научная статья по теме ЛЕСНОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ В XXI ВЕКЕ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ЛЕСНОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ В XXI ВЕКЕ»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2004, № 4, с. 3-5

УДК 630*114

ЛЕСНОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ В XXI ВЕКЕ

© 2004 г. Л. О. Карпачевский1, |В. В. Никоновр

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Факультет почвоведения, 119992 Москва, Воробьевы горы 2Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов 117997 Москва, Профсоюзная ул., 84/32 Поступила в редакцию 24.02.2004 г.

В XX в. лесное почвоведение достигло больших успехов в изучении структуры почвенного покрова в лесах, инвентаризации лесных почв, в оценке взаимодействия почв и лесных фитоценозов. В XXI в. перед лесным почвоведением стоят задачи расшифровки истории почв и лесных ландшафтов, изучение аллелопатии, роли почвы в появлении патогенных микроорганизмов и вирусов в нарушенных экосистемах.

Биогеоценология, лесные почвы, аллелопатия, структура почвенного покрова.

Несмотря на все социальные, экономические и политические потрясения, XX в. вошел в историю нашего общества как век высочайших достижений науки. И дело даже не в колоссальном техническом прогрессе, а в том, что человек далеко продвинулся в своем понимании строения и функционирования мира, в котором он живет. Среди научных достижений XX в в XXI в. используют теории строения атома, относительности, информации, биогеоценологию, или учение о биосфере, генетику как основу понимания эволюции живых организмов.

В учение о биосфере органически вписалось лесоведение, а вместе с ним - лесное почвоведение. В XX в. достижения лесного почвоведения также достаточно весомы.

1. Выявлены основные типы почв, на которых развиваются лесные экосистемы (лес); накоплен и обобщен громадный опыт по облесению нелесных почв (степное лесоразведение).

2. Сформулировано учение об экологическом соответствии растений и почв.

3. Выявлена структура почвенного покрова в лесных экосистемах.

4. Показана роль почвенной неоднородности в формировании экологических ниш и биологического разнообразия. Оценены экологические функции лесных почв.

5. Раскрыто влияние многих лесных пород на почвы.

6. Выявлены биогеохимические функции биогеоценозов (на примере лесов, формирующихся на северном пределе распространения).

7. Сформулировано представление о режиме питательных веществ в лесных почвах.

Результаты многочисленных исследований лесных почв позволяют утверждать, что лесные почвы являются не только определяющим условием существования лесных биогеоценозов, но и следствием их жизнедеятельности. Однако мы все еще не можем ответить на вопрос, каким типам леса соответствуют те или иные почвы. Например, широко распространено представление, что еловые леса предпочитают почвы более тяжелого гранулометрического состава, чем сосновые. Однако в северной тайге ельники могут произрастать и на песчаных почвах.

Казалось бы сделано так много, что дальнейшее развитие лесного почвоведения обречено на медленное уточнение деталей общей картины. Как совпадение можно отметить, что в самом начале XXI в. из жизни ушел признанный лидер лесного почвоведения XX в. С.В. Зонн. Его уход как бы подчеркнул окончание целой эпохи лесного почвоведения и необходимость разработки новых направлений в развитии этой дисциплины.

ВОПРОСЫ ОБЩЕГО ПОЧВОВЕДЕНИЯ

Требуют решения самые разные проблемы общего почвоведения: генезис многих почв, выявление почвенных процессов, изучение массооб-мена, абиотический катализ в почвах, матрично-кластерная организация почв. Так, остается дискуссионным генезис таких почв, как подзолистые, бурые лесные, серые (лесные), черноземы, ферраллитные. Не выявлено прямых доказательств ряда процессов в почвах (лессиваж, кислотное разрушение, ферраллитизация почв и др.).

Сформулировано учение о почвенной матрице и кластерах, но пока еще не достигнута ясность не

4

КАРПАЧЕВСКИЙ, НИКОНОВ

только в строении почвенной матрицы, но даже в строении гумусовых кислот, образующих органическую матрицу и участвующих в формировании органо-минеральной матрицы. В настоящее время большое внимание уделяется водорастворимым органическим комплексам в почвах, их передвижению, но вопрос иллювиального вмывания органического вещества в нижние слои почв остается не решенным. Не расшифрованы процессы формирования почвенных агрегатов, хотя установлено, что именно характер агрегированнос-ти и формы агрегатов часто служат наиболее диагностическими признаками почвы, и именно они отличают почву от почвообразующей породы. Выявлены активные центры (кластеры) почвенной матрицы (поверхностного слоя почвенных первичных частиц), но характер компарт-ментации, которую они определяют, пока не установлен. Эти и другие проблемы необходимо решать на целинных почвах. Но как показывает состояние почвенного покрова нашей планеты, наименее нарушены сейчас именно лесные почвы. В них в наибольшей степени сохранились естественные процессы и строение этих почв наиболее близко к природным типам почв.

