Почва как компонент лесного биогеоценоза 26 июля 2013
Непрерывная изменчивость свойств почв в пространстве становится предметом все большего числа исследований. Картирование почв, использование почвы как объекта сельскохозяйственной деятельности, изучение почвы как среды обитания, в том числе как геохимического барьера для различных веществ, мигрирующих в биосфере и геосфере, сопряжены в настоящее время с выявлением характера и закономерностей варьирования свойств почв. Ряд исследователей при изучении неоднородностей почвенного покрова пошли по пути формализации критериев выделения элементов структуры почвенного покрова (Крупеников, 1970; Фридланд, 1972), что является основой любой научной классификации. Другие исследователи выявляют характер разнообразия свойств почвы (Козловский, 1971; Дмитриев, 1974), находят радиус корреляции между «образцами» почв и определяют связи между различными факторами почвообразования и свойствами почв. При этом необходимо учитывать, что почва является самостоятельным естественноисторическим телом и одновременно компонентом, подсистемой целого ряда природных систем, таких, как поверхность суши (геоморфологические системы), кора выветривания, геохимический ландшафт, биогеоценотические системы (экосистемы). В зависимости от выбора природной системы может измениться и характер оценки различных свойств почв и сам набор свойств, подлежащих исследованию. В зависимости от выбранной системы может измениться повторность выборки, объем почвенного образца, объем объекта исследования.
Поэтому так важно определить с самого начала: в рамках какой системы изучается данная почва.
Почва рассматривается в первую очередь как компонент лесного биогеоценоза. В настоящее время ареал «естественных» ненарушенных биогеоценозов особенно в плотно заселенных районах чрезвычайно узок.
Интенсивное использование пахотнопригодных и других «нелесных» почв в сельском хозяйстве (поля, выгоны, сенокосы) привело к тому, что естественный ход почвообразования в этих условиях в значительной мере изменился (Благовидов, 1948). «Естественный» процесс почвообразования можно фактически изучать лишь в лесах, где сохранился естественный круговорот веществ, хотя в ряде случаев также искаженный выпасом скота, рубками, пожарами и другими следами деятельности человека.
Существует также ряд других особенностей, позволяющих отделить лесные почвы от других почв.
Эти особенности связаны со спецификой лесных БГЦ, формирование которых, продолжительность существования, характер динамики компонентов существенно отличаются от травяных БГЦ. В БГЦ, образованных однолетними и многолетними травянистыми растениями, смена поколений происходит сравнительно быстро, в пределах 10 лет (Tisdall, 1966). Таким образом, каждое растение недолго занимает «свое» место, так как следующее поколение растений занимает «свободные» участки почв, поэтому за короткий срок травяной покров как бы «перемещается» по поверхности почв. Сфера влияния каждого травянистого растения невелика и не превышает нескольких десятков сантиметров (Уранов, 1965), поэтому часто эти фитогенные поля перекрывают друг друга. В результате создается как бы общее фитогенное поле, охватывающее сравнительно большую площадь и по «напряженности» (по воздействию на почву) относительно однородное во всех своих точках.
В лесных БГЦ деревья находятся на одном месте значительно больший срок, что обусловливает более постоянную структуру БГЦ. В силу своих биологических и экологических особенностей деревья создают мощное фитогенное поле, действующее значительное время. При этом напряженность фитогенного поля по мере удаления от дерева значительно изменяется. Таким образом, сами природа и структура леса создают предпосылки для пространственной неоднородности свойств почвы на сравнительно близких расстояниях.
Смена поколений в травяных и лесных БГЦ также может протекать весьма различно. В травяных БГЦ новое поколение растений захватывает участки почвы, свободные от растений предыдущего поколения. При этом смена поколений оставляет в целостности почвенный покров. В то же время в лесных БГЦ смена поколений сопровождается нарушениями в сложении почв, образованием выворотов, бугров, западин, перемешиванием верхних слоев почвы, выходом на поверхность более глубоких горизонтов (в дерново-подзолистых почвах гор).
Даже в условиях хорошо налаженного лесного хозяйства вывороты происходят сравнительно часто (Зонн, Шиманюк, 1949). Перемешивание верхних почвенных горизонтов приводит к тому, что новое поколение деревьев начинает формировать почву заново, а сохранившийся in situ гор. В начинает играть роль гор. Д (подстилающего) и лишь со временем превращается в гор. В новой почвы. Другими словами, в лесу можно чаще встретиться с разновозрастностью почвенных горизонтов.
В связи с этим особый интерес приобретает оценка возраста и скорости формирования почвенных горизонтов. В литературе имеется ряд противоречивых данных. Так, Конке (Kohnke и др., 1968) полагает на основании своих исследований, что для формирования гумусового горизонта мощностью 25 см необходимо 2000 лет. По данным Шарпензеела (Scharpenseel, 1968), для формирования бурозема мощностью 1—2 м необходимо до 4500 лет.
По некоторым наблюдениям в пределах сформированных БГЦ трансформация субстрата в «типичную» для данного БГЦ почву происходит значительно быстрее (в пределах 20 лет для кротовин и 100—200 лет — для выворотов). В настоящее время накопилось много данных о возможной разновозрастности горизонтов бурых и подзолистых почв (Эвальд, 1967; Герасимов, 1969; Scharpenseel, 1968). «Фосильными» — погребенными горизонтами считают нижнюю толщу бурых и параподзолистых почв некоторые немецкие и югославские ученые (Ianekovic, 1963). Как пример разновозрастности и «разобщения» горизонтов (для тундровых почв) можно привести данные Форсгрена (Forsgren, 1966), который отмечает отсутствие связи между ледяным ядром торфянистых бугров и выпадающими осадками.
Для таких почв с «разновозрастными» горизонтами характерно отсутствие погребенных гумусовых горизонтов. Поэтому можно предположить, что нижняя толща почвы действительно несет на себе следы более древнего почвообразования, а верхние — формируются под влиянием современных условий и связаны с постоянным обновлением и перемешиванием верхних слоев почвы.
В тех случаях, когда смена поколений деревьев не сопровождается выворотами, объем почвы, занятый пнем, надолго исключается из «нормальной» жизни БГЦ, а новое дерево, вырастающее в данном месте, резко изменяет конфигурацию фитогенных полей.
Таким образом, сама природа смены поколений в лесных биогеоценозах приводит к тому, что в лесных почвах создается пространственная неоднородность и разновозрастность граничащих друг с другом объемов почв.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что детальное изучение характера почвенной пестроты в лесных биогеоценозах и ее связи со структурой БГЦ приобретает актуальное значение.
Сравнение различных почв, определение интенсивности и мощности круговорота веществ, установление различий в продуктивности лесных БГЦ — все связано с учетом пестроты почвенного покрова, выявлением ее природы и выделением того минимального объема почвы, который можно признать за индивид.
Случайные статьи: