Изменение почв в процессе естественного лесовосстановления

Дымов, Алексей Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изменение почв в процессе естественного лесовосстановления
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Изменение почв в процессе естественного лесовосстановления"

оозоБУтаэ

ДЫМОВ Алексей Александрович

ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВ В ПРОЦЕССЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ПОДЗОЛОВ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ, СФОРМИРОВАННЫХ НА ДВУЧЛЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ)

03.00.16-экология 03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар 2007

003057788

Работа выполнена в отделе почвоведения Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Карпачевский Лев Оскарович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Бобкова Капитолина Степановна

доктор биологических наук, профессор Поздняков Анатолий Иванович

Ведущая организация: Институт географии РАН

Защита состоится 11 апреля 2007 г. в 15® на заседании диссертационного совета Д.004.007.01 при Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28.

Факс: +7(8212) 24-01-63; E-mail: dissovet@ib.komisc.ru; http:ilwww.ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан 9 марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

А.Г. Кудяшева

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Республика Коми (РК) обладает богатым фондом свободных земель. Вместе с тем почти вся ее территория представляет собой регион с малоблагоприятными биоклиматическими условиями для земледелия, поэтому почвенные ресурсы РК имеют в первую очередь лесохозяйственное значение (Забоева, 1975; Втюрин и др., 2006). Интенсивное освоение лесных богатств, применение средоразрушающей техники, частые нарушения технологии лесозаготовительных работ, рубки главного пользования привели к массовой деградации хвойных лесов и формированию на вырубках лиственных насаждений (Ларин, 1993; Пручкин, 2002). Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о том, что антропогенная сукцессия растительности на вырубках является мощным экологическим фактором, обусловливающим изменение почвенного покрова (Карпачевский, 1981). Направление и глубина преобразования лесных почв определяются технологией лесозаготовок, типом почв, характером их изначального увлаженения, степенью развития травянистого покрова на вырубках (Побединский, 1952,1979,1980; Пятецкий, Морозова, 1962; Варфоломеев, 1968; Карпачевский и др., 1986; Федорец и др., 1983). Отмечено, что изменение свойств почв на вырубках носит зональный характер (Орфанитский, Орфанитская, 1971). Однако в Республике Коми при оценке влияния лесозаготовительной деятельности на природную среду основное внимание обращалось преимущественно на проблемы сохранения и восстановления растительного покрова (Верхоланцева, Бобкова, 1972; Ларин, 1993; Лесное хозяйство ..., 2000; Паутов, Ильчуков, 2001). Вопросы преобразования почв в процессе лесозаготовок затрагивались в существенно меньшей степени.

Цели и задачи исследований: Цель работы заключалась в изучении изменения почв в процессе естественного лесовосстановления после проведения сплошно-лесосечных рубок.

Задачи исследования:

1. Изучить пространственное варьирование морфологических и физико-химических свойств почв в сосновом биогеоценозе и на разновозрастных вырубках;

2. Выявить закономерности изменения морфологических и физико-химических свойств подзолов, сформированных на песках, подстилаемых моренными суглинками, в процессе естественного лесовосстановления;

3. Установить закономерности изменения гумусного состояния почв в процессе сукцессии растительности на вырубках;

4. Выявить состав и свойства железо-марганцевых новбОбразований в почвах хронологического ряда вырубок;

5. Охарактеризовать специфику морфологического строения и аналитических свойств почв наиболее нарушенных технологических элементов лесосек (трелевочный волок, лесопогрузочная площадка).

Научная новизна. Впервые для Республики Коми исследованы закономерности изменения почв (подзолов, сформированных на двучленных

отложениях) в процессе естественного лесовосстановления на участках сплошно-лесосечных рубок в подзоне средней тайги. Выявлен эволюционный тренд почв на вырубках, обусловленный сукцессионной сменой пород и изменением гидрологического режима территории. Дана характеристика техноземов поверхностно-турбированных и абраземов, формирующихся на наиболее нарушенных технологических элементах лесосеки - трелевочных волоках и лесопогрузочных площадках.

Исследована динамика изменения гумусного состояния почв на вырубках. Показано, что переувлажнение почв на первых этапах сукцессии растительного покрова после рубки соснового древостоя обусловливает возрастание в составе гумуса доли наиболее «агрессивных» фульвокислот фракции ФК-1а и изменение растворимости гумусовых веществ. Установлено, что наиболее стабильным показателем гумусного состояния подзолов является величина отношения углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот. Выявлено, что усиление гидроморфизма почв на территории сплошно-лесосечных рубок сопровождается активизацией процессов мобилизации, сегрегации железа и конкрециеобразования. Отличительной чертой конкреционных форм почв молодых вырубок является возрастание в их составе доли крупных конкреций.

Практическая значимость. Получена хроногенетическая информация об изменении подзолов в процессе естественного лесовосстановления. Установлено, что в условиях средней тайги РК спустя 50 лет после проведения сплошно-лесосечных рубок свойства почв полностью не восстанавливаются. Результаты данной работы могут быть использованы для прогнозирования лесоэкологических характеристик почв при проведении рубок главного пользования.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались на молодежной конференции «Севергеоэкотех» (Ухта, 2002); X Всероссийской студенческой конференции «Экология и защита окружающей среды» (Красноярск, 2003); X, XI, XII, XIII молодежных научных конференциях Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 2003, 2004, 2005, 2006); XI и XIII международных конференциях студентов и аспирантов «Ломоносов 2004, 2006» (Москва); международной конференции «Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы» (Сыктывкар, 2003); IV International Conference on Cryopedology (Архангельск, 2005); международной конференции «Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах» (Петрозаводск, 2005); международной конференции «Soil and water conservation under changing use» (Испания, Лейда, 2006).

Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано 16 работ, в том числе одна статья в журнале «Лесоведение».

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы из 240 источников (из них 30 на иностранных языках), приложения. Работа изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 51 таблицу (из них 19 в приложении), 44 рисунка (из них 3 в приложении).

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю И.О. Карпачевскому, а также Е.М. Лаптевой, И.В. Забое-вой, И.Б. Арчеговой, Г.А. Симонову за оказанные научные консультации. За всестороннюю помощь в выполнении анализов автор благодарен сотрудникам Института биологии Коми НЦ УрО РАН: инженерам отдела почвоведения и экоаналитической лаборатории Н.Е. Игнатовой, A.B. Котовой, Т.В. Зоновой, Л.Ф. Акутиной, Г.А. Забоевой, A.M. Естафьевой, C.B. Бакаш-кину, H.A. Васильевой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. ИЗМЕНЕНИЕ ФИТОЦЕНОЗОВ И ПОЧВ НА ВЫРУБКАХ

В разделе дан обзор литературы по естественному лесовосстановле-нию на вырубках в таежной зоне РК, изменению почв в процессе антропогенной трансформации лесных экосистем. Отмечено, что в результате традиционных технологических схем разработки делянок на лесосеках появляются и обособляются три типа участков, различающихся по степени техногенного воздействия на эдафотоп (Паутов, Ильчуков, 2001): 1) слабот-рансформированные «пасечные» участки (занимают 59-71% площади лесосеки); 2) трелевочные волока со средней степенью техногенного воздействия (18-29%); 3) лесопогрузочные площадки с сильным техногенным воздействием (6-15%).

ГЛАВА II. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Гдологическое строение, рельеф и геоморфология. Район исследования находится на северо-восточной окраине Русской платформы. В геоморфологическом отношении объекты исследования располагаются на территории Вычегодской часта Вычегодско-Мезенской равнины, основные морфологические элементы которой - водораздельные плато (Варламов, 1953). Современный рельеф сформировался в четвертичное время, особенно большое значение в его образовании имела деятельность экзогенных факторов: ледниковой и водно-ледниковой эрозии и аккумуляции.

2.2. Климат. Район исследования расположен в южной части Республики Коми, которая относится к атлантико-континентальной климатической области (Алисов, 1956) с умеренно-континентальным, умеренно-холодным климатом. Для него характерны: среднегодовая температура +1°С; средняя температура июля +16.6°С, января -14.°9С (Научно-прикладной.., 1989). Сумма температур выше +10°С составляет 1582°С при продолжительности периода активной вегетации 106 дней. Среднегодовое количество осадков 700-800 мм, из них на долю теплого периода приходится 400500 мм. По температурному режиму почвы района исследования относятся к длительно сезоннопромерзающему типу (Димо, 1972).

2.3. Почвы и почвообразующие породы. Согласно почвенно-геогра-фическому районированию (Руднева и др., 1981), территория исследования входит в Луза-Сысольский округ подзолистых и болотно-подзолистых почв подзоны средней тайги. Она представляет собой пониженную, поло-гоувалистую, местами значительно расчлененную равнину, на которой моренные отложения перекрыты с поверхности маломощным покровом песков и супесей. Они приурочены к поверхностям с абсолютными высотами 130-200 м н.у.м. Наличие водоупора на границе смены пород играет в летний период благоприятную для растений роль, так как снижает дефицит влаги в верхнем облегченном наносе и ограничивает вынос элементов питания за пределы почвенного профиля (Подзолистые почвы..., 1981).

2.4. Растительность. Согласно лесорастительному районированию РК, объекты исследования располагаются в пределах восточно-европейской равнинной провинции, в южной части Вычегодско-Сысольского округа еловых, сосновых, березовых и осиновых лесов (Леса Республики..., 1999), который охватывает Верхне-Сысольскую водно-ледниковую зандровую равнину с флювиогляциальными и озерно-аллювиальными песчаными отложениями. Ранее здесь были развиты крупные массивы зеленомош-но-долгомошных сосновых и березово-сосновых лесов на железистых подзолах. В настоящее время леса существенно изменены. Хвойные породы в основном вырублены, а значительная часть территории занята производными хвойно-лиственными лесами с травяным и травяно-зеленомошным покровом (Ильчуков, 1997; 2003; Паутов, Ильчуков, 2001).

ГЛАВА III. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Объекты исследования. Исследования проводили на территории Прилузского района РК, на южном пределе подзоны средней тайги. В качестве объектов исследования выбраны: спелый сосняк бруснично-зеле-номошный (участок №1, контрольный); производные березняки 10-, 20- и 50-летнего возраста, сформировавшиеся после рубок главного пользования (соответственно, участки №2, №3, №4), и техногенно-преобразован-ные участки на вырубке 1994 г. - лесопогрузочная площадка (участок №5) и трелевочный волок (участок №6). Все выбранные объекты находятся на одном высотном уровне, в одинаковых геоморфологических условиях. Контрольный участок расположен рядом с вырубками и полностью соответствует последним по расположению в рельефе и типу растительности (дорубочным). Почвообразующей породой во всех случаях являются флю-виогляциальные отложения, подстилаемые с глубины 40-50 см моренными суглинками.

3.2. Методы исследования. Лесоводственно-таксационное описание фитоценозов в спелом сосняке и 50-летнем березняке проведено по ОСТ 596983, в молодняках - по И.С. Мелехову (1980). Типы леса определены по В.Н. Сукачеву и C.B. Зонну (1961). В полевых условиях определяли пространственную вариабельность морфологических свойств и плотности сложения почв с использованием траншейного метода. Траншеи протяженностью от 5 до 15 м закладывали на типичных для выделенных биогеоце-

нозов (БГЦ) участках таким образом, чтобы они пересекали наиболее характерные для изучаемых БГЦ микрозоны с различными эдификаторами.

Химические анализы выполняли общепринятыми методами (Воробьева, 1998). Автором определены: рН водной и солевой вытяжек, гидролитическая кислотность; содержание обменных катионов; гумус по Тюрину (со спектрофотометрическим окончанием); фракционно-групповой состав гумуса экспресс методом Кононовой-Бельчиковой (Понаморева, Плотникова, 1980); биологическая активность почв - на основе учета поглощения углекислого газа раствором щелочи (Аристовская, 1989), фитотоксичность почв (Орлов и др., 2002). В экоаналитической лаборатории Института биологии Коми НЦ УрО РАН выполнен валовой анализ почв и почвенных новообразований - рентгенфлуоресцентным (\ZRA-33) методом; определены валовое содержание углерода и азота в образцах почв и новообразованиях- на анализаторе ЕА-1110; гранулометрический состав - по Качинскому с диспергацией и кипячением в присутствии ЫаОН; содержание дитионит-и оксалатрастворимых соединений железа и алюминия.

Название почв и индексация генетических горизонтов приводится в соответствии с «Диагностикой и классификацией почв СССР» (1977), при идентификации антропогенно трансформированных почв использованы принципы новой классификации почв России (2004).

ГЛАВА IV. ХАРАКТЕРИСТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ И СВОЙСТВ ПОЧВ НА ВЫРУБКАХ РАЗНОГО ВОЗРАСТА И РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ЛЕСОСЕКИ СОСНЯКА 4.1. Контрольный участок (участок №1) заложен в сохранившемся на территории лесозаготовок сосняке бруснично-зеленомошном, под пологом которого развиты иллювиально-железистые подзолы на песках, подстилаемых легкими моренными суглинками. Морфологическое строение профиля и физико-химические свойства целинной почвы типичны для подзолов, сформированных на двучленных отложениях, и соответствуют имеющимся данным литературы (Подзолистые почвы..., 1981; Русанова, 1987; Каверин, 2005). Для почвы спелого соснового леса (рис. 1) характер-

А0

О ^

Генетические горизонты: Н А2АИ

ВР1д

В02д

корни

Рис. 1. Профиль почвы соснового биогеоценоза. Траншея Тр. 1-2004.

на мозаичность морфологического строения профиля, обусловленная длительным влиянием эдификаторов на почвенный покров.

Мощность горизонта АО варьирует от 3 до 12 см, в среднем составляя 5.9±0 6 см Наибольшие значения (7.5±1.0 см) приурочены к местам поступления хвойного опада под кроной сосны, наименьшие (3.8±0.6 см) -под кронами лиственных деревьев (различия достоверны для 5 %-го уровня значимости). В березовой парцелле отмечено появление под лесной подстилкой фрагментов горизонта А2АИ со средней мощностью 1.9+0.6 см. Его происхождение может быть связано либо С пожарами, проходившими на данной территории в прошлом, либо с усилением дернового процесса под кронами лиственных пород. Различия в мощности подзолистого горизонта в зависимости от парцеллы статистически не значимы (рис.2), равно как и различия в плотности горизонтов. Под кронами лиственных пород в горизонте лесной подстилки снижены в 2.3 раза запасы Сорг. (14 т/га), по сравнению с сосновой парцеллой (32 т/га).

4.2. Вырубка 1994 года (участок №2). В настоящее время на территории «пасечного» участка вырубки формируется вторичный березняк дол-гомошный Рубка леса и резкое уменьшение расхода влаги на транспира-цию обусловили в первые годы формирования молодого древостоя переувлажнение территории, что способствовало развитию долгомошного напочвенного покрова. Почва вырубки близка по строению к почве целинного соснового фитоценоза, но в отличие от последней, характеризуется более ярко выраженным оглеением профиля и возрастанием мощности горизонта АО. В микропонижениях (в условиях избыточного переувлажнения за счет нарушения латерального стока почвенно-грунтовых вод в связи с переуплотнением почв на трелевочных волоках) активизируются не только процессы оглеения, но и конкрециеобразования, что способствует появлению в профиле почвы специфического оглеенного горизонта Ввп. Для него характерно высокое содержание двухвалентного железа и обилие Ре-Мп-конкреций Почвы молодой вырубки отнесены нами к торфянисто-глеевым (на выровненных участках) и торфянисто-глеевым конкреционным (в микропонижениях) подзолам. Основные изменения в профильном

две

Рис. 2. Мощность лесной подстилки (А), подзолистого горизонта (В) и запасы органического углерода в подстилке (С) сосняка бруонично-зеленомошного; 1 -сосновая парцелла; 2 - «окно»; 3 - березовая парцелла.

□ 1 О 2 ■ 3

распределении валового содержания макроэлементов (ЗЮ2, Ре203, А1203 и др.), обменных оснований и углерода органических соединений прослеживаются на вырубке в почве микропонижения, что связано в первую очередь с формированием конкреционных горизонтов в срединной части профиля в зоне разгрузки почвенно-грунтовых вод.

4.3. Вырубка 1983 года (участок № 3). В 20-летнем березняке растительность представлена березой, осиной с примесью подроста ели и сосны, в подлеске ива, рябина, в напочвенном покрове доминирует кукушкин лен. Естественное возобновление лиственных древесных пород способствует постепенному восстановлению гидрологического режима территории (иссушению почвы), что прослеживается в изменении морфологических (рис. 3) и химических свойств 20-летней вырубки по сравнению с 10-

_ 0.5 м [§§] А2й-

Рис.З. Профиль почвы 20-летнего березняка. Траншея Тр. 2-2004. Обозначения горизонтов как на рис.1.

летней. Почва вырубки 1983 года отнесена нами к глееватым подзолам. Она представляет собой дальнейшую стадию преобразования иллювиапь-но-железистых подзолов в процессе лесовосстановления на вырубках. Особенностями данной почвы являются: сохранение признаков оглеения в профиле; мощность подстилки в пределах (8.2±0.8 см); значительное варьирование содержания Сорг в подзолистом горизонте (коэффициент вариации равен 60%, по сравнению с 19 и 14 % в почвах контрольного участка и 10-летнего березняка); появление в профиле турбированных горизонтов А2к, обогащенных органикой за счет включения в минеральную часть профиля почвы порубочных остатков.

4.4. Вырубка 1955 года (участок А1а4). В процессе естественного лесовосстановления на вырубке сформировался спелый березняк зелено-мошный. Морфологические и физико-химические свойства почвы данного участка возвращаются к близкому к исходному (дорубочному) состоянию (рис.4), постепенно восстанавливаются черты, свойственные иллювиаль-но-железистым подзолам, сформированным на двучленных отложениях.

4.5. Почвенный покров трелевочного волока (участок № 5) и лесопогрузочной площадки (участок № 6) вырубки 1994 года. В разделе представлен материал по почвам технологических элементов лесосеки, для которых характерна высокая степень нарушенности. В процессе лесо-

Рис. 4. Профиль почвы 50-летнего березняка. Траншея Тр. 3-2004. Обозначения генетических горизонтов как на рис 1

заготовительной деятельности на трелевочных волоках и лесопогрузочных площадках существенно трансформируются как профильное строение почв, так и их физико-химические свойства. При лесозаготовках механические нарушения в почвах лесопогрузочной площадки могут проявляться до глубины 90, а в почвах трелевочных волоков-до глубины 60 см. Верхние слои почвы трелевочного волока сильно уплотнены, что обусловливает активное развитие здесь процессов оглеения и локального анаэробиози-са. Территория лесопогрузочной площадки переувлажнена, ее почва представляет собой смесь минерального грунта и различных растительных остатков, находящихся на разных стадиях разложения. С учетом новой «Классификации и диагностики почв России» (2004), почва трелевочного волока отнесена нами к технозему ловерхностно-турбированному, почва лесопогрузочной площадки - к абраземам.

Почвы технологических элементов лесосеки сохраняют высокую кислотность, характерную для минеральных горизонтов подзолистых почв. Однако поверхностный слой грунта лесопогрузочной площадки имеет менее кислую реакцию среды (рНКС| 5.2), чем в почвах контрольного участка (рНКС| 3.3). Степень насыщенности основаниями (70-90 %) в них существенно выше, по сравнению с почвами контрольного (1417%) и «пасечных» участков разновозрастных вырубок (10-30%), что возможно связано с поступлением кальция и магния за счет разложения порубочных остатков (кора деревьев, ветви, щепа и т.д.).

Изменение комплекса физических свойств почв, ухудшение в них водно-воздушного режима обусловило изменение условий существования в них почвенной биоты и растений.

то

р 3,5

О -

^ -0 О (й 3

¡1 2,5

£ -

С о с: о 2

> ^ 1.5

О -А ш [-

О | 1

§ 0,5

□ 1

□ 2

Рис. 5 Биологическая активность почв различных участков лесосеки; 1 - контрольный участок; 2 - лесопогрузочная площадка; 3 - колея трелевочного волока

Возобновление растительного покрова на трелевочных колеях и, особенно, на лесопогрузочной площадке резко замедлено. В верхних горизонтах трелевочного волока и лесопогрузочной площадки снижена биологическая активность почв (рис. 5). Всхожесть семян в почвах технологических элементов лесосеки снижена и составляет соответственно 72 и 85 % от контроля. Лесная подстилка целинной почвы характризуется максимальной всхожестью семян - 110 % от контроля. Таким образом, одним из основных факторов, обусловливающих фитотоксичность почв техногенных элементов вырубки, следует считать, удаление естественного напочвенного покрова и горизонта лесной подстилки, являющегося в подзолистых почвах основным органогенным горизонтом, аккумулирующим значительные запасы энергии и элементов питания растений.

ГЛАВА V. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ФИТОЦЕНОЗОВ И СВОЙСТВ ПОЧВ В ПРОЦЕССЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЯ ВЫРУБОК ЗЕЛЕНОМОШНЫХ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ

5.1. Закономерности изменения фитоценозов на вырубках зеле-номошных сосновых лесов на южном пределе средней тайги. На исследованных нами разновозрастных вырубках наблюдается закономерная смена состава древостоя. Основная масса поросли появляется непосредственно в первые годы после рубки. В первые годы после рубки (10-летняя вырубка) естественное лесовосстановление осуществляется как за счет березы, так и в равной мере за счет осины. Спустя 20-25 лет осина существенно уступает свои позиции березе. Переувлажнение почв на молодых вырубках активизирует развитие долгомошного напочвенного покрова. На большей части «пасечных» участков молодых вырубок активно формируется в напочвенном покрове кустарничковый ярус, представленный брусникой. По мере формирования древостоя и восстановления гидрологического режима территории вырубки происходит снижение общего количества деревьев (табл. 1). Сведение хвойного леса и последовательное формирование на его месте лиственных насаждений, а затем восстановление под их пологом коренных пород резко меняют экологические (Карпачевский, 2005; Рожков, 2006; и др.) и микроклиматические условия среды (Изотов, 1965; и др.) на вырубках.

В процессе формирования мелколиственного сообщества на вырубках в таежной зоне меняется биологический круговорот зольных элементов. С листовым опадом в почву возвращается больше азота и оснований, чем с

Таблица 1

Таксационная характеристика древостоя

Участок Состав древостоя Средние Количество деревьев, шт/га

диаметр, см высота, м

Контрольный участок 8С20с 26 25 2700

Вырубка 1994 года 4Б40с2С+Е 2.5 3 15300

Вырубка 1983 года ЭБЮс+Е+С 6 8.5 3800

Вырубка 1955 года 9Б1С+ОС, Е 23 24 2700

опадом хвойных деревьев (Продуктивность.,., 1975; Обмен вещества и энергии..., 1977).

5.2. Закономерности изменения свойств почв на вырубках. В процессе сукцессмонной смены растительности на вырубках сосновых зеле-номошных лесов, приуроченных к подзолам на двучленных отложениях, происходит изменение как их морфологических, так и физико-химических свойств. Переувлажнение почв в первое десятилетие после сведения леса на вырубках обусловливает достоверное возрастание мощности лесной подстилки (рис. 6), Постепенное восстановление гидрологического режи-

16 0.16

Рис. 6. Варьирование мощности (А) и плотности (В) подстилок, мощности подзолистого горизонта (С) е почвах: 1— сосняка; 2 - 10- летнего березняка; 3 - 20-летнего березняка; 4 - 50- летнего березняка.

ма территории в процессе формирования древесного насаждения (20- и 50-летняя вырубка) способствует статистически достоверному снижению мощности подстилки по сравнению с почвой березняка, сформировавшегося на вырубке 1994 года Однако мощность горизонта лесной подстилки на старо возрастных вырубках еще не возвращается к уровню спелого соснового леса Плотность подстилки на разновозрастных вырубках статистически различается только между 10- и 50-летними березняками. На других исследованных вырубках статистически достоверной разницы в изменении плотности подстилки не выявлено, хотя отмечено уменьшение плотности подстилки в первое десятилетие после рубки древостоя, с последующим ее постепенным увеличением. Статистически достоверного изменения мощности подзолистого горизонта на вырубках не наблюдается. Различия в химических свойствах поче хронологического ряда вырубок, как правило, перекрываются пространственным варьированием искомых характеристик,

5.3. Изменение почвенного органического вещества на вырубках.

Профильное распределение углерода органических соединений (Сорг) в почвах хронологического ряда вырубок (сосняк, 10-, 20- и 50-летние березняки) типично для поче подзолистого типа и характеризуется максимумом накопления грубого органического вещества е лесной подстроке, В минеральных горизонтах содержание Сорг резко снижается вниз по профилю, с некоторой его аккумуляцией в иллювиально-железистом горизонте А2ВЩ.

На 10-летней вырубке возрастают, по сравнению с контрольным участком, запасы органического углерода и азота, как в лесной подстилке, так и подзолистом горизонте (рис 7). В почве 20-летней вырубки уменьшаются их за-

Рис. 7. Распределение запасов углерода в подстилке - I, подзолистом горизонте - II; азота в подстилке (III), подзолистом горизонте (IV). Обозначения участков как ha рис. 6.

пасы в подстилке при одновременном увеличении в подзолистом горизонте. При дальнейшем развитии экосистемы возрастают запасы азота в подстилке и подзолистом горизонте при возрастании запасов углерода а подстилке и их уменьшении в подзолистом горизонте. В почвах березняков происходит обогащение гумуса подстилок азотом (сужение отношения С:М).

Фракционно-групповой состав гумуса почвы контрольного участка типичен для подзолистых почв; он характеризуется преобладанием подвижных фракций гуминовых (ГК-1) и фульвокислот (ФК-1а, ФК-1) и практически полным отсутствием фракций гумияоеых и фульвокислот, предположительно связанных с Са.

Вниз по профипю возрастает в составе гумуса наиболее «агрессивная» фракция фульвокислот (ФК-1а) и уменьшается доля негидролиэуемого остатка В почве «пасечного» участка 1994 года рубки отмечается возрастание доли фракций ГК-1 и ФК-1а в подстилке, отсутствие фракции ФК-1 а минеральной части профиля и появление второй фракции фульвокислот ФК-2. В данной почве происходит значительное уменьшение доли негид-ропизуемого остатка, что свидетельствует о повышении подвижности гумусовых соединений. Отличительной чертой почвы вырубки 1983 года является появление фракции ГК-2 (предположительно связанной с Са) и возрастание доли агрессивной фракции ФК-1а в подзолистом горизонте. В минеральной части почвы 1955 года рубки отсутствует фракция ГК-2, появляется вторая фракция фульвокислот ФК-2, профильное распределение фракции ФК-1а в большей мере соответствует контрольному участку. В составе ПОВ почв трелевочного волока и лесопогрузочной площадки отмечено увеличение доли наиболее подвижных фракций «Свободных» гуминовых и фульвокислот составе гумусовых веществ, фракций органического вещества, извлекаемого 0.1 н раствором серной кислоты, уменьшение доли негидролизуемого остатка по сравнению с почвой контрольного участка. В почве лесопогрузочной площадки наблюдается увеличение доли гуминовых кислот и расширение отношения Сгк:Сфк по сравнению с почвой контрольного участка.

При смене хвойных пород мелоколиственными, наиболее информативными показателями гумусного состояния являются: мощности подстилок, запасы органического углерода и азота в них, содержание кислотно-растворимой фракции фульвокислот ФК-1а (табл. 2). Наиболее стабильным показателем является отношение Сгк:Сфк. Его значение изменяется от 0.7 до 1.7 в подстилке, и 0.5- 0.1 в минеральных горизонтах.

Таблица 2

Показатели гумусного состояния почв фитоценозов хронологического ряда вырубок

Показатель, единица измерения

Сосняк 10-летний березняк 20-летний березняк 50-летний березняк

5.3-6.5 11-14.7 7.6-9 6.9-8.3

23 34 25 40

502 572 1163 1129

35-45 26-42 13-37 36-48

резко резко резко резко

убывающее убывающее убывающее убывающее

38 32 26 30

5-12 5-24 4-16 16-20

0.8-1.3 0.7-1.5 0.7-1.7 0.8-1.5

4-7 5-24 3-15 16-20

6-7 3-11 4-10 10-18

1.0-1.7 3.5-7.0 1.9-2.4 2.3-2.9

1.1 1.0/1.4 1.3 0.7

12-18 33-37 9-24 27-37

15-50 41-57 33-57 24-60

Мощность подстилки, см Запасы Сорг в подстилке, т/га Запасы азота в подстилке, кг/га Содержание Сорг. в подстилке, % Профильное распределение гумуса в метровой толщине Обогащенность гумуса азотом в подстилке (по отношению С:1Ч) Степень гумификации органического вещества в подстилках Тип гумуса в подстилке, Сгк:Сфк Содержание "свободных" гуминовых кислот в подстилке, % к Сорг. Содержание "свободных" фульвокислот в подстилке, % к Сорг. Содержание фульвокислот фракции ФК-1а в подстилке, %.к Сорг. Показатель интенсивности гумификации (1И)*

Углерод извлекаемый раствором 0.1м пирофосфата натрия в 0.-1 н гидроксиде натрия из органогенных горизонтов, % к Сорг.

Углерод извлекаемый раствором 0.1м пирофосфата натрия в 0.1 н гидроксиде натрия из минеральных горизонтов, % к Сорг._

* III - вычисляется как отношение суммы ГК в верхнем минеральном горизонте к сумме ГК в нижней части подстилки

5.4. Влияние экологических факторов на содержание различных форм железа и алюминия в почвах. В почве контрольного участка максимум накопления свободных (дитионитрастворимых) форм соединений железа наблюдается в элювиальном горизонте (рис. 8), где происходит интенсивное разрушение первичных железосодержащих минералов под влиянием кислых продуктов, продуцируемых грубогумусными подстилками. Максимум аморфных (оксалатрастворимых) форм соединений железа приходится на горизонт А2ВА1. В нижней части профиля в составе свободных форм соединений железа возрастает доля окристаллизованных соединений, что в принципе характерно для подзолистых почв таежной зоны и соответствует данным литературы. В почве вырубки 1994 года резко увеличивается доля свободных, а в их составе - аморфных форм железа в срединных оглееных

80 100

100

ПК

Рис. 8. Распределение дитнонит (I) - и оксалатрастворимого (II) железа (% от Ре203 вал.) в почвах: 1 - сосняка, 2 - 10-летнего березняка (микропонижение), 3 - 10-летнего березняка (выровненый участок), 4 - 20-летнего березняка (турбированный профиль), 5 - 20-летнего березняка, 6 - 50-летнего березняка

горизонтах профиля. В почве вырубки 1983 года сохраняется обогащение подзолистого горизонта оксалатрастворимым железом, при резком уменьшении свободных форм железа в иллювиально-железистом горизонте и верхней части моренных суглинков. В почве 1955 года профильное распре-депение аморфных форм соединений железа практически полностью соответствует почве контрольного участка, однако соотношение между свободными формами, аморфными и окристаллизованными формами соединений железа в генетических горизонтах почвы вырубки не соотеетсвтует контрольному участку: во всех горизонтах основную роль в составе свободных форм железа играют его аморфные соединения

5.5. Влияние экологических условий на содержание и состав почвенных новообразований. В биоклиматических условиях средней тайги

сплошные концентрированные рубки сопровождаются изменением гидрологического режима почв, их переувлажнением, и, соответственно, изменением интенсивности протеканий глеевых процессов и процессов кон-крециеобразования. На вырубке 1994 г., по сравнению с почвой контрольного участка, практически в 5 раз выше содержание ортштейнов в гор. А2 и в 3 раза - в горизонте А2ВГ Естественное облесение вырубки лиственными породами и «раэболачивание» территории ведет к уменьшению содержания конкреций как в подзолистом, так и в илпювиально-железистом горизонтах. Однако на вырубке 1955 г. общее содержание конкреций остается достаточно высоким.

На молодых вырубках, в условиях повышенной влажности почв, в составе конкреций выше доля фракций с диаметром 3-4 мм. На вырубке 1994 г. отмечено появление крупных конкреции с диаметром более 5 мм (рис. 9).

.у?

ш 3 А2В111

30 м

- ■ С 52

'-г*.

г«

го

юо%

во%

60%

36 25

."' ': к зв 32

у -1

■ ■

□ Фр. 4 яФр 3 ВФр. 2

А20

4 27 ;

1 ■ 1

А2д ШЩ А2 А2Вт

Рис. 9 Фракционный состав конкреций почв {фракция 1 - размер от 1 до 2 мм. фракция 2 - размер от 2 до 3 мм, фракция 3 - более 3 мм; фракция 4 - более 5 мм); обозначения участков как на рис.6.

В подзолистом горизонте в процессе лесовосстановления фракционный состав конкреций возвращается к исходному состоянию. В иллювиально-железистом горизонте, находящемся на контакте с моренными суглинками фракционный состав конкреций даже спустя 50 лет после рубки не соответствует контрольному участку.

Химический состав конкреций закономерно изменяется по генетическим горизонтам целинной почвы. В подзолистом горизонте они обогащены органическим веществом, по сравнению со вмещающей массой и конкрециями горизонта А2ВГд, что согласуется с данными литературы (Дмитриев и др., 1979). На вырубках отмечается возрастание содержания углерода в конкрециях и расширение соотношения С:Ы, особенно ярко выраженное на участке 1955 г. рубки. В хронологическом ряду вырубок в конкрециях подзолистого горизонта закономерно расширяется соотношение Ре:Мп (в целинной почве - 34, на вырубке 1955 г. - 90), в то время как для горизонта A2Bfg отмечено сужение соотношения Ре:Мп в почвах молодых вырубок (10- и 20-летний березняк), не смотря на формирование в условиях повышенной влажности, по сравнению с почвами контрольного участка и 50-летнего березняка.

Выводы

1. В условиях средней тайги после сплошной рубки древостоя сосняка бруснично-зеленомошного на иллювиально-железистых подзолах, сформированных на двучленных отложениях, лесовосстановление происходит через смену пород. На вырубках формируются молодняки с преобладанием березы. Характер лесовозобновления различен в зависимости от участка лесосеки и степени нарушения почвенного покрова;

2. В процессе восстановительной сукцессии фитоценоза на вырубках происходят существенные изменения в экологическом режиме сообществ и в почвенном покрове. Установлено, что эволюция почв на вырубках в процессе естественного лесовосстановления включает следующий ход развития: подзол иллювиально-железистый>подзол торфянисто-глеевый-(конкреционный)> подзол глееватый > подзол иллювиально-железистый; на наиболее нарушенных участках лесосек - трелевочных волоках и лесопогрузочных площадках - формируются техноземы поверхностно-турбиро-ванные и абраземы;

3. Показано, что наиболее мобильными параметрами, в первую очередь изменяющимися в процессе формирования почв на вырубках при ненарушенном напочвенном покрове являются мощность лесных подстилок, состав и запасы органического вещества, соотношение форм соединений железа; наиболее стабильным - кислотность почв, величина соотношения углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот;

гумуса (за счет увеличения относительного содержания фракции фульво-кислот ФК-1 а) и изменение растворимости гумусовых веществ;

5. Изменение гидрологического режима (переувлажнение) на вырубках в биоклиматических условиях средней тайги обусловливает активное протекание процессов мобилизации, сегрегации железа и конкрециеоб-разования. Наиболее динамичные компоненты Ре-Мп-новообразований - крупные фракции (диаметр >5 мм), время их образования и растворения исчисляется 10-20 годами. Качественный и количественный состав конкреционных новообразований может являться диагностическим критерием динамики почвенных систем в условиях антропогенного воздействия на таежные экосистемы (сплошно-лесосечные рубки);

6. Показано, что при лесозаготовках механические нарушения почв на лесопогрузочных площадках могут проявляться до глубины 90 см, трелевочных волоков - до 60 см. Для данных участков характерно статистически достоверное снижение биологической активности по сравнению с целинными почвами и резкое изменение всех физико-химических показателей.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Дымов А.А., Андреева В.А. Использование метода рК-спектроско-пии для изучения структуры фульвокислот // Севергеоэкотех-2002: Тез. докл. науч. конф. - Ухта, 2002. - С. 208-209.

2. Дымов А.А. Изменение морфологического и физико-химического состава подзолистых почв Республики Коми в связи с интенсивным лесопользованием // Экология и защита окружающей среды: Тез. докл. X Все-рос. студ. конф. - Красноярск, 2003. - С. 50-51.

3. Дымов А.А., Лаптева Е.М., Рязанов М.А. Трансформация подзолистых почв в процессе лесоэксплуатации // Стационарные лесоэкологичес-кие исследования: методы, итоги, перспективы: Матер, докл. междунар. конф. - Сыктывкар, 2003. - С. 54-56.

4. Дымов А.А. Влияние лесозаготовительной деятельности на трансформацию подзолистых почв Республики Коми //VIII Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов: Аннотация работ по грантам Санкт-Петербургского конкурса 2003 года для студентов, аспирантов и молодых специалистов. - СПб., 2003. - С. 73.

5. Дымов А.А. Влияние изменения лесной растительности на состав почвенного органического вещества // Ломоносов 2004: Тез. докл. XI междунар. конф. МГУ. - М., 2004. - С. 49-50.

6. Дымов А.А., Виноградова Ю.А. Изменение органогенных горизонтов подзолистых почв при лесовосстановлении // Биология - наука XXI века: Тез. VIII междунар. Пущинской школы-конференции молодых ученых. - Пу-щино, 2004. - С. 174.

7. Дымов А.А. Изменение свойств подзолистых почв на вырубках // Актуальные проблемы биологии и экологии: Матер, докл. XI молодеж. науч. конф. Института биологии Коми НЦ УрО. - Сыктывкар, 2004. - С. 81-82.

8. Дымов А.А., Лаптева Е.М. Закономерности изменения подзолистых почв в процессе лесоэксплуатации // Почвы - национальное достояние России: Матер. IV съезда Докучаевского общества почвоведов. - Новосибирск, 2004. Кн. 2. - С. 331.

9. Дымов А.А. Влияние лесозаготовительной деятельности на трансформацию подзолистых почв Республики Коми II Актуальные проблемы биологии и экологии: Матер, докл. X молодеж. науч. конф. - Сыктывкар, 2003. - С. 76-77.

Ю.Лаптева Е.М., Дымов А.А., Рязанов М.А. Трансформация подзолистых почв в процессе лесоэксплуатации // Вопросы экологии и природопользования в аграрном секторе: Матер, всерос. науч.-практич. конф. - М., 2003.-С. 165-171.

11. Дымов А.А., Каверин Д.А. Изменение напочвенного покрова и морфологических свойств почв вырубок в процессе естественного лесовосста-новления // Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах: Матер, междунар. конф. - Петрозаводск, 2005. - С. 243-244.

12. Dymov A., Lapteva Е. Soil organic matter composition and physico-chemical properties of soils in clear-cut area // «Cryosols: genezis, ecology and management»: Materials of IV International Conference on Cryopedology. - Moscow, 2005. - P. 80-81.

13. Дымов А.А. Пространственное варьирование морфологических свойств подзолистой почвы в лесу и на вырубке // Актуальные проблемы биологии и экологии: Матер, докл. XII молодеж. науч. конф. Института биологии Коми НЦ УрО РАН. - Сыктывкар, 2005. - С. 47-48.

14. Lapteva Е.М., Dymov А.А. Behavior of Iron Compounds in soils of a chronosiquence of clear-cuts II Soil and Water Conservation under Changing Land Use: Materials of the International ESSC Conference. - Lleida, (Catalonia, Spain), 2006. - P. 231-234.

15. Дымов A.A., Лаптева Е.М. Изменение подзолистых почв на двучленных отложениях при рубках //Лесоведение, 2006. - №3. - С. 42-49.

16. Дымов А.А. Поведение соединений железа в почвах вырубок // Биология - наука XXI века: Тез. докл. X Пущинской школы-конференции. - Пу-щино, 2006. - С. 227.

dymov@ib.komisc.ru

Тираж 120

Заказ 06(07)

Информационно-издательская группа Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дымов, Алексей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИЗМЕНЕНИЕ ФИТОЦЕНОЗОВ И ПОЧВ НА ВЫРУБКАХ.

1.1. Изменение лесообразовательного процесса при рубках.

1.2. Роль почвы в лесных экосистемах.

1.3. Изменение почв при рубках леса.

ГЛАВА II. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Геологическое строение, рельеф и геоморфология.

2.2. Климат.

2.3. Почвы и почвообразующие породы.

2.4. Растительность.

ГЛАВА III. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Объекты исследования.

3.2. Методы исследований.

ГЛАВА IV. ХАРАКТЕРИСТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ И СВОЙСТВ ПОЧВ НА ВЫРУБКАХ РАЗНОГО ВОЗРАСТА И РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ЛЕСОСЕКИ СОСНЯКА.

4.1. Контрольный участок (участок №1).

4.2. Вырубка 1994 года (участок №2).

4.3. Вырубка 1983 года (участок № 3).

4.4. Вырубка 1955 года (участок №4).

4.5. Почвенный покров трелевочного волока (участок № 5) и лесопогрузочной площадки (участок № 6) вырубки 1994 года.

4.5.1. Морфологические и физико-химические свойства почв трелевочного волока и лесопогрузочной площадки.

4.5.2. Влияние лесозаготовок на изменение экологических функции почв (трелевочный волок, лесопогрузочная площадка).

Глава V. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ФИТОЦЕНОЗОВ И СВОЙСТВ ПОЧВ В ПРОЦЕССЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ НА ВЫРУБКАХ.

5.1. Закономерности изменения фитоценозов на вырубках зеленомошных сосновых лесов на южном пределе средней тайги.

5.2. Закономерности изменения свойств почв на вырубках.

5.3. Изменение почвенного органического вещества на вырубках.

5.4. Влияние экологических факторов на содержание различных форм железа и алюминия в почвах.

5.5. Влияние экологических условий на содержание и состав почвенных новообразрваний.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменение почв в процессе естественного лесовосстановления"

Актуальность темы. Республика Коми (РК) обладает богатым фондом свободных земель. Вместе с тем почти вся ее территория представляет собой регион с малоблагоприятными биоклиматическими условиями для земледелия, поэтому почвенные ресурсы РК имеют в первую очередь лесохозяйственное значение (Забоева, 1975; Втюрин и др., 2006). Интенсивное освоение лесных богатств, применение средоразрушающей техники, частые нарушения технологии лесозаготовительных работ, рубки главного пользования привели к массовой деградации хвойных лесов и формированию на вырубках лиственных насаждений (Ларин, 1993; Пручкин, 2002). Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о том, что антропогенная сукцессия растительности на вырубках является мощным экологическим фактором, обусловливающим изменение почвенного покрова (Карпачевский, 1981). Известно, что направление и глубина преобразования лесных почв определяются технологией лесозаготовок, типом почв, характером их изначального увлаженения, степенью развития травянистого покрова на вырубках (Побединский, 1952, 1961, 1973, 1979, 1980; Пятецкий, Морозова, 1962; Варфоломеев, 1968; Карпачевский и др., 1986; Федорец и др., 1983). Отмечено, что изменение свойств почв на вырубках носит зональный характер (Орфанитский,Орфанитская, 1971). Однако в Республике Коми при оценке влияния лесозаготовительной деятельности на природную среду основное внимание обращалось преимущественно на проблемы сохранения и восстановления растительного покрова (Верхоланцева, Бобкова, 1972; Ларин, 1993; Лесное хозяйство ., 2000; Паутов, Ильчуков, 2001). Вопросы преобразования почв в процессе лесозаготовок затрагивались в существенно меньшей степени. В настоящее время не установлены характер и направление изменения физико-химических свойств почв и системы почвенного органического вещества под влиянием хозяйственной деятельности человека (формирование молодых лесных экосистем после рубок, смена пород и т.д.).

Учитывая, что структурная целостность, функционирование и продуктивность биогеоценозов в значительной степени связаны и определяются свойствами почв, актуальным является выявление закономерностей их трансформации в процессе лесозаготовок.

Задачи исследования:

4. Выявить состав и свойства железо-марганцевых новообразований в почвах хронологического ряда вырубок;

Научная новизна. Впервые для Республики Коми исследованы закономерности изменения фитоценозов и почв (подзолов, сформированных на двучленных отложениях) в процессе естественного лесовосстановления на участках сплошно-лесосечных рубок в подзоне средней тайги. Выявлен эволюционный тренд почв на вырубках, обусловленный сукцессионной сменой пород и изменением гидрологического режима территории. Дана характеристика техноземов поверхностно-турбированных и абраземов, формирующихся на наиболее нарушенных технологических элементах лесосеки - трелевочных волоках и лесопогрузочных площадках.

Практическая значимость. Получена хроногенетическая информация об измении подзолов на двучленных отложениях в процессе естественного лесовосстановления. Установлено, что в условиях средней тайги Республики Коми почвенный покров практически полностью восстанавливается через 50 лет после проведения сплошно-лесосечных рубок. Результаты данной работы могут быть использованы для прогнозирования лесоэкологических характеристик почв при проведении рубок главного пользования.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались на молодежной научной конференции «Севергеоэкотех» (Ухта, 2002); X Всероссийской студенческой конференции «Экология и защита окружающей среды» (Красноярск, 2003); X, XI, XII, XIII молодежных научных конференциях Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 2003, 2004, 2005, 2006); XI, XIII международных конференциях студентов и аспирантов «Ломоносов 2004, 2006»; международной конференции «Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы» (Сыктывкар, 2003); IV International Conference on Cryopedology (Архангельск,

2005); международной конференции «Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах» (Петрозаводск, 2005), международной конференции «Soil and water conservation under changing use» (Испания, Лейда, 2006).

Благодарность. Автор выражает искреннюю признательность научным руководителям JI.O. Карпачевскому, Е.М. Лаптевой, а также И.В. Забоевой, И.Б. Арчеговой, Г.А. Симонову за оказанные научные консультации. За всестороннюю помощь в выполнении анализов автор благодарен сотрудникам Института биологии Коми НЦ УрО РАН: инженерам отдела почвоведения и экоаналитической лаборатории Н.Е. Игнатовой, А.В. Котовой, Т.В. Зоновой,

Л.Ф. Акутиной|, Г.А. Забоевой, A.M. Естафьевой, C.B. Бакашкину.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы из 240 источников (из них 30 на иностранных языках), приложения. Работа изложена на 192 странице машинописного текста, содержит 51 таблицу (из них 19 в приложении), 44 рисунка (из них 3 в приложении).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дымов, Алексей Александрович

Выводы:

2. В процессе восстановительной сукцессии фитоценоза на вырубках происходят существенные изменения в экологическом режиме сообществ и в почвенном покрове. Установлено, что эволюция почв на вырубках в процессе естественного лесовосстановления включает следующий ход развития: подзол иллювиально-железистый—»подзол торфянисто-глеевый (конкреционный)—» подзол глееватый —» подзол иллювиально-железистый; на наиболее нарушенных участках лесосек - трелевочных волоках и лесопогрузочных площадках - формируются техноземы поверхностно-турбированные и абраземы;

4. Выявлено, что максимальные изменения происходят на первых этапах сукцессии растительного покрова: заболачивание вырубок обусловливает усиление процессов глееобразования, возрастание "агрессивности" гумуса (за счет увеличения относительного содержания фракции фульвокислот ФК-1а) и изменение растворимости гумусовых веществ;

5. Изменение гидрологического режима (переувлажнение) на вырубках в биоклиматических условиях средней тайги обусловливает активное протекание процессов мобилизации, сегрегации железа и конкрециеобразования. Наиболее динамичные компоненты Ре-Мп-новообразований - крупные фракции (диаметр >5 мм), время их образования и растворения исчисляется 10-20 годами. Качественный и количественный состав конкреционных новообразований может являться диагностическим критерием динамики почвенных систем в условиях антропогенного воздействия на таежные экосистемы (сплошно-лесосечные рубки);

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дымов, Алексей Александрович, Сыктывкар

1. Абакумов Е.В., Гагарина Э.И., Лисицина О.В. Восстановление и рекультивация земель в районе Кингисеппского месторождения фосфоритов // Почвоведение, 2005. № 6. - С. 731-740.

2. Агроклиматические ресурсы Коми АССР. Л., 1973. 135 с.

3. Алексеев C.B., Молчанов A.A. Сплошные рубки на Севере.- Вологда: Изд. Севтранлеса, 1938. 136 с.

4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л., 1980. - 287 с.

5. Алисов Б.П. Климат СССР. М.: Изд-во МГУ, 1956.126 с.

6. Андреичева Л.Н. Основные морены Европейского Северо-Востока России и их литостратиграфическое значение. СПб.: Наука, 1992. - 125 с.

7. Антропогенное влияние на Европейские таежные леса России: Сборник науч. трудов / Федерал. Служба лес. хоз-ва России. Архангельск: институт леса и лесохимии, 1994,- 175 с.

8. Аникиева В.А., Кубрак Н.И., Кудрявцева Н.И. Изменение водно-физических свойств почвы на сплошных вырубках // Деградация, диагностика и воспроизводства лесных почв. Тарту, 1987. - С.107-108.

9. Апарин Б.Ф., Рубилин Е.В. Особенности почвообразования на двучленных породах Северо-Запада Русской равнины. Л.: Наука, 1975.-181с.

10. Аристовская Т.В., Чугунова М.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы //Почвоведение, 1989. № 11. - С. 142-148.

11. Арчегова И.Б., Федорович В.А. Методологические аспекты изучения почв на современном этапе. Екатеринбург, 2003. - 90 с.

12. Атлас Республики Коми по климату и гидрологии / Под ред. А.И. Таскаева. М.:, 1997. - 116 с.

13. Бабанин В.Ф., Карпачевский JI.O., Опаленко A.A., Шоба С.А. О формах Fe-соединений в конкрециях из разных почв // Почвоведение, 1976. № 5. - С. 132-138.

14. Бабич H.A., Барабин А.И., Тутыгин Г.С. Состояние и проблемы лесовостановления в Северной России // Финляндско-российского семинара по лесовосстановлению: Матер. Финляндия, Вуокатти: Научный центр Ванта. 1999.-С. 39-45.

15. Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов Европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. - 156 с.

16. Бобкова К.С. Биогеоценотические основы продуктивности и устойчивости лесных экосистем Севера // Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы: Матер, докл. междунар. конф. -Сыктывкар, 2003. С. 5-7.

17. Богатырев Л.Г., Демин В.В., Матышак Г.В., Сапожникова В.А. О некоторых теоретических аспектах исследования лесных подстилок // Лесоведение, 2004. № 4. - С.17-29.

18. Богатырев Л.Г. Является ли подстилка самостоятельным биогеоценотическим телом природы? // Экология, 1990. №6. - С. 13-21.

19. Богатырев Л.Г., Сапожникова В.А., Воедило A.A. Трансформация органического вещества в сосновых экосистемах как один из критериев оценки интенсивности круговорота // Вестн. Московского Ун-та. Сер. 17: Почвоведение, 1999. - № 3. - С. 13-23.

20. Благовещенский Ю.Н. и др. Пространственная изменчивость мощности подстилки в лесах Карелии // Почвоведение, 2006. №9. —С.1029-1035.

21. Бурсова А.И. Влияние группово-выборочных рубок на свойства почвы ельника кисличного. М., 1959. - С.49-59. - (Тр. Всесоюз. Заоч. Инст-та; Вып. 1).

22. Варсанофьева В.А. Геоморфологическое развитие северо-восточной части Русской платформы и северного Урала. М., 1960. - 28 с.

23. Варсанофьева В.А. Геоморфология // Производительные силы Коми АССР. Т.1: Геологическое строение и полезные ископаемые. М.: АН СССР, 1953.-С. 257-322.

24. Варламов Г.Н. Рельеф // Производительные силы Коми АССР. Геологическое строение и полезные ископаемые. Т. 1. - Изд-во АН СССР, 1953.-465 с.

25. Варфоломеев JI.A. Подзолистые почвы на двучленных наносах Онего-Северодвинского междуречья: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. Л., 1967. - 23 с.

26. Варфоломеев Л.А. Изменение состава гумуса в среднетаежных подзолистых почвах в связи с вырубкой леса и сельскохозяйственным освоением // Химия, генезис и картография почв. М.: Наука, 1968. - С. 22-25.

27. Ведрова Э.Ф. Трансформация растительных остатков в 25 летних культурах основных лесообразующих пород Сибири // Лесоведение, 1996. №4. -С. 13-21.

28. Ведрова Э.Ф., Миндеева Т.Н. Интенсивность продуцирования углекислого газа при разложении лесных подстилок // Лесоведение, 1998. № 1.-С. 30-40

29. Верхоланцева Л.А. Водно-физические свойства почв сосняков-зеленомошников // Вопросы экологии сосняков Севера. Сыктывкар, 1972. - С. 42-51.-(Труды филиала АН СССР; №24)

30. Верхоланцева Л.А. О влажности сухих боров. Сыктывкар, 1965. - С. 4956. - (Тр. Коми филиала АН СССР; Вып. 14.).

31. Верхоланцева JI.A. Почвы концентрированных вырубок сосняков сосняков лишайниковых и пути улучшения их лесорастительных свойств // Материалы по почвам Коми АССР и сопредельных территорий. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-С. 12-20.

32. Верхоланцева JI.A., Бобкова К.С. Почвы и растительность сосновых лесов зеленоборского стационара // Вопросы экологии сосняков Севера, 1972. С. 620. - (Тр. филиала АН СССР; №24).

33. Влияние антропогенных факторов на флору и растительность Севера. -Сыктывкар, 1990.- 57с. (Тр.Коми филиала АН СССР №108)

34. Воеводина З.И., Втюрин Г.М. Агромезоклиматическое районирование Республики Коми. Сыктывкар, 1996. - 32 с. - (Научные доклады Коми НЦ УрО РАН).

35. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа. М., 2003.240 с.

36. Воробьева JI.A. Химический анализ почв. М.: Изд-во МГУ, 1998. 272 с.

37. Втюрин Г.М. Структура почвенного покрова Нибель-Ижемской низины. // Таежные почвы Коми АССР и их плодородие. Сыктывкар, 1985. - С. 5-16. -(Тр. Коми филиала АН СССР; № 71).

38. Втюрин Г.М. Структура почвенного покрова таежной зоны Европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1991. - 152 с.

39. Втюрин Г.М. Исследование структуры почвенного покрова с целью почвенно-экологического прогнозирования // Почвенные ресурсы Севера, их использование, повышение продуктивности и охрана. Сыктывкар, 1993. - С. 34-43. - (Тр. Коми НЦ УрО РАН; № 132).

40. Втюрин Г.М. Состояние почвенного покрова Удорской тайги в связи с интенсивным лесопользованием // Трансформация экосистем севера в зоне интенсивной заготовки древесины. Сыктывкар, 1997. - С. 22-35. - (Тр. Коми науч. центра УрО РАН; № 154).

41. Втюрин Г.М., И.В. Забоева, Е.М. Лаптева Почвенная карта Республики Коми научная основа экологической экспертизы // Север: наука и перспективы инновационного развития. - Сыктывкар, 2006. - С. 282-287.

42. Геннадиев А.Н., Касимов Н.С., Чендеев Ю.Г. Развитие лесных почв в зонах древних антропогенных воздействий // Диагностика, деградация и воспроизводства лесных почв. Тарту, 1987. - С. 55-56.

43. Герасимов И.П. Глеевые псевдоподзолы Центральной Европы и образование двучленных покровных наносов // Изв. АН СССР. Сер. геогр. М., 1959.-№3.-С. 20-30.

44. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы (генезис, география, рекультивация). М., 2003. - 270 с.

45. Горбачева Т.Т., Лукина Н.В. Органический углерод в водах ельников зеленомошных Кольского полуострова // Лесоведение, 2004. № 4. - С.43-50.

46. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды республики Коми в 2004 году / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды республики Коми РГУ НТЦ АГИКС PK. Сыктывкар, 2003.- 110 с.

47. Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. - 243 с.

48. Грабовская O.A., Роде A.A. Почвы полосы Валдайских конечных морен. -М.: 1934. 123 с. - (Тр. Почв. Ин-та. им. В.В. Докучаева -Т. 10; Вып. 1).

49. Деградация и охрана почв / Под. Ред. Г.В. Добровольского. М.: Изд-во МГУ, 2002. - 654 с.

50. Дегтева C.B. Лиственные леса подзон южной и средней тайги Республики Коми: Автореф. дис. докт. биол. наук. Сыктывкар, 2002. 40 с.

51. Дегтева C.B. Параметры экологического пространства и флористическое разнообразие лесных формаций европейского северо-востока России // Экология, 2005. -№ 3. С. 180-185.

52. Дергачева М.И. Эколого-генетические особенности гумусообразования // Генезис, эволюция и география почв Западной Сибири. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. - С.58-66.

53. Дергачева М.И., Вашукевич Н.В., Гранина Н.И. Гумус и голоцен-плиоценовое почвообразование в Предбайкалье. Новосибирск, 2000. - 204 с.

54. Дергачева М.И., Деревяненко А.П., Феденева И.Н. Эволюция природной среды горного Алтая в позднем плейстоцене и голоцене. Новосибирск, 2006. -144 с.

55. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М., 1972. - 358 с.

56. Дмитриев A.C. Заболачивание и разболачивание концентрированных вырубок в борах-черничниках в бассейне Сысолы (Коми АССР): Автореф. дис. канд. с-х. наук. Сыктывкар, 1950. - 16 с.

57. Дмитриев Е.А. и др. Распределение и свойства железисто-марганцовистых новообразований почв // Генезис и экология почв Центрально-лесного государственного заповедника. М.: Наука, 1979. - С. 130-149.

58. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М: МГУ, 1995.-320 с.

59. Добровольский Г.В., Терешина Т.В. Марганцовисто-железистые новообразования в почвах южной тайги // Почвоведение, 1970. № 12. - С. 1625.

60. Докучаев В.В. Важнейшие законы современного почвоведения. СПб.:, 1898. - С.100-127. - (Тр. о-ва естествоиспытателей; Т.29; Вып.1.).

61. Егорова Н.В., Куликова В.К. Влияние различных способов механизированных рубок леса на плодородие почв Южной Карелии // Плодородие почв Карелии. М., 1965. - С. 144-158.

62. Ершов Ю.И. Органическое вещество биосферы и почвы. Новосибирск: Наука, 2004. -104 с.

63. Ефремов В.Ф. О соотношении C:N в системах удобрения как показателе направленности трансформации органического вещества удобряемых почв // Агрохимия, 2006. № 8. - С. 5-9.

64. Жирова О.Н. Подзолистые песчаные и супесчаные почвы на двучленных отложениях Вологодской области // Почвоведение, 1976. № 8. - С. 6-19.

65. Засухин Д.П., Серый B.C., Вялых Н.И. К экспертно-лесоводственной оценке механических нарушений почв при лесозаготовках // Почвенные исследования на Европейском Севере России. Архангельск, 1996. - С. 145-149.

66. Забоева И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар, 1975.-344 с.

67. Замолодчиков Д.Г. и др. Углерод в лесном фонде и сельскохозяйственных угодьях России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. - 200 с.

68. Запрометова K.M., Деянова О.М. Микробиологическая характеристика почвы молодого леса, сформировавшегося через 25 лет после рубки древостоя // Динамика естественных и искусственных лесных биогеоценозов Подмосковья. М.: Наука, 1987. - С. 79-88.

69. Зверева Т.С., Карнаухова Е.В. О минералогическом составе железисто-марганцевых конкреций в почвах лесной зоны // Биол. науки, 1979. № 5. - С. 99-103.

70. Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. М.: Изд-во МГУ, 1998. - 300 с.

71. Зайдельман Ф.Р., Никифорова A.C. Генезис и диагностическое значение новообразований почв лесной и лесостепной зон. М.: Изд-во МГУ, 2001. - 216 с.

72. Зайдельман Ф.Р., Оглезнев А.К. Изменение химических свойств дерново-подзолистых почв под влиянием оглеения // Почвоведение, 1991. №5. - С. 1-12.

73. Зонн C.B. Железо в почвах (генетические и географические аспекты). -М.: Наука, 1982. 207 с.

74. Иванова E.H. Геологический и почвенный очерк района Колтушей. М., 1933. - С. 5-83. - (Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева; Т. 8; Вып. 6).

75. Изотов В.Ф. О динамике грунтовых вод и влажности почвы в некоторых типах заболоченных лесов Архангельской области // Лесной журнал, 1965а. -№1. С. 50-54.

76. Изотов В.Ф. Влияние заболоченных лесов Севера на температуру воздуха //Лесное хозяйство, 19656.- №3. С. 7-11.

77. Изотов В.Ф. Исследование теплового и водного режимов заболоченных лесов на Севере ETC: Автореф. дис.канд. геогр. наук. Архангельск, 1969. -19 с.

78. Ильчуков C.B. Возобновление вырубок из-под сосняков. // Трансформация экосистем севера в зоне интенсивной заготовки древесины. -Сыктывкар, 1997. С. 71-78. - (Тр. Коми НЦ УрО РАН; № 154).

79. Ильчуков C.B. Динамика и структура лесного покрова на сплошных вырубках (подзона средней тайги Республики Коми).- Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 120 с.

80. Исаев В.И. Поверхностный и внутрипочвенный сток на вырубках темнохвойных лесов Северного Урала//Лесоведение, 1970.-№2. -С. 12-18.

81. Каверин Д.А. Автоморфные почвы на двучленных породах средней тайги Европейского Северо-Востока. Сыктывкар, 2005. - 28 с. - (Научные доклады Коми научного центра УрО РАН; Вып.471).

82. Канев В.В., Казаков В.Г. Ортштейны подзолистых почв как резерваты подвижных элементов-мигрантов // Почвоведение, 1999. № 3. - С. 308-318.

83. Канев B.B. Параметры оглеения и подзолообразования в почвах на покровных суглинках Северо-востока русской равнины. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. - 225 с.

84. Караваева H.A. Заболачивание и эволюция почв. М.: Наука, 1982. - 295с.

85. Карпачевский JI.O. Динамика свойств почвы. М.: ГЕОС, 1997. - 170 с.

86. Карпачевский JI.O. Лес и лесные почвы. М., 1981. - 264 с.

87. Карпачевский Л.О., Строганова М.Н., Баранова О.Ю. Эволюция почвенного покрова при лесовосстановлении // Успехи почвоведения. Советские почвоведы к XIII международному конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1986.-С. 135-142.

88. Карпачевский Л.О., Носова Л.М. Влияние сосны на суглинистую дерново-подзолистую почву // Динамика естественных и исскуственных лесных биогеценозов Подмосковья. М.: Наука, 1987. - С. 34-51.

89. Карпачевский Л.О. и др. Лес, почва и лесное почвоведение // Почвоведение, 1996. №5. - С.586-599.

90. Карпачевский Л.О. Постоянство и изменчивость «четвертой стихии» // Природа, 1992. №11. - С.52-63.

91. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС, 2005. - 336с.

92. Кашанский А.Д. Подзолистые почвы на двучленных отложениях европейского Севера СССР. // В кн. Современные почвенные процессы. М., 1974.-С. 46-58.

93. Кашанский А.Д., Высоцкий К.Л. Особенности распределения Mn-Fe новобразований в связи с локальной неоднородностью горизонтов подзолистых почв // Известия Тимерязевской с-х. академии. -Вып. 4. -М., 1977.- С. 108-115.

94. Киреева H.A. и др. Фитотоксичность антропогенно-загрязненных почв. -Уфа: Гилем, 2003. 266 с.

95. Козачек Ж.Н. Особенности гумусовых веществ подзолистых и болотно-подзолистых почв // Экология таежных почв севера. Сыктывкар, 1997. - С. 5365.

96. Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического переувлажнения (Дальний восток). М.: Наука, 1987. - 192 с.

97. Костенков Н.М., Стрельченко Н.Е. Окислительно-восстановительное состояние переувалжненых почв и трансформация некоторых элементов. -Владивосток: "Дальнаука", 1992. 95 с.

98. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М., 1963. - С. 200.

99. Кононова М.М., Бельчикова Н.П. Ускоренный метод определения состава гумуса. Почвоведение, 1956. № 10. - С. 45-56.

100. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977.- 223 с.

101. Классификация и диагностика почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2004. - 342 с.

102. Красюк A.A. Почвы Северо-восточной области и их изучение. -Архангельск, 1925. 62 с.

103. Кубин Э. Естественное лесовосстановление в Финляндии // Финляндско-российский семинар по лесовосстановлению: Матер. Финляндия, Вуокатти: Научный центр Ванта. - С. 55-64.

104. Кудеяров В.Н. Роль почв в круговороте углерода // Почвоведение, 2005. -№8.-С. 915-923.

105. Кузнецова A.M., Кузнецов П.В. Почвенный покров как показатель состояния лесных биогеоценозов // Коренные леса таежной зоны Европы: современное состояние и проблемы сохранения: Матер, междунар. науч,-практ. конф. Петрозаводск, 1999. - С. 86—87.

106. Куллерво Куусела Понятие и основы лесоустройства европейскийх северных хвойных лесов Финляндии и России. Хельсинки: Metsateollisuus гу, 1997. -97 с.

107. Лаптева Е.М. Гумусное состояние пойменных почв Севера (на примере среднего течения р.Печоры): Матер XII Коми респуб. молодежи, науч. конференции. Сыктывкар, 1994.- С. 36-51.

108. Ларин Б.В. Смена древесных пород на севере. Сыктывкар: УрО АН СССР, 1987. - (Научн. докл Коми НЦ УрО АН. Вып. 174)

109. Ларин В.Б., Паутов Ю.А. Формирование хвойных молодняков северо-востока Европейской части СССР. Л.: Наука, 1989. - 144 с.

110. Ларин В.Б. Лесовосстановление в гослесфонде Республики Коми в новых экономических условиях // Проблемы комплексного использования и воспроизводства лесных ресурсов в Республике Коми. Сыктывкар, 1993. - С. 28-43.

111. Леса и лесное хозяйство коми АССР / Под ред.: Б.А. Ковалева, В.Б. Ларина, Е.Г. Тюрина, В.Н. Тимошенко. Сыктывкар, 1981. - 160 с.

112. Леса Республики Коми / Под. Ред.: Г.М. Козубова, А.И. Таскаева. М., 1999.-332 с.

113. Лесоведение: Учебное пособие / Луганский H.A., Залесов C.B., Щавровский В.А. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. академия. - 1996. -373 с.

114. Лесное хозяйство и лесные ресурсы Республики Коми / Под ред. Г.М. Козубова, А.И. Таскаева. М., 2000. - 511 с.

115. Лодыгин Е.Д. Особенности строения гумусовых веществ подзолистых и болотно-подзолистых почв Европейского Северо-Востока России: Автореф. дис. канд. биол. наук. СПб., 2001. - 18 с.

116. Лысиков А.Б. Изменение некоторых показателей пахотной почвы под действием лесных подстилок // Диагностика, деградация и воспроизводства лесных почв. Тарту, 1987. - С. 57-58.

117. Луценко Т.Н., Аржанова B.C., Ким Н.Ю. Трансформация растворенного органического вещества на вырубках пихтово-елового леса (Приморский край) // Почвоведение, 2006. № 6. -С.674-680.

118. Львов П.Н., Ипатов Л.Ф., Плохов A.A. Лесообразовательные процессы и их регулирование на европейском Севере. М.: Лесная промышленность, 1980. -С. 112.

119. Марченко А.И., Варфоломеев Л.А. О генезисе двучленных почвообразующих пород на Онего-Северодвинском междуречье Л., 1973. - С. 83-128. - (Тр. ЛГПИ им. А.И. Герцена).

120. Машика A.B. Динамика выделения С02 с поверхности ельника черничного // Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно-нарушенных ландшафтах: Матер, междунар. конф. Петрозаводск, 2005. С. 182-183.

121. Мелехов И.С. Лесоведение и лесоводство. М., 1972. - 180 с.

122. Мелехов И.С. Рубки главного пользования. М.: Гослесбумизадт, 1962.329 с.

123. Морозова Р. М. Особенности почвообразовательного процесса на различных стадиях восстановления ельников черничных после вырубки. -Петрозаводск, 19646. С. 74-87.

124. Морозова P.M. Изменение процесса почвообразования под влиянием концентрированных рубок леса // Возобновление леса на вырубках и выращивание сеянцев в питомниках. Петрозаводск, 1964а. - С. 55-73.

125. Морозова P.M., Федорец Н.Г. Земельные ресурсы Карелии и их охрана. -Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2004. 152 с.

126. Морозова P.M. Влияние концентрированных рубок еловых лесов на свойства почв // Матер, конф. Антропогенная трансформация таежных экосистем Европы. Петрозаводск, 2004. - С. 182-184.

127. Надуткин В.Д. Устойчивость тонкомерных деревьев на вырубках // "Вопросы биологии леса (средняя тайга Коми АССР)". Сыктывкар: Коми книжное издательство, 1970. - С.61-70. - (Тр. Коми филиала АН СССР; №19).

128. Научно прикладной справочник по климату СССР Серия 3, части 1-6, выпуск 1 Архангельская и Вологодская области, Коми АССР. Книга 1. - 1989. -485 с.

129. Никитин Е.Д. О биогеоценотических функциях почв. Вестн. МГУ, Сер. Почвоведение, 1977. - №1. - С. 20-25.

130. Никифорова A.C. Железистые новообразования почв южно-таежной подзоны Европейской территории России генезис, свойства, диагностическое значение: Автореф. дис. докт. биол. наук. -М., 1997. -40 с.

131. Никонов В.В., Лукина Н.В. Пространственно-временная изменчивость питательного режима Al-Fe гумусовых подзолов бореальных лесов // Почвоведение, 2000. -№12, С. 1487-1495.

132. Обмен веществ и энергии в сосновых лесах Европейского Севера / Казимиров Н.И., Волков А.Д., Зябченко С.С., Иванчиков A.A., Морозова P.M. -Л.: Наука, 1977.-304 с.

133. Орлов А.Я., Котельников С.П. Почвенная экология сосны. М.: Наука, 1971.-322 с.

134. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. -М: Изд-во МГУ, 1990.-200 с.

135. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Высшая школа, 2005. - 558 с.

136. Орлов Д.С., Садовникова JI.K., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 2002. - 334 с.

137. Орфанитская В.Г., Орфанитский Ю.А. Влияние огневой очистки лесосек на некоторые свойства почвы. Архангельск, 1959. - вып. 19. - С.85-92. - (Тр. Арханг. лесотехн. Ин-та им. В.В. Куйбышева).

138. Орфанитская В.Г., Орфанитский Ю.А. Об изменении химических свойств подзолистых почв при механизированной трелевке леса // Лесн. Журнал, 1959. -№1. С. 34-43.

139. Орфанитский Ю.А. Варьирование некоторых химических свойств подзолистой почвы на вырубке // Почвоведение, 1957. № 10. - С. 104-107.

140. Орфанитский Ю.А., Орфанитская В.Г. О варьировании объемного веса и влажности подзолистых почв на вырубках // Лесн. Журн., 1958. № 3. - С. 5058.

141. Орфанитский Ю.А., Орфанитский В.Т. Почвенные условия таежных вырубок. М.: Лесная промышленность, 1971.

142. Орфанитский Ю.А., Орфанитская В.Г., Куницина И.В. О почвенных условиях луговиковых вырубок,- Основы типологии вырубок и ее значение в Лесном хозяйстве. Архангельск: Издательство института леса и лесохимии АН СССР, 1959. С. 24-36.

143. Основы лесной биогеоценологии / Под ред. Сукачева В.Н., Дылиса Н.В.-М., 1964. 576 с.

144. Паршевников A.JI. Физико-химические свойства почв некоторых типов вырубок Терского лесхоза // Леса Кольского полуострова и их возобновление. -М., 1961. С. 34-38. - (Тр. института леса и лесохимии).

145. Паутов Ю.А., Ильчуков C.B. Пространственная структура производных насаждений на сплошных концентрированных вырубках в Республике Коми // Лесоведение, 2001. № 2. - С. 27-32.

146. Паутов Ю.А. Техногенная структура вырубок основа технологии лесовосстановления. Сыктывкар: Коми НЦ УрО АН СССР, 1992. - 20 с. -(Научные рекомендации - лесному хозяйству; Вып. 98).

147. Перезвоникова В.Д. Динамика зарастания сосновых лесов среднего Приангарья: Автореф. дис. канд. биол. наук. Красноярск, 1996. - 18 с.

148. Побединский A.B. Водоохранная и почвозащитная роль лесов. M., 1979. -173 с.

149. Побединский A.B. Изменение лесорастительной среды под влиянием тракторной трелевки // Лесное хозяйство, 1952. №3. - С. 34-39.

150. Побединский A.B. Рубки главного пользования. М., 1961,- 146 с.

151. Побединский A.B. Рубки главного пользования. М., 1980. - 192 с.

152. Побединский A.B. Рубки и возобновление в таежных лесах СССР. М., 1973.-200 с.

153. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л.: Наука, 1980. - 224 с.

154. Попов А.И., Чертов О.Г. Биогеоценотическая роль органического вещества почв. // Вестник СПбГУ. Сер. 3,1996, Вып. 2. - С.88-97.

155. Посттехногенные экосистемы Севера. СПб.: Наука, 2002. - 159 с.

156. Почвенно-мелиоративное районирование Коми АССР / Забоева И.В., Кононенко A.B., Лавренов А.Г., Казаков В.Г.- Сыктывкар, 1990. 36 с. - (Тр. Коми НЦ УрО РАН, вып. 242).

157. Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. Отв. ред. В.Н. Кудеяров. М.: Наука, 2006. - 568 с.

158. Пристова Т.А. Биологический круговорот азота и зольных жлементов в лиственно-хвойном насаждении подзоны средней тайги: Автореф. дисс. к.б.н. -Сыктывкар, 2003. 20с.

159. Прудов Б.Н., Серый B.C. Изменение почвы под влиянием лесозаготовительной техники // Деградация, диагностика и воспроизводства лесных почв: Тез. докл. Всесоюзн. конф. -Тарту, 1987. С.69-70.

160. Пручкин В.Д. Лесные ресурсы и лесопользование в Республике Коми // Освоение Севера и проблемы природовосстановления: Доклады V Международной конференции. Сыктывкар, 2002. С. 103-107.

161. Путеводитель научной почвенной экскурсии. Лесная зона (сезонно-промерзающие почвы). Сыктывкар, 2002. - 100 с.

162. Путеводитель почвенных экскурсий международной научной конференции "Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах" Морозова P.M., Федорец Н.Г., Бахмет О.Н. Петрозаводск: Изд-во инст-т леса КарНЦ РАН, 2005. - 80 с.

163. Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф. Роль динамики напочвенного покрова в формировании морфогенетического разнообразия почв темнохвойных лесов Сихотэ-Алиня: Тез. докл. IV Дальневосточной конференции по заповедному делу. Владивосток, 1999. - С. 127—128.

164. Пятецкий Г.Е., Морозова Д.М. Изменение физических и химических свойств лесных почв южной Карелии в связи с вырубками леса // Лесные почвы

165. Карелии и изменение их под влиянием лесохозяйственных мероприятий. Вып. 34. - Петрозаводск, 1962. - С. 71-92.

166. Ремезов Н.П., Погребняк П.С. Лесное почвоведение. М., 1965. - 290 с.

167. Ремезова Г.Л., Строганнова М.Н. Пестрота почвенного покрова зеленомошных ельников южной тайги в связи с их парцеллярной структурой // Вест. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 1982. - № 1. - С. 19-26.

168. Росновский И.Н. Повреждение почвы при летних лесозаготовках в Западной Сибири // Лесоведение, 2001. № 2. - С. 22-26.

169. Росликова В.И. Марганцево-железистые новообразования в почвах равнинных ландшафтов гумидной зоны. Владивосток: Дальнаука, 1996. - С. 292.

170. Рожков В.А., Карпачевский Л.О. Лесной покров России и охрана почв // Почвоведение, 2006. -№ ю. С. 1157-1164.

171. Рубцов М.Д. О характере гумуса дерново-подзолистых почв Республики Коми АССР // Современные проблемы гумусообразования. Сыктывкар, 1986. - С. 89-94.

172. Рубцов М.Д. Подзолистые почвы на двучленных породах средней тайги (бассейн р. Луза) // Продуктивность подзолистых почв северо-восточной части Нечерноземной зоны. Сыктывкар, 1989. - С. 15-21. - (Тр. Коми научного центра УрО АН СССР, № 103).

173. Руднева E.H., Забоева И.В., Урусевская И.С. Почвенно-географическое районирование центральной и восточной частей европейской территории СССР // Подзолистые почвы центральной и восточной частей европейской территории СССР. Л.: Наука, 1981. - 200 с.

174. Русанова Г.В. Техногенно-измененные почвы таежной и тундровой зон Республики Коми // Почвоведение, 1995. № 6. - С. 783-791.

175. Русанова Г.В., Цыпанова А.Н., Бушуева E.H. Содержание и некоторые свойства конкреций подзолистых почв среднетаежной подзоны Коми АССР // Почвоведение, 1975. № 6. - С. 3-12.

176. Русанова Г.В. Микроморфология таежных почв. Л.: Наука, 1987. - 152 с.

177. Рухина Е.В. Литология моренных отложений. Л.: Изд-во Ленинград, унта, 1960. - 142 с.

178. Рухина Е.В. Литология моренных отложений. Л.: Недра, 1973. - 176 с.

179. Рыжова H.A. Динамика напочвенного покрова среднетаежных лесов под влиянием рубок. С.70-81. - (Тр. Коми научного центра УрО АН СССР; № 108).

180. Сапожникова В.А. Особенности трансформации органического вещества в почвах сосновых БГЦ при различных экологических условиях: Автореф. дис.канд.биол.наук. М.: 2000. - 22 с.

181. Самбук Ф.В. Растительные ассоциации на желтоподзолистых почвах Коношской дачи Вологодской губернии // Журнал русского ботанического общества. Т. 12. №1-2. - М.-Л., 1927. - С. 33-58.

182. Сборник статей по лесному хозяйству / Арханг. обл. правление НТО лес. пром-ти.- Архангельск, 1958. 91 с.

183. Скляров Г.А., Шарова A.C. Почвы лесов европейского севера. М.: Наука, 1970.-270 с.

184. Смоленцева Н.Л. Поступление и превращение опада в сосново-еловом насаждении на подзолистых почвах Коми АССР: Автореф. Дис.канд. с-х. наук. М., 1979. -17 с.

185. Соколов Д.Ф. Влияние лесной растительности на состав гумуса почв различных природных зон. М.: 1962. - 184 с.

186. Солнцев З.Я. Опыт применения группово-выборочных рубок при реконструкции лесов зеленой зоны // М.:, 1955. - С.129-137. - (Тр. Всесоюз. Заоч. Инст-та; Вып. 1)

187. Сорокин Н.Д. и др. Микробиологическая трансформация растительных остатков и динамика углерода в бореальных лесах Сибири // Лесоведение, 2003. -№ 5. С. 18-24.

188. Структурно-функциональная организация почв и почвенного покрова европейского Северо-Востока. СПб.: Наука, 2001. - 224 с.

189. Суханова Н.П., Гришина JI.A. Опыт изучения дернового процесса в подзолистой почве // ВМУ Почвоведение, 1970. №3. - С. 27-34.

190. Сухарева В.Н. О некоторых изменениях в свойствах почвы после рубки леса//Бюлл.науч.-тех. информ., 1957. -№4. С. 23-24.

191. Татаринов С.Ф. Подзолистые почвы Архангельской области // Почвоведение, 1957. -№ 7. С. 13-21.

192. Тейт Р. Органическое вещество почвы. М. : Мир, 1991. 190 с.

193. Телеснина В.М., Шахин Д.А. Влияние послевырубочных лесовосстановительных сукцессий на лесные почвы (на примере песчаных подзолов средней тайги Западной Сибири) // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение, 1999. - № 2. - С. 37-45.

194. Тонконогов В.Д., Каверин Д.А., Забоева И.В. Особенности почв на двучленных отложениях северо-востока Европейской России // Почвоведение, 2004.-№3.-С. 261-270.

195. Тощева Г.П. Изменение почвенного покрова на вырубках ельников южной тайги: Автореф.канд. дисс., М. 1988. - 22 с.

196. Трубин Д.В. Ведение лесного хозяйства на Европейском Севере России: Матер. Финляндско-российского семинара по лесовосстановлению. Вуокатти, Финляндии: Научный центр Ванта, 1998. - С. 17-23.

197. Трутнев А.Г. О двучленном строении верхних слоев моренных отложений // Изв. государственного геогр. об-ва. M.-JL: АН СССР, 1939. - № 71.-Вып. 7.-С. 1020-1028.

198. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в плодородии. М.: Наука, 1965. - 320 с.

199. Тюрин Е.Г. Воспроизводство хвойных лесов на европейском Севере // Основные направления совершенствования выращивания хвойных лесов. Пермь, 1982.-С. 38-41.

200. Уткин А.И., Замолодчиков Д.Г., и др. Леса России как резервуар органического углерода биосферы // Лесоведение, 2001. №5. - С.8-23.

201. Федорец Н.Г. Почвенные условия вырубок последнего десятилетия // Вопросы лесовосстановления и лесозащиты в Карелии. Петрозаводск, 1983. -С. 4-13.

202. Федорец Н.Г., Бахмет О.Н. Экологические особенности трансформации соединений углерода и азота в лесных почвах. Петрозаводск: Изд-во Кар. НЦ, 2003. - 240 с.

203. Федченко М.А. О групповом составе гумуса подстилки луговиковых и кипрейных вырубок. // Основы типологии вырубок и ее значение в лесном хозяйстве. Архангельск, 1959. - С. 34-36. - (Тр. Института леса и лесохимии АН СССР).

204. Фирсова В.П. Лесные почвы Свердловской Области и их изменения под влиянием лесохозяйственных мероприятий. Свердловск, 1969. - 150 с.

205. Фирсова В.П., Дедков B.C., Павлова Т.С. Морфологическая и химическая характеристика почв вырубок горных еловых лесов Урала // Деградация и восстановление лесных почв. М.: Наука, 1991. - С. 146-156.

206. Фролова Л.Н., Козобродов A.C. Характеристика состава гумуса подзолов соснового молодняка черничного в средней подзоне тайги // Лесной журн., 1965.-№1.-С. 32-36.

207. Холопова Л. Б. Солнцева О.Б. Растительный и почвенный покров через 25 лет после сплошной рубки древостоя // Динамика естественных иисскуственных лесных биогеценозов Подмосковья. М.: Наука, 1987. - С. 5262.

208. Холопова Л. Б. Солнцева О.Н., Запрометова K.M. Особенности растительного покрова и свойств почвы через 10 лет после сплошной рубки древостоя // Журнал общей биологии, 1985. Т. 46. - № 3. - С. 401-408.

209. Хуснетдинова Т.Н. Морфология и микроморфология марганцовисто-железистых новообразований в пойменных почвах поймы долины реки Клязьмы // Экология речных бассейнов. Владимир, 2005. - С. 186-189. - (Тр.).

210. Целищева Л.К. Строганова М.Н., Тощеева Г.П. Диагностика процессов восстановления почв после вырубки леса // Деградация и восстановление лесных почв. М.: Наука, 1991. - С. 125-131.

211. Ценер Г.Г. Почвообразование на вырубках и восстановление лесов в северных лесхозах Казахского Алтая. Лесное хозяйство, 1964. - № 3. -С.35-38.

212. Чернов A.A. Геологическое строение // Производительные силы Коми АССР. Т.1. Геологическое строение и полезные ископаемые. М.: Изд-во АН СССР, 1953.-С. 34-256.

213. Чертов О.Г. Экология лесных земель. Л., 1981. - 192 с.

214. Чертовской В.Г. Заболачивание вырубок и возобновление леса в ельниках-черничниках: Автореф. дис. канд. с-х. наук. Архангельск, 1962. -22 с.

215. Чертовской В.Г. Образование долгомошных вырубок на месте влажных ельников // Основы типологии и ее значение в лесном хозяйстве. Архангельск, 1959. - С. 45-53. - (Тр. Института леса и лесохимии).

216. Чертовской В.Г., Аникеева В.А. Основные типы вырубок на Европейском Севере // Современные исследования типологии и пирологии леса. -Архангельск: инстит-т леса и лесохимии, 1976.- С. 62-71.

217. Шоленинова-Кобелева Т.П. Растительность Усть-Куломского топоэкологического профиля // Вопросы биологии леса (средняя тайга Коми

218. АССР). Сыктывкар: Коми книжное издательство, 1970. - С.87-94. - (Тр. Коми филиала АН СССР; №19)

219. Шугалей JI.C. и др. Взаимодействие леса и почвы (многолетний опыт) // Почвы Сибири, их использование и охрана: Матер, научн. чтений, посвящ. 100-летию со дня рождения Н.В.Орловского. - Новосибирск, 1999. - С. 110-119.

220. Шумаков B.C., Кураев В.Н. Методологические рекомендации по почвенно-экологической оценке вырубок в лесной зоне. М.: ВНИИЛМ. 1985. -34 с.

221. Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов европейского северо-востока / Бобкова К.С., Тужилкина В.В., Сенькина С.Н., Галенко Э.П., Загирова С.В. Сыктывкар: Коми Научный Центр УрО РАН, 1993.-176 с.

222. Экологические основы управления продуктивностью агрофитоценозов Восточноевропейской тундры / Арчегова И.Б., Котолина Н.С., Грунина Л.К., Романова Г.Г., Турубанова Л.П., Братенкова Е.С. Л.: Наука, 1991. - 152 с.

223. Юдин Ю.П. Геоботаническое районирование // Производительные силы Коми АССР. Т.З. Часть 1. АН СССР, 1954. С. 323-360.

224. Bautista-Cruz Angélica and Castillo Rafael F. Soil Changes Düring Secondary Succession in a Tropical Montane Cloud Forest Area // Soil Sei. Soc. Am. J., 2005. № 69. P. 906-914.

225. Berger Torsten W. Auswirkungen der Baumartenzusammensetzung auf den Waldbodenzustand von sekundären Fichtenwäldern und gemischten Fichten-Buchenbeständen // Centralbl. gesamte Forstw., 2001. № 4. - P. 193-215.

226. Bock M D, Van Rees К С J. 2002 Forest harvesting impacts on soil properties and Vegetation communities in the Northwest Tentones. // Can. J. For. Res., 2002. -№ 32.-P. 713-724.

227. Brady N.C. The nature and properties of soils. NewYork: Macmillan Publ. Co., 1984. - 750 p.

228. De Kimble C.R., McKeague J.A. Micromorphological, physical and chemical properties of a podzolic soil with a fragipan // Canad. J.Soil Sci., 1970. V. 50, - № 2.-P. 29-38.

229. Green R.N., Trowbridge R.L., Klinka K. Towards a Taxonomic Classification of Humus Forms // A Publication of the Society of American Foresters, USA, 50p.

230. Gundersen P., Callesen I., Vries W. Nitrate liaching in forest ecosystems is related to forest ecosystems is related to forest floor C/N ratios // Environmental Pollution, №102, 1998. P. 403-407.

231. Hallbacken L., Tamm C.O. Changes in soil acidity from 1927 to 1982-1984 in forest area in south-west Sweden // Scand. J. For. Res., 1986. V. 31. - № 2. - P. 219232.

232. Hope G. D., Billet M.F., Crosser M.S., A review of the export of carbon in river water: fluxes and process. Environ. Pollut., 1994. № 84. - P. 301-324.

233. Kubin E. When to remove Scots pine seed trees. In book: Proceeding of a Nordic Symposium. New stand types in boreal forestry ecological feature and silvicultural conseguences. - Finnish Forest Research Institute. Research Papers, 1998. -№714.-P. 45-53.

234. Nadporozhskaya M.A., et. al. Dynamics of soil organic matter in primary and secondary forest succession on sandy soils in The Netherlands: An application of the ROMUL model // Ecological Modelling, 2006. № 190. - P. 399-418.

235. Olsson B. A. Staaf H. Influence of harvesting intensity of logging residues on ground vegetation in coniferous forests. // J. Appl. Ecol., 1995. № 32. - P. 640-654.

236. Parker Jennifer L. et. al. Effects of Nitrogen Enrichment, Wildfire, and Harvesting on Forest-Soil Carbon and Nitrogen // Soil Science Society of America Journal, 2001. № 65. - P. 1248-1255.

237. Palviainen M., et. al. Change in the above- and below-ground biomass and nutrient pools of ground vegetation after clear-cutting of mixed boreal forest // Plant and Soil, 2005. № 275. - P. 157-167.

238. Palviainen M., et. al. Decomposition and nutrient release from logging residues after clear-cutting of mixed boreal forest // Plant and Soil, 2004. № 263. - P. 53-67.

239. Pennock D.J., Kessel C.V. Clearcut forest harvest impact on soil quality indicators in the mixedwood forest of Saskatchewan, Canada // Geoderma, 1997. -Vol. 75.-P. 1332.

240. Piirainen S. Nutrient fluxes though a boreal coniferous forest and the effects of clear-cutting: Academic dissertation Faculty of Forestry University of Joensuu. Joensuu research centre, 1998. 300 p.

241. Piirainen S., et. al. Effects of forest clear-cutting on the carbon and nitrogen fluxes through podzolic soil horizons // Plant Soil, 2002b. № 239 (2). P. 301-311.

242. Piirainen S. et.al. Effects of forest clear-cutting on the sulphur, phosphorus and base cations fluxes through podzolic soil horizons // Biogeochemistry, 2004. № 69. - P. 405-424.

243. Prescott C. E., Maynard D. G., Laigo R. Humus in northern forests: Friend or foe? // For. Ecol. and Manag., 2000. № 1-2. - P. 23—36.

244. Redding T. E. et. al. Spatial patterns of soil temperature and moisture across subalpine forest-clear cut edges in the southern interior of British Columbia // Can. J. Soil Sci., 2003. № 83. - P. 121-130.

245. Rossen K, Aronson J-A. And Eriksson H. M. Effects of clear-cutting on stream water quality in forest catchments in central Sweden // For. Ecol. Manage, 1996. № 83.-P. 237-244.

246. Quails Robert G. 2004 Biodegradability of Humic Substances and Other Fractions of Decomposing Leaf Litter // Soil Sci. Soc. Am. J., 2004. № 68. -P.1705-1712.

247. Schulze E.D. Air pollution and forest decline in a spruce (Piceaabies) forest // Science, 1989. № 244. - P. 776-783.

248. Winters E. Ferromanganiferons concretions from some podzolic soils // Soil Sci., 1938.-v. 46.-86 p.

249. Ussiri David A. N. and Johnson C. E. Sorption of Organic Carbon Fractions by Spodosol Mineral Horizons // Soil Sci. Soc. Am. J., 2004. № 68. - P. 253-262.

250. Yanai Ruth D., et. al. Detecting Change in Forest Floor Carbon // Soil Sci. Soc. Am. J., 2003. № 67. - P.1583-1593.

Информация о работе

Дымов, Алексей Александрович
кандидата биологических наук
Сыктывкар, 2007
ВАК 03.00.16

Диссертация

Изменение почв в процессе естественного лесовосстановления - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы