ЛЕС И ПОЧВА, СВЯЗЬ И ВЗАИМООТНОШЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ИРКУТСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА)

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛЕС И ПОЧВА
1.1. Общие понятия о лесе
1.2. Значение леса
1.3. География лесов
1.4. Леса РФ, леса Сибири
1.5. Леса Иркутской области
1.6. Почвы Иркутской области
2. Влияние рельефа и материнской горной породы на лес
2.1. Микроклимат леса и лесная почва
2.2. Влияние почвенных условий на рост и продуктивность леса
2.3. Оценка возможного влияния глобальных изменений на почвы и леса объекта исследований
2.4. Методы повышения плодородия почв
Выводы
2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИРКУТСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА
2.1. Характеристика экономико-организационных условий
2.2. Характеристика природных условий
2.3. Распределение лесного фонда по группам лесов и категориям земель
2.4. Характеристика древостоев
2.5. Способы обработки почв
Выводы
3. НАПРАВЛЕНИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ ...

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛЕС И ПОЧВА
1.1. Общие понятия о лесе
1.2. Значение леса
1.3. География лесов
1.4. Леса РФ, леса Сибири
1.5. Леса Иркутской области
1.6. Почвы Иркутской области
2. Влияние рельефа и материнской горной породы на лес
2.1. Микроклимат леса и лесная почва
2.2. Влияние почвенных условий на рост и продуктивность леса
2.3. Оценка возможного влияния глобальных изменений на почвы и леса объекта исследований
2.4. Методы повышения плодородия почв
Выводы
2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИРКУТСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА
2.1. Характеристика экономико-организационных условий
2.2. Характеристика природных условий
2.3. Распределение лесного фонда по группам лесов и категориям земель
2.4. Характеристика древостоев
2.5. Способы обработки почв
Выводы
3. НАПРАВЛЕНИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮПОЧВ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
3.1. Подготовка почвы. Время подготовки почвы
3.2. Подготовка почвы и гидромелиорация в Финляндии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. Потенциал лесных ресурсов Р.Ф. и федеральных округов
Приложение 2. Структура лесничества

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛЕС И ПОЧВА
1.1. Общие понятия о лесе
1.2. Значение леса
1.3. География лесов
1.4. Леса РФ, леса Сибири
1.5. Леса Иркутской области
1.6. Почвы Иркутской области
2. Влияние рельефа и материнской горной породы на лес
2.1. Микроклимат леса и лесная почва
2.2. Влияние почвенных условий на рост и продуктивность леса
2.3. Оценка возможного влияния глобальных изменений на почвы и леса объекта исследований
2.4. Методы повышения плодородия почв
Выводы
2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИРКУТСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА
2.1. Характеристика экономико-организационных условий
2.2. Характеристика природных условий
2.3. Распределение лесного фонда по группам лесов и категориям земель
2.4. Характеристика древостоев
2.5. Способы обработки почв
Выводы
3. НАПРАВЛЕНИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ ПОЧВ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
3.1. Подготовка почвы. Время подготовки почвы
3.2. Подготовка почвы и гидромелиорация в Финляндии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. Потенциал лесных ресурсов Р.Ф. и федеральных округов
Приложение 2. Структура лесничества

1.5Группа возрастаПлощадь, тыс.гаОбщий запас, млн./м3.Средний запас на 1 га/м3.Молодняки556,218,533,3Средневозрастные916,6141153,8Приспевающие418,28921,8Спелые и перестойные3443,8747,4217,0Итого5334,8995,8186,7БерезаМолодняки1117,718,216,3Средневозрастные1644,6138,584,2Приспевающие538,573,2135,9Спелые и перестойные1689,2286,6169,7Итого 4990516,4103,5ОсинаМолодняки 413,91024,2Средневозрастные307,235,6115,9Приспевающие106,418,4172,9Спелые и перестойные 893,8218,5244,5Итого 1721,3282,5164,1ИтогоМолодняки 5525,4182,633,0Средневозрастные5087736,5144,8Приспевающие2245469,1209,0Спелые и перестойные 11605,22696,7232,4Окончание табл. 1.5Группа возрастаПлощадь, тыс. гаОбщий запас, млн/м3Средний запас на 1 га/м3Всего24462,64084,9167,0Таким образом, из общего объема древесных ресурсов возможных для эксплуатации – 4084,9 млн./м3, 44,4% приходится на сосновые древостои, 24,4% на лиственницу, ель и пихта – 11,6%, итого хвойных -80,4%, береза -12,6%, осина -7%, итого лиственные – 19,6% [2,С.21].