Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСОПОЛОС В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСОПОЛОС В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ"

Я-Я369Н

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ям. М. В. ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах рукописи УДК 630*226:631.432

ХАЙДАПОВА Долгор Доржиевна

ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСОПОЛОС В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ

Специальность 03.00.27— почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва —1990

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им.М.В.Ломоносова.

Научный руководитель доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Л.О.Карпачевский. Официальные оппоненты: доктор биологических наук Н.А.Воровков кандидат биологических наук Г.П.Глазунов

Ведущее учреждение - Почвенный институт им.В.В.Докучаева

почвоведению в МГУ им.М,В.Ломоносова в аудитории М-Э.

С диссертацией мэхно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведа

Примз^астл Вас принять „ ' -¿г в обсуждении диссертации на

х"^. ерситете; отзывы на авторе^ д!' в двух экэемпл рах, заверен-

• • >

е печать», просим направлять по д^ресу: 119899, Москва, Ленин-сле горы, МГУ, факультет почвоз^йния, Ученый совет.

здании специализированного -л по почвоведению & Московском

¡гай секретарь „'клишированного

'ышод^цдаппчА'и * г - * . &

совета . (_. Г.В.Млччгапия

Актуальность. Б условия*: резких изменений в структуре территорий, интенсификации сельскохозяйственного производства, его механизации, химизации и мелиорации земель роль агролесомелиорации в экологии современного ландшафта неизмеримо возрастает.

Защитные насаждения на сельскохозяйственных землях организуют ландшафт, влияют на ряд процессов, идущих в почве, очищают атмосферу от пыли, обогащают окружающую среду кислородом, улучшают качество вод и санитарное состояние сельскохозяйственных угодий. Лесные полооы являются средством активного регулирования экологического и биологического равновесия территорий.

Возможность лесопроизрастания, долговечность и эффективность насаждений зависят от лесорастительных свойств почв, их водного и солевого режимов. В богарных условиях степи и полупустыни с глубоким залеганием грунтовых вод решающим фактором повшения лесо-пригодности почв является их дополнительное увлажнение за счет снегонакопления.

Данная работа посвящена изучению водного режима почв под лесополосами на светло-каштановых почвах в комплексе с солонцами.

Цель работы - анализ и изучение водного режима светло-каштановых почв в комплексе с солонцами в зависимости от возраста лесополос и оценка водообеспаченностл древесных пород в лесных полосах Волгоградской области. .

Задачи исследования:

1. Изучение влияния лесополос на физические и химические овойства почв.

2. Анализ изменения водного режима почв в течение вегетационного периода в -^пимости от возраста древостоя и по годам.

* 3. С помощью .лшала почвенной влаги, коэффициента влаго-проводности, по изменению плотности пара в зависимости от темпера-

I . Цг-!' | РА.ЛЬНАЯ "1 \ ИЛУЧ; ^п-ОТЕКА'

тура оценить движение почвенной влаги в течение вегетационного периода и определить участие различных слоев почвенного профиля в водообеслеченкн древесных насаждений.

Паучиая новизна состоит в том, что дана количественная оценка водообеспеченности лесополос в многолетнем цикле в сухостепной зоне и движению почвенной влаги в жидкой и парообразной форме, определено участие различных слоев почвенного профиля в транспираци-онном расходе влаги.

Практическое значение. Разработаны практические методы оценки водного режима почв, включая динамику парообразной влаги, оценена роль центральных и опушечных радов лесополос в водном режиме почв и самоснабжении деревьев водой (снегонакопительный эффект). .

Апробация -работы. Материалы диссертации бшт представлены на IX научной конференции молодых ученых МГУ в 198? г., на I Всесоюзном совещании "Гидрофизические функции и влагометрия почв" в 1987 г., на заседании кафедры физики и мелиорации нсчв в 1989 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, приложения.. Работа изложена на /&стр. машинописного текста, имеет 5"0 таблиц и рисунков. Список литературы включает -/^Унаименований,

Глава I. Степное лесоразведение и изменение зональных типов почв под влиянием лесополос.

Изучением влияния лесных насаждений на почвы в степи занимались В.В.Докучаев, Г.Н,Высоцкий, П.В.Отоцкий, В.Н.Сукачев, С.В.Зонн, Н.А.Качинский, А.А.Роде, П.Е.Соловьев и да.

