ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2004, № 4, с. 78-82
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 630x114.22
АНИЗОТРОПНОСТЬ ПОЧВ В КЕДРОВОЙ ПАРЦЕЛЛЕ УССУРИЙСКОЙ ТАЙГИ
© 2004 г. Е. М. Шевченко, Л. С. Ильина, Л. О. Карпачевский
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Факультет почвоведения
119992 Москва, Воробьевы горы Поступила в редакцию 24.02.2004 г..
Парцелла, кедровник, подстилка, анизотропность бурых лесных почв.
Совеобразие структуры почвенного покрова в лесах выявлена давно [1, 5]. Вместо господствовавшего некогда взгляда - "один тип биогеоценоза (БГЦ)-одна почва" пришла на смену другая точка зрения, основанная на детальных исследованиях лесных экосистем. Почвенный покров БГЦ отражает его парцеллярную структуру, а также тип анизотропности, свойственный лесным тессерам. При этом почвенные профили в одном типе леса могут различаться на уровне подтипов и даже типов почв. Установлено [4, 9, 12], что для лесных экосистем характерна анизотропность, формирующаяся под воздействием деревьев. Дерево образует вокруг себя тессеру [11], в которой свойства почв изменяются по направлению от ствола дерева к границе кроны. Многочисленные исследования подтвердили, что анизотропность характерна для ели, сосны, дуба, липы, березы и других пород деревьев [3, 7, 8]. При этом свойственная данной тессере анизотропность восстанавливается при равномерном перемешивании верхнего слоя почвы на 3-4-й год [4, 9]. Данные показывают, что у ствола у разных видов ели и у сосны обыкновенной, как правило, почва более кислая, характеризуется большим запасом подстилки; у ствола ели и сосны обыкновенной в гор A1 и горизонте A2 обычно больше обменного A1, чем в парцеллах, сформированных лиственными породами, и по сравнению с другими точками в этих же парцеллах. Аналогичные данные имеются для Кольского п-ва [10]. В литературе отсутствуют сведения по влиянию кедра корейского (сосны, Pinus koraiensis Sieb. et Zucc) на формирование анизотропности.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Наблюдения проводили на Верхнеуссурийском стационаре в 1991 г. Были выбраны кедровые парцеллы (Pinus koraiensis Sieb. et Zucc). и вырубка 1965 г. после кедрача. Кроме пробных площадей (пр. пл.) изучали также кедры около метеопостов (МП) МП-17 и МП-16, а также на пр. пл. 4. Почва -бурая лесная среднесуглинистая. Краткое описание сделано по разрезу, заложенному в кедровой парцелле.
01, 0-2 см. Опад хвои кедра с примесью листьев, светло-бурого цвета, четко отделяется от следующего подгоризонта.
02, 2-9 см. Труха хвои кедра, переплетенная гифами грибов, много обломков хвои, скелетизированные листья (остались одни прожилки), светло-бурого цвета, во влажном состоянии - темно-бурый.
А1, 0-11 см. Сухой, темно-бурый с серым оттенком, по-рошистый средний суглинок, есть мелкий выветрелый щебень. Горизонт рыхлый, густо пронизан корнями. Граница ровная по корням и цвету.
В, 11-46 см. Суховатый, палево-бурый средний суглинок, есть мелкий щебень, камни с кутанами бурого цвета на нижней стороне. Прочные почвенные комки разламываются на порошистую массу. Книзу каменистость возрастает, размеры камней до 5 см.
Таблица 1. Химические свойства гумусового горизонта в тессерах
№ точки pH C, % Обменные катионы, мэ/100 г почвы
Ca Mg H Al X
МП-17
1 4.88 1.79 8.9 8.5 2.3 3.6 23.3
2 6.98 1.86 24.7 2.0 0.9 0.4 28.1
3 6.40 1.09 12.8 2.3 0.9 2.1 18.1
Пр. пл.