По площади лесных пространств и наличию древесных ресурсов на душу населения Иркутская область относится к числу наиболее обеспеченных регионов России. По землям, покрытым лесной растительностью, в том числе по площади спелых и перестойных лесов, обеспеченность населения выше общероссийского показателя в 4,6 раза, по древесным ресурсам – в 6,5 раз, в том числе в спелых и перестойных лесах – в 6,9 раз [2,С.21].Почвы Иркутской областиПочва - поверхностный слой земли, обладающий свойством плодородия. Разнообразие почвенного покрова области находится в тесной зависимости от неоднородности горных пород, их физического и химического состава, рельефа, условий увлажнения, температурного режима и характера растительности. По физическим свойствам, плодородию и использованию почвы подразделяют на типы, подтипы, наиболее распространенными из которых для равнин, плато и предгорий являются следующие [15].Основой почвенного покрова Иркутской области являются элювиальные и делювиальные отложения, прикрывающие коренные породы и четвертичные пласты [15].Серые лесные почвы занимают южную и юго-западную, наиболее освоенные, части области. Они сформировались на продуктах выветривания юрских песчаников и аргиллитов под травянистыми светлохвойными лесами. По механическому составу они средне- и тяжелосуглинистые, содержание гумуса в них колеблется от 2,5 до 7%. Эти почвы широко используются в сельском хозяйстве под посевы зерновых культур и составляют 50% пахотных земель (850 тыс. га). Серые лесные почвы по цвету и мощности гумусового горизонта подразделяются на светло-серые, серые и темно-серые. Наиболее плодородными являются темно-серые почвы с содержанием гумуса до 7 -8% [15].Дерново-карбонатные почвы имеют широкое распространение. Их отличают по коричневой или красновато-коричневой окраске и высокому содержанию карбонатов. Дерново-карбонатные почвы сформировались на продуктах выветривания песчаников, мергелей, аргиллитов, известняков, доломитов кембрия. Механический состав их тяжело-  или средне-суглинистый с содержанием гумуса от 3 до 10%. Они обладают высоким естественным плодородием, что подтверждается долголетним опытом сельскохозяйственного использования их под зерновые культуры без применения удобрений. Местное население называют эти почвы красно-бурыми, «пшеничными» или «столетними». В сельскохозяйственном использовании дерново-карбонатные почвы составляют 36% (635 тыс. га). Дерново-карбонатные почвы подразделяются на типичные, выщелоченные, оподзоленные и остепненные [15].Черноземные почвы наиболее плодородны, имеют хорошую структуру, более мощный по сравнению с другими почвами гумусовый горизонт, формируются на пылеватых суглинках под луговой или степной растительностью. Черноземы распространены в приангарской, куйтунской и усть-ордынской лесостепи. Они занимают поверхности речных террас, подножья пологих склонов и днища крупных падей. Содержание гумуса в них колеблется от 5 до 10%. Среди черноземов различают выщелоченные, типичные и карбонатные. Черноземные почвы занимают площадь 139 тыс. га, или 2,4% пахотных земель, используются в сельском хозяйстве под посевы зерновых и овощных культур и дают высокие урожаи [15].Подзолистые и дерново-подзолистые почвы преобладают в западной части и на более высоких поверхностях Ангаро-Ленского плато. Они формируются на породах легкого механического состава под пологом древесной растительности. Содержание гумуса не превышает 2%. естественное плодородие низкое. Используются слабо, но по мере расширения сельскохозяйственных угодий раскорчевка лесных массивов будет возрастать. С первых лет освоения этих почв нужно вносить удобрения и производить известкование [15].Лугово-черноземные почвы, в отличие от черноземов, занимают более низкие террасы долин, днища падей и нижние части склонов. Они встречаются по всей области в виде небольших участков. Лугово-черноземные почвы, если они не распаханы, бывают заняты луговым разнотравьем, имеют хорошее увлажнение. Структура пылеватая, гумусовый горизонт мощный (50 -60 см). Имеют низкое плодородие, среди пахотных земель на их долю приходится около 5% (58 тыс. га) [15].Аллювиально-луговые почвы занимают относительно низкие формы рельефа: низкие речные террасы, днища падей. Они более увлажнены, как правило, заняты разнотравьем, реже березняками. Аллювиально-луговые, или наносные, почвы образуются на речных отложениях. Отличительная особенность этих почв - многослойность. Они имеют большое количество питательных веществ, легкий механический состав, дают хорошие урожаи трав. Эти почвы занимают площадь 11 тыс. га. или 0,6% пахотных земель[15].Почвы горных районов области еще недостаточно изучены. Для них характерны тундровые слаборазвитые с широкой обнаженностью горных пород, горно-лесные и перегнойные (подбуры), подзолистые, дерново-подзолистые, буроземы, дерново-карбонатные и другие почвы[15].