Рядом исследователей отмечено, что под влиянием древесных культур и снегонакопительного эффекта в зимний период, прогрессивно идет мелиорация почв: соли выщелачиваются вниз по профилю, в по-

верхностном горизонте лака; тавается гуще, цочва оструктуривает-ся, возрастает водопроницаемость.

НЛ.Качинский, А.Ф.Вадюнина, С.В.Зонн, А.А.?оде показали, что в лесополосах накопление влаги превышает накопление ее в естественных степных ценозах. Еолыцую информацию о характере накопления и расходе влаги в зависимости от возраста лесополосы можно получить при анализе многолетних данных с использованием термодинамического подхода. Глава 2, Объекты исследований.

Лесополосы й 2 и й 5 были заложены в начале 50-х годов под руководством проф. Н.А.Качшского комплексной экспедицией МГУ я Академии Наук СССР в северной части Ергенинской возвышенности. Материнскими породами служат лессовидные глины и суглинки. Грунтовые воды на глубине 20-30 м. Климат жаркий, сухой, континентальный. Среднее многолетнее количество осадков 318 мм.

Лесополоса А 2 заложена в 1950 г. на светло-каштановой тяже-лосуглннистой почве в комплексе с солонцами длиною 750 м, шириной 60 м. Лесополоса Я 5 заложена в 1952 г. на солонце тяжелосуглинистом (70% солонцов), длина участка 730 м, ширина 60 м.

Произрастание лесополос в течение 30 лет на светло-каштановых тяке лосуглинистых почвах и солонцах оказало незначительное влияние на морфологический профиль почв. Средние (за все годы) глубины нижних границ горизонтов почв пел лесополосами имеют слабую тенденцию быть ниже, чем на целине.

Под лесополосами рост деревьев и сопутствующая вспашка уменьшили плотность почвы в горизонте А (до 40 см) по сравнению с целинной. Плотность гипсованных участков меньше гаютности негипсо-ванных.

Водопроницаемость почв под лесополосами значительно увеличилась.

Под влиянием лесополосы через 25-29 лет после посадки растворимые соли бшог выщелочены из слоя 150 ем (центр лесополосы) и 340 см (опушка лесополосы) да 2 участке, в 150 см на 5 опытном участке.

От токсичного содержания иона хлора светло-каштановая почва 2 опытного участка освободилась в первне же годы роста лесополос. Солонец 5-го опытного участка отмывался от хлора более постепенно.

В почве вне лесополосы резкое увеличение содержания поглощенного натрия наблюдается на глубине 150-200 см, пол лесополосой 2-го участка оно гдубже. Отмечается тенденция к уменьшению поглощенного кальция и увеличений магния. Под лесополосой 5 опытного участка содержание поглощенного кальция увеличилось как на гипсованном участке, так и на негипсованном, содержание магния уменьшилось, от поглощенного натрия освободилась только верхняя часть профиля (0-40 см).

Таким образом, под влиянием леоополос уменьшается плотность почвы, увеличивается общая порозность, увеличивается водопроницаемость, идет процесс рассолонцевания, вымываются легкорастворимые соли. .

Глава 3.1. Запасы влаги в почве.

Так как существование лесополос в полупустыней зоне при глубоком залегании грунтовых вод обеспечивается только атмосферными осадками, провели анализ метеоусловий за период 1950-1980 гг. При существенном колебании суммы осадков по годам (от 172 до 576 ия) отмечается определенное возрастание их в последние годы: сухой период в 1967 г. сменился более влажным.

Средний многолетний весенний запас влаги в почве на опушке на 2 опытном участке составляет 773 ми в толще 0-400 см, в центре лесополосы - 737 мм; на 5 опытном участке на опушке - 942 ш, в центре лесополосы - 879 мм (на 5 опыте снегосборная площадь лесо-

полос больше, как и водоудег-шваицач отосойность почвы).

Опушечная часть лесополосы 2-го опытного участка запасает влаги дальше, чем в поле на 95 мм весной и осенью сохраняет больше на 62 мм. Центр лесополосы соответственно 59 мм и 32 мм. На 5 опытном участке весной запасы влаги на опушке больше запасов влаги в поле на 241 мм, осенью на 83 мм, в центральной части соответственно - 178 мм и 43 мм. К осени верхняя метровая толща под лесополосой иссушается больше, чем в поле. Весной накопителем влаги под лесополосой выступает слой почвы 50-150 с.л. Осенью наибольшее количество влага сохраняет слой почвы 250-300 см.

Расход влаги в поле идет в основном из верхнего слоя 0-50 см. В лесополосе 2 опытного участка расход влаги идет из слоя I м, в лесополосе 5 опытного участка из слоя 1,5 м. В опушечных рядах в слое 350-400 см идет накопление влаги.

Корреляционный анализ медду осадками зимнего периода и запасами влаги в 4-х м толще не обнаруживает связи. Осадки хорошо коррелируют с запасами влаги в средней части профиля. Отсутствие корреляции в слое 0-50 см связано с тем, что процессы расхода влаги здесь доминируют над накоплением. Отсутствие зависимости между осанками и запасами влаги в слоях почвы ниже 200 см говорит о том, что все изменения в содержании влаги, происходящие в этих слоях, не зависят в большинстве случаев от атмосферных осадков, расход и накопление здесь идут в результате внутрипочвенного перераспределения влаги.

Таким образом, лесополосы иссушают верхнюю метровую толщу, но способствуют накоплению влаги в более глубоких слоях. Глава 3.2. Изменение водного реяима почв на опушке и в центре лесополос по мере роста древостоя.

Весенние запасы влаги на опытных участках на опушке лесотоло-

сы начиная? превышать запасы влаги ь центра с 4-5-летнего возраста. Как на опушке, так и в центре запасы влаги возрастают к 10-летяему возрасту лесополос, на 2 опытном участке до 860 ш на оцушке, я 780 мм в центре, на 5 опытном участке соответственно 1050 и 1000 м.

В первые года роста наблюдается значительное превышение запасов влаги на опушке в верхних слоях почвы до I м, в более глубоких слоях 1-3 м - к 10-летнему возрасту, что говорит об увеличении глубины прокачивания с годами.

К.осени запасы влаги на опушке и в центре лесополос выравниваются (на 5 опыте запас влаги на оцушке даже становится меньше, чем в центре) до глубины 1,5 м, в более глубоких слоях 1,5-3 м да опушке влаги остается больше, чем в центре. Осенние запасы влаги к 1961 г. уменьшаются в толще 2 м, глубже возрастают. Это значит, что расход влаги до IO-летнего возраста идет в пределах толщи 0-200 см. Уменьшение запасов влаги в слоях 2-4 м начинается в начале 70-х годов, т.е. в 20-летнем возрасте лесополос. Глава 3.3. Расход влаги из ряда и междурядья.

Исследования А.Д.Воронина (1962), Н.А.Качинекого (1971) показали, что весеннее распределение влаги в ряду п междурядье достоверно не различаются, а расход влаги из ряда значительно выше, чем из междурядья. Л.О.Керпачевский и др, (1973) установили, что в 20-летних лесополосах 5-го опытного участка расход из 3-х м междурядий начинает превышать расход влаги в ряду. В последующие годи расход влаги из междурядий был равен и больше расхода влаги в ряду в верхней 2-х м толще, нижняя часть профиля 2-4 м продолжала сохранять больше влаги в междурядье. В то же время на 2 опытном участке 4,5 м междурядья сохраняли влаги больше, чем в ряду по всей толще.

Глава 3.4.i Водный тюяим почв на 2 опыт гом участке в течение вегетационного периода в зависимости от возраста лесополосы.

На основании гидрофизических характеристик почв, по данным влажности почвы, были построены термодинамические поля влажности (атм) исследуемых почв.

В 1950 г. на 2 опытной участке (Рис.1,а) почва увлажнилась к середине мая до глубины 140 см, к концу вегетационного периода иссушение сверху охватило всего 25 см. В 1957 г. (Рис.1,б) примерно при гаком же уровне осадков в мае промоченной была толща 160 см, к июню нижняя граница спустилась до 220 см, иссушение почвы до р>-50 атм в июле охватило толщу в 40 ом и в конце вегетационного периода 70 см. На опушке и в центре лесополосы наблюдается разное увлажнение почвы, показательным в этом отношении является влажный 1958 г. (Рис.1,в,г). В центральной части лесополосы в мае промоченной была толща 160 см; к июню нижняя граница спустилась до 250 см. Дефицит почвенной влаги начал ощущаться только в августе в слое 0-60 см. На опушке лесополосы промоченной была вся 4-х м толща, причем к июню до давления почвенной влаги <-I am увлажнилась и нижняя часть профиля. Здесь дефицит влаги начал ощущаться также в августе, но иссушению подверглась большая толща 0-130 см. Выделяются две зоны иссушения: на глубине 30-40 см И 75-130 см.

17-летняя полоса (Рис.2,а,б), несмотря на глубокое весеннее промачивание, к концу июля в ряду иссушает почвенный профиль до Р-Ю...-20 атм, а мевдрядья в нижних слоях еще сохраняют вла.-у (-5...-10 атм). В 1972 крайне сухом году (Рис.2,в,г) в мае почва была промочена всего на 80 см в июне этот запас влаги был уже исчерпан. В августе толща почвы с давлением >-50 атм составляла как

мм 50301 10

1У У У1 711

1957 1958

<5) центр ; в) центр

Рис.1

1958 г) опушка

< -I атм

-1...-5 атм

-5...-10 атм

\Ш} -10.*. -20 атм ¡4^ -20...-50 атм

> -50 атм

I

со I

/

ГШ

50. 30 -10 -

_I

J_I

У Л .УТ1.У1П У . ,УГ Л1 .ПИ 1У . У ЛИ IX 17 . У ли IX

..... ШШуП-

1968 1958

а) рдц б)мевдурядье

I

41

I

1972 г) междурядье

Рис.2

1973 д) рад

1973 е) меддурядье

в ряду, так и в междурядье 240 см. В последу лише годы (Рис.3) в центре лесополосы к осени иссушению подверглась толща в среднем 2,5-3 м. На оцушке лесополосы - 1-1,5 м, в I960 г. - 3 м. Глава 3.5. Водный режим почв на 5 опытном участке в течение вегетационного периода в зависимости от возраста лесополосы.

На 5 опытном участке {Рис.4,а) в поле в 100 м от лесополосы почва весной увлажняется в среднем на глубину 30 см, к июлю вся почвенная толща доступной влага не имеет.

В связи с проведенным в 1950 г. гипсованием солонцов платность почвы определялась на гипсованном участке лесополосы и на негипсованной. В 1955 г. (Рис.4,0,в) в центре лесополосы на гипсованном участке почва увлажнялась весной до глубины I м, на негипсованном участке до 60 см. В августе на гипсованном участке давление почвенной влаги > -50 атм достигло глубины 160 см, а на негипсованном солонце до 260 см. Во влажном 1958 г. (Рис.4,г,д) на гипсованном солонце в центре лесополосы почва увлажнилась в мае до 2S0 см (-I...-5 атм). В августе до давления почвенной вла-ги>-50 атм иссушение охватило толщу 190 см. На негипсованном солонце в 1958 г. почва весной увлажнилась всего на глубину 80 см, а к августу иссушению подвергся слой 160 см. На с-ушке, как на гипсованном, так и на негипсованном солонце весной увлажнилась вся исследуемая толща 4 м. Слой иссушения составил 220 см. Маяно вццелить две зоны максимального иссушения: с поверхности до 30 см и с 60 до 130 см. На негипсованном солонце иссушению подвергся слой 2 м, но экстремальных величин здесь давление почвенной влаги не достигло. Меньшее иссушение негипсованных участков шдко объяснить, вероятно, их худшей влагопроводностыо и худшим состоянием растительности.

Ш

50 30 -10 -

центр

"1930 опушка

■

и

m

50

3010 j

Xp оной зоб ары почвенной влаги Сатм) в солонце тяяелосуглишгатом 5 опытного участка

у утун пп у .ут m лп

"T35S б)центр, иле* солокзц

в) центр,негипс, солонец

Рис.4

1968 г) центр,гипс, солонец

1958 д) центр,негипс, солонец

(

м

M

В 1970 г. (Рис.5,а,б,в) в ряду деревьев весной был увлажнен весь почвенный профиль до давления атц, а в августе практически вся толща 4 м была иссушена до > -50 атм. В меяцурядье в августе в толще почвы с 30 до 240 см давление почвенной влаги составляло -5...-10 атм. В этом ке году весной на опушке почва была увлажнена также до 4 и я в августе еще хранила достаточное количество влаги £-5...-10 атм) в слое почвы от 40 до 230 см. В сухом 1972 г. (Рис.5,г,д,е) на опушке было промочено 1,5 м, в центре 60 см. В ряду и междурядье доступной влаги не было уже в июне л до конца вегетационного периода во всей толще. На опушке в августе в слое со 180 до 300 см еще сохранялась влага на уровне -10...-20 атм. В 1973 г. (рис.6,а,б,в) в иевдурядье в мае почва была увлажнена до 2 ш, нижняя толща имела давление почвенной влаги -50 ^га, как следствие прошлого сухого сезона. К сентябрю иссушение до давления почвеечэй влаги >-50 атм охватило толщу в 220 см, а ииакяя часть профиля, наоборот, немного увлашилась с >-50 до -10. ..-20 атм. В ряду наблюдалась аналогичная картина. !1а опушке промочено было 180 см, иссушено 160 сг В 1974 г. (Рис.6,г,д,е) как в раду, так и в междурядье увлажнение в те было незначительно, к августу иссушению подверглась вся'4-х м толща. '