1 7.01 3.09 40.0 6.5 0.6 0 47.1
2-4 7.34 2.90 43.9 8.8 0.6 0.1 53.4
3 6.63 2.10 30.1 5.7 0.7 1.2 37.7
Кедрач
1 5.16 1.93 17.2 4.0 0.6 0.3 22.1
2 + 4 5.50 2.05 30.9 3.3 1.3 3.2 38.7
3 5.32 1.44 21.2 2.7 1.4 1.8 37.1
5 5.14 0.77 6.8 0.7 0.8 2.7 11.0
Вырубка
1 6.30 2.08 18.8 3.2 0.8 0.3 23.1
2 + 4 6.01 2.15 17.0 3.7 1.1 0.7 22.5
3 6.65 1.71 19.3 4.6 1.1 0.8 25.8
5 6.83 2.11 28.3 3.8 0.7 0.1 22.9
МП-16
1 4.49 2.97 14.7 3.8 3.0 6.0 27.5
2 5.55 3.80 23.6 4.2 1.7 3.3 32.8
3 5.10 2.85 22.8 5.7 1.4 2.0 31.9
Кедрач
1 6.17 2.29 19.5 5.0 1.1 0.5 26.1
2 5.20 2.47 19.5 1.3 1.6 2.6 25.0
3 6.18 2.42 16.1 5.3 0.7 1.3 23.4
Примечание. 1-5 точки взятия образцов у ствола дерева (1, 5) и последовательно удаляясь от ствола (2-4).
Таблица 2. Зольность и рН подстилки по подгоризонтам
Объект Подгоризонт У ствола Под кроной Край кроны
1 2 1 2 1 2
МП-17 01 3.9 4.45 4.8 4.90 3.9 4.36
02 4.4 4.73 11.3 5.60 5.8 5.40
0203 8.4 4.45 22.4 5.65 18.8 4.93
03 21.7 4.10 - - - -
Пр. пл 4 01 3.6 5.2 5.1 5.70 5.1 5.60
02.1 8.7 5.6 - - 8.7 5.70
02.2 - 5.75 - - 12.5 5.95
0203 16.2 5.75 - - 26.3 5.94
03 41.4 4.67 - - - -
Кедрач 01 4.5 5.15 4.9 5.30 3.6 4.95
02.1 7.1 5.55 10.1 5.65 12.2 5.48
02.2 8.0 5.3 - - 18.2 5.48
0203 19.6 41.1 5.80 34.2 5.70
Вырубка 01 5.7 5.57 5.2 5.48 6.5 5.70
02.1 8.5 5.30 7.0 6.03 10.9 5.55
02.2 - 6.10 14.6 5.70 - 5.75
0203 14.8 5.60 36.1 5.40 13.2 5.85
03 26.4 4.90 - - 20.3 5.75
МП-16 01 5.2 5.27 5.7 5.60 - 5.15
02 12.1 - 10.4 5.50 - -
03 30.1 4.65 22.5 - - -
Примечание. 1 - зольность, %; 2 - рН.
Почва светло-бурая среднесуглинистая слабокаменистая на делювии горных пород.
Исследован характер анизотропности почвы в пределах нескольких парцелл. Изучено изменение запасов подстилки от ствола дерева к границе кроны, содержания гумуса, рН, содержание и состав обменных катионов в верхнем слое почвы (А1). Все катионы определяли в однонормальной вытяжке хлористого натрия (1н. №С1) из навески почвы 5 г (Са, Mg, Н, А1).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Исследования показали (табл. 1), что светло-бурые почвы под кедром, обладают высокими значениями рН, средним содержанием гумуса (3-6%), заметной емкостью поглощения.
Сумма катионов, экстрагируемых из почвы 1 н. №С1, колеблется от 11 до 47 мг-экв 100 г-1 почвы. Установлено, что у кедра отмечается некоторое (недостоверное, но постоянное) подкисление почвы около ствола или под кроной (табл. 2), а на границе кроны обычно наименьшая кислотность (рН имеет максимальное значение). Максимальное содержание гумуса наблюдается под кроной. Мощность подстилки в кедраче 4.1-11.7 см и запасы 2.5 кг м-2-10.9 кг м-2. Отмечается высокая корреляция между мощностью подстилки и ее запасами (г = 0.91), что позволяет аппроксимировать эту зависимость уравнением регрессии:
у = (-1292 ± 837) + (1064 ± 124)х,
-2
где у - запасы подстилки в г м , х - мощность подстилки, см (рисунок). Сглаженная кривая превращается в почти прямую, что говорит о хорошей связи между мощностью и запа-
сами подстилки в кедровой парцелле. Отмечается, что максимальная зольность подстилки более вероятна под кроной и на границе кроны, чем у ствола кедра. Аналогично зольно-
14
12
и к л и т
с д
о п
3
с а п а З
1 2 3 4 5 6 7 8 Мощность подстилки, мм
10
Зависимость изменения запасов подстилки от ее мощности в кедровой парцелле.
г10
8
6
4
2
Таблица 3. Изменение свойств почвы в зависимости от удаления от ствола кедра
Точка С, % рН Обменные катионы, мг-экв 100 г-1 Запасы подстилки, кг м-2
Са Mg Са + Mg А1 Н А1 + Н
1 2.1 5.8 19.3 4.5 23.8 1.7 1.2 2.9 4.6
2 2.5 6.1 26.6 4.2 30.8 1.7 1.2 2.9 4.2
3 1.9 6.1 20.4 4.4 24.8 1.6 1.0 2.6 3.2
Среднее 2.2 5.9 21.8 4.4 26.2 1.7 1.2 2.9 4.0
5 1 0.7 0.9 10.0 2.2 12.2 2.1 0.9 2.9 2.2
5 2 0.7 0.8 8.9 2.5 11.4 1.4 0.4 1.7 1.2
5 3 0.6 0.6 5.4 1.4 6.8 0.5 0.3 0.6 1.3
Среднее 2.2 0.8 9.3 2.1 12.3 1.6 0.6 2.1
Примечание. 1 - ствол, 2 - середина, 3 - граница кроны, £ - средняя квадратическая ошибка показателей.
сти ведет себя рН: значения этого показателя несколько больше (хотя и недостоверно, но с большой вероятностью) под кроной и на границе кроны, чем у ствола кедра.
Были рассчитаны средние значения почвенных показателей для разных почвенных параметров (табл. 3). Они подтвердили, что действительно около ствола кедра почва более подкислена, и хотя величина снижения значения рН недостоверна, вероятность такого снижения очень высока (0.8-1.0). Содержание гумуса заметно выше в почве под средней частью крон, что также недостоверно, но как и в предыдущем случае с рН происходит с достаточно большой вероятностью (0.8).
Недостоверность различий в содержании гумуса и величин рН определяется высоким варьированием этих показателей в парцелле в целом. Закономерность в строении тессе-ры, в изменении свойств почвы в ней вырисовывается при сравнении показателей внутри тессеры. Безусловно, случайные явления (вывалы, тропинки зверей, появление кустарников) затушевывают анизотропность, свойственную тессере.
Изменение свойств почвы по микрозонам тессеры заметно, о чем свидетельствуют данные по среднему квадратичному отклонению (5, табл. 3) у средних величин для тессеры в целом, и для отдельных микрозон. Так, для гумуса среднее квадратичное отклонение для средних по парцелле (тессере) в целом 2.2, а для микрозон 0.6-0.7%. Для рН отклонения почти равны, хотя прослеживается снижение дисперсии для почвы на границе крон. Такое же варьирование, а иногда и большее отмечается только в микрозоне около ствола (в том числе и для обменных катионов). Запасы подстилки изменяются также недостоверно, но со значительной долей вероятности их больше у ствола дерева. На общие для всех лесных БГЦ закономерности накладываются отклонения, связанные с горным рельефом. Так, значения рН несколько уменьшаются вниз по склону в пределах тессеры.
В целом данные свидетельствуют, что и в кедрачах формируются типичные лесные тессеры с характерной системой анизотропности почв. Можно также отметить, что почва вырубки имеет несколько более высокие значения рН, более высокое содержание обменного водорода и заметно меньшее - обменного А1, чем почвы кедрачей. Вместе с данными о подкисляющем действии на почву стволов кедра сравнение вырубки и кедрача говорит о подкислении почвы кедром, хотя и не очень значительном. О подкислении и выщелачивании также свидетельствуют данные морфологических исследований почв. Как уже подчеркивалось, на щебне, встречающемся в изученных почвах, отмечаются тонкие темно-бурые, почти черные кутаны, в основном на нижних поверхностях камней. Такое состояние кутан свидетельствует об геологической природе и отмывке в результате почвообразован
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.