Болотные почвы широко распространены в области. Особенно большие площади они занимают в бассейне Нижней Тунгуски, в предгорье Восточного Саяна на Патомском нагорье, меньше - в Прибайкальской горной системе, а также широко распространены по долинам рек. Растительность на болотных почвах представлена осоками, белоголовником, вейником. пушицей, из кустарников преобладают карликовая береза, ива, таволга, из древесных - ель, лиственница, береза, реже малорослая сосна [15].Из растительности болот, после ее отмирания, образуется торф, который, разлагаясь, обогащает почвы питательными веществами. Болотные почвы составляют резерв, который еще слабо используется в хозяйстве. Первые опыты осушения болот показали, что их почвы могут давать высокие урожаи трав.Почвы области в основном относятся к градациям с низким и средним содержанием гумуса: низкое - 650 тыс. га (37%), среднее - 1036 тыс. га (59%). Средняя величина содержания гумуса по области составляет 5% [15].К особенностям почв области нужно отнести их мелкоконтурность в силу большой расчлененности рельефа и разнообразия литологического состава пород пониженный температурный режим вследствие глубокого сезонного промерзания и медленного оттаивания, недостаточное увлажнение из-за небольшого количества осадков и весенних вод, которые скатываются по еще не оттаявшим почвам и грунтам. Почвы области подвержены ветровой и водной эрозии, что уменьшает содержание гумуса и понижает плодородие. Почвы испытывают недостаток органических и минеральных удобрений и нуждаются в новой агротехнике их обработки [15].Влияние рельефа и материнской горной породы на лес.Рельеф – это фактор перераспределения света, тепла, влаги атмосферных осадков и биогенных элементов. Обычно выделяют мегарельеф (горные страны, равнины), мезорельеф (овраги, моренные холмы) и микро- или нанорельеф (кочки, валеж, гнилые пни и др.) [4, C. 58]. В таежной зоне на элювиальных почвах (элювий – продукт выветривания горных пород, остающийся на месте своего образования) чаще всего произрастают сосняки низкой производительности. На делювиальных почвах, состоящих из продуктов выветривания горных пород, смытых талыми и дождевыми водами, растут смешанные леса повышенного бонитета. В лесотундре и северной тайге ель растет на вершинах холмов, где почва теплее. В нижних частях склонов из-за повышенного увлажнения почвы грунтовыми или поверхностными водами могут преобладать леса из гигрофитов (ольхи черной, ивы). Бонитет зависит от проточности или застойности почвенных вод. В поймах рек и ручьев он может быть высоким, в закрытых западинах образуются болота, бонитет падает или лес исчезает совсем [4, C.59]Вниз по склону обычно увеличиваются мощность почвы и содержание мелкозема, возрастает и бонитет. Большим разнообразием древостоев отличаются горные леса. Состав древостоя здесь зависит от высоты над уровнем моря и от экспозиции склона. На Северном Кавказе бук чаще растет на северных склонах, дуб – на южных. В Восточной Сибири на южных склонах обычно встречаются древостои сосны, на северных – лиственницы [4, C.59]. От материнской горной породы зависит минералогический и гранулометрический состав почвы, обеспеченность ее зольными элементами. Так, если в песчаной почве имеется глинистая прослойка, то в сосняках появляется примесь ели. На почвах с очень низким содержанием фосфора и калия растут только чистые сосняки, при увеличении содержания этих элементов появляются смешанные с сосной дубравы и ельники, или сосна совсем исчезает из состава древостоев. Однако участие той или иной древесной породы, того или иного вида трав и мхов существенно зависит от конкуренции: сосна могла бы расти успешнее, если бы ее не вытесняла ель [4, C.59].Роль почвы в лесной экосистеме. Почва снабжает лесную растительность водой и элементами питания, обеспечивает ей физическую устойчивость, в то же время, являясь средой обитания животных. Почва, растительность, фауна – равноправные и необходимые компоненты лесного биогеоценоза. Другие, кроме живых организмов, факторы лесообразования (климат, рельеф, горная порода, возраст страны) считаются косвенно действующими [4, C. 58]. Лес нельзя рассматривать вне почвы. Особенность лесной почвы в том, что она формируется под воздействием лесной растительности. В тоже время к разным почвенным условиям приурочена та или иная древесная порода. Например, на песках растет сосна, на суглинках - ель, на черноземах - дуб. На почвообразование влияет рельеф. Мощность почвы влияет на продуктивность древостоя. Почва влияет на рост корневых систем. Например, сосна на богатых почвах имеет стержневой корень, в сухих условиях у сосны образуется еще и поверхностно-корневая система, перехватывающая влагу. Качество древесины зависит от почвенных условий. Например, сосна на богатых почвах образует рыхлую древесину. А у сосны на песчаных почвах древесина выше по качеству. Лес влияет на почвообразование, и даже образуется тип лесных почв: дерново-подзолистые почвы. В лесных почвах параллельно идут два процесса, первый – накопление гумуса за счет отпада и опада частей растений, остатков животного происхождения и одновременно идет процесс подзолообразования, т.