Итак, если в первые годы роста лесополос на 2 опытном участке иссушение до р>-50 атм охватывало толщу 50-70 см, то с годам:: иссушению подвергается все более большая толща 2,5-3 м, Дря сильном иссушении основного почвенного профиля глубинные слои 3-4 и часто имеют давление -5..,-10 атм и могут еще- сдукигь источником воды для деревьев. Водный рездпл на опушке складывается значительно благоприятнее, чем в центре, к концу вегетационного периода зона с давлением влаги ?-50 атм здесь распространяется прпперко до

мм 50

30

10

Хроноизобарн почвенной влаги (атм) в солонце тяжел осуглиниет см 5 опытного участка

I Г, I

и УН пи

11 711 ли Ш. У .П УП Ш1

1970 а) опушка

1970 6) ряд

'070 1972

в)меадурядье г) опувт

,УП, УТ

У ,У1 .У1Т.УТТ1

1972 Л) ряд

1972 е) междурядье

ГШ

503010-

Хрокоизобары потаенной влаги (атм) в солонце тяжелосуглинистом 5 опытного участка

У ПИ К

У . ПИ IX

У . ГШ,IX

ДЦ •

1Л 1

а) опушка

в) междурядье г) опушка Рло. 6

д) ряд

е) междурядье

- 16 -

I м и соответственно большая часть нижнего профиля обеспечена водой.

На 5 опытном участке в последние годы в центральной части лесополосы иссушение охватывает весь почвенный профиль и только на опушке нижние слои 3-4 м сохраняют влагу. Глава 3.6. Сосущая сила,деревьев.

Сосущую силу деревьев определяли методом Шардакова. Она возрастает пег мере иссушения почвы от 7-8 атм в июне до 40-60 атм в августе. ;

Итак, наблюдается постоянное, изменение потесала почвенной влаги и градиент потенциалов на границе слое, почвы разной степени увлажнения вызывает движение влаги в почвенном профиле. Глава 4.1. Динамика движения влаги в почве лесополос.

Используя уравнение Дарси на основании потенциалов почвенной влаги, коэффициента влагопроводности, рассчитали вертикальный поток влаги в почвенном профиле.

Оценивали движение влаги в поче 5-го опытного участка в 1361 г., который характеризовался как средний по увлаа^нности (172 мм осадков). В мае месяце 1961 г. (Табл.1) поток влаги был направлен из Ап вниз до глубины 130 см, при этом, во всей этой толще скорость штоков была одинакова. Следовательно, до этой глубины произошло промачивание почвы к середине мая. В нижних слоях почвы (130-380 см) наблюдается восходящий поток влаги. Отмечается заметное замедление / :а порядок) восходящего штока в слое 130 см, где он встречается с нисходящим. В следунщий срок наблюдения 15 июня отмечается смена направлений потоков влаги. Если 12 мая нисходящий ток и восходящий ток встречались в слое 130-1С0 см, то спустя месяц они встречаются в слое 180-230 см. В то ке время образовалась зона усиленного расхода влаги - это гори- ■ зонт С1 (50—СО см), там наименьший потенциал почвенной влаги и

Таблица I

Вертикальные потоки влаги, (n'ICT® м/сут) (5 опытный участок)

Горизонт, глубина, см май : июнь июль август

1961г. :1972г. :1961г. :1972г. 1961г. :1972г. 1961г. :1972г.

Ал (0-30) -5,0 0,2 -2,0 0,06 0,07 0,2 0,007 0,04

22 (30-50 -5.0 0,2 -3,0 -0,01 -0,2 -0,03 -0,01 0,005

И (50-80 -9,0 -2,0 0,3 ■0,002 0,1 ' 0,004 0,006 0,0007

С2 (80-130) -9,0 -4,0 -1,0 0,004 -0,6 -0,001 0,04 0,006

130-180 0,3 -0,02 -0,3 0,3 0,2 0,04 0,3 0,04

180-230 0,5 -0,6 0,5 -0,08 0,8 0,2 0,6 0,01

230-280 Х.о 0,6 8,0 0,4 4,0 0,2 3,0 0,05

280-330 -6,0 0,1 8,0 -0,5 2,0 -0,08 6,0- 0,06

330-380

Примечание: " нисходящее давление воды " + " - восходящее движение воды туда же устремились штоки и снизу и сверху. 24 июля наблюдается то же распределение потоков влаги, что и 15 июня, лишь в снстеые Ап-В2 направление изменилось на обратное, т.е. из КЗ в Ал, что вызвано понижением давления почвенной влаги в Ап до р -650 атм. С 24 июля по 24 августа величины потоков продолжают уменьшаться с поверхности до глубины 130 см, ниже потоки остаются на прежнем уровне. ■

Таким образом, мецпу ишем и июлем в почве устанавливаются в основном восходящие штоки. В этот же срок падает и интенсивность потоков влаги, наименьшей подвижность» влаги характеризуется слой почт 50-G0 см.

ТраяспирадионниЯ расход влаги (ш) (5 опытный участок)

Таблица 2

Горизонт, глубина, см

май-июнь

1961 г.: 1973 г.

июнь-июль

июль-август

1961 г.: 1972 г. : 1961 г. : 1972 г.

Ал (0-30) 20,8

В2 £30-50) • 8,1

С1 (50-80) 13,2

С2 (80-130) 18,6 133-180 О 180-230 О 230-280 О 280-330 О

7,1,

* 9,3 28,3 28,9 13,3 6,3 О О

19,5 9,9 14,7 18,2 21,5

а

7,7 11,0

О о о о о о о о

о о о о о о о

3,6

о о о о

■ о о о о

Глава 4.2. Трансшгоамоыяый расход влаги.

Сделана попытка определить трансшрационный расход влаги исходя из балансовых соотношений, как разницу между общим изменением запасов влаги, испарением и вертикальным притоком и оттоком влаги и таким образом оценить дол» участия разных слоев почвы в снабжении влагой растений (Табл.2). В период с 12 мая по 15 июня максимальный транопирационннй расход приходится на гор Ад и 02'. (80-1% см), в следующий период с 15 июня по 24 шля - на гор Ал и слой 130-180 см. Дашг 1 сроком исчерпывается основной расход влаги. Наблищается смещение зон потребления влаги деревьями из верхних горизонтов в начале лета в более глубокие нижние слон в конце лета, и иыевдаяся к концу лета в нижних горизонтах влага, образовавшаяся за счет- встречных весенне-летних перетоков в профиле почвы, играет существенную роль* в поддержании жизни деревьев.

Как подтверждение этому, может служить пример 1972 г., когда уже 15 июня наблюдался полностью иссушенный профиль до глубины 4 ы, что и вызвало гибель значительного количества деревьев в лесополосах.

Глава 4.3. Паропеиенос влаги.

Дня сравнения доли парового и жидкостного переноса влаги мы использовали данные по влажности и температуре на 3 опытном участке 1960 г. Расчет потока пара проводили по формуле Хэнкса, Лкш-фрота (1985).

Таблица 3

Потоки пара и влаги, м/сут (3 опытный участок, 1960 г.)

Горизонт, глубина, см З.У : 1.У1 1.УП 1.УШ : 22.УМ

А (0-20) -З'КГ5 -4'10~5 -4* Ю-5 -3-10"5 -2'10-5

-5" 10^ -5-Ю"4 -2'Ю-0 1*10~4 -7*10~й

В1 (20-40) -6'Ю-6 -8-10"6 -2-10'5 -6-1СГ5 0

-3*10"° -1*10"° -2*10"° ; -2*10~у

В2 (40-50) -3*Х0~6 -4Ч0Г6 -2'10~5 -З'Ю"5 -5* 10~®

2'10~Ь -9*10"ь 2*10~а 7.10-хи

СХ (50-100) -2*1СГ6 -2 ТО-6 ' -8*10~6 -1-10"5 -3*10"6

х-кг1 1*1<ГЬ -9'10"а 2'Ю-0 хо-/

С2 (100-150) -4'10~б: -8'НГ6 -3-10"6

2*10"* 2-10"4 -бЧО"5 1*ХО-0

150-200

Примечание: в числителе - поток пара, в знаменателе - жидкий поток Поток влаги (Табл.3) в жидкой форме значительно превышает паровой поток в мае месяце (на 2 порядка), но уже в оередане пшя в слое почвы 40-100 см паровой поток превышает жидкий, т.е. в каком

виде влаги здесь нет, к августу эта зона расширяется и охватывает слой 0-150 см.

Tai ам образом, нисходящее движение влаги в мае месяце в ише заменяется на восходящее, но на восходящее движение жидкой влаги накладываются паровой поток, направленный вниз в соответствии с тепловой волной. Благодаря такому перемещению влаги в нижних частях почвы (3-4 м) образуется некоторый запас влаги. Глава 5. особенности роста ¿геревьав в лесополосах.

В целях выявления особенностей развития деревьев за период наблкдения на модельных деревьях опытных участков, были определены годовой прирост его стволовой древесины 'Рис.7).

Оценка хода роста стволовой древесины показывает, что вяз обладает самым большим текущим приростом древесины на лугово-кашта-новой почве в колке, до 4,5 дам^ в 1970 г., после 1972 г. прирост

■а

резко уменьшился и стал до 1,3 дам. На У опытном участке вяз достиг максимального прироста к 1966 г. - 1,6 дам3. После 1966 г. он постепенна понижался до 0,4 дам3 в 1979 г. IIa 2 опытном участке вяз достиг максимума в 1971 г., который ооставил а,0 дцм^, после которого он пошел на убыль. Прирост ясеня на 2 опытном участке не затухает, достигнув к 1962 г. 0,&-0,9 дам3 на опушке, прирост стабилизировался, а после 1973 г. опять 'тошел вверх, составляя в 1974 г. 1,5 дам . В центре лесополосы ход прироста ясеня гпвг'оря-ет ход роста ясеня на оцушке, но с меньшими величинами. Жизнеспособность ясеня обман;, тся физиологическими особенностями роста: раннее начало вегетации и короткий период роста побегов (25-30 дней) позволяют ясеню максимально использовать зимне-весенний запас влаги в почве в период интенсивного роста и заложить верхушечную почку до наступления высоких температур, что повышаем устойчивость ясеня к неблагоприятным факторам внешней среды (Абакумо-

- w

- 21 -

Пророст стволовой древесины Светло-каштановая тяжелооуглиниотая почва (2 оп.уч.)

— ясень на опушив

ясень в центре

1—1—' ' --Г-Н—I—1-Т—i—1-1—I—П-1—1—Г-1—I-1—I—I—1—I—I—1—I-

Светло-каштановая среднесуглнниотая почва (Э оп.уч.)

— дуб ясень

-T-T-I—1—I-ГТТ-1—I 1 1 I I-1 I I—I-1—1—1—I-Г—1—[—1—1-Г-1-

Светло-каштановая тяжелооуглиниотая почва (4 оп.уч,)

— дуб ■**- ясень

"Т—1—Г" I—! I I—I—J—I—I—I—I—T' I—I—I—I—I—1111—г-1—г |-1—г

Лугово-каштановая почва (колок)

-i—i—г—1—<—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—г*1—г"т—I—i—г—1—г-т—i—i—i—i—i—р--

вяз на лугово-кашт. почве

вяз на солонцах

„_„■ —1-Г-т-1—J—I—т—1—I—(—1—i-Г-1—I-1-1—Г-Т-'—1-1—I—Г—1-1—I—F—1—I—

1950 1955 1960 1965 1970 1975 peo

■, ; 1-Л0.7 годы

ваЛ.И., 1963).

Обладая более интенсивным ростом, вяз оказался менее долговечным, чес ясень, что можно объяснить тем, что вяз рано начинает вегетацию и характеризуется длительным периодом роста (до авгусга-сентября).

Таким образом, на конец 60-х годов приходится период интенсивного прироста стволовой древесины, который в ряде случаев стабилизировался на определенном уровне, а в ряде случаев снизился в конце 70-х годов. I

.ВЫ ВОД Ы |

4 т

1. Под влиянием лесополос в свегло-кашта'овых почвах в комплексе с солонцами уменьшается плотность почвы, увеличивается порочность, водопроницаемость, от легкорастворимых солей на опушке лесополос отмыта толца 140-200 см, в центре - 80-120 см, хлор выносится из всей толщи (4 м), почвенно-поглощаадий комплекс освобождается от натрия.

2. В многолетнем цикле .весенние запасы влаги под лесополосами растут до 10-12-летнего возраста леоополос, расход ь.шги да 10-летнего возраста идет в пределах толщи 0-200 см. Уменьшение запасов влаги в слое 200-400 см начинается в 20-летнем возрасте лесополос.

3. Изменяется характер потребления влаги в ряду и невдуря-' дье: до 20 лет лесополосы иссушают почву больше в ряду, более старшие лесополосы иссушают почву как в ряду, так и в междурядье.

4. Водный режим почв лесополос на опушке и в центре различается. Почва под опушкой лесополосы в среднем увлажнена сильнее и содержит влаги на 241-95 им больше, чем почва в поле и на 178-36. ьы больше, чем почва в центре лесополосы. Часть влаги, накопл^шой лесополосой, сохраняется до осеки (2'опытный участок), превышая

запасы влаги в поле ла 83-62 ш Сна опушке) и 43-32 мм в центре лесополосы.

5. В первое десятилетие иссушение почвенного профиля до потенциала почвенной влаги <-50 атм и ниже охватывает толщу 50-70 см. В последующие годы сильное иссушение достигает 2,5-3 м, однако, нижний слой 3-4 м еще имеет влагу с потенциалом -5...-10 атм и может служить источником вода для деревьев,

6. Движение воды, вызываемое градиентом потенциалов почвенной влаги, охватывает всю наследуемую толщу 4 м. Нисходящий поток влаги отмечается в мае-июне, в более глубоких горизонтах устанавливается постоянный восходящий поток влаги небольшой интенсивности

(п ' Ю-® ы/сут), на который накладывается нисходящее движение пара, обусловленное температуряш градиентом.

7. Во ьиере иссушения почвы сосущая сила деревьев возрастает от 7-3 атм в июне до 40-60 атм в августе, а также наблюдается смещение зон потребления влаги деревьями из верхнего горизонта в начале лета в более глубокие слои - к середине лета.

8. Прирост стволовой древесины деревьев вкладывается в соответствии с водньм режимом почв лесополос, а именно, наиболее интенсивный прирост наблюдался в период наибольших запасов влаги в почвах лесополос. На опушке лесополос прирост значительно выше, чем в центре лесополос.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЯЕДОЩИЕ РАБОТЫ:

1. Десорастигельные свойства почв светло-каштанового комплекса. Хайдадова Д.Д., Ёоровинская Л.Е. /Дезисы докладов VI Всесоюзного съезда почвоведов, Тбилиси, 1981, с.187.

2. Особенности роста лесных полос в степной зоне. Боровинская Л.Б., Хайдапова Д.Д. У/Теэйсы докладов УП Всесоюзного съезда почвоведов, Ташкент, 1985, с.149.

3. Особенности водного режима лесных волос в степной зоне. Л.О.Кар-пачевский, Д.Б.Боровшская, Д.Д.ХаЙдалова // Межвузовский сб. "Зопросч степного лесоведения и лесной рекультивации земель", Днепропетровск, 1986, с.31-41.

Физические свойства и водный режим светло-каштановой солонцеватой почвы под лесополосами в Волгоградской области. Д.Д.Хайда-пова //Труды IX научной конф. мол. ученых ИГУ, 1987, деп.

5. Потенциал почвенной влаги'и особенности водного режима лесных

полос на светло-каштановых почвах. Д.Д.ХаЙдалова, £.Б.Боровнн-

ская //Тезисы докл. на I Всесоюзном совещании ¡"Гидрофизические

* I

функции и влагомегрия почв", Ленинград, IS 7, с.73.

6. Закономерности влагопереноса в светло-каштановой шч&е под лесополосами в Волгоградской области. Д.Д.ХаЙдалова, Я.О.Карпачев-ский //«.Почвоведение, 1988, К 9, о,85-92.

7. Особенности водного режима лесных полос в сухостепной зоне.

Л.О.Карпачевский, Д.Б.Боровинская, Д.Д.ХаЙдалова //».Почвоведение, 1989, й 3, 0.39-52.

8. К вопросу о влагообеспеченности лесных полос в засушливой зоне. Д.Д.ХаЙдалова, Л.Б.Боровинокая /Деэисы докладов на УИ Всесоюзной съеэде почвоведов, Новосибирск, 1989, о.80.

Пода, в печ. 12.04.90г. Л-10864 Тираж 100 отэ. Заказ Л 670

Централизованная типография ХООУ ШСМ СССР