Лесное почвоведение — назначение и определение
Почва является природным телом и тем ресурсом, который сложно возобновить естественным путем. Она появилась в результате выхода на земную поверхность горных пород из-за того, что действовал ветер, была влага, поступающая из атмосферы, менялся климат и изменялась температура воздуха. На таких породах развивались микроскопические живые организмы, они разрушали породы. Потом на разрушенных породах поселились мхи и лишайники, их разлагали микроорганизмы. Так образовался главный органический элемент почвы – гумус, в котором содержались питательные вещества, нужные растениям.
Появившиеся различные виды растений и животных до конца разрушили горную породу и превратили ее в почву. Ее обогащают органические вещества, которые появляются после разложения микроскопическими организмами отмерших растений. Гумус минерализируется и с помощью микроскопических организмов становится доступен для питания растений. Но он нужен также и для образования структуры почвы – прочных комков. Самая лучшая структура для почвы – мелкокомковатая либо зернистая.
Почва на разных растительных и климатических территориях различна. Меняют ее и различные живые существа, климатические условия, деятельность людей (не всегда полезная и нужная). Люди вносят в нее удобрения, тем самым обогащая ее. Так почва повышает свою способность к плодородию. Если почву эксплуатировать неправильно, то почвенный покров нарушается, она заболачивается и засаливается, теряется ее плодородие.
Почву изучает наука под названием почвоведение. В общем смысле почвоведение является биологической наукой, изучающей появление и развитие различных видов почв и ее главного свойства – плодородия, а также изучающей строение, состав и характеристики всех видов почвы на нашей планете и их распределение по всему земному шару. Главными задачами данной науки стали исследование условий обеспечения наиболее эффективного почвенного плодородия и создание методов его обеспечения на всех видах почвы.
Люди с давних времен изучают почву в качестве главного средства работы, связанной с земледелием. Скорее всего, впервые люди познакомились с почвой, когда перестали собирать дикорастущие ягоды, фрукты, пригодные к еде коренья и грибы, а начали выращивать на полях злаковые культуры и обрабатывать почву.
Поначалу информация о почве была скудной и неполноценной, но человечество развивалось, а вместе с ним совершенствовались и усложнялись техника и методы обрабатывания почвы. Сведений о почве стало больше, их в итоге систематизировали. Почву успешно изучили жители Древнего Египта, Вавилона, Ассирии, Древней Греции, Древнего Рима, Китая и Индии. Уже тогда почву орошали, удобряли и старались улучшить качество почвы и повысить ее плодородие, чтобы получать хороший урожай (иначе мог наступить голод).
Почвоведение в нашей стране появилось в конце девятнадцатого столетия, его основал Василий Васильевич Докучаев. Он первым обнаружил, что плодородие является главным почвенным свойством, и что в составе почвы есть как живые так и неживые компоненты в отличие от горных пород. А Павел Андреевич Костычев развивал агрономческое направление почвоведения, исследуя взаимодействие почвы и растений, а также процессы образования плодородия.
Наиболее важно изучать почву для развития сельского хозяйства, чтобы повысить плодородность почвы, знать, как правильно использовать удобрения и проводить мелиорационные мероприятия, разрабатывать агротехнические приемы.
Почвы лесов и их изучение
Почвоведение стало базой для специализированного научного направления для лесоводства, лесных растений, устройства лесных насаждений и лесной мелиорации. Оно называется лесное почвоведение.
Почвоведение лесов изучает лесорастительные характеристики почвы и дает лесоводственную оценку. Все это является базой для лесоводства и лесоразведения. Данное почвоведение раскрывает значение почвы при формировании и поддержке хорошей производительной способности леса, а еще значения деревьев в управлении водным режимом и динамикой почв на определенной территории.
Лес является главным элементом биосферы. Ученные подсчитали, что территории, которые покрыты левами, занимают четыре миллиарда гектар (это примерно такая же площадь, какую занимают все сельскохозяйственные угодья). Если использовать лес нерационально или вообще уничтожить все леса на планете, то все люди погибнут, так как не будет достаточного количества кислорода и воды на Земле.
Леса содержат примерно восемьдесят процентов живого вещества всего земного шара. Они хоть и занимают третью часть суши, но распределены неравномерно. На территории Российской Федерации и Канады лесов значительно больше, чем территорий без леса. Наша страна является одной из богатейших лесом государств. У нас двадцать два процента мировых лесных угодий. В нашей стране более сорока процентов территории покрыто лесами.
С севера на юг количество тепла возрастает, а количество влаги уменьшается. Это ведет к изменениям почвы и леса.
Их последовательность такова:
- тундровые почвы
- мерзлотно-глеево-подзолистые почвы
- кустарники и низкие леса(как хвойные, так и лиственные)
- таежные почвы
- подзолистые, подзолисто-глеевые, дерново-подзолистые и болотные почвы
- смешанные лесами (в них есть и хвойные, и лиственные деревья)
- лесостепные почвы
- серые лесные почвы и черноземные почвы (мощные)
- широколиственный лес
- степные почвы
- черноземные (со средней мощностью) и каштановые почвы
- лес оазисного вида (либо естественного леса вовсе нет)
- пустынные почвы
- бурые и светло-каштановые почвы
- нет естественного леса
Почвы лесов формируются под влиянием растений, которые произрастают на данной территории (особенно деревьев). Деревья влияю на количество гумуса в почве, на процессы выщелачивания и подкисления, на появление оползней.
Разные виды деревьев оказывают разное влияние на почвенную структуру, на ее химический, водный, тепловой и аэрорежимы, на почвенную микрофлору. Все это происходит из-за разных систем корней и иных отличий.
Некоторые виды деревьев положительно влияют на почву (лиственница, вяз, береза, ольха), а другие деревья оказывают отрицательное влияние на нее (ель).
Деревья, на которых растут листья, дают почве мягкий гумус, азот, золу, уменьшают кислотность почвы, способствуют развития благотворной микрофлоры, образуют бурый лесной вид почвы и чернозем. Хвойные деревья дают почве грубый гумус, образуют подзолистый вид почвы. Чтобы улучшить лесорастительные характеристики почвы лучше всего чередовать хвойные и лиственные деревья.
Различные виды деревьев приурочены к определенным видам почвы, а именно: обычно сосна растет на песчаной почве, ель – на суглинке, липа – на глинистой почве, дуб и ясень – на серых лесных почвах и на черноземных почвах, ольха – на перегнойных почвах, осина – на полугидроморфных легких почвах.
Почвы лесов в основном являются плодородными. Листва растений опадает, образуя лесную подстилку на почве, так появляется гумус. Для растений он является питательной средой, получается своеобразный круговорот.
Во время пожара в лесу, лесная подстилка на почве выгорает до слоя минералов либо сгорает совсем, так повреждаются корни деревьев. К примеру, ели могут сгореть совсем, а сосны и лиственные деревья сгорают процентов на тридцать от своего начального количества.
Почвообразованию способствуют почвоохранная и водоохранная функции леса. Чем старше лесные насаждения, тем больше меняется их влияние на почву. Например, когда лес совсем молодой, то в почву попадает большой и плодородные опад. Когда насаждения осины и ели уже перестояли, то суглинок очень уплотняется, появляется подзолисто-гелевый слой почвы. Если почвы тяжелые, то полная вырубка хвойных деревьев приведет к появлению болот.
Почвоведение лесов и лесоведение стали научной базой для увеличения эффективности лесных насаждений, мероприятий по мелиорации лесной зоны, а также агролесомелиоративных мероприятий.
Из всего выше сказанного можно сделать вывод о том, что почвоведение лесов является важным научным направлением для рационального использования лесных угодий со всеми их запасами и сохранения лесных территорий всей Земли.
Источник
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