е. разрушение гумусового слоя. Причиной того процесса является то, что разрушение растительных и животных остатков происходит не только микроорганизмами, но и грибами, которые выделяют органические кислоты, разрушающие гумус. В сильной степени разрушают гумусовый слой дуб и ель. Но существуют породы почвоулучшающие, у которых процесс образование гумуса опережает процесс подзолообразования. Это береза, ясень, клен, липа, ольха. Гумус от этих пород называется мягкий. Он способствует лесовозобновлению, увеличивает интенсивность роста пород [4, C. 59].Микроклимат леса и лесная почваТем, что выше было сказано о лесе, не ограничиваются его особенности. Через полог леса, выпадающие, в виде дождя и снега осадки достигают почвы в меньшем объеме, чем на открытой местности. Сосновые леса задерживают в среднем 20%, еловые 40%, а пихтовые около 60% выпадающих осадков [4, C.61].Через полог леса проникает также меньше света и тепла, в то же время лес препятствует проникновению внутрь его ветра. Под лесным пологом создается особый, присущий только лесу микроклимат, с иными освещением, температурой, влажностью и перемещением воздуха, чем на открытом пространстве. Этот особый климат сказывается и на почве. Под пологом леса она холоднее, чем на большой поляне или в поле [4, C.61].Деревья тесно связаны с процессами, происходящими в почве. Почвой называется поверхностный слой земной коры, переработанный и измененный за многие тысячелетия под действием растительных и животных организмов, климата и атмосферных осадков. В любом комочке почвы содержатся мельчайшие живые существа - бактерии, одноклеточные организмы, микроскопические червячки и насекомые (микроорганизмы), от которых зависит ее плодородие [4, C. 61].Все органические остатки разлагаются под влиянием почвенных микроорганизмов. При полном разрушении из этих растительных и животных остатков получается перегной. Количеством перегноя определяется окраска верхнего слоя почвы - серая, темная, черная. Чем больше перегноя, тем плодороднее почва, тем лучше она прогревается, тем больше поглощает воды и питательных веществ[4, C. 61].Долговечность лесов и их состояние в значительной мере зависят от характера почвы, на которой они растут. Лесовод учитывает почвенные условия при выборе участков для посева или посадки той или иной древесной породы.Проникая своими корнями в почву, лес влияет на ее влажность и на характер поверхностного и внутрипочвенного стока воды. Таким образом, лес изменяет и занятую им среду- почву и атмосферу. Затеняя почву, лес уменьшает возможность поселения трав, конкурирующих с древесными всходами. В этом проявляются его защитные свойства [4, C.61].Взаимное влияние деревьев сказывается на качестве их древесины даже в пределах одного вида. Древесина деревьев, выросших на просторе, менее плотна, чем у деревьев, выросших в лесу. Наиболее плотна и прочна древесина деревьев основного полога и самого низкого качества древесина сильно угнетенных деревьев [4, C.61].Влияние почвенных условий на рост и продуктивность лесаПовышение продуктивности лесов – проблема, решение которой требует комплексного подхода, разработки системы специальных мероприятий, их географической дифференциации с учётом природных и экономических различий. Решение этих вопросов неразрывно связано с установлением лесорастительных свойств почв, классификацией их и использовании в лесном хозяйстве. В 1804 г. Е.Ф. Зябловский отмечал, что в разных условиях местообитания одна и та же древесная порода даёт различные по производительности насаждения [4, C. 65].Учение Г.Ф. Морозова о лесе как биогеоценотическом, географическом и историческом явлении показало сложную взаимосвязь живых и не живых компонентов леса, образующих единый природный комплекс. Он доказал, что разнообразие лесов может быть объяснено только в связи с природной средой – климатом, почвой и животным миром. Экологическое направление лесоводства нашло свое наиболее полное отражение в работах ученых-лесоводов Г.Ф. Морозова (1941), А.А. Крюденера (1916), Г.Н. Высоцкого (1950), В.Г. Нестерова (1954), Е.