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
Напочвенный покров, закономерности его формирования и влияние на жизнь леса
Напочвенный покров в лесу может быть мертвым или живым. В густых древостоях из ели, бука и некоторых других пород солнечные лучи почти не проникают через древесный полог, и почва бывает покрыта лишь мертвыми остатками — опавшей хвоей и листьями, шишками, мелкими ветками. При небольшом количестве проникающих под полог солнечных лучей почву покрывают лишайники, мхи и некоторые тенелюбивые травы.
При редком древесном пологе и достаточном проникновении через него солнечных лучей, а также на прогалинах и полянах напочвенный покров бывает представлен хорошо развитой травяной растительностью.
Видовой состав этого покрова определяется условиями местопроизрастания. Некоторые виды его являются спутниками отдельных древесных пород в определенных почвенных условиях. Так, например, лишайник «олений мох» растет под пологом сосны на бедных, сухих песчаных почвах, а мох «кукушкин лен» — в сосняках и ельниках на более низких местах с избыточно увлажненной почвой.
Кислица, майник — спутники ели на плодородных, хорошо дренированных почвах, а осока и хвощ сопутствуют ели на переувлажненных почвах. Так называемые широколистные травы, как сныть, папоротник и др. — спутники дуба — произрастают на богатых почвах, а звездчатка, перловник и т. д. — на бедных сухих почвах.
Растения, произрастающие на поверхности почвы, образуют живой напочвенный покров — совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, покрывающих почву под пологом леса, на вырубках и гарях (ГОСТ 18486).
Знание живого напочвенного покрова, произрастающего в лесу и на вырубках, необходимо, так как от его численности, степени покрытия и разрастания зависит успешное формирование естественного и искусственного возобновления леса.
Состав живого напочвенного покрова, его распространение зависят от типа леса, формы его и строения. Изменения, происходящие в главном пологе леса (изреживание, опад, вырубка), в значительной степени отражаются на составе, численности покрова и степени покрытия им поверхности почвы.
Под численностью напочвенного покрова понимается количество растений на единицу площади. Очень часто при небольшом количестве растений поверхность почвы покрывается полностью растительным покровом. Это бывает при расселении дерновинных злаков. Поэтому очень важно определять, кроме численности, степень покрытия почвы.
В отдельных случаях живой напочвенный покров является показателем, характеризующим условия местопроизрастания. В зоне лесотундры часто независимо от состояния леса в напочвенном покрове преобладают лишайники, а в зоне дерново-подзолистых лесных почв напочвенный покров более разнообразен и представлен большим количеством видов. Как и древесные растения, напочвенный покров представляет собой явление географическое. Разница лишь в том, что представители напочвенного покрова более чувствительны к изменению не только климата, но и микроклимата. Поэтому в пределах одной географической или лесорастительной зоны растения, например, в сосновом лесу на сухих песках представлены лишайниками, кошачьей лапкой и гвоздикой песчаной, а в сосняках и на суглинках преобладает кислица. Вместе с тем в высокопроизводительных сосняках (на богатых суглинках) с высокой полнотой преобладает кислица, а в тех же сосняках, но разреженных, низкополнотных, кислица исчезает и на ее месте появляются другие, более светолюбивые растения.
Для оценки напочвенного покрова надо определить преобладающие виды напочвенных растений, их численность, ярусность и покрытие почвы, а также длительность их жизненного цикла и тип размножения. Определение видов растений или их состава в натуре осуществляется при осмотре либо в целом участка (типа леса), либо при более детальном изучении на учетных площадках. Общую численность растений устанавливают глазомерно и при помощи учетных площадок. Для общей характеристики покрова достаточно глазомерного метода определения численности растений. При глазомерной оценке численности можно использовать следующие классы обилия растений: 1) массовое — почва покрыта сплошь или более чем наполовину; 2) частичное — почва покрыта менее чем наполовину; 3) редкое — растения распределены единично. В дополнение к численности надо определить ярусность живого покрова. Для лесной зоны России характерны два яруса: травянистый и моховой. Распределение растений при одной и той же численности может быть равномерным, групповым и случайным.
Покрытие почвы растениями выражается суммой проекций надземных частей растений (м2) и определяется в процентах от занимаемой территории. Покрытие растениями почвы может составлять величину больше 100%. Многие растения благодаря преимущественно вегетативному размножению существуют длительное время под пологом леса. Типичные растения тенистых лесов: кислица, выдерживающая очень большое затенение; зеленые мхи, некоторые виды папоротников; черника.
Многие представители напочвенного покрова имеют лекарственное значение. Так, представитель травянистого покрова дальневосточных лесов — женьшень, называемый в народе «корнем жизни», оказывает на человека и животных сильное стимулирующее и тонизирующее действие. Женьшень способствует мобилизации внутренних ресурсов организма, повышает его сопротивляемость и полезен в сочетании с другими, более специфичными средствами при лечении многих болезней.
Спутник тенистых лесов — ландыш майский относится к числу растений, лекарственные свойства которых стали известны людям с древнейших времен и не утратили своего значения в медицине до настоящего времени. В листьях ландыша обнаружены физиологически активные вещества капилляро-укрепляющего, противовоспалительного и сосудорасширяющего действия.
Под пологом широколиственных и хвойных лесов нередко можно встретить отдельными группами и огромными сплошными зарослями папоротники различных видов: мужской, женский, орляк и др. Папоротник прочно занимает место в арсенале важнейших лекарственных средств.
В список лекарственных растений, являющихся представителями напочвенного покрова наших лесов, можно включить также красиво цветущие северные орхидеи, первоцветы, душистый зверобой, валериану, вкусную лесную землянику и многие другие.
ЖИВОЙ НАПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ — совокупность мхов, лишайников, травянистых растений, кустарничков и кустарников, произрастающих лесопокрытых и лесо-непокрытых землях. Живой напочвенный покров состоит из нескольких ярусов. В верхних ярусах в лесах европейской тайги распространены кустарнички — черника, брусника, вереск, водяника; травянистые растения — сныть, герань лесная, таволга вязолистная, борец северный и др. Многие ^ травянистые растения образуют нижний ярус, например: ландыш майский, майник двулистный, ортилия однобокая, кислица обыкновенная и др. Для нижнего яруса характерны мхи, часто образующие сплошной ковер: галокомиум блестящий, плеуроциум Шребера, птилиум гребенчатый и др. В некоторых лесных фитоценозах встречаются лишайники: кладония лесная, кладония рангефирина, или олений мох, кладония альпийская и др.
Живой напочвенный покров влияет на свойства почвы в лесу, микроклимат, возобновление леса,формирование корневой системы древесных растений, определяет среду для прорастания семян, развитиявсходов и самосева древесных пород. Отрицательную роль в возобновлении леса играют задернители почвы, например: злаки из рода вейник, луговик, мятлик и др. На смену корневищным злакам могут прийти рыхлокус-товые, а затем и плотнокустовые, приводящие к заболачиванию лесных земель. В таежных лесах мхи (кукушкин лен и сфагнум) также участвуют в заболачивании почвы. Моховой покров из зеленых мхов сдерживает прорастание семян, т. к. они «зависают» между отдельными растениями и, даже прорастая, погибают. Это особенно отрицательно сказывается на возобновлении сосны. Некоторые виды, например вейник, вызывают не только уплотнение почвы, но и иссушение ее верхних горизонтов, и проростки древесных растений не выдерживают конкуренции за почвенную влагу. Ряд растений улучшает биологические свойства почвы, способствуя ее разрыхлению — вереск обыкновенный, иван-чай узколистный, копытень европейский, вороний глаз, купена. Иван-чай способствует накоплению азота, фосфора и усиливает микробиологические процессы, что благоприятствует прорастанию семян, росту всходов, самосева и подроста.
При оценке влияния живого напочвенного покрова необходимо учитывать географические условия. Например, вереск обыкновенный оказывает положительное влияние на возобновление сосны, способствует разрыхлению почвы, сохранению влаги, в южных районах защищает от губительного влияния солнечных лучей. Однако на северо-западе Европы вереск сильно разрастается, и его заросли (пустоши), наоборот, препятствуют возобновлению сосны. Видовой состав, проективное покрытие и др. характеристики живого напочвенного покрова зависят от состава и стадии развития древостоя, его возраста и полноты. В высокополнотных хвойных древостоях живой напочвенный покров часто отсутствует.
Источник