Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка «Вепсский лес» (стр. 2 )

В результате процесса альфегумусового подзолообразования дифференциация профиля по содержанию оксидов железа и алюминия достигает максимума и затрагивает все гранулометрические фракции (Тонконогов, 2009). В подзол-элювоземах, где горизонт E формируется в маломощном песчаном наносе, подстилаемом глинами, иллювиальный горизонт не формируется (Тонконогов, 2008). Для подзолистых и дерново-подзолистых почв характерны процессы селективного оподзоливания, при котором избирательно разрушаются наименее устойчивые минералы илистой фракции, а также лессиваж – миграция и аккумуляция илистой фракции без разрушения (Тонконогов, 2008, 2009). По мнению (2008), область распространения элювиального, подзолистого и срединных горизонтов в основном определяются гранулометрическим составом почвообразующего субстрата. Подзолистый горизонт приурочен к песчаным отложениям и относительно мощным легким суглинкам, элювиальный – к легким суглинкам, близко подстилаемым тяжелосуглинистым текстурным горизонтом.

  (2009) отмечает, что дифференциация природы внутри однородного в климатическом отношении региона определяется минеральным составом, физическими свойствами, сложением и строением (рельефом) поверхностных отложений, т. е. с исходной неоднородностью минерального фундамента.

Состав и продуктивность лесов сильно различаются на участках, разных по свойствам почвы. Обычно под лесом развивается поверхностный горизонт подстилки (О), благодаря произрастанию леса меняется микроклимат на поверхности почвы, а также ее физические, химические и биологические характеристики. Отдельное дерево может влиять на почву в радиусе 10 м и более, в сравнении с 1-5 м для кустарников и 0,1-0,5 м для травянистых растений. Изменение и пространственное варьирование свойств почвы вокруг отдельных деревьев формируются за счет распределения влаги и растворенных веществ, стекающих по стволу и просачивающихся через древесную крону, и поступления листового и корневого опада (Binkley and Giardina, 1998). В смешанных лесах качественные различия опада различных видов деревьев могут быть ведущим звеном в формировании пространственных закономерностей распределения почвенных организмов  и некоторых свойств почвы, таких как содержание органического углерода и рН (Ettema and Wardle, 2002). Для лесных экосистем характерен рост почвенного разнообразия за счет биомеханического (ветровалы) и биохимического воздействия деревьев (Samonil et al. 2014).

Чертову (1981), изучаемая территория относится к подгруппе лесных земель на двучленных наносах дренированных равнин и склонов различной крутизны с ельниками черничными и кисличными зеленомошными. Производительность древостоев на этих землях выше, чем на дренированных песках и супесях. Отмечается характерная особенность гидрологического режима этих земель: наличие в апреле-мае и сентябре-ноябре поверхностного горизонта почвенно-грунтовых вод (верховодки) на границе с подстилающим суглинком. Это явление имеет большое экологическое значение, т. к. препятствует использованию лесной растительностью в период ее интенсивного роста потенциально более богатой подстилающей породы. В модергумусовых и модермуллевых почвах на этих землях в толще гумусового горизонта регулярно регулярно обнаруживал угольки, а на поверхности – следы уборки камней. Признаки давнего окультуривания отмечали на этих землях также и (1975). Также в пределах участка встречается и другой тип земель: лесные земли на суглинках моренных бескарбонатных дренированных равнин и пологих склонов с ельниками черничными и чернично-кисличными зеленомошными. В условиях хорошего дренажа здесь образуются модергрубогумусные  и модергумусные почвы разной степени подзолистости, а под лиственными древостоями – модермуллевые и реже муллевые подзолистые почвы. Образование гумусового горизонта в последних, по мнению (1981), безусловно, связано с окультуриванием, мощность этого горизонта приближается к 13-15 см.

Рис.1. Фрагмент схемы типов гумуса почв лесной зоны (1981)

Схема типов гумуса, представленная , восходит к типам гумуса Ф. Дюшафура (1970), который в хорошо аэрируемых почвах выделял мюлль (гумус включен в глинисто-гумусовый комплекс), модер (органическая и минеральная составляющие перемешаны не полностью, гумусово-глинистый комплекс отсутствует) и мор (органогенный горизонт, не смешанный с минеральными горизонтами). Формирование трех типов гумуса является проявлением существующей на биогеоценотическом уровне связи между составом растительных сообществ, почвенной биотой и плодородием почв. Тип гумуса обусловлен качеством растительного опада (различные виды растений формируют опад разного качества), составом микроорганизмов и почвенной фауны  (Ponge, 2003).

Согласно определителю серий типов леса (Федорчук и др., 2005), на изученной территории на вершинах холмов выделяются серии черничная на дренированных суглинках и двучленных наносах (ЧЕРГ) и кисличная на дренированных бескарбонатных суглинках и двучленных наносах (КИСГ). Для той и другой характерно постоянное присутствие в напочвенном покрове индикаторных видов группы майника. В этих эдафических условиях устойчивость ели как лесообразующей породы очень высока. Авторы отмечают, что почвы лесов серии ЧЕРГ характеризуются бедностью азотом, сильнокислой реакцией, ненасыщенностью основаниями, однако благоприятны для произрастания довольно продуктивных еловых, сосновых и мелколиственных древостоев. В травяно-кустарничковом ярусе лесов кисличной серии обычно преобладает кислица, иногда в сочетании с черникой, а наряду с видами группы черники и майника, встречаются и виды группы перловника (на нашем участке – сныть, вороний глаз,  грушанка круглолистная и щитовник мужской).  Свойства почвообразующих пород  в сериях ЧЕРГ и КИСГ различаются мало. Формирование различных типов биогеоценозов связано преимущественно с изменением экологических свойств верхних горизонтов почвы. Преобладают дерново-подзолистые и грубогумусные почвы. По сравнению с ельниками черничными, почвы содержат несколько больше азота и несколько менее кислые.

По мнению (2009), для оценки трофности местообитаний важны гранулометрический состав почвенно-грунтовой толщи и содержание фосфора и калия в корнедоступных минеральных горизонтах. По мнению этого автора, биогенное накопление как валовых, так и подвижных форм фосфора и калия в органогенных горизонтах существенно не проявляется в богатстве местообитаний, т. к. в органической форме эти элементы недоступны растениям. Из элементов минерального питания особенно выделяет фосфор, необходимый для фиксации атмосферного азота.

Нико ван Бреемен (van Breemen, 1993) отмечает, что фосфор, возможно, главный элемент минерального питания, запасы которого относительно ограничены в большинстве природных экосистем. Мобильность фосфора очень низкая. Низкая подвижность фосфора обусловлена его низкой растворимостью, усилена эффективным поглощением элемента растениями, накоплением фосфора в органическом веществе и сорбцией/осаждением на аморфных вторичных оксидах железа и алюминия в почвах. Ван Бреемен полагает, что и закрепление фосфора оксидами находится под контролем биоты и может рассматриваться как часть биотического цикла фосфора. Его гипотеза основана на том, что 1) вторичные оксиды алюминия и железа образуются при биологически опосредованном выветривании первичных минералов; 2) они часто осаждаются под влиянием Fe-окисляющих бактерий; 3) эти оксиды могут сохраняться в аморфном состоянии благодаря взаимодействию с гумусовыми веществами. Фосфор, ассоциированный с такими аморфными оксидами, может извлекаться растениями более эффективно, чем из термодинамически стабильных кристаллических фосфатов алюминия и железа. 

Растения могут влиять на плодородие почв через следующие процессы (Разнообразие и динамика, 2013):

поглощение элементов питания; химическое выветривание горных пород; поступление элементов питания с опадом, а для деревьев – и со стволовыми и кроновыми водами; перераспределение осадков, света и тепла; разложение и минерализацию органического вещества, формирующегося из растительных остатков разного качества.

Корневые системы растений оказывают влияние на физические и химические свойства почв, ее биологическую активность (Звягинцев и др., 2005).

В лесных биогеоценозах в процессе старения и вывала деревьев образуются окна. Этот процесс сопровождается педотурбацией, в результате формируется ветровальный почвенный комплекс (Васенев, Таргульян, 1995; Бобровский, 2010).

Глава 2. Физико-географическое положение изучаемой территории

2.1 Районирование изучаемой территории

Согласно физико-географическому районированию Севера-Запада СССР (Исаченко и др. 1965), изучаемая территория относится к Вепсовскому ландшафту. В зональном отношении этот ландшафт считается среднетаежным с чертами южной тайги. Специфику его определяет абсолютно доминирующая в нем грядово-холмисто-моренная местность, с обилием заозеренных, проточных, заболачивающихся котловин и лощин.

Согласно хозяйственно-геоботаническому районированию (Ниценко, 1964), территория природного парка «Вепсский лес» входит в Онежско-Валдайский район.

Рис.2. Местоположение парка «Вепсский лес» на карте области.

Согласно почвенно-географическому районированию Северо-Запада России (Гагарина и др., 1995), «Вепсский лес» располагается на территории Вепсовско-Андомского конечно-моренного почвенного округа.

2.2  Климатические особенности района

Климат природного парка «Вепсский лес» умеренно-континентальный, он характеризуется довольно коротким теплым летом и продолжительной суровой зимой. Среднегодовая температура составляет +2 °С. Период с температурами выше +10°С длится 90-110 дней. Температура самого холодного месяца (января) составляет -10-11°С, а самого теплого (июля) - +16-16,5°С. Минимальная зафиксированная температура -52°С, а максимальная - +35°С. Устойчивый снеговой покров лежит в течение 110-120(140) дней, мощность его составляет в среднем 50-60 см (от 20 до 80 см).