В. Алексеева (1927), П.С. Погребняка (1944), Д.В. Воробьева (1953) [4, C. 65].Определяя причины различного роста насаждений П.С. Погребняк (1963) выделяет три основных: климат, богатство почвы и водный режим. Как мы видим, два фактора их трех почвенные. Влияние меняющегося последние десятилетия климата также дифференцировано на различных почвах [4, C.65].Англо-американские исследования по бонитировке почв (Ralston, 1964) отмечают, что с производительностью лесов коррелируют физико-химические показатели почв, однако перечень этих свойств почв и форма зависимости отличается в разных климатических зонах [4, C.65].Влияние гранулометрического состава почвы на рост насаждений отмечается в самых первых работах по лесоводству. Он был положен в основу при выделении типов леса в типологических классификациях А.А. Крюденера, Е.В. Алексеева, Д.В. Воробьева, П.С. Погребняка. По данным Н.А. Воронкова (1969, 1973), наиболее благоприятные лесорастительные свойства в условиях степи для сосновых насаждений имеют супесчаные почвы. В работах В.Д. Зеликова (1971) показано, что в условиях подзоны смешанных лесов таёжно-лесной зоны сосновые насаждения имеют наибольшую высоту на супесчаных почвах, а наименьшую – на тяжелосуглинистых почвах [4. C. 66].Большое внимание влиянию запаса питательных веществ на продуктивность и состав насаждений уделил в своих работах Б.Д. Зайцев (1931, 1956, 1960, 1964), который связывает динамику элементов питания с гранулометрическим составом и с водным режимом [4, C.66].Многие авторы не ограничиваются изучением влияния грунтовых вод на продуктивность насаждений, а связывают её с водным режимом, наиболее полно отражающим физические свойства, а также доступность питательных веществ почвы. И.В. Тюрин (1933) и М.А. Каплан (1939) снижение продуктивности сосняков объясняют падением водопроницаемости почв, ведущей к ухудшению аэрации, образованию на поверхности торфяного слоя и переходу подзолообразовательного процесса в болотный. В.З. Гулисашвили и А.И. Стратонович (1935) первостепенное значение придавали общей порозности и некапиллярной влагоемкости почвы, определяющих водно-воздушный режим. Увеличение общей порозности, капиллярной и некапиллярной влагоемкости влечет за собой повышение бонитета насаждений. А.А. Молчанов (1953) отмечает ухудшение роста сосняков и значительное снижение их запаса при появлении торфа на поверхности почвы. Моосмауер (Moosmayer, 1955) указывает на отрицательное влияние переувлажнения на рост и продуктивность сосновых насаждений, считая, что класс бонитета, главным образом, зависит от водного режима. Петри (Petri, 1957) установил, что как почвенное переувлажнение, так и недостаток воды в ней оказывают отрицательное влияние на продуктивность древостоя. Сосна, произрастая на почвах с большим диапазоном влажности, чувствительна и к избытку и к недостатку влаги. Абатуров Ю.Д. (1961) при изучении сосняков Южного Урала выявил связь продуктивности сосновых насаждений с влагообеспеченностью почвы [4, C. 66].Важным показателем, характеризующим водно-воздушный режим почв, является интенсивность конкрециеобразования, в частности это относится к ортштейнам. Ф.Р. Зайдельман (2010) установил, что ортштейны несут актуальную информацию об особенностях почв, являясь количественными и качественными индикаторами степени заболоченности почв и их агроэкологического состояния [4, C. 66].Таким образом, зависимость роста леса от почвенных условий является общепризнанным фактом. Проблемы возникали при попытках построения количественных показателей связей, особенно универсальных зависимостей, пригодных для больших территорий и различных древесных пород. В разных условиях климата и почвообразования, рельефа и геологического прошлого влияние тех или иных особенностей почвы на продуктивность насаждений бывает различным [4, C. 66].Экология многих древесных пород достаточно пластична, поэтому они не предъявляют высоких требований к почвенным условиям. Это приводит к тому, что варьирование почвенных свойств в достаточно широких пределах не приводит к изменениям в уровне продуктивности древостоя. Однако, при достижении порога чувствительности зависимость роста леса от почвенных условий проявляется в полной мере. Это позволяет предложить универсальный метод по изучению влияния почвенных свойств на рост леса, однако сам перечень информативных свойств почвы и форма зависимости будет специфична для отдельных районов и древесных пород [4, C. 67].Оценка возможного влияния глобальных изменений на почвы и леса объекта исследованийВлияние глобальных изменений на почвы и леса в значительной степени зависит от конкретных почвенных условий.