Почвы хвойно-лесной зоны » Детская энциклопедия (первое издание)
Эрозия почв и борьба с ней
Черноземные почвы степи
К югу от тундры на многие сотни километров раскинулось зеленое море лесов. Это таежная зона. В СССР она тянется широкой полосой с запада на восток, в Западной Европе занимает Скандинавский п-ов, в Америке — Канаду и прилегающие к ней части США.
На севере растут главным образом хвойные леса, на юге — смешанные, хвойно-лиственные. В речных долинах и на равнинах лесной полосы много болот и лугов. Травянистые растения в хвойных лесах почти не находят себе приюта. Зато здесь пышно разрастаются различные мхи, полукустарники и травянистые тенелюбивые растения: черника, брусника, папоротник и др.
Почвы таежной зоны подзолистые. Так их называют потому, что они очень светлые, пепельно-серые, похожие на золу.
Отмершие части деревьев, кустарников и мхов под густым сомкнутым покровом леса разлагаются; при этом образуются органические кислоты, растворимые в воде.
Они легко вымываются, а вместе с ними из почвы вымываются и полезные для растений вещества. Таким образом, в верхнем, слое подзолистой почвы не накапливается ни перегноя, ни растворимых солей, поэтому он беден питательными веществами. Толщина, или мощность, этого слоя 20—30, а иногда и 35 см. Состоит он главным образом из тончайшей кварцевой пыли и кремнезема, чем и объясняется его светлый, пепельно-серый цвет. В подзолистой почве отсутствует комковатая структура: без перегноя и кальция она не может образоваться. Органические кислоты, которые образуются при разложении древесных и моховых остатков, делают почву кислой.
Леса, луга, поля на дерново-подзолистых почвах в окрестностях Москвы.
Эти природные свойства почвы неблагоприятны для развития культурных растений, и агротехника разработала ряд мер, в том числе известкование, которые улучшают подзолистые почвы для земледелия.
В таежной зоне Восточной Сибири широко распространена вечная мерзлота. Она залегает здесь несколько глубже, чем в тундре, и хотя она охлаждает почву, но не мешает развитию лесной растительности.
Растения тайги приспосабливаются к мерзлоте: у деревьев развивается неглубоко проникающая в почву корневая система.
На юге лесной зоны тайга сменяется хвойно-лиственными лесами. Здесь на поверхность почвы проникает больше света, и в лесах появляются травянистые растения. Наиболее характерные из них — кисличка, копытень, звездчатка.
Травянистые растения смешанных лесов обычно растут очень близко друг к другу и своими корнями образуют прочную дерновину. Отмирающие и перегнивающие части ее обогащают верхний слой почвы темным перегноем. Поэтому почвы здесь имеют сверху дерновый перегнойный слой буровато-серого цвета, а под ним — подзолистый. Эти почвы называют дерново-подзолистыми. Они менее кислы, чем подзолистые почвы, и в верхнем, дерновом слое содержат питательные вещества. Чем толще дерновый слой, тем тоньше подзолистый, и наоборот. В хорошо развитом дерновом слое может образоваться комковатая структура.
Дерново-подзолистые почвы по мощности дернового и подзолистого слоя делят на дерново-слабоподзолистые, — среднеподзолистые и сильноподзолистые.
Слабоподзолистые почвы наиболее благоприятны для земледелия.
Для улучшения структуры, понижения кислотности и повышения урожайности подзолистых и дерново-подзолистых почв широко используют навоз и минеральные удобрения (известь и др.). С этой же целью зерновые и технические культуры чередуют в севообороте с многолетними травами — клевером и тимофеевкой.
К югу от зоны тайги располагается полоса лиственных лесов и лесостепи.
Почвы этой зоны значительно богаче и плодороднее таежных. Они имеют более темный мощный перегнойный слой. Подзолистость сравнительно невелика, кислотность незначительна. Называются они серыми лесными почвам и. Эти почвы переходные от дерново-подзолистых почв к чернозему.