ЛЕСА НА БЫВШИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДЬЯХ

В то же время исследования, проведенные в XX в., показали, что во многих населенных регионах леса произрастают на почвах, бывших некогда сельскохозяйственными угодьями. Это ставит двойную задачу перед лесными почвоведами: во-первых, оценить влияние этой обработки на существующие леса, во-вторых, установить диагностические признаки почв, позволяющие оценить продолжительность их использования в сельском хозяйстве, и продолжительность восстановительного лесного периода, приводящего к регенерации почв. Именно оценка этих свойств может помочь в доказательствах существования тех или иных процессов.

СПЛОШНЫЕ РУБКИ ЛЕСА

Одним из основных факторов, качественно нарушающих лесной растительный покров, следует считать рубки леса. Рубка предполагает изъятие де-ревьев-эдификаторов растительных сообществ. Тем самым качественно изменяются условия произрастания оставшихся растений и сообществу необходимо значительное время для возобновления древесной растительности и восстановления условий их произрастания. Другая важная, сугубо лесная проблема - выяснение, как изменялись и изменяются свойства почв в местах массовых заготовок леса в 30-90-х годах XX в. В настоящее время идет процесс интенсивного восстановления вырубленных

ранее лесов. Поэтому актуально изучение изменений почв в этих лесах. С этим связан вопрос сохранения биоразнообразия в лесо-луговой зоне. Не менее важна проблема накопления гумуса в почве и роль в этом процессе опада, подстилки, корней. До сих пор влияние этих компонентов экосистемы не расчленено. Важным направлением можно считать исследование лесных органогенных горизонтов и их роли в формировании лесных экосистем. Оно примыкает к проблеме почвенного (в том числе лесного) гумуса.

Лесные почвы позволили оценить роль педо-турбаций (перемещения почвенного материала) в формировании почвенного покрова. Это направление необходимо углубить и уточнить датировку изменений почв при ветровальных педотурбаци-ях. Почти не изучено влияние валежа на почвы, а в естественных лесах и на лесосеках валеж занимает значительную часть площади почв, и, безусловно, изменяет свойства верхних почвенных горизонтов. Возрастет роль лесных почв как хранителя генофонда микроорганизмов, педофауны, растений.

АЛЛЕЛОПАТИЯ

Новым направлением может стать изучение аллелопатических отношений в лесах, которые очень широко распространены. Однако, до сих пор механизм их не расшифрован. Лесные почвы -самый подходящий объект для изучения этой проблемы. Именно с ними связано такое явление в лесах, как "ведьмины кольца" (из грибов, плаунов), главную роль в образовании которых играет накопление в почве токсичных для организмов веществ.

Важной практической задачей может стать исследование почвенных условий для роста лесных лекарственных растений с наиболее выраженным фармацевтическим эффектом. Это направление пока совершенно не развивается, хотя единственный почвовед лауреат Нобелевской премии С. Ваксман получил премию за выделение антибиотика-стрептомицина из соответствующего почвенного актиномицета. До сих пор естественные леса, включая и лесные почвы, были хранителями массы микроорганизмов и вирусов. При нарушении естественной структуры лесов и уничтожении ряда живых компонентов, "хозяев" патогенных микроорганизмов, лес может превратиться в источник организмов, патогенных для человека и его домашних животных.

Также практически важной задачей можно считать рекультивацию отвалов горных пород и реабилитацию нарушенных почв с помощью лесных насаждений. Пока что эти объекты рекультивировали в основном для сельскохозяйственного производства.

ЛЕСНОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ

5

Определение уровня обеспеченности тех или иных организмов и сообществ элементами питания нуждается в решении трех главных задач: 1) определение потребности организмов и сообществ; 2) выявление возможностей почвы удовлетворить потребности организмов и их сообществ; 3) оценка способностей организмов и их сообществ использовать возможности окружающей среды для удовлетворения собственных потребностей.

Для поддержания своего существования живое должно вносить в среду потребный ему порядок, т.е. проецировать в круговорот среды системные особенности собственного обмена веществ. Способы удовлетворения потребностей растительного организма и сообществ, входящих в состав тех или иных биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом, в элементах питания можно определить, используя понятие "питательный режим". Это понятие включает сочетание возможностей окружающей среды в удовлетворении потребностей организмов и их сообществ в элементах питания, и способности организмов и сообществ использовать эти возможности, трансформируя среду обитания, и тем самым создавая условия жизни.

Очень важными могут оказаться палеопочвен-ные исследования в лесах на заброшенных норах барсуков, лисиц. Это направление основали Л.Г. Линесман и Н.К. Киселева, и оно еще далеко не исчерпано. Анализ многослойных отложений норников с помощью радиоуглеродного метода, биолитов, спорово-пыльцевого анализа может помочь воссозданию истории ландшафта.

Очевидно, этим перечнем далеко не исчерпываются те общие проблемы почвоведения вообще и лесного почвоведения в частности. Но есть и собственно

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.

Показать целиком