Состав почвы хвойного леса

Типы лесных почв

Природные условия, существующие на Земле, очень различны. Именно это обусловило такое разнообразное формирование почв по природным зонам. Основные типы почв на суше расположены согласно определенной закономерности, которую первым выявил Василий Васильевич Докучаев — русский геолог, родоначальник школы почвоведения. Им открыты основные закономерности происхождения и распространения почвенного покрова.

В России более 800 млн га (более 45% территории) занято лесами, различными по своему типу: хвойные и смешанные, широколиственные и мелколиственные. Разнообразие лесных массивов дает весьма широкую географию зональности почвенного покрова.

По обыкновению, лесные почвы являются достаточно плодородными. Это происходит из-за того, что зольные вещества, элементы, содержащиеся в листьях и хвое, попадают опять в землю лесов, чего нельзя сказать про сельскохозяйственные земли, с которых все растения убирают. В условиях леса происходит накопление органической массы опада как лесной подстилки, где все вещества потом активно формируют гумус.

Разные породы деревьев по-своему влияют на состояние структуры почвы, процессы воздухообмена и теплообмена, на водный режим. Лиственные деревья помогают насыщать почвенный покров азотосодержащими и зольными элементами. Жизнедеятельность деревьев они способствует процессу нейтрализации кислоты и росту полезных микроорганизмов. Под хвойными деревьями, выступающими подзолообразователями, формируются подзолистые почвы. Хорошо известна привязанность различных пород к той или иной почвенной структуре: сосны хорошо растут на почвах песчаных, а ели предпочитают суглинки, на серых лесных почвах растут дубы и ясени.

Основными типами почв на территориях, занятых различными лесными массивами являются такие типы, как подзолистые почвы, дерново-подзолистые (подтип подзолистых) почвы, серые лесные почвы и бурые лесные почвы.

Подзолистые почвы

Характерное распространение получил тип подзолистых почв в зоне тайги, в районах различных хвойных лесов. Осадков здесь выпадает много, а испаряется значительно меньше, поэтому здесь в почве происходит формирование промывного режима. Лесная подстилка образуется из опавших хвои и веток. При разложении хвои происходит образование кислоты, под ее действием осуществляется распад минеральных соединений и различных органических веществ. Из верхних слоев почвы эти элементы выносятся довольно быстро в нижние слои почвенного покрова. Далее располагается осветленный горизонт подзола. Цвет этого слоя напоминает золу. Под ним плотный слой бурого цвета, в котором содержится достаточно большое количество глины. Подзолистые почвы кислые, процентное содержание в этих почвах гумуса невелико, лишь 1-4%.

Ареалы формирования подзолистых почв имеют распространение на территории лесных массивов, которые располагаются в Сибири, Дальний Восток также обладает значительной площадью распространения подзольных почв.

Чтобы рационально использовать подзолистые почвы в сельскохозяйственной деятельности необходимо проводить известкование, использовать значительное количество удобрений, как минеральных, так и органических. Следует разработать мероприятия по регулированию водного режима, увеличению мощности культурного пахотного слоя. Окультуренные почвы этого типа могут быть использованы для выращивания различных сельскохозяйственных культур.

Дерново-подзолистые почвы

Площади, занятые мелколиственными лесными массивами, где лиственные деревья смешаны с хвойными породами, характеризуются формированием дерново-подзолистых почв. Ареалы распространения их существенны на площадях, занятых лесом, на Восточно-Европейской равнине, присутствует данный тип почвы и в Западной Сибири. Дерново-подзолистые почвы — подтип почв подзолистых.

Параметры, состав дерново-подзолистых почв и подзолистых почв имеют ряд схожих черт. Слой гумуса дерново-подзолистых почв, расположенный под образованной лесной подстилкой, составляет не более 20 сантиметров. За этим горизонтом, окраска которого темно-бурая, располагается бесплодный слой белесого оттенка.

Дерново-подзолистые почвы, по сравнению с подзолистыми почвами, являются более плодородными, потому что минералы и органика не так быстро вымываются водой. Содержание гумуса в дерново-подзолистых почвах составляет 3-7%.

При сельскохозяйственном использовании дерново-подзолистые почвы нуждаются в питательных элементах – азот, калий, фосфор. Увеличение глубины пахотного слоя также дает положительный эффект. Необходимо известкование, что приводит к усилению микробиологических процессов и накоплению питательных веществ. При этом улучшаются процессы аэрации почвы, ее свойства регулирования тепла и водопроницаемость. Необходимо обогащение почвы и органическими удобрениями.