Если в дубовом лесу выкопать яму, то под верхним темно-серым слоем можно обнаружить почву, состоящую из мелких серых комков, которые легко отделяются друг от друга и рассыпаются в массу комочков величиной в 1-2 см. Это и есть серая лесная почва. Она обладает довольно благоприятной структурой для земледелия и значительно плодороднее подзолистой.
Однако запасов питательных веществ в серых лесных почвах немного, и они сравнительно быстро истощаются. Прочность структурных комков этих почв невелика, и при низкой агротехнике они легко разрушаются.
Нарезка борозд культиватором-окучником на колхозных полях.
Районы серых лесных почв в СССР используются под сельское хозяйство с глубокой древности. В результате мелкого крестьянского землепользования при очень низкой агротехнике эти почвы сильно истощились и разрушились атмосферными водами.
Крестьяне пахали свои узенькие делянки как придется, и часто борозды на пашне шли вдоль склона. Дождевые и талые снеговые воды легко превращали борозды в промоины, а затем и в овраги. Теперь на землях колхозов и совхозов широко применяется вспашка поперек склонов. Это задерживает и ослабляет силу текучих поверхностных вод.
Большое значение в борьбе со смывом пахотного слоя имеет закрепление склонов травами. Комковатая структура почвы, которая образуется многолетними травами, предохраняет верхний плодородный слой от смыва.
В борьбе с эрозией почв здесь весьма полезны также полезащитные лесные насаждения. Они регулируют поверхностный сток воды, преграждают ему путь и предотвращают размывы почвы.
Кроме СССР, серые лесные почвы распространены в Северной Америке (на юге Канады).
В более влажных и теплых климатических условиях образуются близкие к серым лесным почвам бурые лесные почвы. Они формируются главным образом под буковыми лесами и широко распространены в Западной Европе, Северо-Восточном Китае и на Атлантическом побережье Северной Америки. При правильной обработке бурые лесные почвы дают высокие урожаи.
Под жестколистными лесами в областях с сухим летом и влажной зимой образуются коричневые и подзолисто-коричневые почвы. Они богаты перегноем и обладают значительным плодородием.
Под перегнойным слоем этих почв часто наблюдаются выделения углекислой извести. Коричневые почвы распространены по берегам Средиземного моря и на Тихоокеанском побережье Северной Америки. Они широко используются под зерновые, виноград, табак и другие культуры.
В СССР небольшие площади бурых лесных и коричневых почв есть на Южном берегу Крыма, в Грузии и в Азербайджане.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Эрозия почв и борьба с ней
Черноземные почвы степи
Влияние леса на почву
Благодаря глубоким корням, деревья вовлекают в биологический круговорот все новые порции питательных веществ. Древесные породы потребляют меньше зольных элементов для своего роста, чем сельскохозяйственные культуры, поэтому сделан вывод о почвоулучшающем значении леса.
Высокими
почвоулучшающими свойствами отличаются
акация желтая, ракитник, дрок, на корнях
которых поселяются клубеньковые
бактерии, усваивающие азот воздуха.
Обогащение почвы азотом происходит в
основном через растительный опад. Кроме
того, в процессе жизнедеятельности
клубеньковых бактерий образуется
аммиак, который растворяется в почвенных
водах, и может поглощаться растениями
непосредственно, либо после процесса
нитрификации.
На корнях ольхи, облепихи, лоха поселяются актиномицеты, а затем и клубеньковые бактерии. Постепенно они становятся симбионтами, получая из растений минеральные и углеродсодержащие вещества, предоставляя ему ассимилированные азотистые соединения
Положительная роль некоторых пород (особенно акации белой, лиственницы) заключается в сильном разрыхлении почвы разветвленной корневой системой. Листья ясеня, клена остролистного, граба содержат наибольшее количество зольных элементов. Опад бука, дуба, березы, лиственницы, бузины имеет высокую концентрацию азота, а листья липы, осины, вязов, ясеня, дуба и бузины обогащают почву кальцием и способствуют ее структурному образованию.
Почвоулучшающая
роль березы, липы, ясеня, вязов, граба,
лиственницы, лещины, бересклета,
можжевельника, рябины, клена татарского
заключается в быстром разложении их
опада, более полном вовлечении содержащихся
в нем химических элементов в новый цикл
биологического круговорота.
Длительное произрастание одной хвойной породы усиливает процесс оподзоливания, что приводит к резкому падению продуктивности древостоев. Это подтверждает западноевропейский опыт с монокультурами ели и сосны, когда после вырубки дубово-буковых древостоев были посажены лесные культуры ели европейской. К возрасту спелости они имели высокую продуктивность — 430-480 м3/га, но второе поколение монокультур росло хуже, отмечалась деградация, раннее старение деревьев и разрушение насаждений. Сосна оказывает оподзоливающее действие в меньшей степени, чем ель.
В
лесных условиях часто наблюдается
явление потери плодородия, т.е. почва
утрачивает способность обеспечивать
растения необходимыми химическими
элементами. К этим явлениям относятся:
заболачивание,
токсикоз почвы, кислые осадки (кислотные
дожди), эрозия,
вырубка леса,
корчевание пней,
лесные пожары, рекреационная нагрузка,
подтопление, затопление и др.
Заболачивание
почвы может
происходить из-за прохладного и влажного
климата (таежная зона европейской части
России). При разрушении древостоя
заболачивание может принять интенсивный
характер, и заболоченный лес в слабосточных
понижениях через несколько поколений
может перейти в категорию болот. Избыток
влаги вытесняет кислород из корнеобитаемого
горизонта почвы. В нем развиваются
восстановительные процессы, образуются
закисные соединения, происходит оглеение
грунта, который менее проницаем для
воды. Это подавляет жизнедеятельность
почвенных беспозвоночных животных,
микроорганизмов и связанные с ней
биохимические процессы гумификации и
минерализации органического вещества.
Идёт накопление неразложившихся
растительных остатков. Уменьшение
количества подвижных питательных
веществ и ослабление при этом дыхательных
и сосущих функций корней деревьев
нарушают деятельность фотосинтетического
аппарата, что вызывает падение прироста
общей фитомассы и древесины.
Токсикоз почвы может возникать при длительном произрастании древесной породы (особенно хвойной) на участке леса. Накопление органических кислот способствует появлению в почвенном растворе ионов алюминия в высоких концентрациях, вредных для растений. Отрицательно влияют на рост ели подвижные формы марганца, а присутствие солей алюминия и железа токсично и для микроорганизмов, разлагающих подстилку.
Одной из причин почвенного утомления при длительном произрастании одного вида является накопление аллелопатически активных веществ (колинов), выделяемых корнями.
Кислые
осадки (кислотные дожди).
Кислый дождь имеет рН = 2,5-5,5 и содержит
серную, азотную, а иногда и соляную
кислоты. Лесные почвы от таких осадков
становятся более кислыми, в них
увеличивается содержание серы, активного
алюминия, железа, подвижной ртути.
Со
стоком дождевой влаги по стволу в
приствольную почву попадают металлы,
происходит накопление свинца и меди.
Эрозия почвы — разрушение верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.
Значительно обедняется почва после сплошных рубок на склонах гор и оврагов, когда наряду с поверхностной эрозией, происходит и внутрипочвенная. Вследствие быстрой минерализации остатков растений, мелкозем не удерживается в верхних слоях скелетных почв и проникает сначала вглубь, а потом боковым внутрипочвенным стоком перемещается из верхних и средних частей склона в нижние слои. Иногда он выходит на поверхность, и смывается горными потоками в долины. В Орловской, Курской, Воронежской и других областях наблюдается рост оврагов после интенсивных ливней и обильного снеготаянии.
Вырубка
леса.
Исследования
отечественных и зарубежных ученых
показали, что при сплошной рубке с
трелевкой деревьев с 1 га вывозится
250-400 кг азота, 250-300 кг калия, 120-150 кг
фосфора.
Потери азота с вывозимой
древесиной восстанавливаются в
биогеоценозе за счет процесса азотфиксации
и поступления азота аммиака с осадками
через 50 лет, потери кальция и магния
восстанавливаются за значительно
больший промежуток времени.
Корчевание пней. Плодородие почвы резко падает из-за ухудшения ее физических свойств: снижения скважности и водопроницаемости, особенно на тяжелых суглинках и глинистых почвах, обеднения верхних горизонтов. При корчевании перемешиваются горизонты почвы, и малоплодородные слои часто оказываются на поверхности.
Лесные
пожары ухудшают лесорастительные условия,
переводят азот в газообразное состояние,
и до 90% его улетучивается в атмосферу. Они
уничтожают подлесок из ценных
почвоулучшающих растений, оказывают
губительное влияние на живой напочвенный
покров, почвенные мезофауну и микробоценоз.
Быстро загораются и погибают кустистые
лишайники, зелёные мхи, вереск,
быстровысыхающие злаки (вейники,
полевицы, мятлик, белоус, щучка, и др.
).
Уничтожение лесной подстилки уменьшает количество азота в почве. При лесном пожаре в почву поступает значительное количество зольных элементов, доступных для растений, но снижается кислотность почвы и общее количество валового азота в ней. В отдельных случаях после пожаров наблюдается уплотнение почвы и увеличение влажности её верхних горизонтов. На сухих почвах происходит снижение влажности, колебание термического режима.
При слабых низовых пожарах возрастает активность микробоценоза, но после лесных пожаров средней интенсивности, при выгорании гумуса биологическая активность почвы снижается. Гибель деревьев в виде ветровала после низовых пожаров приводит к избыточному накоплению влаги в нанопонижениях. В результате снижаются дренированность почвы, жизнеспособность деревьев, сохранившихся после пожара. На них образуются пожарные подсушины, сухобокость, что сокращает выход деловой древесины.
Лесные
пожары влияют на лесовозобновительные
процессы, смену пород, динамику типов
леса.
Рекреационная нагрузка.При уплотнении почвы резко снижаются ее водо- и воздухопроницаемость, порозность; ухудшаются условия дыхания корней, и корневая система приобретает поверхностный характер.
Увеличение поверхностного стока воды может привести к возникновению на склонах водной эрозии почв. На песчаных почвах может наблюдаться ветровая эрозия.
С уплотнением почвы деградирует древесно-кустарниковая растительность, ухудшается питание деревьев, т.к. на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных – переувлажненной. Ухудшение питания снижает биологическую устойчивость деревьев, задерживает их развитие. Заметно уменьшается ежегодный прирост биомассы, особенно у хвойных деревьев.
В чем разница между городской почвой и лесной почвой?
Не нужно иметь большого опыта в садоводстве или ландшафтном дизайне, чтобы заметить, что посадка деревьев в городах сильно отличается от посадки деревьев в лесной среде.
Причин тому много, но, пожалуй, самая большая – это разница в составе почвы.
Что мы имеем в виду, когда говорим, что городские почвы негостеприимны для деревьев? Почва имеет шесть основных свойств, важных для роста растений: структура, текстура, рН, плотность, органическое вещество и питательные вещества. Все это влияет на его плодородие как среды для выращивания и подвержено деградации и осложнениям в городских районах.
Структура
Структура относится к форме, размеру, прочности и расположению частиц почвы в агрегатах (также называемых педами или крошкой). Структура формируется активностью почвенных организмов, ростом корней, циклами замерзания/оттаивания и многим другим. Структура почвы создает макропоры (где удерживается вода) и микропоры (где удерживается воздух), которые необходимы для роста корней.
