающих корней;

- влияние животных - обитателей леса - и многочисленных микроорганизмов, активно участвующих в почвообразовании.

В результате перечисленных и других влияний почва в лесу приобретает свои особенности, сильно отличаясь от почв, находящихся вне леса. эти отличия связаны как с физическими свойствами почвы - ее влажностью, температурой, воздушным режимом, так и химическими.

Физические особенности лесных почв. Поверхность почвы в лесу нагревается меньше, чем в условиях открытого места, но в лесу она и меньше отдает тепла в процессе излучения.. В вегетационный период среднемесячная температура поверхности почвы несколько ниже, чем на открытом месте. Разница зависит от характера насаждения, она больше в сомкнутом еловом или пихтовом лесу и меньше в сосновом и лиственничном насаждении. С глубиной разница в температурах уменьшается, но не исчезает. На поверхности среднемесячная температура может быть меньше, чем на открытом месте на 4-5 0 и эта разница сохраняется до глубины 10-20 см. Разница в температуре под лесом и полем сохраняется до глубины 1 м и больше, где она может составлять 2 0 С.

В температурном режиме лесных почв нет резких перепадов на протяжении суток, какие наблюдаются в почвах на открытой местности. Почва в лесу промерзает позднее и на меньшую глубину. Температурный режим почв на прогалинах, просеках, вырубках заметно отличается от теплового режима под пологом леса. на поверхности почвы здесь особенно значительны температурные амплитуды, которые сказываются и в самой почве.

Влажность, воздушный режим и другие физические особенности лесной почвы определяются во многом распространением корней древесных и кустарниковых пород. Корни рыхлят почву, увеличивают ее скважность, создают структуру. Проникая в материнскую горную породу они расширяют профиль почвы. Особенно благотворно на структуру почвы влияют породы с разветвленной корневой системой, такие как береза, лиственница, бук и ясень.

Через корневые системы могут и ухудшаться физические свойства почвы: деревья с поверхностной корневой системой оказывают сильное давление на расположенные под ней горизонты почвы, уплотняя ее. Уплотнение почвы характерно для еловых лесов с поверхностной корневой системой.

Состав атмосферных осадков в лесу и их влияние на почву. Осадки, проникающие через полог леса к почве претерпевают не только количественные, но и качественные изменения. Осадки, соприкасаясь с поверхностью листвы, хвои, коры деревьев и других растений вымывают органические соединения. Так, если на открытом месте осадки имеют рН 5,1-6,1, то под кронами ели 4,6-6,0; под березой - 4,5-6,9 и под сосной 3,7=5,5. Данные многих исследователей свидетельствуют, что осадки стекающие по стволам, сильнее окисляются, чем при просачивании их сквозь кроны. Таким образом, осадки в лесу еще до попадания в почву имеют повышенную кислотность, что отражается на рН почвы.

Лесной опад. Опавшие в течение года листья, хвоя, ветви, сучья, плоды и другие остатки лесной растительности составляют лесной опад. Это наиболее богатые зольными веществами и азотом части растений. Опад - основной материал для образования лесной подстилки и гумуса. От его количества, состава, времени зависит во многом почвообразовательный процесс, формирование лесной почвы.

Главный поставщик опада - древостой. В лесах умеренного пояса, включая тайгу, величина этого опада 0,5-8 т на 1 га в год. Наиболее характерны средние величины - 2-4 т. Во влажных тропических лесах годичный опад достигает 12 т и более. Наибольший опад дают буковые леса, за ними еловые и березовые, затем сосновые, дубовые, лиственничные. Наличие второго яруса заметно повышает величину опада, особенно если он представлен елью.

Наибольшее количество опада наблюдается в возрасте жердняка, особенно, если не велись рубки ухода. В это время в результате самоизреживания погибает много деревьев, которые добавляются к опаду.

Опад в лесу образуется не только за счет древесных пород, но и напочвенного покрова. Некоторые данные показывают, что напочвенный покров в некоторых случаях дает столько же органики, сколько и деревья.

Образование лесной подстилки и гумуса. Лесной опад трансформируется в подстилку и гумус. Название лесной подстилки историческисвязано с тем, что в прошлом крестьяне собирали напочвенный слой с опавшей хвоей, листвой, ветвями для использования его для подстилки скоту. Естественно, что функции подстилки могла выполнять только неразложившаяся часть этого слоя. Поэтому первоначально не было различий в понятии опад и подстилки.

В настоящее время в понятие лесной подстилки включается опад на поверхности почвы, находящейся в той или иной стадии разложения. Можно предложить следующее определение подстилки: лесная подстилка - слой органического материала над верхней минеральной частью почвенного профиля, сформированный преимущественно растительным опадом, находящихся на разных стадиях разложения в зависимости от конкретных условий и времени его поступления на поверхность почвы. Это предопределяет его расчлененность на генетические подгоризонты.

В жизни леса подстилка играет значительную роль, которая может быть положительной и отрицательной. От мощности подстилки, ее состава, влажности, особенностей ее разложения зависит возобновление леса. она оказывает влияние на физические, химические и биологические особенности почвы. Подстилка - один из основных источников углекислоты, азотного питания, она является важным звеном в биологическом круговороте веществ и энергии. Естественно, что влияние подстилки отражаются на росте древостоя и его продуктивности.

Лесная подстилка накапливается постепенно, образуясь в молодом лесу, по мере увеличения опада она достигает затем большой мощности. Но наряду с накоплением происходит и процесс разложения. Наибольшие запасы лесной подстилки накапливаются в таежной зоне, особенно в северной и средней тайге. Особенно затруднены процессы разложения подстилки в заболоченных лесах, где запас подстилки может достигать 100 т/га. Наиболее интенсивно подстилка разлагается в лесостепи.

Разложение подстилки зависит от ее состава. Хвоинки ели вследствие их одиночного расположения при опадении плотно пилегают друг к другу, образуют плотный слой с затрудненной аэрацией. Хвоя сосны представлена пучками, ложится рыхлым слоем, также и листья березы при опадении скручиваются. Создаются аэробные условия, благоприятствующие разложению опада и подстилки. Разложение хвойной подстилки (за исключением лиственницы) затрудняется также смолистостью хвои и наличием воскового налета на ней. В смешанных хвойно-лиственных древостоях процесс разложения опада и подстилки происходит быстрее, чем в чистых или сосновых древостоях.

Анаэробные процессы разложения опада и подстилки приводят к разрушению целлюлозы и накоплению лигнина.

При низких температурах и высокой влажности подстилки и при ограниченном доступе кислорода процессы разложения подстилки замедляются, происходит ее накопление и оторфование. В противоположных условиях происходит быстрая минерализация опада и подстилка может не образовываться.

Органические вещества переходят в почву в виде растворов. Лесные подстилки разлагаются по фульватному типу и по гуматному типу. Фульватное разложение характерно для лесотундровых и северотаежных лесов, гуматное - для лесостепных и степных районов.

С.В.Зонном (табл. 4) дана группировка лесных подстилок на основе отношения гуминовых кислот к фульвокислотам (С_г : С_ф)

Таблица 4. Группировка лесных подстилок

Группа	С_г : С_ф	Гумусонакопление в горизонте А	Действие на минеральную часть почвы
Фульватная	меньше 0,2	Почти отсутствует	Наиболее агрессивное
Гуматно-фульватная	0,2 - 0,5	Слабое	Агрессивное
Фульватно-гуматная	0,5 -0,7	Среднее	Слабоагрессивное
Гуматная	больше 0,7	Интенсивное	Аккумулятивное

Наибольшими запасами общего углерода и азота отличаются торфяные, торфянистые и некоторые грубогумусные подстилки (углерода до 24-36 т, азота до 1,4 т). Большие запасы азота в этих случаях не означает, что они доступны для растений. Азот здесь находится в малодоступной для растений форме, гумификация затруднена и требуются специальные меры для превращения его в усвояемые формы.

Быстро гумифицируются листья древесных пород, листья являются основным источником перегноя. В грубой подстилке еловых лесов процессы нитрификации отсутствуют или протекают крайне медленно. Примесь березы в ельниках или липы в сосняках усиливает процессы нитрификации, которому способствуют также многие травянистые растения. К древесным и кустарниковым породам, способствующим разложению подстилки и гумусообразованию относятся липа, лещина, береза, лиственница, бук, ильмовые, ольха, граб, ясень, рябина, дуб. Они образуют муллевые подстилки, характеризующиеся выраженным процессом нитрификации. Ель, пихта, а также растения из мохового покрова (особенно сфагнум и кукушкин лен) замедляют разложение подстилки и затрудняют образование гумусовых веществ. Это так называемый грубый гумус.

Разреживание древостоя, усиливающее приток тепла и влаги к поверхности подстилки, благоприятно для ее разложения и гумификации. Однако при этом надо учитывать характер напочвенного покрова. Древесная порода может быть хорошим гумусообразователем, но если после прореживания поселяются злаки или кукушкин лен, ослабляется образование мулля, ухудшается почва. Такие явления возможны в березняках. Листья осины различаются у старых и молодых деревьев. Молодые деревья осины скручиваются после опадения и способствуют разложению подстилки. Старые деревья осины имеют плотную листву, листья не скручиваются, что затрудняет их разложение.

Сосновый опад намного уступает опаду большинства лиственных пород по способности гумусообразования. На бедных песчаных почвах ее роль как гумусонакопителя значительна. Имеется много фактов образования гумусового слоя под сосной за сравнительно короткий период - за 20-30 лет.

Большие изменения в мощности и качественных особенностях лесной подстилки и гумуса происходит под влиянием лесных пожаров, рубок, очистки мест рубок и т д.

Читайте также: