Бурые лесные почвы равнин

Мокрушина, Дина Евгеньевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Бурые лесные почвы равнин
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Бурые лесные почвы равнин"

На правах рукописи

Мокрушина Дина Евгеньевна

Бурые лесные почвы равнин (на примере Серебряноборского опытного лесничества и

Шипова леса)

03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2004

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор

Л. О. Карпачевский

доктор сельскохозяйственных наук

Е. Б. Скворцова

кандидат биологических наук

О. Ю. Баранова

Центральная торфо-болотная опытная станция

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Защита состоится <

У^Ярио!*., 2004 г. в 15:30 в ауд. М-2 факультета почвоведения

МГУ им. М. В. Ломоносова на заседании Диссертационного совета К 501.001.04.

Адрес: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М. В. Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Л. Г. Богатырев

Диссертационного совета

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Бурые лесные почвы составляют большую общность почв, выделяемых как в горных областях с умеренно-теплым климатом (Кавказ, Карпаты, Урал, Сихотэ-Алинь, Алтай и др.), так и на равнинных территориях под широколиственными, хвойно-широколиственными и хвойными лесами (Прикарпатье, Закарпатье, Дальний Восток, Западная Грузия и др.).

Бурые лесные почвы могут существенно отличаться друг от друга как морфологически, так и по ряду химических и физических свойств (Г. Ф. Урушадзе).

Многие авторы (Л. Смолик, X. Пальман, X. Эрар и др.) отмечали среди буроземов обилие переходных форм к другим типам почвообразования. Именно эти обстоятельства заставляют рассматривать буроземы как стадийно относительно молодые почвы, с возрастом эволюционирующие в какие-то более устойчивые типы почв (черноземы, подзолистые почвы, красноземы).

До сих пор окончательно не выяснен вопрос генезиса буроземов - на равнинах типичные буроземы встречаются редко и многие почвы, представляемые, как бурые лесные, на самом деле имеют ряд ограничений, не позволяющих их полностью отождествлять с бурыми лесными почвами. В частности, к бурым лесным почвам на равнине относят суглинистые почвы на красноцветных пермских отложениях (Р. В. Ризположенский, А. X. Газизулин, А. Т. Сабиров) и легкие (супесчаные и песчаные) почвы (И. П. Герасимов, С. В. Зонн, И. И. Судницын).

Поэтому изучение свойств и генезиса бурых лесных почв в лесных биогеоценозах -задача актуальная и требующая детальной проработки. Цель работы

Доказательство правомерности отнесения равнинных «коричневых почв» Шилова леса к типу бурых лесных почв. Задачи работы

1. Изучение основных почвенных свойств бурой лесной почвы Серебряноборского опытного лесничества, бурой лесной и темно-серой лесной почв Шипова леса и бурой лесной почвы Государственного Кавказского заповедника (рН, обменная кислотность, гумус, аморфное железо, обменные кальций, магний, калий, натрий, подвижный фосфор, удельная поверхность, гранулометрический и валовой составы).

2. Сравнение полученных для бурой лесной почвы Шипова леса показателей почвенных свойств с таковыми для бурой лесной почвы Серебряноборского опытного лесничества и Государственного Кавказского заповедника.

3. Изучение анизотропии почвенных свойств под влиянием растительности для почв Серебряноборского опытного лесничества, Шипова леса и Государственного Кавказского заповедника.

4. Изучение истории формирования бурых лесных и темно-серых лесных почв Шипова леса (определение возраста гумуса, анализ биогенного кремнезема, палинологический и биоморфный анализы).

Научная новизна

На Русской равнине, наряду с песчаными бурыми лесными-почвами, встречаются бурые лесные почвы тяжелого гранулометрического состава, формирование которых не связано с литологией почвообразовательных пород (в отличие от суглинистых бурых лесных почв на красноцветных пермских отложениях).

Формирование бурых лесных почв Шипова леса происходит за счет постоянного привноса мелкозема на поверхность, то есть за счет «роста вверх». В период минимального привноса мелкозема на поверхность бурой лесной почвы на ней сформировался липовый лес. При образовании бурой лесной почвы привносимый мелкозем попадал в условия высокого увлажнения,

БИБЛИОТЕКА {

! ¿"-»о

биоморфного анализа и анализа биогенного кремнезема - весь профиль бурозема содержит значительные количества древних переотложенных спикул губок -микроостатков водных животных.

Для всех исследованных почв характерна анизотропия, заключающаяся в закономерном изменении свойств почв под влиянием древесного яруса по мере удаления точки опробования от ствола эдификатора к периферии кроны. Практическая значимость

Уточнено разделение почв Шипова леса на генетические типы и впервые показано, что почвы, выделяемые в контуре «коричневых суглинков» (П. В. Отоцкий) относятся к типу бурых лесных.

Показано, что повышенное содержание обменного алюминия в почвенном поглощающем комплексе бурой лесной почвы может служить диагностическим признаком, отличающим ее от темно-серой лесной почвы.

Автор выражает благодарность сотрудникам факультета почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова и Института географии РАН А. А: Боброву и А. А: Гольевой за помощь в изучении истории формирования бурых лесных и темно-серых лесных почв Шипова леса (анализ биогенного кремнезема и биоморфный анализ).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Бурые лесные почвы и неоднородность почвенного покрова в лесных

биогеоценозах

Дан обзор отечественной (А. X. Газизулин, И. П. Герасимов, М. А. Глазовская, В. П. Грата, Г. В. Добровольский, С. В. Зонн, Л. О. Карпачевский, С. С. Неуструев, Б. Г. Розанов, Е. Н. Руднева, А. П. Травлеев, Т. Ф. Урушадзе, В. П. Фирсова, А. П. Щербаков и др.) и зарубежной литературы (Р. Уиттеккер, R. Haus, R. Hempfling, D. H. Khan, W. L. Kubiena, B. Messerly, K. F. O'Connor и др.) по бурым лесным почвам и неоднородности почвенного покрова в лесных биогеоценозах. Рассмотрены история изучения, систематика, свойства буроземов. Проанализированы вопросы закономерности распространения бурых лесных почв. Рассмотрены вопросы буроземообразования в лесных экосистемах, а также механизмы влияния древостоя на почвенный покров.

Глава 2. Объекты и методы исследования 2.1. Серебряноборское опытное лесничество

Серебряноборское опытное лесничество расположено по усовскому направлению Белорусской железной дороги на территории ближнего Подмосковья. Серебряный бор представляет собой посадки сосны и лиственницы с различным кустарниковым ярусом возрастом около 50 лет, с междурядьями 2,5 метра.

На территории лесничества распространены бурые лесные супесчаные почвы (Розанов, Герасимов, Скрынникова, Судницын).

На исследуемой части территории лесничества было определено три типа леса: сосняк с бересклетом, сосняк чистый, лиственница с бересклетом.

На территории соспяка с бересклетом в кустарниковом ярусе были отобраны образцы бурой лесной почвы. Образцы отбирались вплоть до горизонта С из двух разрезов. Кроме того, во всех типах леса образцы отбирались для изучения анизотропии почвенных свойств верхних горизонтов в ряду ствол эдификатора -междурядье. Глубины взятия образцов: 0-5,5-10,10-15,15-20 и 20-25 см.

Проведены следующие анализы: определение рН водной суспензии; определение органического углерода методом сухого сжигания на автоматическом анализаторе АН-7529; определение обменных кальция и магния тригонометрическим способом; определение аморфного железа по Тамму; определение удельной поверхности по методу Кутелика.

2.2. Шиповлес

Шипов лес является крупнейшей островной дубравой, расположенной у юго-восточной границы лесостепи в южной части Окско-Донской равнины на границе ее перехода в Калачевскую возвышенность. По существующему административному делению Шипов лес находится в пределах Бутурлиновского и Павловского районов южной части Воронежской области.

П.В. Отоцкий первым детально исследовал почвы Шилова леса и выделил на территории дубравы два основных типа почв: темно-серые и коричневые суглинки. В. Бальц, Е.П. Заборовский, ЮЛ. Кирюков также выделяли в Шиповом лесу, наряду с серыми лесными, коричневые лесные суглинки. Однако, по результатам последнего картографирования почв Шилова леса, проведенного в 60-ых г.г 20 в. Э. В. Манаковой, коричневые почвы были отнесены к типу серых лесных.

Исходя из всей совокупности исследований почв Шипова леса, можно заключить, что на его территории встречаются два типа собственно лесных почв: серые и бурые. Название коричневые следует отбросить, поскольку коричневые почвы - это особый тип почв, заметно отличающийся от исследуемых. По морфологическим свойствам и условиям увлажнения «коричневые» почвы Шипова леса ближе к бурым лесным. Но это положение нуждается в проверке.

В квартале 83 Шипова леса в контуре «коричневых суглинков» (по данным картографирования почв Шипова леса Э. В. Манаковой данная почва определяется как серая лесная среднемощная) были отобраны образцы почвы, определенной как бурая лесная суглинистая (2 разреза). В контуре темно-серых лесных почв были отобраны образцы темно-серой лесной почвы (в 53 квартале, в 30-40 м от «Идеального дуба», а также в 57 квартале). Образцы отбирались вплоть до горизонта С. Также были отобраны образцы с глубин 0-5 и 5-10 см для изучения анизотропии почвенных свойств в ряду ствол эдификатора - междурядье.

Все разрезы были заложены под снытьевой дубравой, 120-140-летнего возраста, 1а бонитета на выровненных водораздельных пространствах. Почвообразующие породы — лессовидные суглинки.

Используемые для изучения свойств почв Шипова леса методы можно условно разделить на две группы, в зависимости от решаемых с их помощью задач:

1. Изучение базовых химических и физических свойств исследуемых почв Шипова леса: определение рН водной суспензии; определение обменной кислотности по Соколову; определение органического углерода методом сухого сжигания на автоматическом анализаторе АН-7529; определение аморфного железа по Тамму; определение обменных кальция и магния трилонометрическим методом; определение подвижного фосфора по методу Чирикова; определение обменного калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО; определение обменного натрия на пламенном фотометре; определение удельной поверхности по методу Кутелика; определение гранулометрического состава по методу НА. Качинского; валовой анализ методом разложения почвы сплавлением с углекислым калием и натрием

2. Изучение генезиса исследуемых почв Шипова леса: определение возраста гумуса; палинологический анализ; анализ биогенного кремнезема; биоморфный анализ.

2.3. Государственный Кавказский заповедник Государственный Кавказский заповедник расположен в западной части Главного Кавказского хребта.

На территории лесной части Кавказского заповедника распространены горные бурые лесные почвы.

На исследуемой части заповедника было определено 3 типа леса: березовое криволесье (1800 м над уровнем моря), пихтарник мертвопокровный (1200 м над уровнем моря), букопихтарник мертвопокровный (750 м над уровнем моря).

Образцы бурой лесной почвы отбирались из разреза, заложенного под букопихтарником мертвопокровным вплоть до горизонта С. В каждом из описанных типов леса были отобраны образцы (глубина отбора 5-10 см) с учетом расположения точки опробования около ствола или на периферии кроны для изучения анизотропии почвенных свойств верхних горизонтов.

Были проведены следующие анализы: определение рН водной суспензии; определение органического углерода методом сухого сжигания на автоматическом анализаторе ЛН-7529; определение обменных кальция и магния тригонометрическим способом; определение аморфного железа по Тамму; определение удельной поверхности по методу Кутелика.

Следует объяснить различный набор определяемых в почвах Серебряного бора, Шилова леса и Каказского заповедника параметров.

В случае Серебряного бора и Кавказского заповедника определялись основные показатели почвенных свойств, призванные в общих чертах охарактеризовать особенности буроземов, неоднократно исследованных ранее различными авторами (Розанов, Евдокимова, Герасимов, Скрынникова, Судницын, Киселева, Карпачевский, Гришина, Орлов, Владыченский и др.). Безусловный интерес при проведении данного блока исследований вызывали вопросы взаимосвязи растение — почва в условиях равнинного и горного почвообразования. При изучении почв Шипова леса ставилась задача, в первую очередь, найти имеющиеся между ними различия, так как, в сущности, бурые лесные и серые лесные почвы являются аналогами, формирующимися в близких климатических и лесорастительных условиях. При изучении анизотропии почвенных свойств в ряду ствол эдификатра - периферия кроны предполагалось выявить общие закономерности изменения почвенных свойств верхних горизонтов как между всеми исследованными буроземами, так и между обеими почвами Шипова леса.

Глава 3. Характеристика исследованных почв

3.1. Строение почвенных профилей 3.1.1. Серебряноборское опытное лесничество

Описание разреза №1 бурой лесной почвы Серебряноборского опытного лесничества (курсивом выделены глубины генетических горизонтов разреза №2).

Ао 0 - 2 см Полуразложившаяся лесная подстилка.

(0-2 см)

А1 2-34 см Темно-бурый, легкосуглинистый, рыхлый, зернисто-

(2 - 30 см) комковатый, много корней, граница волнистая, переход

заметный по цвету.

В1 34 - 40 см Бурый, легкосуглинистый, рыхлый, комковатый, много

(30 - 42 см) корней, граница волнистая, переход заметный по цвету и плотности.

В2 40 - 62 см Желто-бурый, легкосуглинистый, плотный, комковато-

(42 -67) см глыбистый, мало корней, граница волнистая, переход заметный по цвету.

С >62 см (до 75 см) Охристый бесструктурный суглинок.

(>67 см (до 80 см))

3.1.2. Шипов лес

Описания разреза №1 бурой лесной почвы Шипова леса (83 кв.) и разреза №1 (53 кв.) темно-серой лесной почвы Шипова леса (курсивом выделены глубины генетических горизонтов разреза №2 бурой лесной почвы и разреза №2 темно-серой лесной почвы, кв. №57).

Бурая лесная почва

Ао 0-2 см Темно-бурая, рыхлая лесная подстилка из перегнивших

(0-2 см) листьев и веток

Л!

В1

В2

2-10 см

(2-12 см)

10-35 см

(12-38 см) 35-92 см

(38-87 см)

С >92 см (до 110 см) >87 см (до 100 см) Темно-серая лесная почва

Ао

А1

АВ

ВС

0-2 см (0-2 см) 2-12 см (2-14 см)

12-41 см

(14-39 см) >41 (до 75 см) (39-100 см)

С > 100 см (до ПО см)

Буроватый, рыхлый, структура зернистая, горизонт густо пронизан мелкими корнями, переход постепенный, граница волнистая

Рыжевато-буроватый, рыхлый, структура ореховатая, переход ясный по цвету, граница волнистая Бурый с мелкими охристыми и темно-бурыми пятнами, плотнее предыдущего, структура комковато-глыбистая, по ходам корней и трещинам затеки гумуса, переход постепенный, граница волнистая

Темно-бурый, плотный, структура глыбистая, встречаются вертикальные корни дуба

Темно-бурая, рыхлая лесная подстилка из перегнивших листьев и веток

Темно-серый, рыхлый, структура зернистая, горизонт густо пронизан мелкими корнями, переход постепенный, граница волнистая

Серый, рыхлый, структура ореховатая, переход резкий по цвету и плотности, граница волнистая Серовато-буроватый, плотный, структура комковато-глыбистая, по ходам корней и трещинам затеки гумуса, переход постепенный, граница волнистая Бурый, плотный, структура глыбистая, встречаются вертикальные корни дуба.

Ао А1

В1

В2

0 - 3 см 3-10 см

10-54 см

54-74 см

3.1.3. Государственный Кавказский заповедник Описание разреза, заложенного в букопихтарнике мертвопокровном (750 м над уровнем моря).

Полуразложившаяся лесная подстилка. Светло-серый с бурыми примазками,

среднесуглинистый, рыхлый, зернисто-ореховатый, много корней, граница волнистая,

переход заметный по цвету и плотности. Светло-бурый, среднесуглинистый, плотный, комковатый, много корней, граница

волнистая, переход резкий по обилию корней. Бурый, тяжелосуглинистый, плотный,

крупнокомковатый, каменистые

включения, мало корней, граница волнистая, переход ясный по цвету.

С >74 см Охристый бесструктурный суглинок.

(до 80 см)

Таким образом, для всех исследованных бурых лесных почв характерен слабо дифференцированный морфологически буроокрашенный почвенный профиль, построенный по типу Ао-А1-В1-В2-С.

3.2. Химические и физические свойства 3.2.1. Серебряноборское опытное лесничество Для бурых лесных почв Серебряноборского опытного лесничества характерна реакция среды, близкая к нейтральной. С глубиной рН незначительно увеличивается (от 6,65 до 7,10).

Содержание гумуса в бурых лесных почвах Серебряноборского опытного лесничества колеблется от 2,55 до 0,55%. Характерна тенденция к резкому снижению гумусированности с глубиной.

Четкой тенденции к увеличению или уменьшению содержания обменных кальция и магниа с глубиной не прослеживается. Максимальное содержание обменных кальция и магния составляет 7,31 и 3,04 мг-экв/ 100 г почвы, минимальное - 3,71 и 1,51 мг-экв/100 г почвы соответственно.

Отмечается максимум содержания аморфного железа в горизонте А1 (0,11%). С глубиной содержание аморфного железа падает до 0,04%.

Максимальные значения удельной поверхности приходятся на верхний гумусово-аккумулятивный горизонт (34,43 м2/ г) при дальнейшем ее убывании вниз по профилю (28,24 м2/г).

Таблипа 1. Некоторые свойства бурых лесных почв Серебряноборского опытного лесничества и Государственного Кавказского заповедника

Глубина, си рН води гумус, % Са, мг-экв/ 100 г почвы Мц, мг-экв/ 100 г почвы Ре (ам), % уд. пов-ть, м2/г

Серебряноборское опытное лесничество

0-34 6,65 2,55 7,31 1,83 0,11 34,42

34-40 6,95 0,87 3,71 3,04 0,05 30,52

40-62 7,05 0,87 6,54 1,51 0,04 29,02

>62 7,10 0,55 6,50 2,50 0,05 28,24

Государственный Кавказский заповедник

0-10 6,25 8,91 2,60 0,78 0,25 101,99

10-54 5,75 1,98 3,90 0,84 0,11 64,67

54-74 6,00 1,34 1,84 0,79 0,24 61,25

>74 6,05 0,91 1,82 0,78 0,09 60,46

3.2.2. Шипов лес

Курые лесные почвы

Бурые лесные почвы Шилова леса характеризуются нейтральной-слабощелочной реакцией профиля при сравнительно малом изменением величины рН с глубиной (значения рН колеблются в диапазоне от 6,82 до 7,22). Общей тенденции к уменьшению или увеличению рН с глубиной не выявлено.

Обменная кислотность бурой лесной почвы обусловлена, в основном, ионами алюминия. Верхняя часть профиля бурозема (до 15 см) содержит минимальные количества обменного алюминия (0,02 мг-экв/ 100 г почвы), потом его количество резко возрастает до 1,30 мг-экв/ 100 г почвы, после чего начинает плавно уменьшаться. Содержание обменного водорода колеблется от 0,02 до 0,06 мг-экв/ 100 г почвы при максимуме в средней части профиля (на глубине 35-85 см).

Отмечается максимум накопления гумуса в гумусово-аккумулятивном горизонте при резком уменьшении его содержания в нижележащих горизонтах (4,67 % гумуса в приповерхностном слое 0-5 см и 0,47 % на глубине >85 см).

По характеру распределения аморфных соединений железа фиксируется четко выраженный максимум в верхней части профиля (0,28% в слое 0-5 см). На глубине 5575 см содержание аморфного железа достигает минимальных значений - 0,08%.

По содержанию обменных кальция и магния отмечается максимум в средней части профиля (максимальные значения содержания обменного кальция равны 35,20, а обменного магния -5,21 мг-экв/ 100 г почвы на глубине 15-25 см). Минимальные значения обменных кальция и магния составляют 22,94 и 2,89 мг-экв/ 100 г почвы соответственно.

Максимальное содержание подвижного фосфора фиксируется в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте, далее оно уменьшается от 3,50 до 0,36 мг-экв/ 100 г почвы.

Максимум содержания обменного калия отмечается в горизонте А1 при дальнейшем его уменьшении вниз по профилю. Полученные значения варьируют от 11,14 до 31,91 мг-экв/100 г почвы.

По содержанию обменного натрия верхний гумусово-аккумулятивный горизонт уступает нижележащим слоям (2,35 мг-экв/ 100 г почвы в горизонте А1). Начиная с глубины 15-25 см содержание обменного натрия достигает величины 2,96 мг-экв/ 100 г почвы.

Бурая лесная почва Шилова леса характеризуется максимальными значениями удельной поверхности в средней части профиля (47,03 м2/г) и минимальными (26,81 м2/г) в горизонте А1 (глубина 5-15 см).

По гранулометрическому составу горизонта А1 данная почва относится к тяжелым глинам.

Результаты валового анализа представлены в таблице 4. Темно-серыелесные почвы

В темно-серых лесных почвах значения рН находятся в нейтральной-слабощелочной области и изменяется от 6,94 до 7,22. Обшей тенденции к уменьшению или увеличению рН с глубиной не выявлено.

Обменная кислотность обусловлена, в основном, ионами водорода. Максимальное содержание обменного водорода составляет 0,06 мг-экв/ 100 г (0-5 см), а минимальное - 0,01 (55-65 см). На глубинах от 15 до 45 см обменного алюминия не выявлено, максимум его содержания приходится на нижнюю часть профиля (0,08 мг-экв/ 100 г почвы).

Профиль темно-серой лесной почвы характеризуется плавным уменьшением содержания гумуса с глубиной - от 12,91 % гумуса в приповерхностном слое 0-5 см до 1,33% в нижней части профиля.

Профильное распределение аморфного железа отличается плавным характером, максимальное значение 0,26 % приходится на глубину 5-15 см. Далее содержание аморфного железа падает до минимального значения, равного 0,18% (45-55 см), после чего оно опять начинает расти (0,24% на глубине 55-65 см).

Темно-серые лесные почвы отличаются плавным уменьшением содержания обменных кальция и магния с глубиной от 64,86 до 36,00 мг-экв/ 100 г почвы и от 6,52 до 3,88 мг-экв/ 100 г почвы соответственно.

Максимум содержания подвижного фосфора фиксируется в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте (28,39 мг-экв/ 100 г почвы), далее оно убывает до 16,18 мг-экв/100 г почвы.

Содержание обменного калия уменьшается с глубиной от 53,58 (5-15 см) до 17,15 мг-экв/ 100 г почвы (приповерхностный слой 0-5 характеризуется содержанием обменного калия на уровне 41,54 мг-экв/100 г почвы).

Темно-серая лесная почва обогащена обменным натрием в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте (4,04 мг-экв/ 100 г почвы). Начиная с глубины 35-45 см содержание обменного натрия составляет 2,96 мг-экв/ 100 г почвы.

Отмечается общая тенденция к увеличению удельной поверхности с глубиной (41,42 м2/ г - максимальное значение, отмечаемое на глубине 55-65 см).

По гранулометрическому составу горизонта А1 данная почва относится к средним глинам.

Результаты валового анализа представлены в таблице 4.

3.2.3. Государственный Кавказский заповедник

Для бурых лесных почв Государственного Кавказского заповедника характерно изменение рН в пределах от 5,75 до 6,25. Максимальная величина рН фиксируется в горизонте А1.

Содержание гумуса резко убывает вниз по профилю от 8,91 до 0,91 %.

Для обменных кальция и магния фиксируется максимум в средней части профиля (горизонт В1) - 3,90 и 0,84 мг-экв/ 100 г почвы соответственно. Минимальные значения обменных кальция и магния наблюдаются в нижней части профиля (глубина > 74 см) и достигают 1,82 и 0,78 мг-экв/ 100 г почвы.

В профиле отмечается 2 максимума содержания аморфного железа - в приповерхностном слое и на глубине 54-74 см - 0,25 и 0,24 % соответственно. Минимальное содержание аморфного железа фиксируется на уровне 0,09%.

Значения удельной поверхности резко убывают вниз по профилю от 101,99 до 60,46

м2/г.

Таким образом, для всех исследованных буроземов отмечаются однотипные профильные распределения гумуса, аморфного железа, обменных кальция (кроме Серебряного бора) и магния, характерные для почв буроземного рада и отличные от таковых, полученных для темно-серой лесной почвы Шилова леса.

3.3. Анизотропность почвенных свойств 3.3.1. Серебряноборское опытное лесничество 3.3.1.1. Сосняк с бересклетом

В почвах сосняка с бересклетом рН принимает значения от 4,8 до 7,15. Характерна тенденция к снижению рН по мере приблежения к сосне. Среднее значение рН около ствола - 6,43, а в междурядье - 6,84. В целом для этого типа леса наблюдается малый разброс значений рН, практически все значения лежат в интервале рН= 6-7).

Содержание гумуса варьирует от 0,79 до 4,45%. Для междурядья характерно более высокое содержание гумуса (в среднем 2,11%), чем для почвы около ствола (1,91%).

Содержание обменных кальция и магния колеблется соответственно от 2,18 до 15,84 мг-экв/100 г почвы и от 0,60 до 10,43 мг-экв/100 г почвы. В целом, обменного Са содержится меньше у ствола, чем в междурядье (в среднем соответственно 6,22 и 6,78 мг-экв/100 г почвы), для обменного Mg характерна аналогичная картина, но значения в данном случае сильнее различаются - 2,96 и 4,22 мг-экв/100 г почвы.

Содержание аморфного железа колеблется от 0,04 до 0,14%. Средние значения, как в ряду, так и в междурядье, не различаются, они равны 0,08%.

Значения величины удельной поверхности колеблются от 26,70 до 192,96 м2/г. 45,75 м2/г - среднее значение для ряда и 50,24 м2/г - среднее для междурядья.

3.3.1.2. Лиственнипа с бересклетом

В почвах, на которых распространена лиственница с бересклетом в качестве кустарникового яруса, величина рН принимает значения от 5,95 до 7,35. Для лиственницы с бересклетом значения рН выше, чем для сосняка с бересклетом. Отмечена тенденция, обратная сосняку с бересклетом: около ствола рН выше, чем в междурядье (среднее 6,89 и 6,58 соответственно).

Содержание гумуса колеблется от 0,79 до 3,38%. Для междурядья характерно меньшее содержание гумуса, чем для почвы около ствола (2,00 и 2,23% соответственно). Почвы более гумусированы, по сравнению с почвами под сосняком с бересклетом.

Содержание обменных кальция и магния варьирует от 3,99 до 13,12 мг-экв/100 г почвы Са и от 0,90 до 7,87 Mg. У ствола содержание обменного кальция меньше, чем в междурядье (8,45 и 8,84 мг-экв/100 г почвы), для магния отмечается аналогичная тенденция (2,88 в среднем у ствола и 4,01 мг-экв/100 г почвы в междурядье).

Содержание аморфного железа в почвах под лиственницей с бересклетом колеблется в пределах от 0,07 до 0,13%. Средние значения содержания аморфного железа непосредственно около ствола и на периферии кроны не различаются (0,10%).

Значения величины удельной поверхности для почв, занятых лиственницей с бересклетом, максимальны среди почв, описанных для всех типов леса лесничества -они колеблются от 24,16 до 147,46 м2/г. Характерна тенденция, обратная сосняку с бересклетом: среднее значение для ряда (51,60 м /г) больше среднего значения для междурядья (44,42 м2/г).

Таблица 5. АНИЗОТРОПНОСТЬ почвенных свойств горизонта А1 (Серебряноборское опытное лесничество)

показатель сосняк с бересклетом лиственница с бересклетом сосняк частый

ряд межд среди ряд межд среди ряд межд среди

рН водн. 6,43 6,84 6,64 6,89 6,58 6,74 6,16 6,28 6,22

Гумус, % 1,91 2,11 2,01 2,23 2,00 2,12 1,90 1,91 1,91

Ре (ам.),% 0,08 0,08 0,08 0,10 0,10 0,10 0,12 0,13 0,13

Са, мг-экв/ЮОг почвы 6,22 6,78 6,50 8,45 8,84 8,65 4,76 8,33 6,55

мг-эквЛООг почвы 2,96 4,22 3,59 2,88 4,01 3,45 5,03 5,47 5Д5

Уд. пов-ть, м'/г 45,75 50,24 48,00 51,60 44,42 48,01 48,78 42,12 45,45

3.3.1.3. Сосняк чистый

Для почв сосняка чистого значения рН колеблются в интервале от 5,7 до 6,9. Также, как и для сосняка с бересклетом, для чистого сосняка характерно уменьшение рН непосредственно около ствола по сравнению с междурядьем (6,16 и 6,28 соответственно). В целом реакция среды более кислая, чем для почв под сосняком с бересклетом.

Содержание гумуса колеблется в пределах от 0,52 до 3,65%. Разницы в средних значениях для ряда и междурядья не наблюдается: 1,90% около ствола и 1,91% в междурядье. По содержанию гумуса чистый сосняк уступает двум предыдущим типам леса.

Значения содержания обменных кальция и магния лежат в пределах от 1,84 до 11,67 мг-экв/100 г почвы Са и от 1,63 до 10,57 мг-экв/100 г почвы Mg. Для Са и Mg характерна тенденция, аналогичная вышеизложенной для других рассмотренных типов леса: уменьшение содержания этих катионов у ствола по сравнению с междурядьем (4,76 и 8,33 мг-экв/100 г почвы Са и 5,03 и 5,47 мг-экв/100 г почвы Mg соответственно).

Содержание аморфного железа варьирует в пределах от 0,06 до 0,11%. Практически не наблюдается различия в содержании аморфного железа в ряду и междурядье: в ряду среднее составляет 0,12%, а в междурядье - 0,13%.

Значения величины удельной поверхности минимальны среди всех значений, полученных для почв рассмотренных ранее типов леса Серебряного бора, они колеблются между 27,41 и 65,54 м2/г. 48,78 и 42,12 м2/г - средние для ряда и междурядья соответственно.

3.3.2. Шипов лес 3.3.2.1. Бурые лесные почвы

У ствола дуба значение рН больше, чем на периферии кроны (средние 7,17 и 6,42 соответственно).

Содержание обменных водорода и алюминия у ствола и на периферии кроны практически одинаково - в среднем 0,03 и 0,02 мг-экв/100 г почвы обменного водорода и обменного алюминия у ствола дуба и 0,02 мг-экв/ 100 г почвы (как обменного Н, так и обменного AI) в междурядье.

Наблюдается увеличение содержания гумуса по мере приближения к стволу дуба (5,21 % гумуса у дуба по сравнению с 4,75% в междурядье).

Различия в содержании аморфного железа по мере удаления от ствола дуба невелики - в среднем 0,28 и 0,27% соответственно.

Для обменных кальция и магния, подвижного фосфора и обменного калия характерна тенденция к снижению их содержания по мере удаления от ствола дуба. Средние значения для почвы у дуба составляют соответственно 26,34, 3,74, 3,19 и 31,91 мг-экв/ 100 г почвы против 26,15,3,65,3,01 и 28,10 мг-экв/100 г почвы на периферии кроны.

По обменному натрию различий между почвой у ствола и в междурядье не наблюдается - 2,35 мг-экв/ 100 г почвы.

Средние значения удельной поверхности почвы около ствола превосходят таковые для междурядья - 28,41 и 26,29 м2/г соответственно.

По данным гранулометрического анализа горизонта А1 почвы у ствола и в междурядье являются тяжелыми глинами.

Таблипа 6. Анизотропность почвенных свойств горизонта А1 (Шипов лес)

показатель бурая лесная почва ■ темно-серая лесная почва

ряд межд среди ряд межд среди

рН води. 7,17 6,42 6,80 7,22 6,79 7,01

Обменная кислотность, мг-экв/ 100 г почвы Н' 0,03 0,02 0,03 0,05 0,04 0,05

А1н 0,02 0,02 0,02 0,04 0,03 0,04

Гумус, % 5,21 4,75 4,98 9,28 6,55 7,92

Ре (ам.),% 0,28 0,27 0,28 0,26 0,25 0,26

Са, мг-эквЛООг почвы 26,34 26,15 26,25 56,28 52,98 54,63

мг-экв/1 ООг почвы 3,74 3,65 3,70 5,32 4,87 5,10

Р205, мг-экв/100 г почвы 3,19 3,01 3,10 26,18 20,00 23,09

К20, мг-экв/ 100 г почвы 31,91 28,10 30,01 47,56 43,70 45,63

№20, мг-экв/ 100 г почвы 2,35 2,35 2,35 4,04 4,00 4,02

Уд. пов-ть, мг/ г 28,41 26,29 27,35 32,95 29,16 31,06

Гран, состав горизонта А1 тяж. глина т»ж. глина - сред, глина сред, глина -

3.3.2.2. Темно-серые лесные почвы

Значения рН у ствола дуба больше, чем на периферии кроны (в среднем 7,22 и 6,79 соответственно).

Содержание обменных водорода и алюминия у ствола и на периферии кроны различаются незначительно. Их содержание, в среднем, составляет для почвы у ствола и в междурядье соответственно 0,05 и 0,04 мг-экв/ 100 г почвы обменного водорода и обменного алюминия, а в междурядье - 0,04 и 0,03 мг-экв/ 100 г почвы.

У ствола дуба в среднем содержится 9,28 % гумуса, а в междурядье - 6,55%.

Различия в содержании аморфного железа по мере удаления от ствола дуба невелики - 0,26 и 0,25% соответственно.

Также, как и у бурой лесной почвы Шилова леса, наблюдается снижение содержания обменных кальция и магния, подвижного фосфора и обменного калия по мере удаления от ствола дуба: в среднем, 56,28, 5,32, 26,18 и 47,56 мг-экв/ 100 г почвы против 52,98, 4,87, 20,00 и 43,70 мг-экв/ 100 г почвы обменного кальция, магния, подвижного фосфора и обменного калия соответственно.

По обменному натрию различия между почвой у ствола и в междурядье незначительны - 4,04 и 4,00 мг-экв/ 100 г почвы соответственно.

Средние значения удельной поверхности почвы около ствола - 32,95 м2/г -превосходят таковые, полученные для междурядья -29,16 м2/г.

По данным гранулометрического анализа горизонта А1 проанализированные образцы можно отнести к средним глинам.

3.3.3. Государственный Кавказский заповедник 3.3.3.1. Березовое криволесье

Среди описанных типов леса Кавказского заповедника почвы березового криволесья характеризуются наиболее низкими значениями рН - 4,80 около ствола и 4,90 на периферии кроны (средние) при размахе полученных значений от 4,35 до 6,60.

Почвы под березовым криволесьем наиболее гумусированы (среди всех исследованных почв заповедника) - в среднем, 9,65% гумуса около ствола и 12,67% на периферии кроны (минимальное из имеющихся значений - 5,98, а максимальное -25,69%).

Содержание обменного кальция колеблется от 1,05 до 3,79 мг-экв/100 г почвы. По мере удаления от ствола оно не сильно меняется: 2,27 и 2,29 мг-экв/100 г почвы в ряду и междурядье соответственно.

Разница в содержании обменного магния более существенна - 1,41 и 1,28 мг-экв/100 г почвы около ствола и на периферии кроны, это наибольшие значения для изученных почв заповедника при размахе данных от 0,57 до 3,25 мг-экв/100 г почвы.

Содержание амофного железа также максимально по сравнению с почвами под другими изученными типами леса Кавказского заповедника, оно варьирует от 0,16 до 1,52% (0,42% - среднее близ ствола и 0,54% - на периферии кроны).

Удельная поверхность принимает наибольшие значения на расстоянии от ствола - в среднем 169,72 м2/г, непосредственно около березы среднее значение - 147,43 м2/г; минимальное значение - 96,41, максимальное - 289,25 м /г.

Таблица 7. Анизотропность почвенных свойств горизонта А1 (Государственный Кавказский заповедник)

показатель березовое криволесье пихтарник мертвопокровп ы й букопвхтарннк мертвоиокровиый

ряд межд средя Р«Д межд среди ряд межд средя

рН водн. 4,80 4,90 4,90 6,20 6,40 6,30 5,70 5,60 5,65

Гумус, % 9,65 12,67 11,16 8,92 9,10 9,01 3,92 5,57 4,74

Ре (ам.),% 0,42 0,54 0,48 0,15 0,18 0,17 0,43 0,47 0,45

Са, мг-экв/ЮОг почвы 2,27 2,29 2,28 3,27 4,88 4,07 2,34 2,36 2,35

мг-экв/100г почвы 1,41 1,28 1,35 0,81 1,17 0,99 0,94 1,31 1,12

Уд. пов-ть, м'/г 147,43 169,72 158,58 138,01 134,28 136,15 98,21 105,35 101,78

3.3.3.2. Пихтарник мертвопокровный Почвы пихтарника мертвопокровного имеют наиболее оптимальные значения рН по сравнению с другими изученными бурыми лесными почвами Кавказского заповедника: 6,2 и 6,4 около ствола и на периферии кроны соответственно при размахе полученных значений от 5,5 до 6,8.

Отмечается тенденция увеличения содержания гумуса по мере удаления от пихты: в среднем, 8,92 (ряд) и 9,10% (междурядье); минимальное значение - 10,96, максимальное - 24,52%.

Содержание обменного кальция в почвах данного типа леса максимально среди исследованных почв заповедника: 3,27 мг-экв/100 г почвы - среднее у ствола и 4,88 -среднее на периферии кроны при размахе данных от 1,31 до 6,13 мг-экв/100 г почвы.

Содержание обменного магния составляет 0,81 мг-экв/100 г почвы в непосредственной близости от пихты и 1,17 - на расстоянии от нее. Максимум содержания обменного магния приходится на периферию кроны, значения варьируют от 0,25 до 3,34 мг-экв/100 г почвы.

Содержание аморфного железа составляет в среднем 0,15% около ствола и 0,18% на периферии при размахе от 0,04 до 0,32%.

Удельная поверхность уменьшается по мере удаления от ствола: 138,01 и 134,28 м /г (средние), и принимает значения от 98,71 до 205,06 м2/г.

3.3.3.3. Букопихтарник мертвопокровный

Почвы букопихтарника мертвопокровного имеют следующие значения рН: 5,7 и 5,6 около ствола и на периферии кроны соответственно, значения попадают в диапазон от 4,4 до 6,3. В отличие от предыдущих типов леса Кавказского заповедника, среднее значение у ствола больше, чем на периферии.

Содержание гумуса с уменьшением высоты заметно снижается: 3,92 и 5,57% близ ствола и на некотором расстоянии от него при размахе данных от 2,95 до 16,96%.

Содержание обменного кальция сопоставимо с его содержанием в почвах березового криволесья, оно принимает значения от 1,10 до 3,44 мг-экв/100 г почвы. Влияние растительности практически не выражено: в среднем, 2,34 и 2,36 мг-экв/100 г почвы около ствола и на периферии кроны.

Также, как и в почвах пихтарника мертвопокровного, у ствола содержится меньше обменного магния - 0,94 и 1,31 мг-экв/100 г почвы соответственно, полученные значения варьируют от 0,27 до 1,73 мг-экв/100 г почвы.

Содержание аморфного железа сопоставимо с аналогичными значениями, полученными для почв березового криволесья - 0,43 и 0,47% у ствола и на периферии кроны при размахе данных от 0,21 до 1,18%..

Удельная поверхность для почв данного типа леса минимальна; также, как и в случае березового криволесья, она уменьшается у ствола бука и принимает значение 98,21 м2/г, на периферии кроны среднее значение удельной поверхности - 105,35 м /г почвы; наименьшее из полученных значений - 86,02, наибольшее - 151,81 м2/г.

Таким образом, для всех исследованных почв сильнее всего проявляется анизотропия по содержанию в горизонте А1 гумуса, обменных Са и Mg. Дуб в наибольшей степени способствует накоплению гумуса у ствола.

3.4. Изучение истории почв Шипова леса 3.4.1. Бурые лесные почвы

Возраст гумуса бурой лесной почвы был определен до глубины 35 см (далее определение не представлялось возможным в связи с малым содержание гумуса в образцах). Возраст гумуса до глубины 10 см является современным, возраст нижележащего слоя составляет 1950 ±110 лет.

Таблица 8. Возраст гумуса бурой лесной и темно-серой лесной почв Шипова леса

Глубина, см Возраст гумуса -

(Лаборатория ГИН РАН)

Бурая лесная почва

0-2 Современный, 116% эталона

2-10 Современный, 108% эталона

15-35 1950±110

Темно-серая лесная почва

0-12 Современный, 100% эталона

20-30 2320±90

30-50 3910±80

50-100 5180+220

Результаты палинологического анализа нельзя считать информативными - в нейтральной и слабощелочной среде пыльца была практически полностью сработана дождевыми червями.

Содержание биогенного кремнезема увеличивается с глубиной до 334000 экз/ г сухой почвы. На глубине 25-35 см фиксируется наименьшее содержание биогенного кремнезема - 13500 экз/ г сухой почвы. Основная массы биогенного кремнезема представлена спикулами губок и фораминифер (до 97,6% на глубине 35-45 см). Максимальное содержание фитолитов фиксируется на глубине 15-25 см (32,0%), количество выявленных форм фитолитов падает с глубиной от 7 (5-15 см) до 1 (>75 см). На глубинах 0-5 и 25-35 см обнаружены панцири диатомовых водорослей (1,9 и 3, 7% соответственно), а на глубинах 45-55 и 65-75 см - скелеты радиолярий (1,3 и 0,9%).

Таблица 9. Содержание биогенного кремнезема и соотношение (%) различных его форм в бурой лесной и темно-серой лесной почвах Шипова леса (определение А. А. Боброва)

Глубина, см Фнто-литы D, форм фвтолит OB Павпирн' днатомей Спнкулы губок я форамвна фер Скелеты радволяр ■й Всего, экз/г сухой почвы

Бурая лесная почва

0-5 31,4 6 1,9 66,7 0 765 00

5-15 29,6 7 0 70,4 0 108000

15-25 32,0 3 0 68,0 0 28000

25-35 18,5 2 3,7 77,8 0 13500

35-45 2,4 2 0 97,6 0 44000

45-55 5,7 1 0 93,2 U 44000

55-65 6,7 1 0 93,3 0 37500

65-75 9,1 3 0 90,0 0,9 215000

75-85 8,2 1 0 91,2 0 96998

>85 3,6 1 0 96,4 0 334000

Темно-серая лесная почва

0-5 94,8 5 0 5,2 0 19500

5-15 96,3 4 0 3,7 0 15500

15-25 91,2 5 0 8,8 0 13500

25-35 93,6 6 0 6.4 0 26500

35-45 95,2 4 0 4,8 0 21000

45-55 94,1 4 0 5,9 0 34000

55-65 96,0 5 0 4,0 0 25000

>65 95,0 4 0 5,0 0 10000

По данным биоморфного анализа исследуемую почву можно охарактеризовать следующим образом.

Начиная с глубины 35 см содержание биоморф единично и постепенно приходит к нулю (с глубины 65 см). На глубинах 0-5 и 25-35 см обнаружено наибольшее количество фитолитов (60 и 48 шт.), большинство из которых - лесные (до 100% на глубине 5-15 см), хотя велико содержание и луговых форм (60% на глубине 25-35 см). Содержание растительного детрита, спикул губок, пыльцы и спор убывает с глубиной. Слой 25-35 см характеризуется большим количеством пыльцевых зерен липы. Подавляющее большинство спикул губок -древние, переотложенные.

3.4.2. Темно-серые лесные почвы Гумус горизонта А1 (до 12 см) темно-серой лесной почвы является современным. Далее возраст гумуса увеличивается и в самой нижней части профиля достигает 5180±220 лет (увеличение возраста с глубиной, в соответствии с Шарпензеелем и Герасимовым, характерно для всех аналогичных почв - черноземов, бурых лесных).

Результаты палинологического анализа нельзя считать информативными - также, как и в случае бурой лесной почвы, в нейтральной и слабощелочной среде пыльца была практически полностью сработана дождевыми червями.

Таблица 10. Данные биоморфного анализа бурой лесной и темно-серой лесной почв Шипова леса (определение А. А. Гольевой-!

Глубина, см • Растит, детрит Спикулы губок Пыльца и споры Фитолн-ты Фнтолн-ты (шт.) Из них лесных (%) Из них луговых

Бурая лесная почва

0-5 +++ +++ ++ ++ 60 50 50

5-15 +++ + ++ + 27 100 -

15-25 +++ + + + 21 75 25

25-35 +++ - + ++ 48 40 60

35-45 + - - - -

45-55 Ед. Ед. - - -

55-65 Ед - - - -

65-75 - - - - -

75-85 - - - - -

>85 - - - - -

Темно-серая лесная почва

0-5 +++ - + + 12 50 50

5-15 +++ - + -и- 99 43 57

15-25 +++ - + +++ 171 50 50

25-35 +++ Ед. + +-Н- 210 59 41

35-45 +++ Ед. + +++ 132 39 61

45-55 +-Н- - -н- 51 63 37

55-65 ++ - - +++ 105 65 35*

>65 + - - ++ 87 100 -

Примечание. Цифрами показано сравнительное полуколичественное содержание биоморф. + + + много; ++ средне; + мало; ед. - представлены единично; - данных форм в образце нет.

Содержание биогенного кремнезема отличается от аккумулятивного типа -максимум приходится на глубину 45-55 см (34000 экз/ г сухой почвы). Ниже 65 см фиксируется наименьшее содержание биогенного кремнезема - 10000 экз/ г сухой почвы. Основная масса биогенного кремнезема представлена фитолитами (до 96,3% на глубине 5-15 см). Наибольшее содержание спикул губок и фораминифер соответствует глубине 15-25 см (8,8%), количество выявленных форм фитолитов варьирует от 4 до 6. Панцири диатомовых водорослей и скелеты радиолярий не обнаружены.

По данным биоморфного анализа исследуемую почву можно охарактеризовать следующим образом.

Весь профиль содержит значительные количества биоморф, плавно уменьшающееся с глубиной. На глубине 15-45 содержание фитолитов максимально (до 210 шт.), соотношение лесных и луговых форм близкое (лишь слой >65 см сформирован под влиянием лесной растительности). Содержание растительного детрита, пыльцы и спор убывает с глубиной. Спикулы губок встречаются только на глубине 25-45 см и являются древними и переотложенными. Пыльцевых зерен липы нет.

Таким - образом, в обеих исследованных почвах Шилова леса содержание и морфологическое разнообразие фитолитов незначительно. Они близки по морфологическим спектрам фитолитов и характеру профильного распределения, что, по-видимому, является следствием близких механизмов формирования почвенного профиля. Однако, отмечаются и заметные различия между бурой лесной и темно-серой лесной почвами: профиль бурозема, в отличие от профиля темно-серой лесной почвы, содержит панцири диатомей и скелеты радиолярий, а содержание спикул губок и форамирифер значительно превосходит содержание фитолитов, кроме того, в профиле бурозема обнаружены зерна липы.

Глава 4. Сравнительная характеристика бурых лесных почв Ссрсбряноборского опытного лесничества, бурых лесных н темно-серых лесных почв Шилова леса и бурых лесных почв Государственного Кавказского заповедника

Значения рН водной суспензии. Из всех исследованных почв наименьшие значения рН отмечаются для горных буроземов, почвы Серебряноборского опытного лесничества характеризуются близкой к нейтральной реакцией среды, почвы Шилова леса имеют наиболее оптимальные значения рН из всех рассмотренных почв (соответственно 6,01, 6,94 и 7,09 в среднем по профилю). Все изучаемые почвы характеризуются сравнительно малым изменением рН с глубиной. Различия в полученных величинах рН для всех исследованных почв можно объяснить региональными особенностями, а также благотворным влиянием на почвы дуба (Шипов лес) по сравнению с растительностью буроземов Кавказа и Серебряного бора. Возможно также влияние водного режима, более интенсивного в легких почвах Серебряного бора и Кавказа.

Тенденция к незначительному увеличению рН у ствола эдификатора по сравнению с периферией кроиы отмечена для дубравы (Шипов лес), лиственницы с бересклетом (Серебряный бор) и букопихтарника мертвопокровного (Кавказский заповедник).

Гумус. Из всех исследованных почв буроземного ряда почвы Государственного Кавказского заповедника являются наиболее гумусированными (8,91% гумуса в горизонте А1 почв букопихтарника мертвопокровного). При этом наблюдается характерное для горных почв уменьшение содержания гумуса с уменьшением высоты. Максимальное содержание гумуса в бурых лесных почвах Шипова леса составляет 4,67%, а в буроземах Серебряного бора - 2,55%. Высокая гумусированность горных буроземов по сравнению с равнинными объясняется грубым характером гумуса в профиле бурых лесных почв Кавказа.

Для всех бурых лесных почв отмечается четко выраженный максимум накопления гумуса в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте при резком уменьшении его содержания в нижележащих горизонтах. Данный тип распределения гумуса является одной из индикаторных черт почв буроземного ряда.

Темно-серые лесные почвы Шипова леса содержит заметно большие количества гумуса на всех глубинах (12,91% в слое 0-5 см и 1.33% в нижней части профиля), чем остальные исследованные почвы, в том числе, и соседствующие с ними бурые лесные почвы. Профиль темно-серой лесной почвы характеризуется плавным уменьшением содержания гумуса с глубиной без столь четко выраженного максимума в горизонте А1, как в буроземах.

Тенденция к изменению содержания гумуса в горизонте А1 по мере удаления от ствола эдификатора наиболее сильно выражена в почвах березового криволесья (Кавказский заповедник), далее следуют темно-серые лесные почвы Шипова леса, буроземы букопихтарника мертвопокровного и Шипова леса и почвы Серебряного бора.

Тенденция к накоплению гумуса у ствола эдификатора характерна для почв Шипова леса и буроземов Серебряноборского опытного лесничества (лиственница с бересклетом).

Аморфное железо. По характеру распределения аморфных соединений железа почвы буроземного ряда характеризуются резко выраженным максимумом в верхней части профиля, объясняемым биогенной аккумуляцией железа в горизонте А1: 0,11, 0,28 и 0,25% соответственно для буроземов Серебряного бора, Шипова леса и Кавказа. Далее содержание аморфного железа резко убывает. Данный тип распределения аморфных соединений железа по профилю также является одной из типичных черт бурых лесных почв. В почвах Кавказа заметен второй максимум по содержанию аморфного железа (0,24%) в средней части профиля, что может служить признаком некоторой оподзоленности.

Темно-серая лесная почва Шилова леса содержит немного большие количества аморфного железа, чем другие исследуемые почвы (в среднем 0,22%). Распределение аморфного железа по профилю темно-серой лесной почвы носит характер плавного убывания с глубиной без столь четко выраженного максимума в горизонте А1, как у буроземов.

Для равнинных бурых лесных почв анизотропия по содержанию аморфного железа практически не выявлена. Для горных буроземов тенденция к увеличению содержания аморфного железа в горизонте А1 по мере удаления от ствола эдификатора характерна только для почв березового криволесья.

Обменные кальций и магний. Наиболее обогащена обменными кальцием и магнием (64,86 и 6,52 мг-экв/ 100 г почвы в слое 0-5 см) темно-серая лесная почва Шипова леса. Для данной почвы характерно плавное уменьшение содержания обменных кальция и магния с глубиной, в отличие от всех исследуемых буроземов.

Наиболее близкие к вышеуказанным значения содержания обменных кальция и магния отмечаются для бурых лесных почв Шипова леса (содержание обменного кальция колеблется от 22,94 до 35,20 мг-экв/ 100 г почвы, а обменного магния - от 2,89 до 5,21 мг-экв/ 100 г почвы). Это объясняется общей близостью почв Шипова леса -единым типом сформированной на них растительности, одинаковыми почвообразующими породами и т.д.

Однако характер распределения обменных кальция и магния по профилю бурой лесной почвы Шипова леса аналогичен распределению, характеризующему все типичные буроземы - с максимумом в средней части профиля. Подобное распределение обменного кальция характерно для почв Кавказского заповедника (максимум составляет 3,90 мг-экв/ 100 г почвы) при относительно равномерном распределении обменного магния по профилю. Равнинные буроземы Серебряного бора также характеризуются максимумом содержания обменного магния в средней части профиля - 3,04 мг-экв/ 100 г почвы.

Для буроземов Серебряноборского опытного лесничества, также, как и для горных бурых лесных почв характерно увеличение содержания обменных кальция и магния на периферии кроны (кроме магния в почвах березового криволесья). Максимально отличие почв около ствола и в междурядье по обменному кальцию фиксируется в сосняке чистом, а по обменному магнию в сосняке с бересклетом.

Для бурых лесных почв Шипова леса анизотропия по содержанию обменных кальция и магния практически не выражена. Для темно-серой лесной почвы характерна тенденция к накоплению обменных кальция и магния у ствола (разница между значениями составляет 3,30 и 0,45 мг-экв/100 г почвы обменных кальция и магния в ряду и междурядье).

Обменпая кислотность. По сравнению с темно-серой лесной почвой Шипова леса, обменная кислотность бурой лесной почвы Шипова леса обусловлена, в основном, ионами алюминия. Верхняя часть профиля бурозема (до 15 см) содержит количества обменного алюминия, сопоставимые с таковым в темно-серых лесных почвах, однако потом его количество резко возрастает, после чего начинает медленно уменьшаться. По содержанию обменного водорода почвы мало отличаются друг от друга. Резкое преобладание обменного алюминия над обменным водородом, в числе прочих свойств, характерно для профилей почв буроземного типа.

Анизотропия по содержанию обменных водорода и алюминия в почвах Шипова леса не выражена - отличия по данным параметрам между почвами у ствола и в междурядье не превышают 0,01 мг-экв/100 г почвы.

Подвижный фосфор. Почвы Шипова леса имеют максимум содержания подвижного фосфора в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте. Однако, они существенно различаются по содержанию подвижного фосфора - темно-серая лесная почва содержит значительно большие количество подвижного фосфора по всему

профилю (от 16,18 до 28,39 мг-экв/ 100 г почвы), чем бурая лесная (от 0,36 до 3,50 мг-экв/100 г почвы).

Для обеих почв Шипова леса характерно уменьшение содержания подвижного фосфора по мере удаления от ствола эдификатора.

Обменный калий. Почвы Шипова леса имеют идентичный характер распределения обменного калия по профилю - с максимумом в горизонте А1. Однако, в содержании обменного калия в исследуемых почвах наблюдаются значительные численные отличия: в бурой лесной почве полученные значения варьируют от 11,14 до 31,91 мг-экв/ 100 г почвы, а в темно-серой лесной - от 17,15 до 53,58 мг-экв/ 100 г почвы.

Также, как и для подвижного фосфора, наблюдается тенденция к уменьшению содержания обменного калия по мере удаления от ствола эдификатора.

Обменный натрий. Темно-серая лесная почва Шипова леса обогащена обменным натрием в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте (4,04 мг-экв/ 100 г почвы по сравнению с 2,35 мг-экв/ 100 г почвы у бурой лесной почвы Шипова леса). Начиная с глубины 15-25 см содержание обменного натрия в обеих почвах выравнивается.

В случае бурозема полученные значения содержания обменного натрия для рада и междурядья не различаются, для темно-серой лесной почвы различаются незначительно.

Удельная поверхность. Максимальные значения удельной поверхности отмечаются для горного бурозема (101,99 м2/ г в горизонте А1), что объясняется обилием полуразложившихся органических остатков и общим грубым характером гумуса.

Для буроземов Кавказа и Серебряного бора характерна общая тенденция к уменьшению удельной поверхности с глубиной, пропорциональная уменьшению гумуса.

Бурозем Шипова леса характеризуется максимумом полученных значений удельной поверхности (47,03 м2/ г) в слое 25-35 см при последующем уменьшении ее с глубиной. Аналогичный характер распределения значений удельной поверхности часто встречается у типичных буроземов.

Для темно-серой лесной почвы Шипова леса отмечается постепенное увеличение удельной поверхности с глубиной.

Профильные распределения полученных значений удельной поверхности в почвах Шипова леса позволяют говорить об их слоистости, объясняемой нарастанием обеих почв Шипова леса вверх.

Гранулометрический состав. Буроземы Серебряного бора имеют супесчаный гранулометрический состав, обе исследуемые почвы Шипова леса по гранулометрическому составу практически не отличаются и относятся к глинам (тяжелым - бурая лесная почва и средним - темно-серая лесная почва). Горные буроземы Кавказского заповедника характеризуются суглинистым гранулометрическим составом.

Валовой состав. По валовому составу почвы Шипова леса практически не различаются.

Таким образом, на основе сравнения почвенных свойств всех исследованных почв можно сделать следующие выводы:

1. Все изученные бурые лесные почвы равнин имеют однотипные, характерные для буроземов, профильные распределения гумуса и аморфного железа (отличающиеся от таковых, полученных для темно-серой лесной почвы Шипова леса). Кроме того, в отличие от темно-серой лесной почвы Шипова леса, в буроземах Шипова леса и Кавказского заповедника максимальное содержание обменных кальция и магния отмечается в средней части профиля (в равнинных буроземах Серебряного бора аналогичное распределение получено для обменного магния), что также является индикаторной чертой почв буроземного ряда.

2. Помимо ранее перечисленных отличий, исследованные почвы Шилова леса различаются по характеру катионов, обуславливающих величину обменной кислотности - в профиле бурой лесной почвы отмечается значительное превышение содержания обменного алюминия над содержанием обменного водорода по сравнению с темно-серой лесной почвой, в средней части профиля которой обменный алюминий не выявлен вообще при общем значительно меньшем его содержании в вышележащих и нижележащих горизонтах (доминирование обменного алюминия над обменным водородом характерно для почв буроземного ряда). Для темно-серой лесной почвы Шилова леса отмечается значительное превышение содержания подвижного фосфора и обменного калия в профиле по сравнению с буроземом при общем характере их распределения с максимумом в горизонте А1. Полученные значения удельной поверхности позволяют говорить о слоистости исследуемых почв, а также выдвинуть гипотезу о нарастании и бурой лесной, и темно-серой лесной почв Шилова леса кверху. Однако бурая лесная почва характеризуется максимальными значениями удельной поверхности в средней части профиля, что может являться одним из признаков буроземов.

3. Для всех исследованных почв характерна анизотропность почвенных свойств верхних горизонтов, проявляющаяся по мере удаления точки опробования от ствола эдификатора к периферии. Наилучшим гумусонакопителем является дуб. Лиственница также способствует накоплению гумуса у ствола.

На основе полученных данных можно утверждать, что:

1. Вскрытая разрезами в контуре «коричневых суглинков» почва (серая лесная почва по данным Э. В. Манаковой) на самом деле является бурой лесной, что подтверждается морфологически, а также сходством многих ее свойств со свойствами равнинных буроземов Серебряноборского опытного лесничества, горных буроземов Государственного Кавказского заповедника и литературными данными.

2. Наличие общих черт у бурой лесной и темно-серой лесной почв Шилова леса (единый тип сформированного на них леса, единство почвообразующих пород, приуроченность к одним и тем же элементам рельефа, сходный характер изменения почвенных свойств в ряду ствол - междурядье, сходный валовой и гранулометрический составы верхнего гумусово-аккумулятивного горизонта, слоистость, идентичный характер распределения биофильных элементов в профиле и др.) позволяют выдвинуть предположение, что различия между данными почвами (по литературным данным являющимися аналогами - В. П. Грати, 1977) обусловлены различной историей этих почв. Но, при этом, темно-серая лесная более плодородна (богата), чем бурая лесная почва.

По данным блока анализов, посвященных изучепию истории почв Шилова леса можно говорить о следующем.

Основная масса биогенного кремнезема в бурой лесной почве Шилова леса приходится на спикулы губок и фораминифер, в отличие от темно-серой лесной почвы, в которой большая часть биогенного кремнезема представлена фитолитами. Кроме того, в буроземе, в отличие от темно-серой лесной почвы, обнаружены панцири диатомовых водорослей и кремнеземистые скелеты радиолярий. Спикулы губок и диатомеи могут быть унаследованы бурой лесной почвой от гидроморфных стадий формирования лессовидных суглинков, по-видимому, при участии пресных вод. Находки скелетов радиолярий, как обитателей солено- и солоноватоводных местообитаний, могут говорить о возможной морской стадии в генезисе лессовидных суглинков.

Для бурозема отмечены два максимума содержания биогенного кремнезема: приповерхностный максимум (0-15 см) и внутрипрофильный на глубине >65 см.

Профильное распределение биогенного кремнезема в профиле темно-серой лесной почвы характеризуется максимумом на глубине 45-55 см.

На основании профильного распределения биогенного кремнезема можно говорить о нарастании почв кверху в течение голоцена и о различиях в условиях накопления грунта под бурыми лесными и темно-серыми лесными почвами. Накопление мелкозема в бурой лесной почве долгое время (больше 2000 лет назад, судя по возрасту гумуса) шло в условиях повышенного увлажнения, что объясняет меньшее содержание и разнообразие фитолитов, большое количество спикул губок и радиолярий. Накопление гумуса в период отложения мелкозема в бурых лесных почвах было заметно ниже, чем в темно-серых лесных почвах.

По данным биоморфного анализа бурую лесную почву Шилова леса можно условно разделить на две части: нижнюю - начиная с глубины 35 см и ниже и верхнюю - 0-35 см. Нижняя часть профиля не содержит биоморф. Лишь единично в его верхней части встречены древесные корни и обрывки грибных гифов. Вероятнее всего, это минеральный субстрат практически не затронутый процессами почвообразования (в нем также мало гумуса).

Верхняя часть профиля характеризуется высоким содержанием биоморф. Наблюдается относительно ровное распределение биоморф в исследуемой толще. Выделяются два пика содержания фитолитов: на глубинах 0-5 и 25-35 см. Во всей толще встречаются целые, хорошо диагностируемые пыльцевые зерна без признаков перемещения. На глубине 25-35 см встречено большое количество пыльцевых зерен липы. Поскольку почва имеет тяжелый гранулометрический состав, то выявленное равномерное распределение биоморф, их хорошую сохранность объяснить миграцией частиц сверху вниз по порам нельзя. Подобное распределение частиц возможно лишь в случае процесса постоянного погребения верхнего слоя привносимым мелкоземом. Разрез содержит спикулы губок - микроостатков водных животных. Больше всего их в верхней части профиля. Абсолютное большинство спикул - древние переотложенные.

На основе полученных данных можно сказать, что развитие бурой лесной почвы происходит за счет постоянного привнесения мелкозема и переработки его органическим веществом, то есть за счет «роста почвы вверх» и погребения ранее сформированных органогенных слоев. Можно предположить, что исходно был некоторый стабильный период, во время которого привнос мелкозема был минимален или отсутствовал. Данный период был непродолжителен, поскольку нижележащие горизонты почвы процессами гумусообразования практически не затронуты. Скорее всего, в тот период в окрестностях доминировали липовые леса (пыльца липы характеризуется слабой летучестью). Затем начался относительно равномерный по времени процесс привноса мелкозема. Очевидно, именно с ним были привнесены древние спикулы губок. В регионе все время доминировали леса. Лишь на начальных этапах преобладала луговая растительность.

Зная возраст привнесенной толщи и ее мощность, можно рассчитать примерную скорость привноса мелкозема. Она составляет 350 мм: 2000 лет (2500) = 0,175-0,14 мм/год.

По содержанию и распределению биоморф профиль темно-серой лесной почвы практически однороден - значительное количество биоморф отмечено даже в самом нижнем из исследованных горизонтов. Пыльца и споры равномерно присутствуют вплоть до глубины 45 см. Пыльцы липы нет. Фитолитов много во всей исследованной толще. Соотношение лесных и луговых форм близкое - но практически всегда преобладают лесные формы. Спикул губок меньше, чем в профиле бурой лесной почвы, они единичны, корродировании. Они тоже не современны и переотложены.

Равномерное распределение, хорошая сохранность большого количества биоморф в профиле темно-серой лесной почвы, имеющей тяжелый гранулометрический состав, также, как и в случае бурозема, может быть связаны только с постоянным погребением

верхнего гумусированного материала почвы, то есть «ростом почвы вверх». Спикулы губок, очевидно, были привнесены вместе с другим мелкоземом из развеваемых древнеаллювиальных отложений.

Зная мощность сформированной толщи и время ее формирования, можно рассчитать скорость привноса мелкозема на поверхность почвы: 550 мм (600):5200 лет = 0,11-0,12 мм/год.

ВЫВОДЫ

1. На Русской равнине распространены бурые лесные почвы. Основная их часть сформирована на легких почвообразующих породах. Однако встречаются и бурые лесные почвы равнин, сформированные на породах тяжелого гранулометрического состава (суглинках и глинах).

2. Бурые лесные почвы равнин (Серебряный бор и Шипов лес) аналогичны горным бурым лесным почвам Государственного Кавказского заповедника: они имеют слабо дифференцированные морфологически и недифференцированные текстурно почвенные профили, а также однотипные профильные распределения гумуса, аморфных соединений железа, обменных кальция (кроме Серебряного бора) и магния.

3. Для исследованных почв характерна анизотропия (закономерное изменение свойств почв по мере удаления точки опробования от ствола к периферии кроны). Наиболее заметное увеличение содержания гумуса у ствола эдификатора отмечается для почв Шилова леса (дуб). Хвойные породы создают менее четкую анизотропность почв по гумусу с тенденцией к увеличению его содержания на границе кроны, введение бересклета в качестве кустарникового яруса приводит к формированию новой системы анизотропности. Анизотропность проявляется также в изменении содержания обменных катионов в исследованных почвах.

4. Подтверждена гипотеза В. П. Грати о возможности формирования бурых лесных и темпо-серых лесных почв в пределах одного массива леса. В Шиповом лесу бурые лесные и темно-серые лесные почвы распространены вместе. Они различаются морфологически, кроме того, темно-серая лесная почва богаче гумусом (горизонт А1) и его содержание в более глубоких горизонтах (АВ и ниже) выше, чем в буроземе. В профиле бурозема обменный алюминий значительно преобладает над обменным водородом по сравнению с темно-серой лесной почвой, в средней части профиля которой обменный алюминий не обнаружен, темно-серая лесная почва содержит больше обменных кальция и магния, подвижного фосфора, обменных калия и натрия.

5. В бурой лесной и темно-серой лесной почвах Шилова леса возраст гумуса с глубиной возрастает от современного до 1950*110 лет (глубина 35 см) и 5180Л220 лет (глубина 100 см) соответственно (возраст гумуса бурой лесной почвы был определен только до глубины 35 см - далее определение не представлялось возможным в связи с малым содержание гумуса в образцах).

6. На основании анализа биогенного кремнезема и биоморфного анализа почв Шипова леса установлено, что бурая лесная и темно-серая лесная почвы формируются за счет постоянного привноса мелкозема на поверхность, то есть за счет «роста вверх». Скорости осаждения мелкозема в почвах одинаковы - порядка 0,11 - 0,18 мм/год. При образовании бурой лесной почвы привносимый мелкозем попадал в условия высокого увлажнения. В период минимального привноса мелкозема на поверхность бурой лесной почвы на ней сформировался липовый лес.

Публикации по теме диссертации

1. Мокрушина Д. Е. Влияние различных фитоценозов на песчаные почвы: Тез. докл. Докучаевских молодежных чтений «Почва. Экология. Общество». - СПб., 1999.

2. Мокрушина Д. Е. Влияние различных фитоценозов на песчаные почвы: Тез. докл. Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2000». - М., 2000.

3. Мокрушина Д. Е. Сравнительная характеристика равнинных и горных бурых лесных почв: Тез. докл. Докучаевских молодежных чтений «Методологические проблемы современного почвоведения». - СПб., 2001.

4. Карпачевский Л. О., Кузнецов П. В., Мокрушина Д. Е., Зубкова Т. А. Анизотропность в супесчаных лесных почвах//Почвоведение. - 2001. - №6.

5. Мокрушина Д. Е. Бурые лесные почвы в Шиповом лесу: Тез. докл. Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2003». - М., 2003.

6. Громенко И. А., Мокрушина Д. Е., Бобров А. А., Карпачевский Л. О. Экологические особенности бурых лесных почв Шилова леса// Грунтознавство. Soil Science. - 2003. -Том. 4. -№1-2.

Отпечатано в копиценггре «Учебная полиграфия» Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint.ru e-mail: zakaz@stprint.ru тел 939-3338 Заказ № 480, тираж 100 экз. Подписано в печать 2.03.2004 г.

Для заметок

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Мокрушина, Дина Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

ГЛАВА 1. БУРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ И НЕОДНОРОДНОСТЬ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В ЛЕСНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗАХ.

1.1 История изучения.

1.2 Систематика буроземов.

1.3 Буроземообразоваиие.

1.4 Свойства буроземов.

1.5 Распространение буроземов.

1.6 Неоднородность почвенного покрова в лесных биогеоценозах.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Серебряноборское опытное лесничество.

2.2 Шипов лес.

2.3 Государственный Кавказский заповедник.

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАННЫХ ПОЧВ.

3.1 Строение почвенных профилей.

3.1.1 Серебряноборское опытное лесничество.

3.1.2 Шипов лес.

3.1.3 Государственный Кавказский заповедник.

3.2 Химические и физические свойства.

3.2.1 Серебряноборское опытное лесничество.

3.2.2 Шипов лес.

3.2.3 Государственный Кавказский заповедник.

3.3 Анизотропность почвенных свойств.

3.3.1 Серебряноборское опытное лесничество.

3.3.1.1 Сосняк с бересклетом.

3.3.1.2 Лиственница с бересклетом.

3.3.1.3 Сосняк чистый.

3.3.2 Шипов лес.

3.3.2.1 Бурые лесные почвы.

3.3.2.2 Темно-серые лесные почвы.

3.3.3 Государственный Кавказский заповедник.

3.3.3.1 Березовое криволесье.

3.3.3.2 Пихтарник мертвопокровный.

3.3.3.3 Букопихтарник мертвопокровный.

3.4 Изучение истории почв Шипова леса.

3.4.1 Бурые лесные почвы.

3.4.2 Темно-серые лесные почвы.

ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ СЕРЕБРЯНОБОРСКОГО ОПЫТНОГО ЛЕСНИЧЕСТВА, БУРЫХ ЛЕСНЫХ И ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ШИПОВА ЛЕСА И БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ГОСУДАРСТВЕННОГО КАВКАЗСКОГО ЗАПОВЕДНИКА.

ВЫВОДЫ.из

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Бурые лесные почвы равнин"

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Бурые лесные почвы составляют большую общность почв, выделяемых как в горных областях с умеренно-теплым климатом (Кавказ, Карпаты, Урал, Сихотэ-Ллинь, Алтай и др.), так и на равнинных территориях под широколиственными, хвойио-широколиственными и хвойными лесами (Прикарпатье, Закарпатье, Дальний Восток, Западная Грузия и др.).

Бурые лесные почвы могут существенно отличаться друг от друга как морфологически, так и по ряду химических и физических свойств (Т. Ф. Урушадзе).

До сих пор окончательно не выяснен вопрос генезиса буроземов - на равнинах типичные буроземы встречаются редко и многие почвы, представляемые, как бурые лесные, на самом деле имеют ряд ограничений, не позволяющих их полностью отождествлять с бурыми лесными почвами. В частности, к бурым лесным почвам на равнине относят суглинистые почвы на красноцветных пермских отложениях (Р. В. Ризположенский, A. X. Газизуллин, А. Т. Сабиров) и легкие (супесчаные и песчаные) почвы (И. П. Герасимов, С. В. Зонн, И. И. Судницын).

Поэтому изучение свойств и генезиса бурых лесных почв в лесных биогеоценозах -задача актуальная и требующая детальной проработки.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Доказательство правомерности отнесения равнинных «коричневых почв» Шилова леса к типу бурых лесных почв.

ЗАДАЧИ РАБОТЫ

1. Изучение основных почвенных свойств бурой лесной почвы Ссребряноборского опытного лесничества, бурой лесной и темно-серой лесной почв Шилова леса и бурой лесной почвы Государственного Кавказского заповедника (рН, обменная кислотность, гумус, аморфное железо, обменные кальций, магний, калий, натрий, подвижный фосфор, удельная поверхность, гранулометрический и валовой составы).

2. Сравнение полученных для бурой лесной почвы Шилова леса показателей почвенных свойств с таковыми для бурой лесной почвы Серебряноборского опытного лесничества и Государственного Кавказского заповедника.

3. Изучение анизотропии почвенных свойств под влиянием растительности для почв Серебряноборского опытного лесничества, Шилова леса и Государственного Кавказского заповедника.

4. Изучение истории формирования бурых лесных и темно-серых лесных почв Шилова леса (определение возраста гумуса, анализ биогенного кремнезема, палинологический и биоморфпый анализы).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

На Русской равнине, наряду с песчаными бурыми лесными почвами, встречаются бурые лесные почвы тяжелого гранулометрического состава, формирование которых не связано с литологией почвообразовательных пород (в отличие от суглинистых бурых лесных почв на красноцветных пермских отложениях).

Формирование бурых лесных почв Шилова леса происходит за счет постоянного привноса мелкозема на поверхность, то есть за счет «роста вверх». В период минимального привноса мелкозема на поверхность бурой лесной почвы на пей сформировался липовый лес. При образовании бурой лесной почвы привносимый мелкозем попадал в условия высокого увлажнения, что подтверждают данные биоморфного анализа и анализа биогенного кремнезема - весь профиль бурозема содержит значительные количества древних переотложепных спикул губок -микроостатков водных животных.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Автор выражает благодарность сотрудникам факультета почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова и Института географии РАН А. А. Боброву и А. А. Гольевой за помощь в изучении истории формирования бурых лесных и темно-серых лесных почв Шипова леса (анализ биогенного кремнезема и биоморфный анализ).

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Мокрушина, Дина Евгеньевна

выводы

1. Па Русской равнине распространены бурые лесные почвы. Основная их часть сформирована на легких почвообразующих породах. Однако встречаются и бурые лесные почвы равнин, сформированные на породах тяжелого гранулометрического состава (суглинках и глинах).

3. Для исследованных почв характерна анизотропия (закономерное изменение свойств почв по мере удаления точки опробования от ствола к периферии кроны). Наиболее заметное увеличение содержания гумуса у ствола эдификатора отмечается для почв Шипова леса (дуб). Хвойные породы создают менее четкую анизотропность почв по гумусу с тенденцией к увеличению его содержания на границе кроны, введение бересклета в качестве кустарникового яруса приводит к формированию новой системы анизотропности. Анизотропность проявляется также в изменении содержания обменных катионов в исследованных почвах.

4. Подтверждена гипотеза В. П. Грати о возможности формирования бурых лесных и темно-серых лесных почв в пределах одного массива леса. В Шиповом лесу бурые лесные и темно-серые лесные почвы распространены вместе. Они различаются морфологически, кроме того, темно-серая лесная почва богаче гумусом (горизонты А1) и его содержание в более глубоких горизонтах (АВ и ниже) выше, чем в буроземе. В профиле бурозема обменный алюминий значительно преобладает над обменным водородом по сравнению с темно-серой лесной почвой, в средней части профиля которой обменный алюминий не обнаружен, темно-серая лесная почва содержит больше обменных кальция и магния, подвижного фосфора, обменных калия и натрия.

5. В бурой лесной и темно-серой лесной почвах Шипова леса возраст гумуса с глубиной возрастает от современного до 19504110 лет (глубина 35 см) и

5180i4r220 лет (глубина 100 см) соответственно (возраст гумуса бурой лесной почвы был определен только до глубины 35 см - далее определение не представлялось возможным в связи с малым содержание гумуса в образцах).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мокрушииа Д. Е. Влияние различных фитоценозов на песчаные почвы: Тез. докл. Докучаевских молодежных чтений «Почва. Экология. Общество». - СПб., 1999.

4. Карпачевский Л. О., Кузнецов П. В., Мокрушина Д. Е., Зубкова Т. А. Анизотропность в супесчаных лесных почвах//Почвоведсние. - 2001. - №6.

6. Громенко И. А., Мокрушииа Д. Е., Бобров А. А., Карпачевский Л. О. Экологические особенности бурых лесных почв Шипова леса//Грунтознавство. Soil Science. - 2003. - Том. 4. - №1-2.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мокрушина, Дина Евгеньевна, Москва

1. Алтухов М. Д, Горчарук Л. Г., Горчарук Л. М. Влияние антропогенного фактора на элементы биогеоценозов в горных условиях Западного Кавказа: Тез. докл. 2 Всесоюз. совещ. «Общие проблемы биогеоценологии». М., 1986. - Кн. 2.

2. Антропогенная эволюция черноземов: Сб. научн. тр./Воронежский государственный университет/Отв. ред. А. П. Щербаков, И. И. Васенев. Воронеж, 2000.

3. Аринушкииа Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М., 1975.

4. Ахтырцев Б. П. Серые лесные почвы Центральной России. Воронеж, 1979.

5. Банников А. Г., Горин Д. А., Криницкий В. В. Заповедники Советского Союза. -М.: Лесная промышленность, 1977.

6. Бальц В. Шипов лее. Почвенный очерк Шиповского опытного лесничества// Лесной журнал. 1916. - вып. 3-4.

7. Баранова О. Ю. Антропогенные изменения дерново-подзолистых почв и их эволюция при лесовозобновлении: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1987.

8. Бганцова В. А. Влияние травянистых растений на свойства почвы в лесном БГЦ//Почвоведение. 1991. - №10.

9. Ю.Березина Н. А. Некоторые факторы, определяющие формирование спорово-пыльцевого спектра, и использование спорово-пыльцевого анализа при геоботанических исследованиях: Автореф. дис. канд. биол. наук.-М., 1969.

10. П.Березина Н. А., Гольева А. А. Исследования лесов и их истории на территории национального парка «Смоленское поозерье»: Материалы конф. «Особо-охраняемые территории в XXI веке: цели и задачи». Смоленск, 2002.

11. Березина II. А., Гольева А. А., Кривохарчепко И. С. К вопросу об истории растительности Звенигородской биостанции МГУ//Труды Звенигородской биологической станции. -2001.-Том 3.

12. Бобров Л.Л. Фитолитиый анализ современных и погребенных почв курганных могильников Калмыкии//Могильиик Островной. Итоги комплексного исследования памятников археологии Северо-Западного Прикаспия. М.: Элиста: ГИМ, 2002.

13. М.Болиховская Н.С. Эволюция лессово-почвенной формации Северной Евразии.- М.: Изд-воМГУ., 1995.

14. Булатов А. И., Макаренко П. П., Шеметов В. Ю. Справочник инженера-эколога нефтегазодобывающей промышленности по методам анализа загрязнителей окружающей среды. М.: Недра, 1999.

15. Вайчис М. В. Бурые лесные, буро-псевдоподзолистые и дерново-подзолистые почвы Литовской ССР. М., 1974.

16. Ведрова Э. Ф. Влияние сосновых насаждений на свойства почвы. Новосибирск: Наука, 1980.

17. Владыченский А. С. Особенности горного почвообразования. М.: Наука, 1998.

18. Владыченский А. С., Розанов Б. Г. Особенности гумусообразования и гумусиого состояния горных почв//Почвоведение. 1986. - №3.

19. Всеволодова-Перель Т. С. и др. Структура и функционирование почвенного населения дубрав Среднерусской лесостепи. М.: Наука, 1995.

20. Гаель А. Г., Хабаров А. В. Об особенностях почвообразования на песках Хреновского бораШочвоведение. 1969. -№11.

21. Гаель А. Г., Хабаров А. В. Об особенностях почвообразования на песках Бузулукского бора в связи с их минералогическим составом/ЯТочвоведение. -1971.-№3.

22. Газизуллин А. X., Сабиров А. Т. Буроземообразование и псевдооподзоливание в почвах лесов Среднего Поволжья и Предуралья. Йошкар-Ола, 1977.

23. Газизуллин А. X., Хасаншин Б. Д. Бурые лесные почвы широколиственных и хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья на двучленных наносах// Почвоведение. 1980. -№11.

24. Газизуллин А. X., Хасаншин Б. Д. Бурые лесные почвы сосновых лесов Среднего Поволжья//Почвоведсние. 1986. - №1.

25. Генезис и география почв. К 60-летию академика И. П. Герасимова/Под ред. С.В. Зонна. М.: Наука, 1966.

26. Генезис и география почв зарубежных стран по исследованиям советских географов: Сб. М.: Наука, 1974.

27. Герасимов И. П. Почвы Центральной Европы и связанные с ними вопросы физической географии. М., 1960.

28. Герасимов И. П., Глазовская М. А. Основы почвоведения и география почв. М., 1960.

29. Герасимов И. П., Зонн С. В. Подзол и глей, лессиве, псевдоглей и псевдоподзол// Почвоведение. 1971. - №8.

30. Глазовская М. А. Почвы зарубежных стран. М.: Мысль, 1975.

31. Глазовская М. А. Почвы мира. М, 1972.

32. Грати В.П. Лесные почвы Молдавии и их рациональное использование. -Кишинев: Изд. «Штиинца», 1977.

33. Громенко И. А., Мокрушина Д. Е., Бобров А. А., Карпачевский Л. О. Экологические особенности бурых лесных почв Шипова леса// Грунтознавство. Soil Scicnce. 2003. - Том. 4. - №1-2.

34. Динамика лесных биогеоценозов Сибири: Сб. статей/Под ред. В. Н. Смагина. -Новосибирск, 1980.

35. Дмитриев Е. А. Закономерности пространственной неоднородности состава и свойств почв: Автореферат докт. дисс. М., 1983.

36. Дмитриев Е. А. К изучению пространственного распределения некоторых подвижных соединений в профиле почв//Почвоведение. 1971. - №7.

37. Дмитриев Е. А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ, 1972.

38. Дмитриев Е. А., Карпачевский Л. О., Соколова Т. А., Строганова М. Н., Шоба С. А. Организация дерново-подзолистой почвы и структура лесного биогеоценоза// Структурно-функциональная организация биогеоценозов. М.: Наука, 1980.

39. Добровольский Г. В., Урусевская И. С. География почв. М.: Изд-во МГУ, 1984.

40. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Экологические функции почв. М.: Изд-во МГУ, 1986.

41. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. -М.: Наука, 1990.

42. Дылис II. В. Основы биогеоцеиологии. М., 1978.

43. Заповеданная экологическая пирамида//Исследованис динамики и структуры биогеоценозов Кавказского заповедника: Сб. статей/Под ред. М. И. Сетрова. -Сочи, 1994.

44. Заповедники Кавказа: Сб. статей/Под ред. С. А. Баландина. М.: Мысль, 1990.

45. Иванов Г. И. Почвообразование на юге Дальнего Востока. М.: Наука, 1976.

46. Ильина J1. С., Карпачевский JI. О., Щеголькова Н. М. Теория буроземообразования и бурые лесные почвы Сихотэ-Алиня//Почвообразование в лесных БГЦ. М.: Наука, 1989.

47. Каманина И.З. Кремнеземистые биолиты в почвах некоторых природных зон: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: Изд-во МГУ, 1992.

48. Карманова И. В., Судницына Т. Н., Ильина II. А. Пространственная структура сложных сосняков. М.: Наука, 1987.

49. Карпачевский JI. О. Динамика свойств почвы. М.: ГЕОС, 1997.

50. Карпачевский Л. О. Изменчивость свойств почв в зависимости от структуры биогеоценоза. // Почвенные комбинации и их генезис. М., 1972.

51. Карпачевский Л. О. Лес и лесные почвы. -М.: Лесная промышленность, 1981.

52. Карпачевский Л. О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М.: Изд-во МГУ, 1977.

53. Карпачевский Л. О. Экологическое почвоведение. М.: Изд-во МГУ, 1993.

54. Карпачевский Л. О., Воронин А. Д., Дмитриев Е. А., Строганова М. Н., Шоба С. А. Почвенно биогеоценотические исследования в лесных БГЦ. - М., 1980.

55. Карпачевский Л. О., Кузнецов П. В., Мокрушина Д. Е., Зубкова Т. А. Анизотропность в супесчаных лесных почвах//Почвоведение. 2001. - №6.

56. Карпачевский Л. О,, Холопова Л. Б. Почвы черноольшанников Московской области//Почвоведение. 1993. - № 4.

57. Керженцев А. С. Изменчивость почвы в пространстве и во времени. М.: Наука, 1992.

58. Кузнецов П. В. Анизотропность песчаных почв в лесных биогеоценозах: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1998.

59. Леса Подмосковья (материалы к биогеоценотическоиу изучению): Сб. статей/Под ред. В. И. Сукачева. М., 1965.

60. Манакова Э.В. Почвенная карта Шипова леса//Рукопись. Библиотека Шипова леса.

61. Мокрушина Д. Е. Влияние различных фитоценозов на песчаные почвы: Тез. докл. Докучаевских молодежных чтений «Почва. Экология. Общество». СПб., 1999.

62. Мокрушина Д. Е. Влияние различных фитоценозов на песчаные почвы: Тез. докл. Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2000». М., 2000.

63. Мокрушина Д. Е. Сравнительная характеристика равнинных и горных бурых лесных почв: Тез. докл. Докучаевских молодежных чтений «Методологические проблемы современного почвоведения». СПб., 2001.

64. Мокрушина Д. Е. Бурые лесные почвы в Шиповом лесу: Тез. докл. Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2003». М., 2003.

65. Неганов Л. Ф. Генезис коричневых и серо-коричневых лесных почв Башкирской ЛССР//Почвоведение. 1938. - №5.80.11еуструев С. С. Генезис и география почв.-М.: Наука, 1977.81.0тоцкий П.В. Шипов лес. Почвенно-геологический очерк. СПб, 1984.

66. Писаренко А. И., Редько Г. И., Мерзленко М. Д. Искусственные леса. М., 1992

67. Почвоведение. В 2-х частях/Под ред. В. А. Ковды и Б. Г. Розанова. М.: Высшая школа, 1988.

68. Ремезов Н. П. Почвы, их свойства и распространение. М., 1952.

69. Роде А. А. Подзолообразовательный процесс. М., 1937.

70. Розанов Б. Г. Бурые лесные почвы Западной Белоруссии//Вестн. МГУ. 1961. -№2.

71. Руднева E.II. К вопросу о генезисе бурых лесных почв предгорий Закарпатья// Почвоведение. 1957. - №10.

72. Руднева Е. Н. Почвенный покров Закарпатской области. М.: Изд-во АН СССР, 1960.

73. Самойлова Е.М. Почвообразующие породы. М.: Изд-во МГУ, 1983.

74. Скворцова Е. Б. Влияние ветровала на изменение физических и химических свойств лесных почв: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1979.

75. Скворцова Е. Б., Уланова Н. Г., Басевич В. Ф. Экологическая роль ветровалов. -М.: Лесная промышленность, 1983.

76. Смагин А. В., Савельев А. А., Смагина М. В. Организация песчаных почв сосновых БГЦ//Почвоведение. 1992. - № 9.

77. Смирнов В. Н. О почвообразовании на песках в условиях лесной зоны Среднего Поволжья: Сб. тр. ПЛТИ. ПЛТИ, 1967.

78. Судиицын И.И. Динамика лесорастительных условий и свойств почв в различных типах Ссребряноборского лесничества: Сб. «Стационарные биогеоценотические исследования в южной подзоне тайги». М.: Наука, 1964.

79. Тюрин И. В. Песчаные почвы сосновых боров в окрестностях Казани//Вестн. Казан, обл. с.-х. опыт, станции. 1922. - №1.

80. Травлеев А. П. Взаимодействие растительности с почвами в лесных биогеоценозах. Днепропетровск, 1972.

81. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М., 1980.

82. Урушадзе Т.Ф. Горно-лесные почвы Грузии. М., 1979.

83. Урушадзе Т. Ф. Почвы горных лесов Грузии. Тбилиси: Мецниереба, 1987

84. Фирсова В. П. Бурые горно-лесные почвы Урала//Почвоведение. 1991. - №4.

85. Фирсова В. П. К вопросу о распространении и свойствах бурых лесных почв на Урале. Красноярск, 1968.

86. Фирсова В. П. Почвы таежной зоны Урала и Зауралья. М.: Наука, 1977.

87. Фирсова В.П., Ундрал Гэндэнгийн, Прокопович Е.В. Оценка особенностей почвообразования по гумусному состоянию почв Висимского заповедника и содержанию в них форм железа: Сб. «Динамка и структура почв и современные почвенные процессы». М., 1987.

88. Шипов лес/ Под. ред. Мясоедова С.С., Кирюкова Ю.Л., Крыжаиовского К.В. -Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1969.

89. Якименко Е. Ю. Сравнительная характеристика почвообразования в луговых и лесных БГЦ//Почвообразование в лесных БГЦ. М.: Наука, 1989.

90. Brady N. С. The nature and properties of soils. Oth. ed.// Macmillian. New York, 1990.

91. Gol'eva Л.Л. Content and distribution of phytoliths in the main types of soils in Eastern Europe // The state of the art of phytoliths in soils and plants. Madrid. Spain, 1997.

92. Hempfling R.,Wolfgang S., Haus R. Chemical composition of the organic matter in forest soiIs//Soil Science. 1988. - Vol. 146,4.

93. Kamanina I. Z. Phytoliths data analysis of soils of different landscape zones // The state of the art of phytoliths in soils and plants. Madrid. Spain, 1997.

94. Khan D. H. Studies on translocation of chemical constituents in some redbrown soils, terra rossas, and rendzinas, using zirconium as a weathering index// Soil Science. -1959.-vol. 88.

95. Kubiena W. L. The soils of Europe. London: Thomas Murby, 1953.

96. Kundlcr P. Berucksichtigung der Ubergange zwischen Braunerden und Podsolen In dcr Bodensystematik// Z. Pflanzenernahr., Dung., Bodenkunde. 1962. - Bd 35, II 2.

97. Messerly B. Stability and instability of mountain ecosystem: Introduction to a workshop sponsored by the Unated Nations Univercity//Mountain Res. and Develop. -1983.-Vol. 3,2.

98. O'Connor К. F. Stability and instability of ecosystems in New Zeland mountains// Mountain Res. and Develop. 1984. - Vol. 4, 1.

99. Scharpenseel H.W. Naturliche Padiokohlenstoffmessungen als mittel zur untersuchung von Bodenprocessen und deren dynamik.// Тр. X международного конгресса почвоведов. M.: Наука, 1974.

Информация о работе

Мокрушина, Дина Евгеньевна
кандидата биологических наук
Москва, 2004
ВАК 03.00.27

Диссертация

Бурые лесные почвы равнин - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Бурые лесные почвы равнин ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Бурые лесные почвы равнин"

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Мокрушина, Дина Евгеньевна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Бурые лесные почвы равнин"

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Мокрушина, Дина Евгеньевна

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мокрушина, Дина Евгеньевна, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Бурые лесные почвы равнин
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение