От чего лес очищает почву

Лес и почва: взаимное влияние

С древних времен лесоводы уделяют огромное значение вопросу почвы на своих территориях. И это неспроста: «какой грунт, таким и лес будет» — говорят в народе по сей день. На самом деле не что иное, как почва влияет на плодородие леса, его красоту и богатство видов растений.

Издавна лес разделили на две приблизительно равные группы: по мокрому (уйта) и по суходолу (новина). Люди стали различать почвы и делить их на еловые, сосновые и так далее. Очень интересно то, что современный человек до сих пор склоняется к тому мнению, что раньше лесоводы совершенно не имели понятия о том, как связаны между собой лес и почва, и что нужно делать, чтобы лес стал продуктивнее. История говорит о том, что древний человек был не в силах различить почву, где нужно сажать ель, а где какое-нибудь широколиственное дерево.

Но на дворе 21 век, а значит, наука идёт впереди нас и теперь не стоит беспокоиться о том, что насаждения не смогут дать результат, ожидаемый обществом. А сейчас стоит подробнее рассмотреть влияние почвы на лес, и наоборот. Ведь лес невозможно рассмотреть без почвы, а почву – без растений.

Как почва воздействует на лес?

Корневая система любого дерева, кустарника или травяного растения непременно зависит от мощности почвы и её свойств. Как пример тому можно рассмотреть сосну: данное дерево наделено стержневой корневой системой в том случае, если оно растет на сильных и богатых влагой почвах; на сухих же почвах у него формируются дополнительные поверхностные корни, предназначенные дня того, чтобы впитывать влагу извне.

Как ни странно, качество самой древесины также определяется плодородием почвы. Такая же сосна послужит доказательством данному факту. Если дерево растет в местах почвы из песка, то его древесина будет иметь более высокое качество, а если почвенный покров чрезмерно богат, то ствол сосны будет рыхлым на поверхности.

Данные примеры доказывают то, что лесоводство – это отрасль, в которой геологические условия учитываются в первую очередь, они важнее всего. Рельеф земли, материнская порода – факторы, напрямую влияющие на качество леса. Можно отметить, что корни некоторых деревьев проникают в самый грунт, значит, важна в данном случае и материнская порода. Таким образом, уровень грунтовых вод нередко является рубежом проникновения корневой системы растения вглубь. Но всем известно, что материнская порода в большой мере оказывает влияние на почву, а значит, возвращается к тому, что почвенный покров распространяет своё действие на лес уже вдвойне.

Все процессы, происходящие на территории леса, достаточно легко объяснить. Доказательством можно представить тот факт, что и сосна, и ель, и лиственница сибирского типа выглядят здоровыми и красивыми по очень интересной причине: со стопроцентной вероятностью в почвенном разрезе на не очень большой глубине можно обнаружить пласт известняков (до 600-700 м3/га насеверо-востоке Европы люди имеют дерева в своём запасе). Существует явление и противоположное приведенному выше: в местах залегания доломитов лиственные деревья и кустарники становятся слабыми, а потом и вовсе умирают. Таким образом, если человек в яме замечает доломит, а вокруг не видит ни одного дерева, то он суверенностью может утверждать то, что ранее на этом месте тянулась к небу лиственница. Такая разница объясняется тем, что в ситуации, где древостой выглядит шикарно, почва имеет большое количество гумуса и разнообразных питательных элементов. В том случае, когда деревья скорее всего и вовсе исчезнут, почвенный покров состоит из песка и очень беден на питательные вещества.

Необходимо учитывать и тот факт, что чем масштабнее система корней у растения и чем глубже её элементы проникают в землю, тем меньше питательных веществ они могут достать из почвы. Это и объясняет то, почему корни деревьев нередко растут над землёй. На глубине 1-2,5 метра свойства почвы начинают терять свой вес — в итоге свойства изменяются на слабовыраженный их характер.

Взаимодействие корневой системы и почвы рассмотрено полностью. Но стоит уделить особое внимание наличию влаги в земле. Дело в том, что даже влага бывает разных видов. И не для каждого растения она полезна. Если почва чрезмерно увлажнена, то это совершенно не даёт гарантии того, что на ней будет развиваться огромное количество живых организмов. Наоборот, такую среду обитания выберут считанные растения. Такое место выберет сосна, но только в том случае, если почва не слишком бедна кислородом. Если рассматривать данную картину в общем виде, то можно сделать вывод, что в южных странах обилие грунтовых вод положительно влияет на рост растительности, а в северных регионах данные процесс может вызвать повышенную болотистость или даже снижение бонитета.

Особенность лесных пород в том, что они имеют более блеклую способность потреблять химические элементы из почвы по сравнению с культурами сельскохозяйственного назначения. Именно это даёт объяснение тому, что деревья не требуют специального ухода и в минимальной степени привередливы к различным факторам роста (таким, как климат, почва и так далее). Однако высокопроизводительные деревья будут расти лишь в местах, где земля имеет большое количество таких элементов, как азот и зольные элементы. Лиственные породы отличаются большим содержанием золы (а именно 5-10%), чем хвойные (1-4 %). Количество зольных элементов обязательно меняется с возрастом растения.

Существует 3 группы растений, которые различают по их требовательности к плодородию земли:

Отличаются средней требовательностью

Имеют повышенную требовательность к почве

Шелюга, сосна обыкновенного происхождения, белая акация

Кедр сибирский, ель обыкновенная, лиственница

Грецкий орех, дуб, пихта

В итоге можно отметить, что разные растения требуют разное количество определенных элементов. Если в почве много кальция, то присутствует большая вероятность того, что именно на этом месте вырастет ель, ясень или бук. Если в почвообразующих наносах большое количество карбонатов, она подходит для лиственных деревьев, но менее благоприятна для сосны.

Яркой особенностью почвенного покрова леса является то, что он формируется под воздействием растительности, произрастающей в лесу.

Как лес воздействует на почву?

Этот вопрос весьма многогранен, ведь чётко нельзя сказать, усугубляет лес почву или же делает её лучше. Причём, данная тема касается как пространства, так и времени. Данная многогранность проявляется в следующих фактах:

Воздействие на почву, её уровень влажности и микроклимат полога леса;
Взаимодействие корней деревьев с почвенным покровом, их воздействие на физиологическом, а также на химическом уровнях;
Изменение почвы из-за всевозможных микроорганизмов и различных живых существ, имеющих место в лесу.

В результате данных вмешательств почва наделяется специфическими особенностями. Они кроются в режимы температуры покровов леса, их влажности, химическом составе и богатством микроэлементов различного происхождения.

Далее будут приведены доказательства, основанные на примерах. Они объяснят то, почему лес имеет огромное влияние на почву:

Температурный режим лесных почв намного ниже, чем в других местах по одной простой причине: растительность леса является в данном случае своеобразным защитным слоем от прямых солнечных лучей. Можно отметить и то, что в таких местах невозможно наблюдать низкие перепады почвенной температуры;
Корни различных пород деревьев и кустарников значительно влияют на влажность почвы, наполненность её кислородом, уплотненность и некоторые иные особенности физического происхождения;
Существует такое понятие как «леснойопад». Это совокупность листьев, хвои, сучьев, иголок, ветрей и иных элементов растительного мира. Эта растительность образуют центральную основу для создания гумуса, а также лесной подстилки. Дело в том, что именно эти части растений весьма богаты азотом, а также зольными веществами. Составом и количеством «лесного опада» в огромной степени определяется процесс формирования почвенного покрова.

Учёные разработали даже определенное разделение на группы рассматриваемых подстилок, защищающих лесной покров. Выделяют следующие группы:

Фульфатная с практически отсуствующим гумусонакоплением и отношением гуминовых кислот к фульвокислотамменее 0,2. В данном случае действие на минеральную часть почвы очень агрессивно;
Гуматно-фульватная имеет среднее гумусонакопление, отношение кислот 0,2 – 0,5 и слабоагрессивное воздействие на минеральную часть почвы;
Фульватно-гуматная группа определяется таким же уровнем гумусонакопления, как и предыдущая группа, отношением кислот 0,5 – 0,7 и слабоагрессивным воздействием;
Гуматная имеет интенсивный способ гумусонакопления, отношение кислот более 0,7, а также аккумулятивное действие на часть почвы, богатую минералами.

В заключение можно сделать вывод о том, что почва и лес – это единая экосистема, функционирование отдельных частей которой практически невозможно или приводит к существенным изменением (в случае, если не брать лес в рассмотрение). Почвенный покров влияем не только на количество леса, но и на его качество, плодородие. В свою очередь, лес имеет большое значение для образования качественной почвы. Таким образом, происходит круговорот почва – лес – почва, и данный факт в очередной раз является доказательством тому, что два рассматриваемых элемента представляют собой сложноорганизованную экосистему, взаимозависимость элементов которой достаточная велика.

Источник

Воздействие лесов на почву

Лесная растительность с момента образования сомкнутого древостоя активно воздействует на почву, изменяя ее свойства.

Происходящие изменения в почве связаны с видовым составом лесообразующих пород лесного биоценоза. Направление, интенсивность и устойчивость этих изменений под влиянием насаждений зависят также от многих условий: типа почвы, физико-географической среды, климатических особенностей.

Интерес к вопросу о взаимосвязях между древесной растительностью и почвами обусловлен его практическим значением. Изучение этих взаимосвязей служит обоснованием одной из средообразующих функций леса.

В недалеком прошлом почвы определяли по породному составу леса. Лучшими считались почвы на участках под широколиственными лесами, средними — под сосновыми и худшими — под кустарниками. При стихийном использовании природных богатств, особенно при подсечно-огневой системе земледелия, когда почву для возделывания сельскохозяйственных культур подготавливали путем сжигания вырубленного леса, почвы участков, расчищенных из-под леса, быстро и сильно разрушались, и даже тучные черноземы через определенный период превращались в сыпучие пески, а благодатные местности с преобладанием лесных и лесостепных ландшафтов становились пустынями.

Система «лес — почва» выполняет в биосфере наиболее важные функции, обеспечивающие само существование жизни. Среди этих функций можно отметить: непрерывно протекающий процесс биогенного накопления трансформированной и перераспределенной солнечной энергии и постоянное поддерживание на Земле общемирового круговорота химических элементов, особенно таких, как кислород, водород, углерод, азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий и микроэлементы. Если исключить аллювиальные почвы мелководий, то почву можно рассматривать как типичный продукт живого вещества, вышедшего на сушу.

Почвообразующая способность леса проявляется в накоплении органической массы, в создании более благоприятных условий для развития почвенной фауны, в заметном улучшении физических свойств почвы. Для решения вопроса о почвообразующей роли леса, в том числе и о возможности формирования черноземных почв под ним, необходимы данные о количестве годового прироста древостоя и отпада органической массы, а также о характере процесса разложения органической массы в лесу и в открытой степи. В настоящее время уже доказано, что при прочих равных условиях лесные ландшафты характеризуются наибольшей продуктивностью, а в связи с этим они являются наиболее мощными почвообразователями.

Среди растений нет специфических «черноземообразователей», какими раньше считались ковыль, типчак и другие степные виды травянистых растений. Гумус накапливается в почве под влиянием всех наземных растений, а интенсивность его накопления зависит от их продуктивности. На лесных участках образуется мощный гумусовый горизонт почвы, аналогичный гумусовому горизонту настоящих черноземов. При этом процессы накопления гумуса и формирования гумусового горизонта почвы происходят под всеми лесными насаждениями. Типы почв на лесных и степных участках в лесостепной зоне аналогичны. Образование таких почв на различных породах (на песке, глине, граните и пр.) обусловлено тем, что они «растут вверх» за счет накопления минерального материала и органической массы ежегодного опада. Поэтому при прочих равных условиях мощность лесных почв больше, чем степных. С применением новых методов исследования (радиоуглеродной хронологии, спорово-пыльцевого анализа) установлено, что образование и накопление минерального субстрата современных почв не связано с эпохами оледенений, а происходит в настоящее время за счет отложений продуктов эрозии. Средняя скорость его накопления за период продолжительностью 10—12 тысячелетий составляет примерно 0,1 мм в год.

Эти сведения о почвообразовательном процессе являются подтверждением формирования черноземных почв под лесом и убедительным доказательством того, что черноземные почвы лесных ландшафтов более мощные по сравнению с почвами открытых степных ландшафтов.

Все почвенные разности, в том числе и черноземные, образовались при комплексном воздействии на минеральный субстрат древесной, кустарниковой и травянистой растительности, а также почвенной фауны и микроорганизмов. Чисто степных или чисто лесных почв в природе нет. Однако лесная фаза почвообразования была наиболее длительной и сложной. Под влиянием лесной растительности за 50—100 лет обыкновенные черноземы в своем развитии приближаются к мощным черноземам, а южные — к обыкновенным, темно-каштановые почвы — к южным черноземам, светло-каштановые — к каштановым, бурые легкосуглинистые и супесчаные — к светло-каштановым. Мощность гумусового горизонта почвы на участках лесных насаждении по сравнению с открытыми степными в зоне обыкновенных черноземов в культурах увеличивается в среднем на 1 см за 10 лет, а содержание гумуса на 0,01—0,03% в год.

Влияние лесной растительности сказывается и на физических свойствах почвы, которые являются не только важнейшим условием, но и непосредственно действующим, а часто и решающим экологическим фактором плодородия почвы. Лесная растительность, развивая мощную корневую систему в поверхностных горизонтах почв, создает лучшие условия для аэрации водопроницаемости, изменяет влагоемкость, улучшает структуру и другие свойства почвы. Изменение физических свойств почв происходит под действием изменяющихся в связи с составом насаждений обмена веществ между почвой и лесом, характера распространения и количества корней, заселенности дождевыми червями и другими представителями почвенной фауны.

По литературным данным, направление изменений некоторых физических свойств почв в результате изменения видового состава древесного полога неодинаково. Отрицательное воздействие березняков на плотность и скважность дерново-подзолистой почвы в Подмосковье по сравнению с влиянием ельников отмечено В. С. Шумаковым. По наблюдениям автора, 30-летнее произрастание березы на месте елового древостоя привело к значительному уплотнению верхнего 20-сантиметрового слоя (плотность увеличилась на 0,13 г/см 3 ), снижению на 4% общей скважности и на 5% эффективной порозности.

Изменения физических свойств почв под березняками, сменившими ельники, в Татарской АССР носят положительный характер: в горизонте A₁ под пологом березняка плотность почв на 0,17 г/см 3 ниже, чем в еловом лесу. Отмечено улучшение физических свойств почв при поселении березы на месте сосняков. На большое рыхлящее и оструктуривающее влияние березы на почву обращает внимание С. В. Зонн.

Примесь березы к ели в количестве 0,2 от общего запаса улучшает структуру почвы. В. С. Шумаков констатирует положительное влияние березы в составе хвойного древостоя на водопрочность и состав почвенных агрегатов, если количество стволов березы в насаждении составляет более 1/3 общего их числа.

В почвообразовательном процессе лес принимает непосредственное участие, так как способствует накоплению органического вещества на поверхности почвы и внутри ее. Корни его деревьев глубоко проникают в почву, увеличивая с возрастом радиус круговорота питательных веществ, улучшая физические свойства гумусовых горизонтов и надежно удерживая почву от размывов в горных условиях. На физические свойства различных почв в разных типах леса наиболее отчетливо влияет видовой состав насаждений.

В настоящее время все очевиднее становится тот факт, что состояние почвенного покрова и его качество теснейшим образом связаны с наблюдающимися уже сегодня изменениями баланса кислорода и углекислоты в атмосфере, уменьшением запасов биологически чистой воды и эвтрофикацией водоемов. В этом проявляется особая планетарная роль почвенного покрова Земли. Поэтому задачи охраны и повышения почвенного плодородия в нашей стране с первых дней существования социалистического государства приобрели первостепенную важность.

В «Основах земельного законодательства Союза ССР и союзных республик», принятых Верховным Советом СССР в 1968 г., записано, что Земля — важное богатство советского общества — является главным средством производства в сельском хозяйстве и пространственным базисом размещения и развития всех отраслей народного хозяйства. Научно обоснованное, рациональное использование всех земель, охрана и всемерное повышение плодородия почв являются общенародной задачей.

При современном уровне знаний и технических возможностей среди главных компонентов биосферы только почва представляет собой наиболее управляемый компонент. Поэтому в настоящее время, применяя различные формы агротехники, удобрения и мелиораций, в первую очередь следует искать пути к повышению биологической продуктивности каждого участка земли, вовлекаемого в хозяйственную деятельность в лесном и сельском хозяйствах.

Почва является непременным соучастником всех основных функций проявления жизни на земле. Это ее участие осуществляется в системе организм — почва, в которой сложными трофическими цепями связаны между собой все растительные организмы, траво — и плотоядные животные и паразиты. Конечный продукт этих трофических цепей — почвенный гумус. Это наиболее существенный результат почвообразовательного процесса. Почвенный гумус, представляя собой продукт метаболизма и отмирания, накапливается в почве и образует на суше особую «гумусферу», которая является областью наибольшей концентрации организмов и энергии солнца.

Всякий лесной биогеоценоз по отношению к продуктам геохимического круговорота выступает как система, обладающая определенной емкостью поглощения. Она складывается в результате суммарной аккумуляции биофилов в трех ярусах биогеоценоза: древесном пологе в процессе фотосинтеза, в лесной подстилке и в почве. Емкость поглощения лесного биогеоценоза является «защитным» свойством по отношению к выщелачиванию подвижных продуктов биологического круговорота за пределы корнеобитаемого слоя.

Особую роль в лесном биогеоценозе играет лесная подстилка, которая, будучи надпочвенным образованием и продуктом готового цикла биологического круговорота веществ, находится в тесных парагенетических взаимосвязях с подстилающей ее почвой. Она является аккумулятором не только биофильных элементов, но и энергии.

Регулируя состав и свойства лесообразующих древесных пород, можно соответственно изменять свойства лесных подстилок и тем самым оказывать влияние на эффективное плодородие почвы. Следует подчеркнуть, что повышение плодородия лесных почв с помощью биологических средств мелиорации следует осуществлять не столько путем интенсификации обмена веществ в системе лес — почва, сколько путем усиления процессов аккумуляции, т. е. увеличения общей емкости поглощения лесного биогеоценоза. Почва, обладая высокой емкостью поглощения, в определенной мере и до определенного предела выступает в качестве природного очистителя.

Источник