Мерзлотно-таежная почва

На территориях, где произрастают леса с хвойными породами деревьев и где распространена многолетняя мерзлота, идет формирование почв мерзлотно-таежного типа. При наличии мерзлоты в почвенном покрове существует препятствие водному промыванию грунтов, в результате этого вынос солей из почв затруднен.

Для формирования мерзлотно-таежных почв при наличии многолетней мерзлоты также необходимо еще одно условие: их образование должно происходить на фоне континентального климата. Наибольшая глубина мерзлотно-таежных почв составляет не более одного метра. Процент содержания гумуса невелик, это 3-10%.

Мерзлотно-таежные почвы являются характерными для Колымы и Чукотки, для северных участков тайги на территории Забайкалья и Якутии, есть области распространения в зоне средней тайги.

Для использования в сельском хозяйстве мерзлотно-таежные почвы малопригодны. По составу они бесструктурные и почти совсем водонепроницаемы. При распахивании участков с таким почвенным слоем структура почвы и ее свойства становятся только хуже.

Серые лесные почвы

Под покровом лесов, в которых растут деревья широколиственных пород, идет образование серых лесных почв. Для их формирования также необходим континентальный климат, при котором происходит достаточное увлажнение земельного покрова, а количество выпадающих осадков примерно равно их испаряемости. Необходимыми условиями, при которых идет формирование данного типа почв, являются также содержание немалого количества кальция и наличия достаточного объема биомассы. Из-за присутствия кальция в грунте вода не разрушает структуру почвы, поэтому вымывания минеральных элементов в нижние слои не происходит.

Цвет, которым обладают почвы данного типа, серый. Присутствие гумуса в составе серых лесных почв может быть от 2% до 8%. Реакция почвенной среды кислая. Серые лесные почвы по плодородности принято относить к средним.

Распространены типы серых лесных почв по территории России довольно широко, они присутствуют и в европейской части страны, их ареалы распространены и в Западной Сибири, и в Восточной Сибири.

Для того, чтобы повысить уровень плодородия серых лесных почв нужно планомерно проводить увеличение пахотного слоя. Осуществляется это путем постепенного углубления нижних оподзоленных горизонтов. Вместе с этим требуется проведение известкования почв, применение минеральных и органических удобрений. Севооборот должен быть организован так, чтобы выполнялись функции почвозащитные, выполнять работы по снегозадержанию, предусмотреть организацию водных объектов и полезащитных лесных полос.

Бурые лесные почвы

В зонах, на которые распространяется область умеренного теплого климата, на территориях, занятых различными лесами (смешанными, хвойными и широколиственными) происходит формирование бурых лесных почв. Лесная подстилка представляет собой опавшую листву. Образующийся при этом слой составляет пять сантиметров. Следующий — плодородный слой, его мощность достигает 20-30 сантиметров. Глина, слой которой следует потом, составляет 15-40 сантиметров. Эти почвы имеют бурый цвет. Выделяют несколько подтипов этих почв.

На территории России бурые лесные почвы имеют распространение на Дальнем Востоке, характерны они также для предгорий Кавказа.

Бурые лесные почвы активно используются под лесными угодьями. Их сельскохозяйственное использование обусловлено пригодностью для выращивания различных культур – зерновых и технических, овощных и плодовых. Хорошие результаты выращивания на этих почвах дают чай, виноград, цитрусовые и кормовые культуры.

Источник

*§ 48—2. Биом северных хвойных лесов — тайга

Оглавление

Биом тайги. Географическое положение

Северные хвойные леса — тайга — являются одним из крупнейших лесных биомов суши. Полоса хвойных лесов расположена в высоких северных широтах между 50° и 70° северной широты, к югу от тундры и к северу от листопадных лесов и степей умеренной зоны. Такие леса характерны только для Северного полушария. Они протянулись через всю Северную Америку и Евразию.

В Южном полушарии леса такого типа практически отсутствуют, вероятно, потому, что в зонах с подходящим климатом очень мало земель. В горных районах такие леса встречаются выше уровня лиственных лесов.

Почвы

Для тайги характерны почвы подзолистого типа. Малая мощность гумусового слоя, кислая среда, накопление подстилки — характерные черты почвенного профиля таежных лесов.

Климат

Климат в тайге холодный, со среднегодовыми температурами от +5 до – 5 ○ С. Уровень осадков варьирует от 200 до 750 мм в год. Большая часть осадков выпадает в виде снега. Зимы в хвойном лесу холодные, продолжительные и сухие, с коротким световым днем и небольшими снегопадами. Лето в тайге относительно короткое и прохладное с длинным световым днем. Летом температура воздуха невысока, поэтому влага мало испаряется, из-за чего во время вегетационного периода земля остается очень влажной.

Температурные условия в тайге меняются от прохладных до исключительно холодных. Самый теплый месяц имеет температуру от +10 ○ С до +19 ○ С, а самый холодный — от –9 ○ С до –52 ○ С. Полюс холода Северного полушария лежит в пределах именно этой зоны. Вегетационный период довольно короткий, около 3—4 месяцев.

Продуценты

Доминирующая жизненная форма продуцентов представлена здесь хвойными вечнозелеными деревьями: елью, пихтой, сосной и лиственницей. На протяжении всего года для хвойных лесов свойственна сильная затененность, поэтому кустарниковый и травянистый ярусы обычно развиты слабо.

По экологическим особенностям и флористическому составу различают растительные сообщества темнохвойных и светлохвойных таежных лесов. Более характерной и распространенной является темнохвойная тайга из ели, пихты, сосны сибирской кедровой (кедра сибирского). В состав светлохвойной тайги входят сосна обыкновенная, некоторые американские виды сосны, лиственницы сибирская и даурская. Древесные породы могут образовывать чистые (еловые, лиственничные) или смешанные (елово-пихтовые) сообщества. Коренные хвойные леса в отдельных местах после пожаров и вырубок сменяются производными, вторичными мелколиственными (березовыми и осиновыми) лесами.

Вертикальная структура в северных хвойных лесах относительно проста и представлена следующими ярусами:
1) древесный;
2) травянистый или травянисто-кустарничковый;
3) моховой.

В древесном ярусе тайги, как указано выше, главную роль играют хвойные деревья. Видовой состав древостоя особенно беден в тайге Европы и Западной Сибири, богаче — в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке и относительно богат в Северной Америке, где имеется по нескольку видов тех же родов темнохвойных пород, что и в Евразии (ель, пихта). Кроме того, в Северной Америке широко представлены тсуга и псевдотсуга, отсутствующие в Евразии.

Травянисто-кустарничковый ярус в тайге Евразии однообразный — черника, брусника, кислица. В северо-американской тайге в состав этого яруса входит много форм, близких к евроазиатским, — кислица, седмичник и др.

Моховой ярус представлен мхами и лишайниками и хорошо развит в темнохвойной тайге. Он очень важен для питания многих животных. Этот ярус обладает высокой влагоемкостью и хорошо проводит тепло. Поэтому почвы темнохвойных лесов зимой могут сильно промерзать.

В моховом ярусе также обильно представлены грибы, например белый гриб, сыроежки, маслята, растущие под сосной и лиственницей, подберезовики и подосиновики, связанные с мелколиственными деревьями, развивающимися на месте сведенных темнохвойных лесов. Их гифы образуют микоризу (грибокорень) и доставляют необходимые минеральные вещества растениям, а они в свою очередь обеспечивают гриб продуктами фотосинтеза — углеводами. Явление микоризы в темнохвойных таежных лесах встречается особенно часто. Плодовые тела многих грибов, образующих микоризу, съедобны для человека и животных.

В тайге хвойные деревья являются доминирующей растительной формой, так как они наиболее приспособлены к холодным условиям. С их пирамидальной кроны легко скатывается снег, не обламывая ветви. Они имеют игольчатые листья, которые покрыты толстым слоем кутикулы, что позволяет лучше переносить холод. Эпидермис листьев состоит из клеток с сильно утолщенными стенками и содержит устьица, погруженные в углубления, что при малой наружной поверхности листьев существенно снижает испарение воды. Эти приспособления очень важны даже для болотистой тайги, где вода может быть в замороженном состоянии большую часть года. Для широколиственных деревьев вегетационный период намного короче, чем для хвойных, и это преимущество позволяет хвойным растениям доминировать в холодном таежном климате. У всех вышеназванных деревьев образуются шишки. Семена в шишках остаются защищенными до тех пор, пока шишки не раскроются и семена не упадут на землю. Некоторые виды млекопитающих и птиц могут раскрывать шишки и использовать семена в пищу.

Биомасса в пределах тайги заметно колеблется в зависимости от типа леса, возрастая от лесов северной тайги к лесам южной. В сосняках северной тайги она составляет примерно 50—200 т/га, средней тайги — до 260 т/га, в ельниках южной тайги — около 350—400 т/га.

Годичная продукция лесов северной тайги также ниже — около 4—6 т/га в год, южной тайги — до 8—10 т/га.

Консументы

Состав консументов хвойного леса в целом относительно небогат как в качественном, так и в количественном отношении. Среди хищников преобладают представители семейства куньих, кошачьих и псовых: норка, горностай, рысь, тигр уссурийский, росомаха, соболь, лисица, волк, а также один из самых крупных наземных млекопитающих — медведь бурый. В некоторых регионах тайги, где растет больше лиственных деревьев, из копытных встречаются марал, косуля, олени северный и благородный, лось. Довольно многочисленны зайцы, бурозубки, мыши, полевки, белки, летяги, бурундуки.

В тайгу на лето прилетает множество насекомоядных птиц. Они улетают сразу же, как заканчивается период гнездования. Птицы, питающиеся семенами и всеядные, живут в тайге круглый год: вьюрок, воробей, глухарь, тетерев, рябчик, кедровка, клест.

В таежном лесу по сравнению с лесотундрой благоприятнее условия для жизни консументов. Здесь больше оседлых животных. Поэтому различия в зимнем и летнем составе консументов в темнохвойной тайге менее резки, чем в тундре и лесотундре. Многие растительноядные виды зимой питаются не травянисто-кустарниковыми растениями, а ветками деревьев: например лось, заяц. В тайге отмечается самое большое разнообразие пушных зверей: соболь, куница, ласка, белка, ондатра, горностай.

В зимний период подавляющее число видов беспозвоночных, все земноводные и пресмыкающиеся, а также некоторые виды млекопитающих погружаются в анабиоз, оцепенение или зимнюю спячку.

Для некоторых животных незаменимым кормом является хвоя, например для шелкопряда непарного, производящего настоящее опустошение лесов на больших территориях. В темнохвойной тайге весьма многочисленны первичные (повреждающие здоровые деревья) и вторичные (повреждающие ослабленные деревья) вредители древесины — жуки усачи и их личинки, короеды. Эти насекомые-вредители представляют серьезную угрозу для хвойных лесов.

Повторим главное. Биом северных хвойных лесов находится к югу от тундры и к северу от листопадных лесов и степей умеренной зоны. Почвы подзолистого типа. Климат в тайге холодный (среднегодовая температура –5—+5 ○ С). Количество осадков 200—750 мм в год. Вегетационный период 3—4 месяца. Среди продуцентов доминируют хвойные вечнозеленые деревья (ель, пихта, сосна и лиственница). Они создают сильную затененность, поэтому кустарниковый и травянистый ярусы обычно развиты слабо. Хорошо выражен моховой ярус с обилием грибов, образующих микоризу с древесными растениями. Запас гумуса небольшой, но накоплено много подстилки. Среди консументов преобладают млекопитающие (представители семейств куньих, кошачьих и псовых) и птицы, питающиеся семенами или всеядные. Большинство беспозвоночных, все земноводные и пресмыкающиеся зимой впадают в анабиоз или оцепенение. Большую угрозу для северных хвойных лесов представляют насекомые-вредители (шелкопряд непарный, жуки усачи, короеды).

Проверим знания

1. Охарактеризуйте особенности климата в биоме тайги. Какие экологические факторы являются лимитирующими?
2. К какой жизненной форме относятся основные продуценты хвойного леса? Назовите представителей.
3. Как изменяется биомасса тайги с севера на юг? Объясните причину.
4. Объясните с экологической точки зрения преобладание в тайге хвойных деревьев.

1. Объясните, почему в тайге большой запас детрита, но малая мощность гумусового слоя.
2. Как соотносятся биологическая продуктивность и биомасса тайги? Объясните причину такого соотношения с учетом особенностей условий среды.
3. Какие экологические проблемы испытывает тайга в настоящее время? Предложите пути их решения.

Индивидуальное домашнее задание. Используя текст и рисунки электронного приложения, а также дополнительные источники информации, распределите типичных обитателей тайги по трофическим уровням и составьте сеть питания, включающую как минимум четыре вида продуцентов.

Источник