Для строительства несущих конструкций, таких как здания и дороги, грунт необходимо сильно уплотнить. Это разрушает структуру почвы, заполняя поры частицами почвы и устраняя пространство для воздуха и воды.
Без воздушного пространства для проникновения и обеспечения газообмена, а также без воды для переноса и транспортировки питательных веществ корни не смогут расти и питать дерево. Хотя технически под большинством тротуаров может быть почва, если она сильно утрамбована, она становится функционально бесполезной с точки зрения дерева.
Текстура
Структура почвы описывает ее относительную тонкость или крупность, особенно в отношении песка, ила и глины. Этот состав во многом определяет почву — например, насколько хорошо она удерживает воду, уровень емкости катионного обмена (CEC) и буферную способность. Текстура — важная характеристика, о которой следует помнить при выборе насаждений; не все деревья одинаково хорошо растут на всех почвах.
Хотя естественные (естественные) почвы часто имеют хорошее качество, они не всегда превосходят искусственные или измененные почвы для роста растений. Некоторые из них являются очень сложными средами для выращивания. Важно вдумчиво подобрать растение к условиям почвы, чтобы увеличить их шансы на успех.
pH
pH является мерой кислотности или щелочности почвы. Весь диапазон рН колеблется от нуля до 14, но лишь небольшая его часть — от 6 до 6,5 или около того — благоприятна для большинства деревьев. pH почвы влияет на то, какие организмы присутствуют в пищевой цепи почвы, а также на доступность минеральных элементов (которые поглощаются водой) для дерева. Деревья будут бороться в почвах, которые либо слишком щелочные, либо слишком кислые.
«Управляемые» почвы имеют тенденцию к снижению рН. Известкование может исправить этот недостаток в краткосрочной перспективе, но крайне сложно внести долгосрочные коррективы в уровень pH.
Плотность
Почвы естественного происхождения обычно имеют стабильные показатели уплотнения (объемной плотности), но при этом способствуют росту растений.
Городские почвы, как упоминалось выше, часто сильно уплотняются, чтобы соответствовать стандартам безопасности и инженерным нормам для зданий и дорог. Почва с высокой объемной плотностью обычно не имеет достаточного пространства для макро- или микропор, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха и воды, что имеет решающее значение для роста корней.
Причина, по которой Silva Cell является таким ценным инструментом, заключается в том, что она может поддерживать требования к загрузке, создавая пустое пространство, которое нужно заполнить слегка уплотненной посадочной почвой.
Органическое вещество
Органическое вещество является важным компонентом здоровой почвы, поскольку оно является основой жизни в почвенной пищевой сети. Чтобы было ясно, деревья не «потребляют» органические вещества. В лесных условиях органическое вещество пополняется за счет разлагающегося дерна и организмов. В городских условиях деревья способны сами пополнять органические вещества почвы (подробнее об этом в другом посте). В целом органическое вещество почвы занимает меньший процент от общего объема, чем предполагают многие.
Питательные вещества
Деревья сами производят пищу посредством фотосинтеза, но им по-прежнему требуются питательные вещества для общего состояния здоровья. Макронутриенты (азот, фосфор и калий — это те, о которых вы услышите больше всего) необходимы в больших количествах, а микроэлементы — в меньших количествах.
Доступность питательных веществ будет зависеть от многих факторов, и при необходимости следует вносить удобрения, когда анализ почвы или листвы указывает на их дефицит.
Растения не могут поглощать питательные вещества без достаточного увлажнения, поэтому участки с плохим дренажем — обычная проблема сильно уплотненных почв и участков с большим количеством дорожного покрытия — могут ограничивать поглощение питательных веществ и создавать трудные условия для выращивания.
Заключение
В дополнение к влиянию на эти основные свойства почвы, перечисленные здесь, городская среда также оказывает влияние на другие факторы, такие как антропогенные материалы, загрязняющие вещества и т.д. Городские почвы также, как правило, содержат меньше органического вещества, которое является основой жизни почвенной пищевой сети и важным фактором в создании структуры почвы.
Понимание характеристик почвы — это только отправная точка для понимания того, чем и почему городские почвы отличаются от лесных, а также их влияние на здоровье и выживаемость деревьев.
Движение воды вокруг участка и через него, которого я коснусь здесь лишь косвенно, является примером еще одного чрезвычайно важного фактора участка, который изменяется и часто нарушается в городских районах.
Сохранение качества почвы перед застройкой (например, поддержание гидрологических условий перед застройкой) является постоянной проблемой в застроенной среде, где продолжается строительство и разработка. Однако при продуманном планировании и усилиях на протяжении всего процесса проектирования и строительства нарушение почвы можно свести к минимуму. Естественные почвы являются гораздо более ценным ресурсом, чем думает большинство людей, и их сохранение должно быть приоритетом.
Эта запись в блоге была первоначально опубликована в 2014 году.
Почвоведение / CC BY 2.0
Что такое лесная почва?
17 мая 2020 г.
Лесная почва представляет собой набор слоев, которые перекрываются так называемой «основной породой» , геологической местностью. Эти различные слои различаются по своей толщине, цвету, строению и раскрывают путем наблюдения и анализа не только историю строения почвы, но и ее природу, чтобы определить наиболее подходящие породы деревьев.
Морфология лесных почв
Когда мы наблюдаем за лесной подстилкой, то, конечно же, присутствует гумус (более подробно мы рассмотрим в следующей статье). Это то, что наиболее быстро наблюдается. Но здесь мы хотим описать то, что ниже, , которое представляет собой как крепление деревьев, так и их кладовую и резервуар для воды : почва, состоящая из слоев, «минеральных» горизонтов , расположенных над коренной породой.
Почва состоит из нескольких горизонтов, состоит в основном из трех элементов, чем-то напоминает торт . Чтобы сделать хороший торт (или печенье), мы обычно добавляем масло, муку и сахар в разных пропорциях в зависимости от консистенции, а точнее текстуры, которую мы хотим получить.
После интеграции других элементов, таких как яйца, мы получаем окончательную структуру торта. Для пола то же самое, мы собираемся найти (в порядке возрастания размера элементов) глину, ил и песок в очень различных количествах, в основном в результате выветривания коренных пород и миграции различных элементов.
Вокруг или между этими компонентами поток воды и воздуха . Они могут быть очень рыхлыми или состоять из агрегатов, что создает промежутки, то есть микропоры или макропоры, в которых будет скапливаться вода, независимо от того, поступает ли она из-за инфильтрации в землю или поднимается за счет капиллярного действия грунтовых вод, присутствующих в земле. Эта структура также позволяет аэрировать почву и искать корни деревьев, которые приходят, чтобы найти все, что им нужно.
В первых слоях почвы мы также найдем органические вещества, включенные в минеральные горизонты , который возникает в результате преобразования биомассы, поступающей непосредственно от деревьев.
Как образуется лесная почва
Грунт – это место встречи минерального мира, возникающего в результате разложения скальной породы, материнского материала с органическим миром, происходящего из растительности, постепенно осевшей на этом материал.
Чтобы синтезировать, почва является результатом двух основных факторов:
- Выветривание коренных пород , материнская порода, под влиянием климата , следовательно, различных атмосферных явлений (осадки и температура), а также под действием растительности, биологических агентов, которые изменят исходный материал более или менее быстро в зависимости от их природы (часто под действием корней) и степень кислотности.
- Наконец, он возникает в результате накопления и включения органического вещества que, о котором мы упоминали выше : оно включается в минеральные толщи благодаря биологической и фаунистической деятельности почвы.
